محافظ مرکزی برق ساختمان | آموزش سیمکشی و نصب

با عرض سلام خدمت شما کاربران عزیز سایت آموزش برق، امروز مقاله ای برایتان آماده کرده‌ام اما نه از جنس تهویه مطبوع بلکه مرتبط با موضوع آموزش برق ساختمان . این مقاله در ارتباط با حفاظت الکتریکی در برق ساختمان توسط دستگاهی به نام محافظ مرکزی برق ساختمان است؛ همه شما عزیزان محافظ‌های الکترونیکی برق را دیده‌اید، محافظ‌هایی که سر راه وسایل برقی از جمله کامپیوتر، لوازم صوتی تصویری، یخچال و فریزر، پکیج و آبگرمکن، کولر و پنکه، بخاری هوشمند هرمتیک و اکثر وسایل برقی حساس که عمدتا مجهز به برد الکترونیکی و الکتروموتور هستند قرار می گیرد؛ اما این محافظ برق چیست و چه کاری برای ما انجام می‌دهد؟

تعریف محافظ برق ساختمان

محافظ برق وسیله‌ای است که از لوازم برقی در برابر نابهنجاری‌های الکتریکی برق ساختمان محافظت می‌کند. این دستگاه هنگام بروز هر گونه نابهنجاری در برق ساختمان این نابهنجاری را تشخیص داده و اتصال وسایلی که به آن متصل است را از برق ساختمان قطع می‌کند و تا زمان بازگشت وضعیت برق به حالت عادی، این وسایل را خاموش نگه می‌دارد؛ نابهنجاری‌های الکتریکی در برق ساختمان عبارتند از هرگونه نوسان در ولتاژ برق، افت یا خیزش ولتاژ بیش از حد نرمال، تغییر شکل موج برق متناوب ساختمان، تغییر فرکانس برق، دو فاز شدگی و هرگونه تغییراتی از این قبیل در دیمانسیون‌های برق ساختمان که سبب آسیب به دستگاه‌های برقی متصل به شبکه می‌شود.

نکته: در برخی محافظ‌های الکترونیکی علاوه بر حفاظت در برابر نابهنجاری‌ها، عمل حفاظت جان در برابر برق گرفتگی نیز انجام می‌شود، یعنی این دستگاه‌های محافظ خود نوعی کلید محافظ جان (RCCB) نیز هستند که در برابر نشتی جریان و یا (در مدل‌های RCBO) در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه و نشتی جریان نیز عمل حفاظت را انجام می‌دهند.

چند راهی‌ محافظ دار :

خب تا اینجا با چگونگی عملکرد محافظ‌های الکترونیکی آشنا شدید، این محافظ‌های الکترونیکی درست همانند یک پریز سیار چند راهه هستند که تعدادی وسیله الکتریکی را می‌توان به آنها وصل کرد، در تصویر زیر یک نمونه محافظ مخصوص سیستم کامپیوتر را مشاهده می‌کنید.

در ادامه این آموزش، من این مدل محافظ‌های قدیمی را “چند راهی‌ محافظ دار” یا “محافظ‌های چند راهه پرتابل” صدا میزنم.

چند راهی‌ محافظ دار

برای مثال در یک سیستم کامپیوتر خانگی، تجهیزاتی از جمله کیس، مانیتور، مودم ADSL، سیستم صوتی (اسپیکر و یا ضبط و باند)، پرینتر، اسکنر و سایر وسایل این چنینی وجود دارد و با یک محافظ کامپیوتر شش خانه می‌توان از تمامی این وسایل الکتریکی حفاظت کرد؛ اما اینگونه محافظ‌ها دارای معایبی هم هستند مثل:

1. تنها می‌توانند یک وسیله برقی و یا یک مجموعه در کنار هم را حفاظت کنند و برای سایر وسایل باید محافظ‌های جداگانه‌ای تهیه کرد که سبب بالا رفتن هزینه‌ها می‌شود.
2. این دستگاه محافظ، خود حجم نسبتا زیادی را اشغال می‌کند و وجود آن و سیم‌های آویخته متصل به آن نمای زشتی را ایجاد می‌کند.
3. برای وسایل برقی بدون دوشاخه که به صورت توکار سیم کشی شده‌اند و کلید آنها داخل دیوار نصب است، مانند لامپ‌های روشنایی، پنکه سقفی، کولر آبی، داکت اسپلیت، داکت فن کویل و … لازم است که یا از اول باکس مخصوصی را برای نصب محافظ روی این وسایل در نظر بگیریم و یا اینکه از پشت کلید آنها به صورت روکار سیم کشی کنیم و محافظ را برای آنها قرار دهیم که باز هم نمای نازیبایی ایجاد می‌کند و ممکن است مخاطره آمیز هم باشد.
4. مطابق مقررات ملی ساختمان که در رابطه با تاسیسات الکتریکی ساختمان است، نصب پریز سیار چند راهه در هر نقطه از ساختمان ممنوع است، چرا که سیم های آویخته به آن، در اثر کشش یا فشار، احتمال آسیب دیدگی و در پی آن برقگرفتگی را حادث می‌شود. و این در حالی است که این محافظ‌ها خود نوعی پریز سیار چند راهه نیز هستند بنابرین نصب آنها در ساختمان ممنوع است.
5. به دلیل وجود رله‌های جریان پایین در سیستم کنترل قدرت این محافظ‌ها و وجود سیم‌های نمره پایین در مدار داخلی آنها محدودیت جریان وجود دارد و نمی توان وسایل پرمصرفی از جمله سرور‌های پرمصرف، کندانسینگ یونیت اسپلیت و لامپ‌های پرمصرف را به آنها متصل نمود (البته این اشکال تنها در اکثر محافظ‌های بازاری وجود دارد و محافظ‌هایی پیدا می‌شوند که برای این وسایل پرمصرف ساخته شده‌اند و کلا هر دستگاه الکتریکی محافظ برق مخصوص به خود را دارد که می‌توان به راحتی در فروشگاه‌های تاسیسات الکتریکی این محافظ‌ها را پیدا کرد).

محافظ مرکزی یا محافظ کلی

با وجود موارد فوق شرکت‌های تولید کننده تجهیزات الکتریکی بر آن شدند که دستگاه محافظی را طراحی کرده و بسازند که معایب فوق در آن وجود نداشته باشد و این شد که محافظ مرکزی برق ساختمان ساخته شد. دستگاه محافظ مرکزی برق ساختمان:

1. از تمامی وسایل برقی موجود درون ساختمان به صورت همزمان محافظت می‌کند.
2. در قسمت تابلو مینیاتوری ساختمان (جعبه فیوز) و یا کنتور برق نصب می‌شود و فضایی را درون ساختمان اشغال نمی‌کند.
3. مجهز به پریز چند راهه‌ای و سیم های با طول زیاد نیست که نصب آن ممنوع باشد.
4. در ظرفیت‌های متنوع وجود دارد و همچنین در صورت عدم وجود باکس و قوطی مناسب برای نصب آن، با کمترین مقدار سیم کشی و به راحتی به صورت روکار نصب می‌شود و اگر از باکس‌های روکار و داکت سیم کشی برای نصب آن استفاده شود ظاهر قابل قبولی را ایجاد می‌کند.

نصب محافظ برق کنار جعبه فیوز

طرز عملکرد محافظ مرکزی برق ساختمان

طرز عملکرد این سیستم نیز دقیقا مشابه محافظ‌های چند راهه پرتابل است. درون محافظ‌های پرتابل یک عدد برد الکترونیکی وجود دارد که سیم‌های فاز و نول برق شهری به آن متصل می‌شود، سپس مدار‌های آی سی موجود روی آن دقیقا مشابه یک مولتی متر پارامتر‌هایی نظیر ولتاژ، فرکانس و شکل موج را اندازه گیری می‌کنند و نوسانات الکتریکی را تشخیص می‌دهند، همچنین یک رله نیز روی برد آنها وجود دارد که سر راه برق پریز‌های محافظ قرار گرفته است و این رله توسط همین مدار الکترونیکی محافظ فعالسازی می‌شود، در صورتیکه پارامتر‌های برق  شهری نرمال بوده و مطابق پیش فرض تعریف شده برای مدار سنجش باشد و هیچ نوسانی وجود نداشته باشد، یک سیگنال از خروجی آی سی سنجش به ورودی آی سی ای که وظیفه کنترل رله را دارد فرستاده می‌شود، سپس از زمان دریافت سیگنال تا پایان زمان تعریف شده برای تایمر سیستم روی حالت DELAY رفته و با پایان این زمان تاخیر رله، پریز‌ها توسط آی سی مورد نظر فعالسازی می‌شود و رله بسته می‌شود، با بسته شدن رله جریان برق شهری از آن عبور کرده و وارد پریز‌های محافظ می‌شود، در صورتیکه مدار سنجش تغییراتی غیر مجاز و یا وجود نوسانی را در پارامتر‌های ولتاژ و فرکانس و یا تغییر شکل موج حس کند فورا سیگنالی دیگر را به آن آی سی مخابره می‌کند و سپس این آی سی جریان فعالساز رله را قطع نموده، رله غیر فعال شده و جریان برق پریز‌ها قطع خواهد شد، با برگشت وضعیت به حالت عادی چرخه فعالسازی مذکور مجددا تکرار خواهد شد.

محافظ مرکزی برق ساختمان: این محافظ هم دقیقا همانند محافظ‌های پرتابل به صورت مذکور کار می‌کند اما تفاوتی اساسی با آن محافظ‌ها دارد که مربوط به قسمت کنترل قدرت این سیستم است، در این سیستم به دلیل اینکه جریان برق مصرفی ساختمان ۲۵ یا ۳۲ آمپر و یا بیشتر است و رله نمی تواند این مقدار جریان زیاد را عبور دهد از کنتاکتور به جای رله استفاده شده است (البته ممکن است از رله‌های آمپر بالا نیز استفاده شود اما استفاده از کنتاکتور نسبت به رله بیشتر ترجیح داده می‌شود)، در کل در این محافظ‌ها برد الکترونیکی محافظ یک رله را فعالسازی می‌کند که آن رله نیز یک کنتاکتور را فعالسازی می‌نماید. اکنون برویم و مدار داخلی محافظ مرکزی برق ساختمان را با هم بررسی کنیم:

راهنمای خرید محافظ مرکزی برق ساختمان

۱. قبل از خرید این دستگاه ابتدا از تکفاز یا سه فاز بودن برق ساختمان خود مطلع شوید، سپس آمپراژ کنتور برق ساختمان را به دست آورید و محافظی را خریداری نمایید که سقف آمپراژ کنتاکتور آن برابر و یا بیشتر از آمپراژ برق ساختمان شما باشد. مثلاً اگر کنتور شما ۲۵ آمپر است، محافظ شما باید ۲۵ یا ۳۲ یا بالاتر باشد.

۲. حتی الامکان سعی کنید از محافظ‌هایی استفاده کنید که مجهز به کلید محافظ جان نیز باشند، البته اگر توانستید به راحتی آنها را پیدا کنید؛ اگر هم چنین محافظ‌هایی را پیدا نکردید هیچ اشکالی ندارد و می‌توانید مانند زمانی که محافظ مرکزی نصب نبود، کلید محافظ جان را به صورت جداگانه خریده و داخل جعبه مینیاتوری‌ها نصب نمایید.

۳. سعی کنید محافظ‌هایی را بخرید که کنتاکتوری باشند زیرا عمر مفید و کیفیت کنتاکتور بیشتر از رله‌های آمپر بالا است و محدودیت عبور جریان کمتری نسبت به آنها دارد (هرچند اکثر دستگاه‌های محافظ مرکزی با کیفیت مجهز به کنتاکتور هستند).

۴. اگر کنتور برق ساختمان شما سه فاز است حتما یک محافظ مرکزی سه فاز خریداری کنید حتی اگر قصد نداشته باشید از هیچ وسیله برقی سه فازی در آن ساختمان استفاده کنید، زیرا ممکن است روزی یک وسیله برقی سه فاز در آن ساختمان نصب بشود.

روش نصب محافظ کلی برق ساختمان تکفاز

اکنون به سراغ قسمت‌های عملی تر یعنی نصب دستگاه محافظ مرکزی می‌رویم و چگونگی نصب آن را با هم بررسی می‌کنیم. بهتر است در هنگام سیم کشی ساختمان محلی را برای نصب محافظ مرکزی تعبیه نمایید اما در ساختمان‌های قدیمی و یا ساختمان‌هایی که سیم کشی شده اند اما برقکار فراموش کرده محلی را برای نصب این دستگاه تعبیه کند نیز می‌توان این دستگاه را نصب نمود، بهرحال ما فرض را بر این می‌گذاریم که محلی برای نصب آن تعبیه نشده باشد که اکثر موارد نیز این چنینی است، پس مراحل زیر را دنبال کنید:

۱.ابتدا محافظ مناسب برق ساختمان خود را مطابق توضیحات بالا انتخاب و خریداری کنید.

۲.سپس برق ساختمان را از طریق کنتور قطع کنید.

۳.بهترین مکان برای نصب این دستگاه کنار جعبه فیوز هر واحد است، اگر کنتور مشترک برای چندین واحد یا مکان دارید می‌توانید تنها یک محافظ بخرید و آن را بعد از کنتور نصب کنید تا از برق تمام واحد‌ها حفاظت نماید و نیازی به خرید محافظ‌های جداگانه برای هر واحد نداشته باشید (البته دقت فرمایید که در چنین شرایطی باید آمپراژ محافظ مرکزی برابر یا بیشتر از آمپراژ کنتور برق باشد).

۴.ابتدا قاب جعبه فیوز را باز کنید به نحوی که به کلیدهای مینیاتوری و سیم کشی داخل جعبه دسترسی داشته باشید.

۵.سیم‌های فاز و نول و ارت که از طریق کابل اصلی از کنتور وارد جعبه فیوز شده‌اند را شناسایی و سپس نول (در صورت نیاز) و فاز را از شینه‌های نول و مینیاتوری جدا نمایید.

نکته ۱ : اگر محافظ مرکزی شما محل اتصال سیم ارت نداشت نیازی نیست به محافظ مرکزی انشعاب ارت ببرید.

نکته ۲ : اگر محافظ مرکزی شما مجهز به سیستم قطع دوقطب نیز نبود پس نیازی نیست که سیم نول اصلی را به آن متصل نموده و دوباره وارد شینه نول کنید، تنها یک انشعاب نول جهت تغذیه دستگاه محافظ از شینه نول بگیرید و به ترمینال نول محافظ متصل نمایید که نمره سیم این انشعاب در این حالت نمره ۱ هم که باشد کفایت می‌کند.

۶.سیم فاز کنتور را که از شینه مینیاتوری (یا ورودی کلید محافظ جان) جدا کرده‌اید به ترمینال ورودی فاز محافظ مرکزی متصل نمایید. سپس یک تکه سیم به همان نمره بردارید و یک سر آن را به خروجی محافظ مرکزی و سر دیگر آن را به شینه مینیاتوری (یا ورودی کلید محافظ جان) متصل نمایید.

۷.اگر محافظ مرکزی از نوع دوقطبی بود همین عمل را برای انشعاب نول نیز انجام دهید یعنی سیم نول کنتور را به ورودی نول محافظ مرکزی متصل نموده و توسط سیمی با همان نمره، خروجی نول محافظ مرکزی را به شینه نول (یا ورودی نول کلید محافظ جان) متصل نمایید.

۸.اگر محافظ مرکزی اتصال ارت هم داشت تنها یک انشعاب از شینه ارت به ترمینال ارت آن نیز متصل کنید، سپس محافظ مرکزی را توسط پیچ و رول پلاک روی دیوار و در کنار جعبه مینیاتوری نصب نمایید (در زمان سوراخ کاری و نصب رول پلاک دقت کنید که بالا و پایین جعبه فیوز محل عبور لوله های برق است، پس بهتر است محافظ را در سمت چپ یا راست جعبه فیوز نصب کنید) و سپس یک شیار کوچک برای سیم‌های محافظ مرکزی که از داخل جعبه مینیاتوری آمده ایجاد کنید و جعبه مینیاتوری را در جای خود ببندید.

آموزش نصب محافظ مرکزی برق ساختمان تکفاز

توجه: در نقشه فوق فرض کرده ایم که این دستگاه محافظ مجهز به ترمینال ارت نیست، ولی اگر دستگاه شما ترمینالی تحت عنوان ارت داشته باشد، باید از سیم ارت کابل اصلی یک انشعاب به آن وصل کنید.

روش نصب محافظ مرکزی برق ساختمان سه فاز

مراحل باز کردن جعبه فیوز و بیرون آوردن سیم‌ها و در نهایت نصب محافظ روی دیوار در این قسمت  نیز دقیقا مشابه قسمت قبل است، تنها سیم کشی در این قسمت به دلیل وجود برق سه فاز با قسمت قبل تفاوت‌هایی دارد، پس مراحل زیر را دنبال کنید:

۱. ابتدا فیوز کنتور را قطع نمایید، سپس جعبه فیوز را باز نموده تا به کلیدهای مینیاتوری‌ و سیم کشی درون آن به راحتی دسترسی داشته باشید.

۲. سه سیم فاز و یک سیم نول و یک سیم ارت از کنتور وارد این جعبه فیوز شده است، سیم‌های فاز به ورودی‌های مینیاتوری اصلی سه فاز، سیم نول به ورودی نول کلید محافظ جان (یا مستقیما به شینه نول) و سیم ارت نیز به شینه ارت وصل شده اند؛ سیم‌های فاز را از مینیاتوری اصلی جدا نموده و به ترمینال‌های فاز L1 ، L2 و L3 محافظ مرکزی متصل نمایید.

۳. در صورتیکه محافظ مرکزی مجهز به سیستم قطع تمام قطب است و نول را هم قطع می‌کند، سیم نول را از ورودی کلید محافظ جان (و یا شینه نول) جدا نموده و به ورودی نول محافظ متصل نمایید و خروج نول محافظ مرکزی را توسط تکه سیمی با همان نمره به ورودی کلید محافظ جان (یا شینه نول) که در ابتدا نول را از آنجا جدا نمودید متصل نمایید؛ اگر هم محافظ مرکزی مجهز به سیستم قطع تمام قطب نبود تنها یک انشعاب نول با سیم نمره۱ به ترمینال نول آن جهت تغذیه برد دستگاه متصل نمایید، زیرا برد الکترونیکی محافظ مرکزی با برق ۲۳۰ ولت کار می‌کند و نیاز به یک انشعاب نول دارد، اگر دستگاهی با برق سه فاز ۴۰۰ ولت کار کند دیگر نیازی به نول نخواهد داشت و تنها با سه فاز راه اندازی می‌شود.

۴. اگر محافظ مرکزی مجهز به ترمینال ارت نیز هست یک انشعاب با نمره سیم ۱.۵ از شینه ارت به ترمینال ارت آن ببرید.

۵. پس از اتمام سیم کشی، شیاری را جهت خروج سیم‌های محافظ مرکزی از جعبه فیوز در کنار آن ایجاد نموده و سیم‌ها را از آن عبور دهید، محافظ مرکزی را روی دیوار در کنار جعبه فیوز (در جایی که لوله های برق از زیر آن عبور نکرده باشد) با پیچ و رول پلاک نصب نمایید و سپس درب جعبه فیوز را مجدداً ببندید.

راهنمای نصب محافظ کلی برق ساختمان سه فاز

نکته: هنگامی که قصد دارید محافظ مرکزی را در کنار کنتور مشترک واحد‌ها برای همه واحد‌ها نصب کنید به شرح فوق عمل کنید اما اینبار سیم‌های فاز و نول را ابتدا وارد محافظ مرکزی نموده و سپس به طرف ترمینال تقسیم برق واحد‌ها بفرستید، در آخر هم اگر ترمینال ارت داشت یک انشعاب ارت از کنتور به آن متصل نمایید.

در مقاله بعدی مهندس مرادی به شما آموزش می دهد که چطور با استفاده از چند راهی محافظ دار و کنتاکتور یک محافظ کلی برق ساختمان بسازید، پس این مقاله را هم از دست ندهید. ساخت محافظ کلی ولتاژ برق ساختمان با سه راهی محافظ دار و کنتاکتور

نکات ایمنی کار :

۱.همواره حتما قبل از شروع کار، برق را از طریق کلید مینیاتوری کنتور قطع نمایید.

۲.آمپراژ محافظ مرکزی که خریداری می‌کنید حتما باید بیشتر یا مساوی آمپراژ کنتور ساختمان (که برابر با سقف جریان مصرفی واحد است) باشد وگرنه سبب سوختن کنتاکتور درون آن خواهد شد.

۳.در اتصال سیم‌ها دقت کنید و از سیم‌های تکه تکه و یا چسب خورده استفاه نکنید، حتما مراقب باشید اتصال سیم‌ها در ترمینال را به خوبی محکم کنید تا سبب داغ شدن و جرقه زدن و شوک‌های ناگهانی در برق نشود.

۴.نمره سیمی که برق را از محافظ مرکزی وارد مینیاتوری‌ها می‌کند باید حتما با نمره سیم کنتور برق که برق را وارد کنتاکتور محافظ مرکزی می‌کند برابر باشد زیرا قرار است به همان میزان جریان از آن عبور کند پس باید همان نمره سیم را داشته باشد. بد نیست نگاهی به مقاله آموزش نصب کنتاکتور هم بیندازید.

۵.برای سیم‌هایی که به صورت روکار از داخل جعبه فیوز وارد محافظ مرکزی می‌شود حتما داکت بزنید تا در دسترس نبوده و خطرساز نشود