■ کلید حفاظت از جان بخش برق

کلید حفاظت از جان
یکی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی ، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی ، مراکز اداری ، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق میباشد .
بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان ) استفاده می شود . این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند ، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق ، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند . براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا 30 میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از 30 میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .
اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید .

از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد . باتوجه به اینکه یم جریان 5/0 آمپری می توان باعث بروز آتش سوزی شود ، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی ، مانع از بروز آتش سوزی می شود . همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی و یا سیستم سیم کشی ساختمان ، این جریان به مرور زمان یاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی و سیستم سیم کشی ساختمان را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی . صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت .
الف- مشخصات کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( جریان نشتی ) :
1. دمای کاری کلیدها جهت قطع جریان نشتی متناوب از 25- تا 40- درجه سیلسیوس و با قدرت اتصال کوتاه 6 تا 25 کیلو آمپر می باشد .
2. جهت حفاظت کـلـیـدهـا و مـدار مصرفی در مـقـابـل اتصال کوتاه و اضافه بار بایستی فیوز پشتیبان (Back-Up Fuse) با توجه به جریان نامی کلید و مشخصات ارائه شده در کاتالوگ نصب گردد .
3. کلیدها با جریان نامی 125-16 آمپر تولید می شوند .
4. کلیدها جهت استفاده مشترکین تکفاز ( خـانـگی ) بـه صورت دو پـل ( فـاز + نـول ) و مشترکین سه فـاز ( صنعتی ) به صورت چهار پل ، که می تواند همراه با نول و یا بدون نول ( در سیستم های سه سیمه ) بکار رود .
5. میزان جریان قطع خودکار کلیدها ( حساسیت ) از 10 میلی آمپر تا 5/1 آمپر ، و مدت زمان قطع حداکثر 200 میلی ثانیه است .
ب- دستور العمل نصب :

باتوجه به مقررات و استانداردهای بین المللی ، رعایت موارد ذیل در نصب کلیدهای محافظ جان ضروری می باشد :
1- قبل از نصب بایستی با آمپرمتر مخصوص میزان نشتی جریان در مداری که قرار است . کلید فوق نصب گردد اندازه گیری شود و در صورتیکه میزان جریان نشتی بیشتر از 2% حساسیت نامی کلید باشد پس از نشت یابی و رفع نقص ، اقدام به نصب کلید گردد. این نشتی می تواند بین فاز و زمین ، نول و زمین ، فاز یا نول با فازها و نول ها مدارهای مجاور باشد که در تمام حالت های فوق کلید اقدام به قطع مدار می نماید .
2- در مورد کلیدهای دو پل سیم نول به ترمینال مشخص شده با علامت N و سیم فاز به ترمینال مشخص شده با علامت L متصل می شود .
3- در سیستم تکفاز ، دو سیم نول و فاز و در سیستم سه فاز ، چهار سیم ( سه فاز و نول ) بایستی به ورودی و خروجی کلید متصل گردد.
4- باتوجه به موقعیت نصب ، سیم های ورودی و خروجی می توانند از بالا و یا پائین به کلید متصل شوند که این امر در کارکرد کلید اثری نخواهد داشت .
5- درجه حفاظت کلیدها برای جلوگیری از ورود اجسام خارجی برابر با IP 40 می باشد.
6- کلید عملیات نصب و رفع نقص بایستی توسط فرد متخصص انجام شود .
7- ترمینال های ورودی و خروجی کلیدها باتوجه به آمپر کلید برای بالاترین قطر کابل یا سیم در نظر گرفته شده و از این نظر مشکلی وجود نخواهد داشت .
8- همراه با کلید امکان استفاده از کنتاکت کمکی نیز وجود دارد .
ب- دستور العمل دوره بهره برداری :
قطع جریان برق توسط کلید محافظ جان نشان دهنده آن است که حداقل یکی از وسایل برقی موجود در مدار و یا اینکه سیم کشی ساختمان دارای جریان نشتی می باشد که در این صورت باید ابتدا دو شاخه کلیه وسائل برقی را از پریزها بیرون آورده و پس از وصل مجدد کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی مطابق با موارد زیر عمل نمود:
1- چنانچه کلید دوباره جریان برق را قطع نمود :
این امر بدین معنی است که در سیستم سیم کشی داخل ساختمان و یا سیم های خروجی از مدار کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی جریان نشتی بوجود آمده است و تا زمانی که این نشتی وجود داشته باشد کلید قابل وصل نخواهد بود و هربار پس از وصل کلید ، بلافاصله فرمان قطع می دهد که در این صورت بایستی توسط فرد متخصص نسبت به رفع نقص اقدام گردد .
2- در صورتی که بعد از خارج نمودن کلیه وسایل برقی از مدار ، کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی ، جریان برق را قطع نکند :
این امر بدین معنی است که در سیستم سیم کشی ساختمان مشکلی ندارد و یکی از وسائل برق داری جریان نشتی به بدنه می باشد که در این صورت وسائل برقی را تک تک به برق وصل نموده تا کلید قطع نماید ، قطع کلید نشانه آن است که آن وسیله برقی دارای جریان نشتی به بدنه می باشد که بایستی نسبت به رفع نقص آن اقدام گردد .
در روی هر کلید حفاظت از خطر برق گرفتگی یک شاسی کلید قطع و وصل جهت قطع و وصل جریان عبوری از کلید ، و یک شاسی فشاری زرد رنگ بمنظور تست عملکرد کلید بکار رفته است . با فشار شاسی تست یک جریان نشتی مجازی به وجود می آید و باعث قطع کلید می گردد لذا حداقل هرماه یک بار می بایست از این دکمه استفاده نمود و در صورت کاربرد شاسی تست و عدم قطع مدار ، بایستی حتما" به مسئول نصب اطلاع داده شود تا نسبت به تعویض کلید اقدام نماید .
با استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی یک عمر آسایش و امنیت و صرفه جوئی اقتصادی خواهید داشت .
این مطلب از اطلاعات مربوط به کلیدهای نشتی جریان شرکت لگراند تهیه شده است.
حفاظت در مقابل جریان نشتی(Residual current) و حفاظت جان
با توجه به خسارت های زیادی که به علت برق گرفتگی و یا آتش سوزی ناشی از جریان نشتی، عارض انسان می گردد، استفاده از رله های نشتی یاب و یا محافظ جان اهمیت زیادی پیدا می کند. برای آشنایی شما دوستان عزیز، تصمیم گرفتم که مطالبی را در این مورد ارایه نمایم.
دلیل استفاده از قطعات حفاظت از جریان نشتی:
عبور جریان الکتریکی از وسایل برقی همواره با خطر همراه بوده است. لوازمی که دارای عایق‌بندی ضعیف و یا سیم‌کشی اشتباه هستند و یا استفاده غیر صحیح از آن‌ها می‌شود می‌توانند موجب خطرات عمده‌ای مانند آتش سوزی و برق گرفتگی شوند.
اتصال‌کوتاه و اضافه‌بار توسط قسمت حرارتی و مغناطیسی کلیدهای مینیاتوری محافظت می‌شوند ولی این قطعات نمی‌توانند مدارات را در مقابل جریان‌های نشتی که خسارت‌های شدیدی را ایجاد می‌کنند، حفاظت نمایند.
جریان نشتی:
جریان نشتی اغلب بر اثر از بین رفتن و فرسودگی عایق بین رساناهای برق‌دار ویا بین رسانای برق‌دار و زمین، ناشی می‌شود . این مساله باعث می‌شود که جریان الکتریکی از مسیر اصلی خود خارج شود که به دنبال بالا رفتن حرارت می‌تواند تولید آتش‌سوزی کند. همچنین سطوح مرطوب وآلوده، این خطر را تشدید می نمایند. به دنبال بوجود آمدن جریان نشتی، 1- خطر آتش سوزی و صدمه دیدن تجهیزات برقی و 2- خطر برق‌گرفتگی تشدید می‌شود.
1- خطر آتش سوزی ناشی از جریان نشتی:
به دنبال بوجود آمدن جریان نشتی، افزایش حرارت ناشی از ازدیاد جریان (جریان نشتی + جریان بار) عایق رسانا را می‌سوزاند و یک رسانای لخت و یا با لایه‌ی نازکی از عایق به جا می‌گذارد. جریان نشتی که از این رسانا عبور می‌کند تولید جرقه نموده و حرارت ناشی از این جرقه، رسانا را سوزانده و منجر به آتش سوزی می شود. در صورتی‌که سطوح نزدیک به این رسانا آلوده و یا در مجاورت مواد آتش‌زا مانند چوب و غیره باشند آتش سوزی به سرعت گسترش می‌یابد. 30% از آتش سوزی‌های انبار و اماکن مسکونی ناشی از این آتش سوزی‌های الکتریکی می‌باشند. قابل ذکر است که تنها 270 میلی آمپر کافی است تا آتش سوزی بوجود آید.
2- خطر برق گرفتگی ناشی از جریان نشتی :
برای تعریف خطر برق گرفتگی و یا خطرات ناشی از اتصالات برق، احتیاج به تعاریف اولیه‌ی زیر داریم:
تعریف آستانه :
- آستانه‌ی درک و یا آستانه‌ی واکنش: که برای انسان تقریبا" غیر قابل محسوس بوده و به چندین پارامتر بستگی دارد:
الف- ناحیه‌ی تماس: ناحیه‌ای از بدن که در تماس با جریان برق قرار گرفته باشد.
ب- شرایط تماس : خشکی, رطوبت، فشار و دما
ج- خصوصیات فیزیکی و مقاومت بدن افراد: مقدار متداول برای این واکنش، 5/0 میلی آمپر مستقل از زمان فرض شده است .
- آستانه‌ی لرزش : که آستانه‌ی قابل محسوس برای انسان می‌باشد و این آستانه، علاوه بر پارامترهای موجود در آستانه‌ی درک و واکنش، به پارامترهای دیگری مانند مقدار و فرم جریان، نیز بستگی دارد. به‌طور متوسط مقدار 10 میلی آمپر برای آستانه‌ی لرزش فرض می شود.
- آستانه‌ی انقباض عضلات و حمله قلبی: این آستانه، علاوه بر این‌که به پارامترهای فیزیولوژیکی از قبیل آناتومی بدن، مقاومت بدن انسان و ... بستگی دارد به پارامترهای جریان (مقدار و فرم آن) نیز بستگی دارد. به طور مثال، برای شکل موج‌های کمتر از 1/0 ثانیه، انقباض عضلات برای مقدار جریان بیشتر از 500 میلی آمپر رخ می‌دهد و برعکس اگر مدت زمان عبور جریان از بدن انسان بیشتر باشد با چند میلی‌آمپر، همان آسیب به بدن انسان می‌رسد. از این‌رو‌ اگر مدت زمان عبور جریان و دامنه‌ی آن زیاد باشند امکان ایست قلبی وجود دارد.
قسمت دوم
تاثیرات جریان متناوب :
AC-1) غیر قابل محسوس و فاقد واکنش است.
AC-2) قابل محسوس می‌باشد ولی فاقد اثرات و آسیب فیزیولوژیکی است.
AC-3 (ممکن است اختلالات قابل برگشت در کارکرد و ضربان قلب رخ دهد که معمولا" به اندام آسیب نمی‌رساند ولی احتمالگرفتگی و انقباض عضلات ماهیچه‌ای و مشکلات تنفسی وجود دارد.
AC-4) احتمال حمله قلبی، ایست تنفسی و سوختگی علاوه بر اثرات حوزه 3 وجود دارد.
C1: خطر حمله قلبی 5% است.
C2: احتمال وقوع حمله قلبی 50% است.
C3: احتمال وقوع حمله قلبی بیش از 50% است.
تاثیرات جریان مستقیم DC :
برخلاف جریان متناوب , تنها قطع و وصل جریان مستقیم احساس میشود و هیچگونه حس دیگری در طول عبور جریان در مرحله آستانه درک احساس نمی شود. تحت شرایطی در مقایسه با جریان متناوب , آستانه واکنش حدود 2 میلی آمپر در نظر گرفته شده است.
قسمت سوم
خطر خسارت و آسیب به تجهیزات برقی:
در بعضی از سیستم‌های earthing ممکن است جریان فاز به بدنه، چندین برابر جریان مجاز برسد و حرارت ناشی از این جریان زیاد، به سیم پیچ موتور و یا مدارهای مغناطیسی آن صدمه بزند.
تماس مستقیم و غیر مستقیم :
در تماس مستقیم، شخص به طور مستقیم یک سیم برق و یا قسمت برق‌دار یک وسیله‌ی برقی را لمس می‌کند.

درتماس غیر مستقیم، یک شخص، بدنه‌ی فلزی یک دستگاه را که به طور اتفاقی برق دار شده است، لمس می‌کند.

به طور مثال، اگر مقاومت یک شخص که روی کف عایق ایستاده است حدود 5 کیلو اهم باشد، این شخص با تماس با قسمت برق دار با ولتاژ 220 ولت دستگاه، جریان 44 میلی آمپر از بدنش می‌گذرد که این جریان برای ایست تنفسی و حمله قلبی کافی است.
پارامتر مهم دیگر در برق گرفتگی، ولتاژ تماس یا Uc است. Uc حداکثر ولتاژی است که خطری برای جان انسان ندارد. این ولتاژ حدود 50 ولت می‌باشد.
قسمت چهارم
استفاده از قطعات حفاظت در مقابل جریان نشتی (RCD) :
پس از توضیحات ارائه شده در مورد خطرات ناشی از جریان‌های نشتی ، لزوم استفاده از قطعاتی احساس می‌شودکه مدارات ، تجهیزات و از همه مهم‌تر جان انسان را در مقابل این جریان حفاظت می‌کنند. وظیفه‌ی کلید محافظ جان، قطع خودکار مدار در مواقع وجود جریان‌های نشتی است. در واقع کلیدهای RCD(Residual Current Detector) بر اساس حداکثر جریانی تعریف می‌شوند که در بیشترین زمان می‌تواند از بدن انسان بگذرد و خطر برق گرفتگی نداشته باشد و همین‌طور حداکثر جریانی که به تجهیزات و وسایل برقی صدمه نزند که به این مقدار اصطلاحا" حساسیت کلید محافظ جان گفته می‌شود(این مقادیر از جدول‌های مربوط به تاثیرات جریان متناوب بربدن انسان گرفته شده‌اند).
حساسیت کلیدهای RCD با توجه به نوع حفاظت انتخاب می‌شوند:
- حفاظت انسان در مقابل تماس مستقیم : معمولا" 6 ، 10 و 30 میلی آمپر در نظر گرفته می‌شود. ولی به‌ دلیل قطع مکرر مدار به هنگام وقوع جریانهای نشتی 6 و 10 میلی آمپر ، بیشترین حساسیت مورد استفاده 30 میلی آمپر است.
- حفاظت انسان در مقابل تماس غیر مستقیم : معمولا" 300 و 500 میلی آمپر در نظر گرفته می‌شود. این نوع قطعات به صورت اجباری در سیستمهای TT و جهت ایمنی جانبی در سیستمهای TN وIT توصیه می‌شوند.
- حفاظت تجهیزات در مقابل خطر آتش سوزی : معمولا" 300 میلی آمپر در نظر گرفته شده می‌شود.
قسمت پنجم
عملکرد کلیدهای محافظ جان :
عملکرد کلیدهای محافظ جان در 3 بخش مختلف انجام می‌شود:
1. آشکارسازی جریان نشتی یا قسمت Detection که وظیفه‌ی ردیابی جریان نشتی را برعهده دارد که این قسمت توسط یک ترانس جریان (CT) انجام می شود.
2. اندازه‌گیری جریان نشتی بوجود آمده توسط یک رله که جریان نشتی در مدار را با جریان حد که همان حساسیت کلید و یا آستانه قطع است، مقایسه می‌کند.
3. واحد قطع مدار یا Tripping ، در این قسمت اگر جریان نشتی اندازه گیری شده، بیشتر از حساسیت کلید محافظ جان باشد، مدار قطع می‌شود.
DC-1: معمولا" فاقد واکنش می‌باشد, وقتی که جریان قطع و وصل می‌شود، درد و سوزش کمی بروز می‌کند.
DC-2: معمولا" فاقد اثرات و آسیب فیزیولوژیکی است.
DC-3: ممکن است اختلالات قابل برگشت در کارکرد و ضربان قلب رخ دهد که معمولا به اندام آسیب نمی‌رساند. ولی احتمالگرفتگی و انقباض عضلات ماهیچه‌ای و مشکلات تنفسی وجود دارد.
DC-4: احتمال حمله قلبی، ایست تنفسی و سوختگی علاوه بر اثرات حوزه‌ی 3 وجود دارد.
C1: خطر حمله قلبی 5% است.
C2: احتمال وقوع حمله قلبی 50% است.
C3: احتمال وقوع حمله قلبی بیش از 50% است.
لازم به ذکر است که ارقام مربوط به اثرات جریان در مسیر دست چپ تا دو پا در نظر گرفته شده است.