بریکر چیست؟

بریکر، یا همان کلید قطع‌کننده جریان، ابزاری است که برای حفاظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه استفاده می‌شود،  بریکر چیست؟ در این مقاله به بررسی عملکرد بریکر و انواع آن می‌پردازیم تا با این ابزار مهم الکتریکی آشنا شوید.

مقدمه

وقتی صحبت از حفاظت سیستم‌های الکتریکی به میان می‌آید، یکی از مهم‌ترین ابزارها بریکر یا کلید قطع کننده جریان است. این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده که در صورت بروز شرایط غیرعادی مانند اضافه بار یا اتصال کوتاه، جریان الکتریکی را قطع کرده و از آسیب‌های احتمالی به تجهیزات جلوگیری کند. در مقایسه با فیوز، بریکرها یک مزیت بزرگ دارند: بعد از قطع جریان، نیازی به تعویض آن‌ها نیست و می‌توانند مجدداً استفاده شوند.

این مقاله به شما کمک می‌کند تا بفهمید بریکر چیست، چگونه کار می‌کند، و چه انواعی از آن وجود دارد.

بریکر چیست؟

بریکر (Breaker) یا کلید قطع‌کننده مدار یک دستگاه الکتریکی است که برای حفاظت از مدارهای الکتریکی طراحی شده است. بریکرها در هنگام تشخیص جریان‌های غیرعادی مانند اضافه بار یا اتصال کوتاه، به طور خودکار جریان برق را قطع می‌کنند. این عملکرد باعث جلوگیری از آسیب‌های احتمالی به مدار و دستگاه‌های متصل به آن می‌شود.

برخلاف فیوز که بعد از سوختن باید تعویض شود، بریکرها می‌توانند بعد از رفع مشکل به سادگی بازنشانی (reset) شوند و مجدداً به کار بیفتند.

انواع بریکرها

بریکرها به چندین نوع تقسیم می‌شوند که هر یک برای کاربردهای مختلف طراحی شده‌اند. در زیر به بررسی انواع اصلی بریکرها می‌پردازیم:

1. بریکر حرارتی (Thermal Circuit Breaker)

این نوع بریکر از یک نوار فلزی استفاده می‌کند که در اثر عبور جریان‌های زیاد گرم شده و خم می‌شود، که باعث قطع مدار می‌شود. بریکر حرارتی بیشتر برای محافظت در برابر اضافه بار استفاده می‌شود، جایی که جریان برای مدت طولانی بیشتر از حد مجاز است.

2. بریکر مغناطیسی (Magnetic Circuit Breaker)

این بریکر بر اساس یک میدان مغناطیسی کار می‌کند. هنگامی که جریان الکتریکی به طور ناگهانی افزایش می‌یابد (مثلاً در حالت اتصال کوتاه)، میدان مغناطیسی تولید شده باعث حرکت یک آهنربا و قطع مدار می‌شود. این نوع بریکر‌ها به خصوص در تشخیص اتصال کوتاه بسیار کارآمد هستند.

3. بریکر ترکیبی (Thermal-Magnetic Circuit Breaker)

این نوع بریکر ترکیبی از هر دو نوع حرارتی و مغناطیسی است. بریکر ترکیبی هم در برابر اضافه بار و هم در برابر اتصال کوتاه محافظت می‌کند. این نوع بریکر‌ها در بسیاری از مدارهای خانگی و صنعتی استفاده می‌شوند.

4. بریکر هوا (Air Circuit Breaker)

در بریکر هوا، قطع جریان الکتریکی از طریق هوای فشرده انجام می‌شود. این بریکر‌ها بیشتر در سیستم‌های صنعتی بزرگ و برای ولتاژهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

5. بریکر روغنی (Oil Circuit Breaker)

در این نوع بریکر، قطع جریان الکتریکی در داخل یک محفظه روغنی انجام می‌شود. روغن به عنوان یک عایق عمل می‌کند و به خاموش کردن قوس الکتریکی که در هنگام قطع مدار ایجاد می‌شود، کمک می‌کند.

عملکرد بریکر

عملکرد یک بریکر به این صورت است که به محض تشخیص جریان غیرعادی (مانند اضافه بار یا اتصال کوتاه)، مدار را قطع می‌کند. در بریکرهای حرارتی، این قطع به دلیل گرم شدن نوار فلزی و تغییر شکل آن انجام می‌شود. در بریکرهای مغناطیسی، قطع مدار به دلیل ایجاد میدان مغناطیسی و حرکت مکانیکی بخش‌های داخلی دستگاه رخ می‌دهد.

یکی از مزایای بریکر نسبت به فیوز این است که بعد از قطع شدن می‌توان آن را به سادگی با فشار دادن یک دکمه یا اهرم، دوباره فعال کرد، بدون اینکه نیاز به تعویض قطعه باشد.

تفاوت بریکر و فیوز

بریکر و فیوز هر دو برای محافظت از سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های کلیدی بین آن‌ها وجود دارد:

مزایای استفاده از بریکر

• قابلیت بازیابی: بعد از قطع جریان، می‌توان به راحتی بریکر را ریست کرد و مجدداً از آن استفاده کرد.
• دقت بالا: بریکرها قابلیت تشخیص جریان‌های غیرعادی را با دقت بیشتری نسبت به فیوزها دارند.
• امنیت بیشتر: بریکرها به دلیل ساختار پیچیده‌تر و تنظیمات قابل تنظیم، امنیت بیشتری در سیستم‌های الکتریکی فراهم می‌کنند.
• مناسب برای سیستم‌های پیچیده: بریکرها به خصوص در محیط‌های صنعتی یا تجاری که سیستم‌های پیچیده و پرمصرفی دارند، بسیار مؤثر هستند.

کاربردهای بریکر

بریکرها در طیف گسترده‌ای از محیط‌ها و سیستم‌ها استفاده می‌شوند. برخی از کاربردهای رایج بریکر عبارت‌اند از:

• مدارهای خانگی: بریکرهای کوچک (Miniature Circuit Breakers – MCB) در تابلوهای برق خانگی برای محافظت از مدارهای داخلی خانه استفاده می‌شوند.
• صنایع: بریکرهای بزرگتر برای حفاظت از تجهیزات صنعتی در برابر جریان‌های غیرعادی استفاده می‌شوند.
• ساختمان‌های تجاری: در ساختمان‌های بزرگ تجاری و اداری که بار الکتریکی زیادی وجود دارد، استفاده از بریکرهای مختلف برای حفاظت از سیستم‌های برق ضروری است.
• نیروگاه‌ها: در نیروگاه‌ها از بریکرهای قوی برای کنترل و قطع مدارهای ولتاژ بالا استفاده می‌شود.

بریکر چیست؟

بریکر، نوعی کلید است که توانایی قطع جریان برق تحت شرایط اتصالی را دارد. این کلید در ردیف ولتاژی فشار متوسط و فشار قوی، به نام دژنگتور نیز شناخته می‌شود. در ادامه به بررسی انواع و ویژگی‌های بریکرها می‌پردازیم.

ویژگی‌های بریکرها

1. محفظه احتراق: کنتاکت‌ها در یک محفظه موسوم به محفظه احتراق قرار دارند و غیر قابل رؤیت هستند. این محفظه برای محافظت و ایمنی بیشتر طراحی شده است.
2. عملکرد در محفظه: قطع و وصل کنتاکت‌های سکسیونر در هوای آزاد انجام می‌شود، در حالی که در بریکرها این عمل در محفظه احتراق صورت می‌گیرد و از عایق‌های مختلفی برای جداسازی کنتاکت‌ها استفاده می‌شود.
3. خاموش کردن جرقه: برای خاموش کردن جرقه از مواد خاموش‌کننده استفاده می‌شود. این مواد ممکن است با عایق کلید یکسان باشند و با حرکت کنتاکت‌ها، جرقه را خاموش و از محفظه احتراق خارج کنند.
4. قدرت قطع: قدرت قطع بریکرها بسیار بالاتر از سکسیونرهای قابل قطع زیر بار است، بنابراین در موقعیت‌های اضطراری کارایی بهتری دارند.
5. ایمنی و اطمینان: بریکرها وسیله‌ای مطمئن و ایمن‌تر نسبت به سایر کلیدها هستند.

سکسیونرهای ارت

سکسیونرهای ارت از نوع سکسیونرهای غیرقابل قطع زیر بار هستند که برای زمین کردن تجهیزات یا شبکه استفاده می‌شوند. نصب و کاربرد این سکسیونرها به لحاظ ایمنی پرسنل بسیار حائز اهمیت است و باید بر اساس طرح‌های مشخص در نقاط ضروری نصب و بر اساس دستورالعمل‌های مربوطه عمل شوند.

بریکرها (کلیدهای قدرت)

برای انتخاب کلید قدرت باید به نکات زیر توجه کرد:

1. ولتاژ نامی کلید: برابر با ولتاژ شبکه است.
2. جریان نامی: باید مساوی یا بزرگتر از جریان کار معمولی شبکه باشد.
3. قدرت نامی یا قدرت قطع کلید: بر حسب MVA بیان می‌شود.
4. سرعت عمل (زمان قطع): مدت زمانی است که پس از صدور فرمان الکتریکی قطع، کلید به طور کامل باز شود و بر حسب سیکل بیان می‌شود.

بریکرها در ظرفیت‌های مختلف از ۷۰۰ کیلوولت آمپر تا چندین مگاوات آمپر وجود دارند. بریکرهای بالای ۲۵۰ مگاوات آمپر قابلیت قطع دستی (Local) ندارند. یک بریکر باید بتواند جلوی عبور جریان غیر مجاز (جریان خطا) را در دو تا پنج سیکل بعد از دریافت فرمان قطع بگیرد. روش‌های زیادی برای خاموش کردن جرقه به کار می‌رود از جمله استفاده از هوای فشرده، روغن و گازهای عایق.

انواع بریکرها

بریکرهای هوا فشرده

این بریکرها در ولتاژهای ۱۱، ۲۰ و ۳۳ کیلوولت کاربرد دارند و از ظرفیت قطع بالایی برخوردارند. عملکرد آنها به این صورت است که هنگام باز شدن کنتاکت‌ها، هوای فشرده تا psi ۸۰۰ بین کنتاکت‌ها دمیده می‌شود. دمیدن هوای فشرده طول جرقه را زیاد کرده و آن را خنک می‌کند.

بریکرهای خلاء

در این بریکرها، کنتاکت‌ها در داخل یک محفظه خلاء قرار دارند که به دلیل نبودن محیط هادی، جرقه‌ای ایجاد نمی‌شود. در لحظه قطع، حرارت زیاد کنتاکت‌ها باعث تبخیر و ذوب کنتاکت‌ها می‌شود و بخار مس ایجاد شده، جرقه مختصری را بوجود می‌آورد که با صفر شدن جریان عبوری قطع می‌شود.

بریکرهای روغنی

در این بریکرها از روغن به عنوان محیط واسط خاموش کننده جرقه استفاده می‌شود. روغن استحکام دی الکتریکی بالاتری نسبت به هوا دارد و وقتی کنتاکت‌ها درون روغن باز می‌شوند، جرقه باعث تجزیه روغن می‌شود و انرژی جرقه جذب می‌شود.

بریکرهای هگزا فلوئورید گوگرد (SF6)

در این بریکرها، گاز SF6 به عنوان محیط واسط خاموش کننده استفاده می‌شود. استقامت الکتریکی SF6 سه برابر استقامت الکتریکی هوا است و طراحی این بریکرها به صورت مخازنی است که روی مقره‌ها قرار می‌گیرند.

مکانیزم عمل کلیدهای فشار قوی

مکانیزم عمل یک کلید قسمتی است که فرمان قطع و وصل را به کلید صادر می‌کند. این نیرو به سه صورت تامین می‌شود:

1. مکانیزم عمل فنری: انرژی مورد نیاز توسط فنر تامین می‌شود.
2. مکانیزم عمل پنوماتیک: انرژی مورد نیاز توسط هوای فشرده تامین می‌شود.
3. مکانیزم عمل هیدرولیک: انرژی مورد نیاز توسط حرکت سیالات مانند روغن هیدرولیک تحت فشار تامین می‌شود.

شرکت اریما صنعت نمایندگی اشنایدر الکتریک است و خدمات و پشتیبانی این شرکت را به مشتریان ارائه می‌دهد.

سوالات متداول (FAQs)

1. بریکر چه وظیفه‌ای در سیستم‌های برق دارد؟
   بریکر وظیفه قطع جریان برق در صورت بروز اضافه بار یا اتصال کوتاه را بر عهده دارد تا از مدارها و تجهیزات الکتریکی محافظت کند.
2. آیا می‌توان بعد از قطع شدن بریکر دوباره از آن استفاده کرد؟
   بله، یکی از مزایای اصلی بریکر این است که بعد از قطع جریان می‌توان آن را به راحتی ریست کرده و دوباره استفاده کرد.
3. چه تفاوتی بین بریکر و فیوز وجود دارد؟
   فیوز پس از سوختن باید تعویض شود، اما بریکرها بعد از قطع جریان به سادگی قابل بازنشانی هستند و نیازی به تعویض ندارند.
4. بریکرها در چه مکان‌هایی بیشتر استفاده می‌شوند؟
   بریکرها در خانه‌ها، ساختمان‌های تجاری، صنایع و نیروگاه‌ها برای حفاظت از مدارها استفاده می‌شوند.

نکات پایانی

بریکرها ابزاری حیاتی در هر سیستم الکتریکی هستند و نقش مهمی در حفظ ایمنی و جلوگیری از آسیب‌های جدی به تجهیزات و مدارها دارند. با توجه به نوع سیستم و نیازهای مختلف، می‌توانید از انواع بریکرهای موجود استفاده کنید. انتخاب درست بریکر می‌تواند در کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش امنیت سیستم‌های الکتریکی بسیار مؤثر باشد.

نتیجه‌گیری

بریکر یا کلید قطع کننده جریان یکی از مهم‌ترین تجهیزات حفاظتی در سیستم‌های الکتریکی است که با دقت بالا و قابلیت استفاده مجدد، امنیت سیستم‌های الکتریکی را تضمین می‌کند. انتخاب و استفاده صحیح از بریکرها می‌تواند از آسیب‌های بزرگ به تجهیزات و سیستم‌های الکتریکی جلوگیری کند و هزینه‌های نگهداری را به حداقل برساند.