الأنظمة الكهربائية موجودة في كل مكان في حياتنا اليومية ، سواء في منازلنا أو أماكن العمل أو البنية التحتية. إن أمان وموثوقية هذه الأنظمة لهما أهمية قصوى. تلعب اجهزة الوقاية من التيار الكهربائي دورًا حيويًا في الحفاظ على هذين الجانبين الحيويين. وتتمثل مهمتها في اكتشاف الانحرافات الكهربائية ، مثل الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة والجهد الزائد ، واتخاذ التدابير اللازمة لحماية المعدات والدوائر والأشخاص من هذه المخاطر.

تأثير التيار الكهربائي السلبي على الأجهزة الكهربائية.

يمكن أن يكون تأثير التيار الكهربائي السالب على المعدات الكهربائية ضارًا. يمكن أن يؤدي إلى تدهور المكونات ، والتآكل الكهروكيميائي للوصلات ، والتآكل والاضطرابات الكهرومغناطيسية غير المرغوب فيها. لذلك من الضروري اتخاذ تدابير لمنع تأثير التيار الكهربائي السالب على الأجهزة الكهربائية لضمان عملها وطول عمرها. في ما يلي نذكر بعضا من اجهزة الوقاية من التيار الكهربائي الأساسية:

قاطع دائرة التيار Disjoncteur

القاطع الكهربائي أو قواطع الدائرة من الأجهزة الأساسية للكشف عن الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة في الدوائر الكهربائية. وهي مصممة لتقطع التيار الكهربائي تلقائيًا عند اكتشاف ظروف غير طبيعية. يمكن أن تكون قواطع الدائرة حرارية أو مغناطيسية أو خليط من الاثنين ، وتأتي في مجموعة متنوعة من الأحجام والقدرات لتناسب التطبيقات المختلفة. إنها توفر حماية سريعة وموثوقة ضد الأحمال الكهربائية الزائدة.

المصهرات Fusible Resistor

الصمامات أو المصهرات هي من اجهزة الوقاية من التيار الكهربائي المهمة، تعمل عن طريق قطع التيار عند حدوث تيار زائد. وهي تتكون من خيوط قابلة للانصهار تذوب عندما يتجاوز التيار السعة المقدرة للمصهر،  وبالتالي قطع مصدر الطاقة وحماية المعدات والدوائر من التلف. تستخدم الصمامات على نطاق واسع في التركيبات الكهربائية السكنية والصناعية ويجب اختيارها بشكل صحيح وفقًا لخصائص التيار والحمل.

أنواع الصمامات للوقاية من التيار الكهربائي

توجد أنواع مختلفة من الصمامات المناسبة للتطبيقات والاحتياجات المختلفة. فيما يلي بعض أنواع الصمامات الأكثر استخدامًا:

الصمامات سريعة المفعول: تتفاعل بسرعة في حالة زيادة التيار وتستخدم لحماية الدوائر الإلكترونية والمعدات الحساسة.

الصمامات بطيئة النفخ: تم تصميمها لتحمل بشكل مؤقت تيارات الحمل الزائد الأعلى قبل النفخ ، مما يجعلها مناسبة للدوائر ذات الأحمال المتقطعة أو التيارات عالية التدفق.

صمامات التأخير الزمني: تم تصميمها لتوفير حماية إضافية في التطبيقات حيث تكون التيارات الزائدة المؤقتة شائعة ، مع منع التعثر المزعج.

Blade Fuses: تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات السيارات والمنزلية ، مما يوفر حماية ضد التيار الزائد في نظام الكهرباء.

الصمامات الحرارية: تعمل استجابة لدرجة الحرارة بدلاً من التيار الزائد ، مما يحمي المعدات من السخونة الزائدة والتلف الحراري.

المرحّلات Relais

المرحّل الواقي هو جهاز كهروميكاني أو إلكتروني يستخدم لمراقبة المعلمات الكهربائية واكتشاف الاختلافات غير الطبيعية. يتم تكوينها للرد إذا تم تجاوز الحدود المحددة مسبقًا ، مما يؤدي إلى اتخاذ إجراءات وقائية. تلعب مرحلات الحماية دورًا مهمًا في تنسيق الحماية الكهربائية ، مما يضمن الاستجابة المناسبة والسريعة للأعطال.

المحولات الحالية Transformateurs de Courant

محولات التيار هي مكونات رئيسية في أنظمة الحماية والقياس الكهربائية. يتم استخدامها لتحويل التيارات العالية المتدفقة في خطوط الطاقة إلى تيارات منخفضة متناسبة مناسبة للقياس وحماية الدائرة. توفر محولات التيار إشارات تيار دقيقة ، والتي يمكن استخدامها بواسطة مرحلات واقية للكشف عن الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة.

حساسات الحماية الكهربائية

المستشعرات أو الحساسات هي أجهزة تُستخدم لمراقبة الكميات الكهربائية الأساسية ، مثل التيارات والفولتية والترددات ، في الوقت الفعلي. إنهم قادرون على اكتشاف الاختلافات غير الطبيعية في هذه المعلمات وإرسال إشارات التنبيه أو الرحلة إلى أجهزة الحماية المناسبة. تلعب مستشعرات الحماية دورًا مهمًا في الكشف المبكر عن المشكلات الكهربائية وتساهم في تقليل الأخطار.

أجهزة حماية الطفرة

يمكن أن تتسبب الارتفاعات المفاجئة في الطاقة في حدوث أضرار جسيمة للمعدات الكهربائية الحساسة. يستخدم جهاز الحماية من زيادة التيار الكهربائي، في تشتيت وتبديد زيادات التيار الكهربائي التي يمكن أن تلحق الضرر بالأجهزة. تقوم هذه الأجهزة بتحويل الموجات المفاجئة إلى الأرض، مما يحمي المعدات المتصلة.

نظام التأريض: أساسيات الحماية الكهربائية

التأريض هو مبدأ أساسي للحماية الكهربائية. وهو يتألف من توصيل المكونات والتركيبات الكهربائية بالأرض ، وبالتالي إنشاء مسار تحويل لتيارات التسرب والأحمال الزائدة. هذا يقلل من مخاطر الصدمة الكهربائية ويمنع تلف المعدات. يتم استخدام طرق وتقنيات تأريض مختلفة ، بما في ذلك:

التأريض الواقي (أو أرض الأمان)

تتكون هذه الطريقة من توصيل الأجزاء المعدنية المكشوفة للتركيبات الكهربائية بالأرض. يتم توصيل عناصر مثل الصناديق الكهربائية وخزانات التوزيع والأجهزة والمعدات بموصل تأريض يتم بعد ذلك ربطه بقطب كهربائي أرضي ، مثل قضيب نحاسي أو لوحة تأريض بالأرض المدفونة. يعمل هذا على تبديد التيارات المتسربة ويضمن السلامة الشخصية عن طريق تجنب الصدمات الكهربائية.

التأريض الوظيفيي

تستخدم هذه الطريقة لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي وضمان التشغيل السليم للمعدات الكهربائية الحساسة. يتضمن توصيل الأجزاء المعدنية غير الموصلة للمعدات (مثل شاشات العرض والإطارات والدروع) بالأرض للتخلص من الشحنات الساكنة والتيارات الشاردة.

تأريض المعدات

تتطلب بعض المعدات المحددة تأريضًا فرديًا لضمان عملها وسلامتها بشكل صحيح. وتشمل هذه المولدات والمحولات والمحركات الكهربائية والمعدات الحساسة للتداخل الكهرومغناطيسي. يساعد تأريض هذه المعدات على تبديد التيارات غير المرغوب فيها ومنع التلف.

التوصيلات الكهربائية

تشير التوصيلات الكهربائية إلى الروابط المادية المقامة بين المكونات أو الأسلاك أو الأجهزة الكهربائية المختلفة للسماح بتدفق التيار الكهربائي. يتم تصنيعها عن طريق التوصيل الآمن للموصلات الكهربائية معًا ، باستخدام الطرق المناسبة مثل أعمدة الربط ، والموصلات ، والبراغي ، والكتل الطرفية ، واللحام ، والمشابك ، إلخ. تعتبر التوصيلات الكهربائية ضرورية لإنشاء دارة كهربائية وظيفية وموثوقة وآمنة ، مما يضمن استمرارية التيار الكهربائي وتجنب الاتصالات الخاطئة أو فقدان الإشارة.

معايير السلامة والجودة

تلعب التوصيلات الكهربائية دورًا أساسيًا في النقل الفعال والآمن للتيار الكهربائي. تضمن التوصيلات المناسبة التوصيل الأمثل ، وتقليل مخاطر ارتفاع درجة الحرارة وتقليل فقد الطاقة. يجب مراعاة معايير السلامة والجودة ، مثل إحكام الربط الصحيح للأطراف واستخدام الموصلات المناسبة والعزل المناسب لضمان التوصيلات الكهربائية الموثوقة.

أدوات التوصيلات الكهربائية: الاختيار والاستخدام

لإجراء توصيلات كهربائية آمنة ، يتم استخدام أدوات مختلفة. وتشمل :

• المقابس
• المفاتيح
• مأخذ
• قابس
• الأسلاك
• كماشة
• مفكات

كل أداة لها وظيفتها الخاصة وهي مصممة خصيصًا لتوصيلات كهربائية معينة. يعد اختيار الأدوات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لضمان التوصيلات الكهربائية الصحيحة والموثوقة.

10 نصائح للوقاية من مخاطر الكهرباء

1) عدم لمس أجزاء الكهرباء الحية أو الأسلاك المكشوفة دون الحماية المناسبة.

2) فصل الأجهزة الكهربائية عن مصادر الطاقة قبل القيام بأي أعمال صيانة أو توصيل/فصل الاسلاك.

3) التأكد من أن جميع الأجهزة والأسلاك والمقابس تتوافق مع المعايير الكهربائية السليمة.

4) التعامل بحذر مع الاسلاك والمقابس الكهربائية، وعدم سحبها بقوة أو العبث بها بشكل غير سليم.

5) تجنب لمس الأجسام المعدنية باليدين الرطبة أو عند وجود تسرب للكهرباء، حيث يمكن أن يكون هناك خطر التعرض للصدمة الكهربائية.

6) عدم تشغيل الأجهزة الكهربائية في مكان رطب أو أثناء وجود الماء، حيث يزداد خطر التعرض للصدمة الكهربائية.

7) تجنب إجراء أعمال إصلاح الأجهزة الكهربائية دون الخبرة اللازمة، والاعتماد على فنيي صيانة مؤهلين.

8) استعمال واقية الأجهزة الكهربائية المناسبة مثل قفازات العزل والنظارات الواقية عند القيام بأعمال صيانة أو توصيل/فصل الأسلاك الكهربائية.

9) الابتعاد عن الكابلات الكهربائية المكشوفة في الأماكن العامة أو المناطق المحيطة بالأماكن البنائية، حيث يمكن أن تتسبب في الصدمات الكهربائية.

10) توعية الأفراد وتعليمهم حول أساسيات السلامة الكهربائية والإجراءات الصحيحة للتعامل مع الكهرباء.