در این صفحه
پاسخ سریع
الف کلید مدار اصلی، کلید مداری است که به سمت بالادست یک تابلو، بخش شینهبندی یا سیستم توزیع اختصاص داده شده است. این کلید میتواند گروهی از مدارهای پاییندست را در محدوده تعریفشده خود قطع و محافظت کند. یک کلید مدار انشعابی یک تجهیز پاییندست است که به یک مدار خروجی یا گروه بار اختصاص داده شده است.
تفاوت در نقش در سیستم, است، نه در ساختار کلی کلید. بسته به مونتاژ و کاربرد، کلید اصلی ممکن است یک کلید مدار هوایی (ACB)، کلید مدار قالبموردی (MCCB) یا هر تجهیز تاییدشده دیگری باشد. کلید انشعابی ممکن است یک MCCB، کلید مدار مینیاتوری (MCB) یا یک تجهیز حفاظتی تخصصی باشد. موقعیت، رتبهبندی جریان و اندازه فیزیکی به تنهایی تعیینکننده نقش کلید نیستند.
قاعده عملی این است:
اصلی = حفاظت و قطع گروه بالادست. انشعاب = حفاظت و جداسازی مدار پاییندست. هماهنگی (Selectivity) بین آنها باید بررسی شود؛ این امر خودکار نیست.
نگاهی اجمالی به کلید مدار اصلی در مقابل کلید مدار انشعاب
| نقطه مقایسه | بریکر اصلی | بریکر مدار شاخه |
|---|---|---|
| موقعیت سیستم | بالادست یک شین، بخش تابلو، گروه فیدر یا تجهیزات پاییندست | پاییندست کلید اصلی یا یک تجهیز فیدر دیگر |
| منطقه حفاظتی اولیه | هادیهای ورودی و/یا بخش توزیع و گروه پاییندست، طبق تعریف طراحی | یک انشعاب خروجی، فیدر، ماشین یا گروه بار |
| اثر قطع دستی | برق بارهای تحت کنترل آن کلید اصلی را قطع میکند | فقط برق مدار اختصاصی خود را قطع میکند |
| هدف جداسازی خطا | در صورت بروز خطا در محدوده خود یا به عنوان پشتیبان در مواقعی که هماهنگی حفاظتی ایجاب کند، عمل میکند | در صورت دستیابی به انتخابگری (Selectivity)، باید پیش از کلید اصلی بالادست سالم، خطا را در محدوده خود برطرف کند |
| خانوادههای محصول متداول | ACB، MCCB، کلید اصلی انتخابی، یا هر کلید تأییدشده دیگر | MCB، MCCB، RCBO، یا هر کلید مخصوص کاربرد دیگر |
| مبنای رتبهبندیها | منبع، فیدر، شینه/مجموعه، سطح خطا، هماهنگی پاییندست، وظیفه عملیاتی | هادیها، بار، جریان هجومی، سطح خطا، عملکرد حفاظتی مورد نیاز، هماهنگی بالادست |
| ریسک اصلی طراحی | عملکرد غیرضروری کلید بالادست باعث قطعی گسترده میشود؛ رتبهبندی ناکافی ممکن است مجموعه را در معرض خطر قرار دهد | رتبهبندی یا منحنی اشتباه ممکن است در حفاظت از شاخه ناکام بماند یا باعث عملکرد ناخواسته (مزاحم) شود |
| مدارک مورد نیاز | نقشه تکخطی، مطالعه بار و خطا، دادههای مجموعه، تنظیمات کلید مدار، جداول هماهنگی | دادههای طراحی انشعاب، منحنی/تنظیمات کلید مدار، سطح خطا، سازگاری مونتاژ، جداول هماهنگی |
این مقایسه بهطور گسترده برای توزیع فشار ضعیف کاربرد دارد، اما اصطلاحات و الزامات دقیق بین سیستمهای IEC و آمریکای شمالی متفاوت است. همیشه از دیاگرام تکخطی پروژه، قوانین نصب قابل اجرا، مستندات مونتاژ و دادههای دقیق کلید مدار استفاده کنید.
نقشه نقش سیستم
یک مسیر توزیع سادهشده به این صورت است:
منبع تغذیه / ترانسفورماتور
↓
کلید مدار اصلی
↓
شینه تابلو یا تابلوی توزیع
↓
کلیدهای مدار انشعاب
↓
مدارها و بارهای خروجی
این برچسبها جایگاه هر دستگاه در سلسلهمراتب حفاظتی را توصیف میکنند. آنها فناوری داخلی دستگاه را تعریف نمیکنند.
کلید مدار اصلی معمولاً دستگاه سمت خط یا بالادست است برای کلیدهای مدار پاییندست که به شینه آن متصل هستند. هر کلید مدار شاخهای یک تجهیز سمت بار یا پاییندست است نسبت به آن کلید اصلی. در یک تأسیسات بزرگتر، همان MCCB ممکن است در یک تابلو برق یک تجهیز شاخهای و برای یک تابلوی پاییندست، تجهیز اصلی باشد. نقش آن به مرز مورد توصیف بستگی دارد.
وظیفه کلید اصلی چیست
در محدوده سیستم تعریفشده، یک کلید اصلی میتواند دو عملکرد مهم ارائه دهد:
- محافظت در برابر جریان بیش از حد: این کلید مطابق با مشخصات قطع خود عمل میکند، زمانی که جریان عبوری از کلید اصلی از آستانه و مدت زمان مجاز فراتر رود.
- قطع گروهی: باز کردن آن باعث قطع شینه پاییندست و مدارهایی میشود که توسط آن تجهیز تغذیه میشوند.
این عملکردها باید با دقت بیان شوند. یک کلید مدار اصلی لزوماً به تنهایی از تمام هادیهای پاییندست به اندازه کافی محافظت نمیکند؛ هادیهای انشعابی معمولاً به حفاظت انشعابی با موقعیت مناسب نیاز دارند. همچنین، باز کردن یک کلید اصلی به معنای بیبرق شدن تمام بخشهای تجهیزات نیست. ترمینالهای سمت خط آن میتوانند برقدار باقی بمانند و ژنراتورها، سیستمهای فتوولتائیک، منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، کلیدهای اتصال (tie breakers) یا سایر منابع ممکن است بخشهایی از سیستم را برقدار کنند.
در اصطلاحات تابلوی توزیع آمریکای شمالی،, UL Solutions توضیح میدهد که کلید یا کلید مداری که تمام مدارهای بار را کنترل میکند، بسته به پیکربندی تابلوی توزیع، به عنوان اصلی علامتگذاری میشود. در چارچوب IEC، این نقش از طریق طراحی مونتاژ و نصب تعیین میشود، نه از طریق یک کلاس محصول مجزا به نام “کلید مدار اصلی”.
وظیفه کلید مدار انشعابی چیست
یک کلید مدار انشعابی از یک ناحیه کوچکتر در پاییندست محافظت کرده و آن را قطع میکند: برای مثال، یک مدار نهایی، فیدر ماشین، گروه روشنایی، مدار پریز یا فیدر تابلوی فرعی خروجی.
مشخصات آن باید با آن ناحیه مطابقت داشته باشد. ورودیهای مهم عبارتند از:
- آمپاسیته هادی و شرایط نصب؛;
- جریان بار و رفتار راهاندازی یا جریان هجومی؛;
- ولتاژ سیستم، فرکانس و تعداد قطبها؛;
- جریان اتصال کوتاه موجود در نقطه نصب؛;
- عملکرد مورد نیاز برای اضافهبار، اتصال کوتاه، جریان باقیمانده، خطای زمین یا خطای قوس الکتریکی؛;
- تجهیز بالادست و انتخابگری (سلکتیویتی) مطلوب؛ و
- سازگاری با تابلو یا تابلوی توزیع.
یک کلید مدار انشعابی بهطور خودکار از هادیهای ورودی تابلو یا هر تجهیز بالادست خود محافظت نمیکند. مسئولیت آن در محدوده تعیینشده توسط طراحی الکتریکی آغاز و پایان مییابد.
برای طبقهبندی گستردهتر، ببینید انواع قطع کننده مدار. برای اصطلاحات مدار نهایی، راهنمای MCB شرکت VIOX نقش حفاظتی و محدودیتهای کلید مدار مینیاتوری را توضیح میدهد.
اصلی و فرعی نقش هستند؛ MCB، MCCB و ACB خانوادههای محصول میباشند
یکی از منابع رایج سردرگمی، مخفف MCB. در VIOX و در اصطلاحات پرکاربرد IEC، عبارت MCB به معنای قطع کننده مدار مینیاتوری. برخی از اسناد تابلوهای توزیع آمریکای شمالی از عبارت “تابلو توزیع MCB” برای اشاره به تابلو توزیع دارای کلید مدار اصلی, ، اما این مخفف نباید بدون توضیح در مقایسه جهانی محصولات استفاده شود.
| خانواده محصول | نقش اصلی احتمالی | نقش فرعی احتمالی | مرز مهم |
|---|---|---|---|
| MCB | ممکن است در برخی از چیدمانهای تابلوی توزیع کوچکِ تأییدشده، نقش حفاظتی ورودی را ایفا کند | رایج برای مدارهای نهایی و مدارهای خروجی کوچک | مشخصات ثابت، ولتاژ، قدرت قطع و سازگاری با تابلو باید با کاربرد مطابقت داشته باشد |
| MCCB | رایج به عنوان کلید مدار اصلی یا فیدر در توزیع تجاری و صنعتی | میتواند از شاخههای بزرگتر، ماشینآلات، فیدرها یا تابلوهای پاییندست محافظت کند | فریم، واحد تریپ، تنظیمات، قدرت قطع، تجهیزات جانبی و دادههای مونتاژ بسته به مدل متفاوت است |
| ای سی بی | بهعنوان ورودی اصلی، کوپلر باس یا فیدر خروجی بزرگ در تابلوهای برق فشار ضعیف رایج است | ممکن است در سیستمهای بزرگ، یک تجهیز فیدر خروجی باشد | کاربرد آن به طراحی تابلو، مقادیر نامی، ظرفیت تحمل، واحد تریپ و هماهنگی بستگی دارد |
| RCBO یا کلید مدار تخصصی | معمولاً صرفاً به این دلیل که یک تجهیز “اصلی” است، انتخاب نمیشود” | در مواردی استفاده میشود که شاخه نیاز به ترکیب حفاظت در برابر اضافهبار و جریان باقیمانده یا عملکرد تخصصی دیگری داشته باشد | عملکرد حفاظتی و الزامات منطقهای، انتخاب را تعیین میکنند |
این جدول یک نقشه نقش است، نه یک نمودار جایگزینی. یک MCB، MCCB و ACB به دلیل همپوشانی در رتبهبندی آمپر، قابل تعویض با یکدیگر نیستند. مراجعه کنید به MCCB در مقابل MCB برای تصمیمگیری در مورد خانواده محصول و شکل کامل و عملکرد ACB برای زمینه توزیع بزرگ.
کلید اصلی، جداکننده اصلی و تابلوی فقط با ترمینال اصلی (Main-Lug-Only) یکسان نیستند
یک کلید اصلی، عملکرد حفاظتی کلید مدار را با ابزاری برای قطع تغذیه پاییندست ترکیب میکند. یک جداکننده اصلی دستگاه تعیینشدهای است که تغذیه مربوطه را قطع میکند، اما بسته به نوع نصب، ممکن است یک کلید مدار، کلید-جداکننده، کلید فیوزدار یا دستگاه مجاز دیگری باشد.
الف تابلو برق فقط با ترمینال ورودی (MLO) فاقد کلید مدار اصلی داخلی است. هادیهای ورودی آن به ترمینالهایی متصل میشوند که شینه را تغذیه میکنند و یک تجهیز حفاظتی بالادست، حفاظت مورد نیاز را تأمین میکند. شرکت Eaton در اصول پایه تابلو برق این تفاوت بین کلید مدار اصلی داخلی و ترمینالهای اصلی را شرح میدهد.
بنابراین، “عدم وجود کلید اصلی در داخل این تابلو” لزوماً به معنای “عدم وجود حفاظت بالادست” نیست. این بدان معناست که محدوده حفاظت و قطعکننده باید در جای دیگری قرار گرفته و تأیید شود. برای آن تصمیمگیری جداگانه، به تابلوهای برق MCB در مقابل MLO.
چرا خطای شاخه نباید بهطور خودکار باعث قطع کلید اصلی شود
هنگامی که خطایی در یک شاخه رخ میدهد، نتیجه مطلوب برای تداوم سرویسدهی معمولاً این است که کلید شاخه باز شود در حالی که کلید اصلی بالادست بسته باقی میماند. در این صورت شاخههای سالم همچنان برقدار میمانند. این رفتار انتخابی بودن, هماهنگی انتخابی، یا هماهنگی حفاظتی (دیسکریمیناسیون), ، بسته به بازار و سند مربوطه.
اما جریان نامی کمتر در پاییندست، عملکرد انتخابی را تضمین نمیکند. نتیجه به موارد زیر بستگی دارد:
- مشخصات زمان-جریان و تلورانسها؛;
- تنظیمات لحظهای، تأخیری کوتاه و تأخیری بلند در صورت قابل تنظیم بودن؛;
- جریان خطای احتمالی در شاخه؛;
- رفتار محدودکنندگی جریان و انرژی عبوری؛;
- ترکیب دقیق تجهیزات بالادست/پاییندست؛;
- ولتاژ سیستم و آرایش نصب؛ و
- جداول هماهنگی یا انتخابگری سازنده.
ABB انتخابگری را چنین تعریف میکند که کلید مدار پاییندست در هنگام بروز اضافهجریان باز شود، در حالی که کلید مدار بالادست بسته باقی میماند. ABB همچنین بین انتخابگری کامل و انتخابگری جزئی تمایز قائل میشود که تنها تا حد جریان مشخصی تضمین شده است. اشنایدر الکتریک نیز به همین ترتیب منتشر میکند راهنمای انتخابگری و آبشاری مخصوص مدل.
وقتی هماهنگی حاصل نشود چه اتفاقی میافتد؟
برای برخی سطوح خطا، ممکن است هر دو دستگاه باز شوند، یا کلید اصلی قبل از اینکه شاخه خطا را ایزوله کند، باز شود. نتیجه، قطعی گستردهتر است. این به معنای معیوب بودن هیچیک از کلیدهای مدار نیست؛ بلکه ممکن است رفتار مورد انتظار یک جفتِ هماهنگنشده باشد.
آیا حفاظت پشتیبان همان انتخابگری است؟
یک ترکیب پشتیبان یا دارای رتبهبندی سریِ تستشده ممکن است به یک دستگاه بالادست اجازه دهد تا در شرایط اتصال کوتاه مشخص، به دستگاه پاییندست کمک کند. هدف از انتخابگری (Selectivity)، بسته نگه داشتن دستگاه بالادست در هنگام بروز خطا در پاییندست است. این دو هدف و شواهد مربوط به آنها متفاوت هستند. هرگز هیچیک از این نتایج را از دو برگه اطلاعات مستقل استنباط نکنید.
برای اصول بنیادی جریان-زمان، ببینید چگونه منحنی قطع کلید مدار را بخوانیم.
رتبهبندیهایی که باید در هر دو سطح بررسی شوند
کلید مدار اصلی با جمع کردن تمام رتبهبندیهای دستگیره کلیدهای مدار انشعابی انتخاب نمیشود و یک کلید مدار انشعابی نیز تنها بر اساس جریان بار انتخاب نمیشود. طراحی توزیع باید به تقاضا، حفاظت هادی، توانایی منبع، رفتار بار و محدودیتهای مجموعه بپردازد.
| بررسی | پرسش مربوط به کلید مدار اصلی | پرسش مربوط به کلید مدار انشعابی |
|---|---|---|
| منطقه حفاظتشده | کدام فیدر، شینه، ترانسفورماتور یا گروه پاییندست در محدوده حفاظتی آن قرار دارد؟ | کدام هادی، فیدر، ماشین یا مدار نهایی محافظت میشود؟ |
| جریان نامی و تنظیمات | آیا درجهبندی و تنظیمات با منبع، فیدر، شینه، تقاضا و تجهیزات پاییندست هماهنگ هستند؟ | آیا آنها از هادی محافظت کرده و بار عادی و جریان هجومی را پوشش میدهند؟ |
| ولتاژ و قطبها | آیا کلید مدار با سیستم و آرایش کلیدزنی متناسب است؟ | آیا با ولتاژ شاخه، فازها، نحوه اتصال نول و کاربرد مورد نظر متناسب است؟ |
| ظرفیت شکستن | آیا این دستگاه میتواند جریان خطای موجود در محل خود را قطع کند؟ | آیا این دستگاه میتواند جریان خطای شاخه را، بهطور مستقل یا در یک ترکیب تأییدشده، قطع کند؟ |
| مشخصه قطع | آیا عملکردهای تأخیری طولانیمدت، کوتاهمدت، لحظهای و خطای زمین در صورت وجود، مناسب هستند؟ | آیا منحنی یا تنظیمات، عملکرد عادی را از شرایط اضافهبار و خطا متمایز میکند؟ |
| سازگاری مجموعه | آیا دستگاه اصلی بخشی از طراحی تأییدشده تابلو یا تابلوی توزیع است؟ | آیا دستگاه شاخه برای شین، سیستم نصب و درجهبندی مجموعه تأیید شده است؟ |
| هماهنگی | آیا دستگاه اصلی با دستگاههای پاییندست تا سطح خطای مورد نیاز، هماهنگی (سلکتیویته) دارد؟ | آیا شاخه با کلید اصلی انتخابی (selective) است و با بار و هادی هماهنگ شده است؟ |
| ایزولاسیون و بهرهبرداری | آیا عملکرد قطع یا ایزولاسیون مورد نیاز، اعلام شده و در دسترس است؟ | آیا میتوان شاخه را برای نیازهای بهرهبرداری و نگهداری آن به طور ایمن ایزوله کرد؟ |
در سیستمهای الکتریکی صنعتی مبتنی بر IEC،, IEC 60947-2:2024 کلیدهای مدار فشار ضعیف را در محدوده تعیینشده خود پوشش میدهد، در حالی که IEC 61439-2:2020 به تابلوهای توزیع و مجموعههای کنترلگر میپردازد. انطباق محصول جایگزین تأییدیه مجموعه یا طراحی نصب نمیشود. در تابلوهای توزیع آمریکای شمالی، علائم مجموعه UL 67، استاندارد محصول قابل اعمال برای کلید مدار، و ترکیبات فهرستشده یا مستند باید رعایت شوند.
چکلیست مشخصات فنی
پیش از تأیید چیدمان کلید اصلی و شاخه، موارد زیر را تأیید کنید:
- نمودار تکخطی هر منطقه حفاظتی را بهوضوح مشخص میکند؛;
- هر منبع، اتصال، ژنراتور، PV، باتری و مسیر تغذیه معکوس نشان داده شده است؛;
- شماره کاتالوگ تجهیزات اصلی و فرعی و واحدهای تریپ مشخص هستند؛;
- ولتاژ سیستم، فرکانس، تعداد قطبها و آرایش ارتینگ/زمین تعریف شدهاند؛;
- بار مداوم، تقاضا، هادی و رتبهبندیهای شینه بررسی شدهاند؛;
- جریان خطای موجود در هر دو محل تجهیزات مشخص است؛;
- ظرفیت قطع یا رتبهبندی قطع جریان کافی است؛;
- تجهیزات با مجموعه تأییدشده سازگار هستند.;
- گزینشپذیری یا حفاظت پشتیبان در صورت نیاز، توسط دادههای صحیح سازنده پشتیبانی میشود؛;
- الزامات مربوط به ایزولاسیون، اینترلاک، تریپ از راه دور و تجهیزات جانبی مستند شدهاند؛ و
- کد نصب قابل اجرا و الزامات مقامات محلی رعایت شدهاند.
The راهنمای رتبهبندی کلید مدار استفاده کنید مفاهیم Icu، Ics، Icw و Icm را در بافتار IEC توضیح میدهد. بدون بررسی مستندات محصول حاکم، آن علائم را مستقیماً به سیستم استاندارد دیگری منتقل نکنید.
سوالات متداول
آیا کلید اصلی همان کلید مدار است؟
کلید اصلی، یک کلید مدار است که نقش اصلی بالادستی را برای یک تابلو یا بخش توزیع مشخص ایفا میکند. “کلید مدار” دستهبندی کلی دستگاه است؛ “اصلی” موقعیت و مسئولیت آن در سیستم را توصیف میکند.
آیا یک تابلو میتواند دارای کلیدهای انشعاب باشد اما کلید اصلی در داخل آن نباشد؟
بله. یک تابلوی فقط با ترمینال اصلی (main-lug-only) میتواند شامل کلیدهای انشعاب باشد، در حالی که برای حفاظت فیدر و قطع جریان به یک دستگاه بالادستی متکی است. اینکه آیا این چیدمان مجاز است یا خیر، به تابلو، حفاظت بالادستی، طراحی نصب و قوانین قابل اجرا بستگی دارد.
آیا قطع کردن کلید مدار اصلی، کل تابلو را ایمن میکند؟
چنین فرضی نکنید. بخشهای شینهبندی پاییندست که تنها از طریق آن کلید اصلی تغذیه میشوند باید قطع شوند، اما ترمینالهای سمت خط ممکن است همچنان برقدار باقی بمانند. منابع جایگزین یا اتصالات موازی نیز میتوانند بخشهایی از سیستم الکتریکی را برقدار کنند. پرسنل مجاز باید جداسازی و عدم وجود ولتاژ را با استفاده از روش تأییدشده بررسی کنند.
چرا کلید مدار اصلی به جای کلید مدار شاخهای تریپ داد؟
دلایل احتمالی شامل خطا در محدوده عملکرد خود کلید مدار اصلی، تنظیماتی که انتخابی (سلکتیو) نیستند، جریان خطای بالاتر از حد انتخابی جفت کلیدها، فرمان کنترلی یا حفاظتی، یا کاربرد نادرست است. عملکرد حفاظتی فعالشده را شناسایی کرده و دستگاههای دقیق، تنظیمات، دادههای رویداد و اطلاعات هماهنگی سازنده را مقایسه کنید.
آیا جریان نامی کلید مدار اصلی با مجموع جریان نامی تمام کلیدهای مدار شاخهای برابر است؟
خیر. جریان نامی کلیدهای شاخهای به سادگی برای تعیین کلید اصلی با هم جمع نمیشوند. کلید اصلی و مجموعه تابلو بر اساس طراحی توزیع، شامل تقاضای محاسبهشده، جریان نامی هادیها و شینهها، ظرفیت منبع، شرایط بهرهبرداری و قوانین مربوطه انتخاب میشوند.
آیا کلیدهای مدار اصلی و شاخهای باید از یک سازنده باشند؟
موضوع تعیینکننده، سازگاری تأییدشده است، نه صرفاً نام برند. تابلوهای توزیع و تابلوهای برق ممکن است محدودیتهایی برای دستگاههای قابل نصب داشته باشند و عملکرد انتخابی یا رتبهبندی سری تنها برای ترکیبات مستندشده اعمال میشود. از علائم روی مجموعه و دادههای سازنده پیروی کنید.
قانون انتخاب نهایی
“کلید اصلی” و “کلید فرعی” را به گونهای انتخاب نکنید که گویی این برچسبها مشخصات فنی محصول هستند. ابتدا مناطق حفاظتی بالادست و پاییندست را در دیاگرام تکخطی تعریف کنید. سپس خانواده کلید مدار و مقادیر نامی مناسب برای هر منطقه را انتخاب کرده، سازگاری مجموعه را بررسی کنید و گزینشگری (Selectivity) یا ترکیب پشتیبان مورد نیاز را با مستندات دقیق سازنده تأیید نمایید.
برای ارزیابی محصول، VIOX را مقایسه کنید کلیدهای مینیاتوری مدار, قطع کننده های مدار قاب دار، و کلیدهای اتوماتیک هوایی (ACB), ، یا دیاگرام تکخطی، مقادیر نامی سیستم، دادههای جریان خطا و الزامات هماهنگی را به [email protected].
منابع
- IEC 60364-4-43:2023 — حفاظت در برابر اضافهجریان
- IEC 60947-2:2024 — کلیدهای مدار فشار ضعیف
- IEC 61439-2:2020 — مجموعههای کلید و تابلو قدرت
- UL Solutions — راهنمای کاربرد تابلو برق
- Eaton — اصول پایه تابلو برق
- ABB — گزینشگری برای تجهیزات فشار ضعیف
- اشنایدر الکتریک — راهنمای انتخابگری، آبشاری و هماهنگی ۲۰۲۶


