تعتبر القواطع الكهربائية من إحدى العناصر المهمة التي تستخدم في حماية دوائر التمديدات من تيارات القصر أو حمل زائد أو نتيجة حدوث تلامس بين سلكين أو حدوث تسريب أرضي، مثل التمديدات المنزلية، والصناعية، وغيرها من الأحمال التي قد تحتاج إلى الحمايات الخاصة مثل المحركات الكهربائية.

تعريف القاطع الكهربائي

هي أداة حماية تعمل على فصل التيار عن الدوائر الكهربائية في حال الشعور بوجود أعطال غير مناسبة قد تؤثر على الأحمال، وكذلك الإنسان، مثل زيادة في التيار، أو حدوث قصر في الدوائر نتيجة لانهيار العازل، أو نتيجة قطع في الموصلات بحدوث تماس بين أسلاكه، أو نتيجة لوجود تسريب أرضي.

اختيار القاطع المناسب

يتم تحديد مواصفات القاطع الكهربائي بقيمتين هامتين قبل شرائها وهي:

1. التيار المقنن (Amp)

المقصود بها اختيار تيار القاطع بما يتناسب مع تيار الحمل الذي يمر في القاطع دون أن يتسبب في فصله، هناك قيم قياسية (Standard) مشهورة ومعروفة بالأمبير.

أمثلة على القيم القياسية لتيار القاطع المقنن.

• تيار القصر (KA)

المقصود بها اختيار أقصى تيار قصر يمكن تحمله أثناء حدوث قصر في الدائرة دون أن يحترق  (Short Circuit Capacity)، وتقاس بـ (KA)، من المعلوم أن قيمها عالية بالطبع، لكن مدة تحملها لفترة قصيرة جداً يتم قياسها بالثانية فقط.

أمثلة على القيم القياسية لدائرة تيار القصر (Short Circuit Capacity) وهي مقاسه بالـ (KA).

تصنيف القواطع الكهربائية (CBs) جميع أنواع القواطع تؤدي وظيفة الحماية، ولكن حسب المكونات الداخلية للقاطع الكهربائي، على سبيل المثال، القاطع الحراري، يعتمد مبدأ القاطع الحراري على الحماية ضد الحرارة الزائدة نتيجة زيادة شدة التيار إما القاطع المغناطيسي يعتمد على مبدأ التأثير المغناطيسي؛ يوجد أنواع  أخرى من القواطع الكهربائية المشهورة مثل القواطع الكهرومغناطيسي والقواطع الحراري المغناطيسي وغيرها من القواطع الحديثة، هذا النوع لديه سرعة في فصل التيار عن الأحمال في حالة الاستشعار بوجود عطل ما في الدائرة الكهربائية.

يتم تصنيف القواطع الكهربائية إلى عدة أنواع وهي:

1- قواطع من نوع MCB:

هي اختصاراً لــ “Miniature Circuit Breaker” يستخدم هذا النوع في حماية الدوائر الرئيسية والفرعية للتمديدات المنزلية والأحمال الأومية مثل الإنارة…. إلخ، والأحمال الحثية الصغيرة مثل المحركات الكهربائية.

جدول لتوضيح فئات قواطع الــ MCB

2- قواطع من نوع MCCB:

هي اختصاراً لــ “Molded Case Circuit Breaker”، يستخدم هذا النوع في حماية الدوائر الرئيسية، ويتميز بأنه يتحمل تيار كهربائي مقنن أعلى من قاطع الــ MCB، وأيضاً يتحمل تيارات القصر العالية.

مميزات قواطع الــ MCCB:

1. لديه القدرة على تحمل تيارات القصر العالية.
2. حماية دوائر التغذية الرئيسية ذات التيارات العالية.
3. يتحمل تيار كهربائي مقنن أعلى من قاطع الــ MCB.
4. إمكانية التحكم في ضبط العلاقة بين زمن الفصل وقيمة تيار العطل مقارنة مع قاطع الــ MCB الذي لا يمكن التحكم فيها.

3- قواطع من نوع GFCB:

هي اختصاراً لــ “Ground Fault Circuit Breaker” يستخدم هذا النوع في حماية الإنسان والتمديدات الكهربائية من التسريب الأرضي للتيار، يبني مبدأ عمله على مقارنة قيمة التيار الداخل إلى الدائرة في دوائر الواحد فاز، أما الثلاثة فاز فإنه يعمل على مقارنة مجموع التيارات الثلاثة بقيمة التيار الخارج منها وهي التيار الموجود في النيوترال (Neutral)، وبالتالي عند حدوث فرق بين التيار الداخل والخارج فهذا يعني وجود تسريب للتيار خارج الدائرة، نتيجة لذلك يتم فصل الدائرة الكهربائية عن مصادر التغذية.

شرح رموز القواطع الكهربائية، سنتحدث في هذا المقال عن موضوع مهم يخص القواطع الكهربائية المنزلية الأكثر مثل: قاطع C10 أو قاطع A10.

ما سبب تصنيف القواطع الكهربائية

إن السبب الرئيسي وراء ظهور الرموز أو فئات مختلفة مثل: قواطع A – قواطع B- قواطع C- وقواطع D، هو اختلاف طبيعة الأحمال الكهربائية.

بمعنى أن هناك أحمال ينتج عنها تيار بدء عالي كالمحركات الكهربائية، وأحمال كهربائية لا ينتج عنها تيار بدء عالي كوحدات الإنارة والسخانات الكهربائية، ومن خلال معرفة رمز القاطع الكهربائي يمكننا تحديد مدى تحمله لتيار بدء التشغيل الناتج عن الحمل الكهربائي.

ومن هنا وجب علينا مراعاة الاختيار الصحيح للقاطع الكهربائي ما يتناسب مع طبيعة الحمل الكهربائي من حيث تيار البدء والتيار المقنن. وفي هذا المقال سنشرح لكم بشكل مفصل عن الرموز أو المدرجة على أنواع القواطع الكهربائية.

شرح رموز القواطع الكهربائية

ماذا تعني الرموز الموجودة على القواطع الكهربائية المنزلية؟ سؤال يتم تداوله بين المبتدئين في مجال الكهرباء العامة وخاصة مجال التمديد الشبكات المنزلية، ومن هذه الرموز:

قاطع كهربائي نوع A: يستخدم في حماية الأجهزة الحساسة والطبية وبعض الدوائر الإلكترونية، ويكون الفصل لهذا النوع سريع وفوري دون الانتظار أي لحظة.

قاطع كهربائي نوع B: يستخدم في حماية الأجهزة المنزلية والأحمال المادية، مثل: دوائر الإنارة والسخانات والمحركات الصغيرة، ويتحمل النوع بين 3 إلى 5 أضعاف تيار الحمل قبل الفصل.

قاطع كهربائي نوع C: يستخدم أيضاً في حماية شبكة التمديدات الكهربائية والورش الصناعية، وخاصة في الأحمال الحثية التي لها تيار بدء عالي، مثل: المضخات والمراوح والمحركات والمكيفات، ويتحمل بين 5 إلى 10 أضعاف تيار الحمل قبل الفصل.

قاطع كهربائي نوع D: يستخدم في التطبيقات التي لها تيا بدء عالي جداً، مثل المحركات الكبيرة والمحولات الكهربائية الكبيرة، وماكينات اللحام ذات الحث العالي، ويتحمل هذا القاطع بين 10 إلى 20 أضعاف تيار الحمل قبل الفصل.

مبدأ عمل القاطع الكهربائي، صمم القاطع الكهربائي لاكتشاف التغيير المفاجئ في الدائرة الكهربائية مثل: الحمل الزائد أو قصر الدائرة أو تسرب التيار، ويمكن تسميه القاطع الكهربائي بعدة مسميات كقاطع التيار أو قاطع الدائرة الكهربائية.

نبذة تعريفية عن القاطع الكهربائي

يعرف قاطع الدائرة الكهربائية (بالإنجليزية: Circuit Breaker) على أنه أداة حماية يعمل على حماية الدارة الكهربائية من أي عطل قد يحدث، مثل: زيادة قيمة التيار الكهربائي أو زيادة قيمة تيار القصر عن قصر القاطع المصمم عليه أو حدوث تسرب تيار في الدائرة نتيجة وجود فروق بين تيار الدخل أو الخرج.

وهناك العديد من انواع القواطع الكهربائية التي تستخدم بكثرة في التمديدات المنزلية وأنظمة الطاقة الشمسية وهي:

• القاطع الحراري المغناطيسي (بالإنجليزية: magnetic thermal Circuit Breaker).

• قاطع التسرب الأرضي (بالإنجليزية: Ground Fault Circuit Breaker).

• قاطع التيار المستمر (بالإنجليزية: DC circuit breaker).

---

مبدأ عمل القاطع الحراري المغناطيسي

يحتوي القاطع الحراري المغناطيسي على وظيفتين وهما:

الوظيفة الحرارية: يحتوي على شريطين معدنيين حراريين لهما معامل تمدد طولي مختلفين باختلاف درجة الحرارة، وقد يحدث تقوس المعديين عند تعرضهما لدرجة حرارة عالية نتيجة الحمل الزائد مسبباً في فتح الدائرة (أي قطع التيار عن بافي الدائرة)، وتنبي هذه العملية للحماية من زيادة الحرارة داخل القاطع.

الوظيفة المغناطيسية: يحتوي على ملف كهربائي داخل القاطع، ويعتمد مبدأ عمله على مقدار قوة جذب المغناطيس وذلك عند زيادة التيار عن قيمة تيار القاطع محدثاً في رفع الذراع المعدني اللين ما يسبب في فصل نقاط التوصيل داخل القاطع وبالتالي فصل التيار المار عبره.

مبدأ عمل قاطع التسرب الأرضي

يستخدم هذا النوع للحماية من التيار المتسرب إلى الأرض في التمديدات الكهربائية، ويعتمد مبدأ عمله على مقارنة قيمة التيار الداخل للدائرة بقيمة التيار الخارج منها (تيار النيوترال)، فإذا وجد فرق بين التيار الداخل والخارج، فإن ذلك دل على حدوث تسرب للتيار خارج الدائرة الأصلية.

كل قاطع له قيمة حساسية، فإذا كان هذا الفرق في التيار أكبر من قيمة محددة تسمى “حساسية الجهاز”، فإن قوة مغناطيسية ستتولد تكون كافية لفصل الدائرة الكهربائية من خلال قاطع التسرب الأرضي لإيقاف هذا التسريب.

مبدأ عمل قاطع التيار المستمر

صممت قواطع التيار المستمر بشكل مخصص في حماية الأجهزة التي تعمل على التيار المستمر، مثل: حماية منظم الشحن والألواح الشمسية والانفرترات والبطاريات الكهربائية كما تحمي أحمال التيار المستمر.

وما يميز قاطع التيار المستمر عن قاطع التيار المتردد هو أنه مصنع للحماية ضد خاصية تكوين قوس ناري مثل: الحمل الزائد على الكابلات أو الفصل المفاجئ أو أي عطل داخل الدائرة مما أن تكون سبب في حدوث حرائق بنسبة أكبر بكثير من نظم التيار المتردد AC.

بهذا نكون قد ذكرنا مبدأ عمل القاطع الكهربائي لكل صنف مع التوضيح الكافي والفرق بينهما.