أنواع قواطع الدائرة الكهربائية ودليل اختيارها

في مجالي الهندسة الكهربائية والسلامة، يُعدّ مصطلح "قاطع الدائرة" بالغ الأهمية. قاطع الدائرة هو مفتاح كهربائي أوتوماتيكي مصمم لحماية الدوائر من التلف الناتج عن الأحمال الزائدة أو قصر الدائرة. وتتمثل وظيفته الأساسية في قطع التيار عند اكتشاف عطل، وبالتالي منع المخاطر المحتملة مثل الحرائق الكهربائية أو تلف المعدات. ستتناول هذه المقالة جوانب مختلفة من قواطع الدائرة، بما في ذلك أنواعها ومبادئ تشغيلها وتطبيقاتها.

أنواعقواطع الدائرة

تتوفر قواطع الدائرة الكهربائية بأنواع عديدة، كل منها مصمم لتطبيقات وبيئات محددة. ومن أكثر الأنواع شيوعًا ما يلي:

1. قواطع الدائرة المصغرة (MCBs):تُستخدم قواطع الدائرة هذه في المباني السكنية والتجارية لمنع الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة. يفصل قاطع الدائرة المصغر تلقائيًا عندما يتجاوز التيار قيمة محددة مسبقًا.
2. قاطع الدائرة الكهربائية للتيار المتبقي (RCCB):يُعرف هذا النوع من قواطع الدائرة الكهربائية أيضاً باسم جهاز التيار المتبقي (RCD)، وهو يمنع الصدمات الكهربائية عن طريق الكشف عن اختلالات التيار. في حال اكتشاف عطل، يقوم قاطع الدائرة بفصل الدائرة، مما يوفر حماية بالغة الأهمية.
3. قواطع الدائرة الكهربائية المصبوبة (MCCBs): تُستخدم هذه القواطع بشكل شائع في التطبيقات الصناعية، وتتحمل تيارات عالية. توفر قواطع الدائرة الكهربائية المصبوبة الحماية من الحمل الزائد، وقصر الدائرة، وأعطال التأريض، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من الأنظمة الكهربائية.
4. قواطع الدائرة الهوائية (ACBs): تُستخدم قواطع الدائرة الهوائية عادةً في تطبيقات الجهد العالي، وتعمل باستخدام الهواء كوسيط لإخماد القوس الكهربائي. وهي مناسبة للمنشآت الكهربائية الكبيرة، ويمكنها تحمل أحمال تيار عالية.
5. قاطع الدائرة الهيدروليكي المغناطيسييجمع هذا النوع من قواطع الدائرة بين الآليات الهيدروليكية والمغناطيسية لفصل الدوائر الكهربائية. ونظرًا لموثوقيته ومتانته، فإنه يُستخدم على نطاق واسع في الصناعات البحرية والجوية.

كيف يعمل؟

مبدأ عمل قاطع الدائرة بسيط نسبيًا. فعندما يتجاوز التيار المار في الدائرة الكهربائية قدرة القاطع المقدرة، يكتشف القاطع هذا الخلل. بعد ذلك، يُفعّل القاطع آلية الفصل، فيفصل الدائرة ويقطع التيار. وبحسب نوع القاطع، يمكن تفعيل هذه الآلية بواسطة الحرارة أو المغناطيسية أو الإلكترونية.

على سبيل المثال، في قاطع الدائرة المصغر (MCB)، قد ترتفع درجة حرارة الشريط ثنائي المعدن وينحني نتيجةً لزيادة التيار، مما يؤدي في النهاية إلى فصل القاطع. في المقابل، يعتمد قاطع الدائرة الذي يعمل بالتيار المتبقي (RCCB) على اكتشاف الأعطال الأرضية لتحديد حالة العطل. يمكن لقواطع RCCB أن تفصل في غضون أجزاء من الثانية، مما يقلل بشكل كبير من خطر الصدمة الكهربائية.

تطبيق قواطع الدائرة

تُعدّ قواطع الدائرة الكهربائية عنصرًا أساسيًا في الأنظمة الكهربائية الحديثة، وتُستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات. ففي المنازل، تحمي هذه القواطع المنازل من المخاطر الكهربائية وتضمن سلامة السكان. أما في المباني التجارية، فتُستخدم قواطع الدائرة لإدارة الأحمال الكهربائية، ومنع انقطاع التيار الكهربائي، وبالتالي تحسين كفاءة التشغيل.

في البيئات الصناعية، تحمي قواطع الدائرة المعدات الميكانيكية من التلف الناتج عن الأعطال الكهربائية. كما أنها بالغة الأهمية في أنظمة الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح، حيث تمنع تقلبات توليد الطاقة.

ما هو قاطع الدائرة؟

قاطع الدائرة هو جهاز أمان كهربائي مصمم لحماية الدائرة الكهربائية من التلف الناتج عن التيار الزائد الذي يتجاوز قدرة الجهاز على تحمله بأمان. وتتمثل وظيفته الأساسية في قطع تدفق التيار لحماية المعدات ومنع نشوب الحرائق.

باختصار

باختصار، تُعدّ قواطع الدائرة الكهربائية عنصرًا أساسيًا في الأنظمة الكهربائية، فهي تضمن السلامة وتمنع الأعطال الكهربائية. بالنسبة للعاملين في مجال الهندسة الكهربائية أو السلامة، يُعدّ فهم الأنواع المختلفة لقواطع الدائرة الكهربائية، ومبادئ تشغيلها، وتطبيقاتها أمرًا بالغ الأهمية. مع التطورات التكنولوجية المستمرة وتزايد الاعتماد على الكهرباء، ستلعب قواطع الدائرة الكهربائية بلا شك دورًا محوريًا في ضمان موثوقية وسلامة الأنظمة الكهربائية. سواء في البيئات السكنية أو التجارية أو الصناعية، لا يمكن تجاهل أهمية قواطع الدائرة الكهربائية، مما يجعلها جزءًا أساسيًا من البنية التحتية الكهربائية الحديثة.