تويت
ما هي القواطع الكهربائية وما أنواعها
تصادفنا الكثير من الحوادث المؤسفة في عالم الإلكترونيات والكهرباء، التي من الممكن أن تنتج عنها أضرار كبيرة في المنازل والمباني والمكاتب والمصانع وغيرها، إذ لا يمكن الوثوق بالتيار والجهد الكهربائيين مهما اتخذنا من تدابير السلامة، لذا وجدت القواطع الكهربائية التي توضع للتحكم بارتفاع الجهد أو التيار المفاجئ للوقاية من حدوث أي ضرر عن ذلك، ويمكن اعتبارها بمثابة قلب النظام الكهربائي. تتوفر الكثير من الأنواع لتلك القواطع سنتعرف عليها فيما يلي.
أسباب استخدام القواطع الكهربائية
تستخدم القواطع الكهربائية كعامل أمان لحماية الدوائر الكهربائية من التحميل الزائد، والذي يمكن أن يحدث عند تشغيل العديد من الأجهزة والمعدات الكهربائية في آن واحد، ويمكن تفادي حدوث ذلك باتباع النصائح التالية:
السبب الآخر لاستخدام القواطع هو حماية الدوائر الكهربائية عند حدوث قصر كهربائي، الذي يمكن أن يحدث عندما يلمس سلك ساخن سلكًا ساخنًا آخر أو سلكًا محايدًا، وقد تكون هذه الحالة أكثر خطورة من حالة التحميل الزائد، لذا لا بد من تلافي حدوث ذلك عن طريق فحص الكابلات والأسلاك الكهربائية بشكل دوري لاكتشاف أي ضرر أو تآكل في عازليتها واستبدالها على الفور.
الأنواع القياسية للقواطع الكهربائية
توجد أربع أنواع أساسية للقواطع الكهربائية، وهي:
القاطع أحادي القطب
يعد من القواطع الأكثر شيوعًا واستخدامٍا في المنازل في أيامنا، وسمّي بهذا الاسم لأنّ تصميمه مبني على أساس التحكم ومراقبة التيار الكهربائي المار في سلك واحد فقط ليفصل عند حدوث أي خلل في النظام الكهربائي كحدوث قِصر أو تحميل زائد للسلك. هذه القواطع مصممة للتحكم بتيارات ما بين 15 و30 أمبير وتوصيل 120 فولت إلى الدارة الكهربائية.
القاطع ثنائي القطب
يعمل على التحكم ومراقبة التدفق الكهربائي في سلكين في نفس الوقت، وهو مصمم من قاطعين أحاديي القطب مربوطين بجانب بعضهما البعض. تتحرك مرجل القاطع عند حدوث أي خلل في أحد السلكين أو كلاهما كحدوث قِصر أو تحميل زائد، وتستطيع هذه القواطع التعامل مع جهود 240 فولت أو 120 فولت، وتكون قادرة على تمرير تيارات من 15 أمبير إلى 200 أمبير، وتستخدم في الدوائر الكهربائية التي تؤمن طاقة للأجهزة التي تتطلب كمية كبيرة من الطاقة مثل الغسالات ومجففات الشعر.
قاطع خطأ التأريض gfci
تستخدم هذه القواطع لحماية الدوائر الكهربائية من أي خلل عند حدوث عطل على خط التأريض، كما تستخدم للحماية من التيار الكهربائي القصير أو الزائد، وتعتبر ضرورية من قبل بعض الأكواد الكهربائية في المناطق التي قد تحتوي على رطوبة مثل الحمامات وغرف الغسيل والمناطق الخارجية.
قاطع القوس الكهربائي afci
تستخدم هذه القواطع لحماية الدوائر الكهربائية من تشكل الأقواس الكهربائية التي يمكن أن تحدث عند تلف السلك أو يصبح غلافه رقيقًا جدًا، الأمر الذي قد يشكل تهديدًا حقيقيًا لحدوث حريق، حيث لا تستطيع القواطع أحادية القطب وثنائية القطب اكتشاف حدوث الأقواس الكهربائية لأنّ آلية تصميمها مصممة لتعمل فقط عند تحسس الحرارة الزائدة، لذا تستخدم هذه القواطع كعامل أمان إضافي وهي مطلوبة كجزء من الكود الكهربائي في المنازل الحديثة.
أنواع القواطع الكهربائية اعتمادًا على الجهد الكهربائي
تصنف القواطع الكهربائية وفقًا لكمية الطاقة التي يمكنها تحملها دون أن تفعّل إلى ثلاث أنواع، وهي:
قواطع الجهد العالي
يُصنف الجهد الكهربائي بأنّه عالٍ عندما يتجاوز 72 كيلو فولت، لذا فإنّ هذا النوع من القواطع لا يستخدم في المباني السكنية أو التجارية بل يستخدم في تطبيقات نقل الطاقة الكهربائية والتطبيقات الصناعية الكبرى، تستخدم هذه القواطع ملفات لولبية يتم تشغيلها عادةً بواسطة محولات التيار والمرحلات الواقية، وتتميز بأنّها معقدة للغاية لكنّها قادرة على الحد من التيار الزائد.
قواطع الجهد المتوسط
تستخدم هذه القواطع للتعامل مع جهود أقل من قواطع الجهد العالي، فهي تتعامل مع الجهود ما بين 1000 و72000 فولت، ويمكن استخدامها للتطبيقات الداخلية أو الخارجية.
قواطع الجهد المنخفض
هي القواطع المنتشرة ضمن المباني السكنية والتجارية والمكاتب، وتستخدم للتعامل مع جهول أقل من 1 كيلو فولت، وتتميز بسهولة فكّها واستبدالها عندما تعطب، كما لها العديد من الأنواع، منها قواطع الدائرة المصغرة (mcb) المصممة التعامل مع تيارات أقل من 100 أمبير، في حين تستخدم قواطع الدائرة المصبوبة (mccb) في التطبيقات التي تحتوي تيار أعلى من 100 أمبير.
أنواع القواطع الكهربائية اعتمادًا على مكان التركيب
تُصنف القواطع الكهربائية وفقًا لمكان تركيبها إلى:
أسباب استخدام القواطع الكهربائية
تستخدم القواطع الكهربائية كعامل أمان لحماية الدوائر الكهربائية من التحميل الزائد، والذي يمكن أن يحدث عند تشغيل العديد من الأجهزة والمعدات الكهربائية في آن واحد، ويمكن تفادي حدوث ذلك باتباع النصائح التالية:
- عدم وصل العديد من الأجهزة الكهربائية إلى مقبس واحد.
- إيقاف تشغيل الأجهزة غير المستخدمة.
- التأكد من عدم وجود أي أسلاك كهربائية زائدة ضمن علب التوصيل.
السبب الآخر لاستخدام القواطع هو حماية الدوائر الكهربائية عند حدوث قصر كهربائي، الذي يمكن أن يحدث عندما يلمس سلك ساخن سلكًا ساخنًا آخر أو سلكًا محايدًا، وقد تكون هذه الحالة أكثر خطورة من حالة التحميل الزائد، لذا لا بد من تلافي حدوث ذلك عن طريق فحص الكابلات والأسلاك الكهربائية بشكل دوري لاكتشاف أي ضرر أو تآكل في عازليتها واستبدالها على الفور.
الأنواع القياسية للقواطع الكهربائية
توجد أربع أنواع أساسية للقواطع الكهربائية، وهي:
القاطع أحادي القطب
يعد من القواطع الأكثر شيوعًا واستخدامٍا في المنازل في أيامنا، وسمّي بهذا الاسم لأنّ تصميمه مبني على أساس التحكم ومراقبة التيار الكهربائي المار في سلك واحد فقط ليفصل عند حدوث أي خلل في النظام الكهربائي كحدوث قِصر أو تحميل زائد للسلك. هذه القواطع مصممة للتحكم بتيارات ما بين 15 و30 أمبير وتوصيل 120 فولت إلى الدارة الكهربائية.
القاطع ثنائي القطب
يعمل على التحكم ومراقبة التدفق الكهربائي في سلكين في نفس الوقت، وهو مصمم من قاطعين أحاديي القطب مربوطين بجانب بعضهما البعض. تتحرك مرجل القاطع عند حدوث أي خلل في أحد السلكين أو كلاهما كحدوث قِصر أو تحميل زائد، وتستطيع هذه القواطع التعامل مع جهود 240 فولت أو 120 فولت، وتكون قادرة على تمرير تيارات من 15 أمبير إلى 200 أمبير، وتستخدم في الدوائر الكهربائية التي تؤمن طاقة للأجهزة التي تتطلب كمية كبيرة من الطاقة مثل الغسالات ومجففات الشعر.
قاطع خطأ التأريض gfci
تستخدم هذه القواطع لحماية الدوائر الكهربائية من أي خلل عند حدوث عطل على خط التأريض، كما تستخدم للحماية من التيار الكهربائي القصير أو الزائد، وتعتبر ضرورية من قبل بعض الأكواد الكهربائية في المناطق التي قد تحتوي على رطوبة مثل الحمامات وغرف الغسيل والمناطق الخارجية.
قاطع القوس الكهربائي afci
تستخدم هذه القواطع لحماية الدوائر الكهربائية من تشكل الأقواس الكهربائية التي يمكن أن تحدث عند تلف السلك أو يصبح غلافه رقيقًا جدًا، الأمر الذي قد يشكل تهديدًا حقيقيًا لحدوث حريق، حيث لا تستطيع القواطع أحادية القطب وثنائية القطب اكتشاف حدوث الأقواس الكهربائية لأنّ آلية تصميمها مصممة لتعمل فقط عند تحسس الحرارة الزائدة، لذا تستخدم هذه القواطع كعامل أمان إضافي وهي مطلوبة كجزء من الكود الكهربائي في المنازل الحديثة.
أنواع القواطع الكهربائية اعتمادًا على الجهد الكهربائي
تصنف القواطع الكهربائية وفقًا لكمية الطاقة التي يمكنها تحملها دون أن تفعّل إلى ثلاث أنواع، وهي:
قواطع الجهد العالي
يُصنف الجهد الكهربائي بأنّه عالٍ عندما يتجاوز 72 كيلو فولت، لذا فإنّ هذا النوع من القواطع لا يستخدم في المباني السكنية أو التجارية بل يستخدم في تطبيقات نقل الطاقة الكهربائية والتطبيقات الصناعية الكبرى، تستخدم هذه القواطع ملفات لولبية يتم تشغيلها عادةً بواسطة محولات التيار والمرحلات الواقية، وتتميز بأنّها معقدة للغاية لكنّها قادرة على الحد من التيار الزائد.
قواطع الجهد المتوسط
تستخدم هذه القواطع للتعامل مع جهود أقل من قواطع الجهد العالي، فهي تتعامل مع الجهود ما بين 1000 و72000 فولت، ويمكن استخدامها للتطبيقات الداخلية أو الخارجية.
قواطع الجهد المنخفض
هي القواطع المنتشرة ضمن المباني السكنية والتجارية والمكاتب، وتستخدم للتعامل مع جهول أقل من 1 كيلو فولت، وتتميز بسهولة فكّها واستبدالها عندما تعطب، كما لها العديد من الأنواع، منها قواطع الدائرة المصغرة (mcb) المصممة التعامل مع تيارات أقل من 100 أمبير، في حين تستخدم قواطع الدائرة المصبوبة (mccb) في التطبيقات التي تحتوي تيار أعلى من 100 أمبير.
أنواع القواطع الكهربائية اعتمادًا على مكان التركيب
تُصنف القواطع الكهربائية وفقًا لمكان تركيبها إلى:
- القواطع الداخلية: تُركّب في لوحات كهربائية محمية من العوامل الجوية ضمن المباني، وعادةً ما تضم قواطع الجهد المتوسط أو المنخفض.
- القواطع الخارجية: لا تحتاج إلى الحماية أو التركيب ضمن مبنى، فهي تكون ذات بنية أقوى من القواطع الداخلية ولا تتأثر بالعوامل الجوية أو التآكل والتلف، وتستخدم عادةً في أنظمة الطاقة المعقدة.