تستخدم القواطع الكهربائية الفرعية في حماية الأنظمة الكهربائية من الأخطار المحتملة وتحسين كفاءة توزيع الطاقة، وهي تعد جزء أساسي من أي نظام كهربائي متكامل.
ما هي القواطع الكهربائية الفرعية؟
القواطع الكهربائية الفرعية هي عبارة عن أجهزة حماية يتم استخدامها في الأنظمة الكهربائية من أجل فصل التيار الكهربائي عند حدوث أي مشكلات مثل الحمل الزائد أو الماس الكهربائي.
وتوجد القواطع الكهربائية الفرعية في لوحات التوزيع الفرعية لحماية أجزاء محددة من النظام الكهربائي مثل الدوائر أو المعدات الكهربائية.
الأحمال الكهربائية الزائدة وتأثيرها على فصل القواطع الكهربائية
تحدث الأحمال الكهربائية الزائدة في حالة تجاوز التيار الكهربائي الذي يمر في الدائرة الكهربائية للقيمة التصميمية للمكونات الكهربائية في تلك الدائرة، وهذه الأحمال الزائدة قد تؤدي إلى حدوث حرائق.
وتؤثر الأحمال الكهربائية الزائدة على القواطع الكهربائية من خلال حدوث:
- فصل قاطع التيار الكهربائي عند حدوث الحمل الزائد وفصل الدائرة الكهربائية بشكل تلقائي.
- تلف القاطع الكهربائي في حالة استمرار الحمل الزائد.
- تلف الأسلاك والمعدات والأجهزة الكهربائية.
الماس الكهربائي وتأثيره على القواطع الكهربائية
يحدث الماس الكهربائي في حالة تدفق التيار الكهربائي عبر مسار غير مقصود وهو ما يتسبب في زيادة كبيرة لدى التيار الكهربائي في الدائرة، والتي بدورها تؤثر أيضاً على القواطع الكهربائية وخاصة المنزلية من خلال:
- استجابة القواطع الكهربائية المنزلية للماس الكهربائي، حيث ترتفع شدة التيار الكهربائي بشكل كبير ويقوم القاطع الكهربائي بفصل الدائرة بشكل تلقائي لمنع مرور التيار الزائد إلى الأجهزة الكهربائية.
- حماية الدائرة الكهربائية من الأضرار، حيث يقوم القاطع الكهربائي بفصل التيار عند حدوث ماس كهربائي.
- تلف القاطع بسبب الماس الكهربائي المتكرر نتيجة الأحمال الزائدة المتكررة.
- حدوث اختلاف بين القواطع الكهربائية في تحمل الماس الكهربائي وقدرتها على التعامل مع التيارات الكبيرة الناتجة عن الماس الكهربائي.
مشاكل التوصيلات الكهربائية وتأثيرها على القواطع الكهربائية
توجد عدة أسباب لحدوث مشاكل التوصيلات الكهربائية مثل تعرض المواد المصنوعة منها كالنحاس والألومنيوم للتآكل بمرور الوقت بسبب الحرارة والرطوبة، أو قد يحدث تسخين زائد في هذه التوصيلات بسبب الأحمال الكهربائية الزائدة.
كما يمكن أن تسبب اهتزازات التوصيلات في فكها أو تعرضها للتلف الميكانيكي نتيجة الصدمات أو الضغط عليها أو سحبها، بالإضافة إلى تركيب التوصيلات الكهربائية بشكل غير صحيح.
وتؤثر كافة هذه المشكلات المتعلقة بالتوصيلات الكهربائية على حسب أنواع القواطع الكهربائية وسعة القواطع الكهربائية، حيث يؤدي ضعف التوصيلات إلى زيادة المقاومة الكهربائية وهو ما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة وزيادة التيار الكهربائي مما يحفز قاطع كهربائي خارجي على الفصل.
كما يؤدي تلف التوصيلات الكهربائية إلى حدوث عطل في القاطع الكهربائي، فيما يتسبب التسخين الزائد لهذه التوصيلات في ارتفاع مخاطر حدوث الحرائق الكهربائية.
مشاكل تأثير العوامل البيئية
تتعرض القواطع الكهربائية لمجموعة من العوامل البيئية مثل:
- الرطوبة، وهي تتسبب في حدوث عطل في القاطع الكهربائي أو صعوبة في عملية الفتح والإغلاق، وبالتالي يقلل من المقاومة الكهربائية لها ويزيد من مخاطر حدوث ماس كهربائي.
- الحرارة، وهي تتسبب في تقليل عمر القاطع الكهربائي وزيادة مخاطر حدوث عطل حراري نتيجة تدهور المواد العازلة.
- الغبار والأتربة، وهي تتسبب في ارتفاع درجة حرارة القاطع الكهربائي وزيادة مخاطر نشوب الحرائق نتيجة تراكمها على الأسطح العازلة والموصلات.
- التلوث الكيميائي، وهو يحدث نتيجة تعرض القواطع الكهربائية إلى بخار المواد الكيميائية الضارة وبالتالي تدهور المواد العازلة.
كيفية التعامل مع مشكلة فصل القواطع الكهربائية؟
يجب التعامل مع مشكلة فصل القواطع الكهربائية بطريقة سليمة لضمان السلامة الكهربائية وذلك من خلال اختيار أفضل أنواع القواطع الكهربائية المنزلية من أجل تجنب حدوث أعطال الكهرباء، إلى جانب القيام بعدة خطوات أساسية للتعامل مع هذه المشكلة، مثل:
- التأكد من السبب الأساسي لفصل القاطع الكهربائي سواء كان أحمال زائدة أو ماس كهربائي أو تسرب التيار الأرضي.
- فحص الدائرة الكهربائية والأجهزة الكهربائية التي قد تسبب المشكلة.
- فحص القواطع الكهربائية للتأكد من حدوث تلف أو تآكل.
- التحقق من التوصيلات والأسلاك الكهربائية.
- ضرورة فحص الأجهزة الكهربائية وفحص التسرب الأرضي.
- ضرورة الاستعانة بفني كهربائي متخصص في شركة كهرباء وفحص الكهرباء بشكل كامل.
فحص واختبار القواطع الكهربائية أهم الإجراءات والأساليب
يتم فحص واختبار القواطع الكهربائية من خلال عدة طرق، وتشمل:
- الفحص البصري.
- اختبار مقاومة العزل.
- اختبار التشغيل اليدوي.
- اختبار الأداء الحراري.
- اختبار تيار العطل.
- اختبار الزر الخاص بالحماية الأرضية واختبار الزر الوظيفي.
- اختبار المقاومة الداخلية.
- اختبار تردد القطع.
- اختبار الفتح والإغلاق عن بعد.