((( معلومات مهمة عن القاطع المنزلي ))) يسيء الكثيرون

(((*** معلومات مهمة عن القاطع المنزلي ***)))
.
يسيء الكثيرون استخدام القواطع و يظنون أن مهمتها هي فقط الفصل و الوصل في حين أن مهمتها الأهم هي حماية الأسلاك و التجهيزات من الضرر و الحرائق ، لذلك فإنه يجب اختيار القواطع لتناسب حماية الأسلاك و الكابلات الموصولة معها، و لتناسب نوع التجهيزات التي تشغلها هذه القواطع.
و يجب عدم تبديل القاطع بقاطع تياره أكبر إن لم تتم زيادة مقطع السلك بما يتناسب مع عيار القاطع الجديد.
.

– يظهر الشكل(١) قاطع منزلي عادي.
نسمي هذا القاطع (القاطع الحراري المغناطيسي) و ذلك لأنه يحتوي حمايتين :
– الحماية الأولى حماية حرارية و تمثلها قيمة القاطع.
– الحماية الثانية حماية مغناطيسية و تمثلها الأحرف B أو C أو D.
فعندما نجد قاطع مكتوب عليه B10 فهذا يعني أن قيمة الحماية الحرارية هي ١٠ أمبير و أن الحماية المغناطيسية هي من العيار B.
– إن الأسلاك و الكابلات قد تتعرض لزيادات في الحمولة و لفترات زمنية قصيرة مثل عمليات بدء تشغيل الأجهزة الكهربائية التي تحتوي مكثفات في مداخلها أو محركات لها تيار بدء كبير يتجاوز تيار عملها الطبيعي، و في حين أن الاسلاك و الكابلات تتحمل هذه الزيادات لفترات زمنية قصيرة إلا أنها لا تتحملها لفترات زمنية طويلة ، لذلك فقد تم تزويد القواطع بالحماية الحرارية البطيئة ، و التي تعمل بشكل متسارع أكثر كلما زاد التيار أكثر، أي أنه كلما زاد تيار القاطع أكثر فإن زمن فصل الحماية الحرارية يكون أقصر، أي أنه من أجل قاطع ١٠ أمبير مثلاً، إذا كانت الزيادة بسيطة (مثلاً أصبح التيار ١٢ أمبير) فإن الحماية تحتاج لزمن طويل لفصل القاطع (قرابة الساعة ) بينما إذا زاد التيار إلى ١٥ أمبير فإن القاطع سيفصل بعد ٢٠ ثانية، و إذا أصبح التيار ٢٠ أمبير فإن القاطع سيفصل بعد ٤ ثواني فقط.
تستمر الحماية الحرارية بالعمل حتى نصل إلى عيار الحماية المغناطيسية التي تفصل القاطع فجأة.
.
– الحماية الثانية هي الحماية المغناطيسية ، و مهمتها الفصل السريع للقاطع عند حالات تيارات الدارة القصيرة (شورت سيركت) ، أو عند أي تيار يزيد عن تيار عيار الحماية المغناطيسية، حيث يحتوي القاطع مغناطيس كهربائي تابع لتيار القاطع فيقوم بفصل القاطع عن العمل عندما يتجاوز التيار الحد المسموح له.
يوجد للحماية المغناطيسية عيارات مضبوطة مسبقاً حسب الجهاز الذي سيشغله القاطع.
العيار B : و يتراوح تيار الفصل لهذا العيار بين 3-5 أضعاف التيار الاسمي للقاطع ، أي إذا كان القاطع ١٠ أمبير فإن الحماية المغناطيسية ستفصل القاطع إذا كان التيار المار بين ٣٠-٥٠ أمبير.
يستخدم هذا القاطع للسخانات و أجهزة الإنارة بدون ترنسات أو ذات ترنسات الكترونية ، و للمآخذ المنزلية (بعكس ما هو متعارف عليه ).
العيار C : ويتراوح تيار الفصل لهذا العيار بين 5-10 أضعاف التيار الاسمي للقاطع ، و يستخدم بشكل أساسي مع المحركات مثل البراد و مضخة الماء و غيرها.
العيار D : و يتراوح تيار الفصل لهذا العيار بين 10- 20 ضعف التيار الاسمي للقاطع ، و يستخدم هذا القاطع مع المحولات و أجهزة الإنارة الغازية مثل بخار الصوديوم .
.
يظهر الشكل (٢) مخطط مبسط لطريقة عمل القاطع الحراري المغناطيسي ، حيث تتكون الحماية الحرارية من مزدوجة كهرحرارية و التي تتكون بدورها من صفيحتين رقيقتين من معدنين مختلفين ، و عند مرور التيار ضمن هاتين الصفيحتين فإنهما تزدادان سخونة فيتمدد معدن النحاس أكثر من معدن الحديد فتنثني المزدوجة الكهرحرارية مسببة تحرير ذراع الفصل و فصل القاطع.
إن المزدوجة الكهرحرارية مستخدمة في المكواة و سخان الماء الكهربائي و فرن الكهرباء و غيره.
الحماية المغناطيسية بدورها مكونة من مغناطيس كهربائي يمر ضمنه تيار القاطع ، و عند تجاوز التيار الحد المسموح فإن المغناطيسي يجذب ذراع الفصل و يفصل القاطع.
و يظهر الشكل(٣) صورة للقاطع الحقيقي من الداخل.
.
((** عيار القاطع المناسب للسلك **))
بعيداً عن الحسابات الهندسية فإنه في التمديدات المنزلية نراعي حالة أن الأسلاك ممدة في أنابيب بلاستيكية و تتجمع عدة أسلاك مع بعضها البعض، و نأخذ درجة حرارة الصيف ، لذلك فهناك جدول واحد للتمديدات المنزلية ينفع لكل المنازل في الوطن العربي ما عدا المناطق الحارة جداً مثل دول الخليج و جنوب العراق و وسط افريقيا.
يوضح الشكل (٤) جدول حمولات الاسلاك و قواطع الحماية المناسبة لها للتمديدات المنزلية.
.
(( ** شدة تيار القطع للقاطع **))
عند حدوث القصر (الدارة القصيرة ، شورت سيركت، الماس الكهربائي) فإن تيار محولة الشارع يسعى لأن يصل إلى نقطة التماس بكامل قيمته، و هذه القيمة ضخمة جداً و تصل لعدة آلاف من الأمبير ، لذلك فإن على القاطع القدرة على فصل هذا التيار الضخم و إلا التصقت تماسات القاطع مع بعضها و انصهرت الأسلاك إلى نحاس ذائب يحرق كل ما حوله.
تتعلق شدة تيار القصر بحجم محولة الشارع و مقاومة الكابلات الواصلة إلى القاطع ، و تتراوح بين 3 – 10 كيلو أمبير ، و تؤخذ وسطياً على أنها 6 كيلو أمبير (6KA) أي 6000 أمبير.
نلاحظ من الشكل(١) أن هذه الشدة يجب أن تكون مكتوبة على القاطع ، و يتحدد سعر القاطع بقيمة هذه الشدة، فكلما زادت الشدة زاد السعر.
و بشكل عام إذا كان المنزل قريب من محولة الشارع فيجب تركيب قواطع بقيمة 10KA ، و إن كان بعيداً لمسافة أكثر من ٥٠ متر فنضع 6KA ، و إن زادت المسافة عن ٧٥ متر فنضع 3KA.
نلاحظ في الشكل(٣) أن تماسات القاطع بجانبها شفرات من الألمنيوم مهمتها امتصاص القوس الكهربائي الناتج عن فصل شدة التيار الكبيرة لحالات القصر. – إن ما يميز القاطع المنزلي عند استخدامه للفصل و الوصل أن تماساته باستطاعة عدة آلاف من الأمبير بينما مفاتيح الإنارة تماساتها من استطاعة ١٠ أو ١٦ أمبير على الأكثر.
.
(( ** ملاحظات مهمة ** )):
– عندما يفصل القاطع بشكل متكرر، فمن الخطأ الكبير أن يتم تبديله بقيمة أكبر مباشرة، بل يجب قياس قيمة الحمولة على السلك الموصول به بواسطة (البينس أمبير) و عندها نجد:
> إذا كانت الحمولة أكبر من تيار القاطع فننظر إلى مقطع السلك إن كان يتحمل وجود قاطع أكبر أم لا ، و إلا فيجب توزيع الحمولة على سلكين و قاطعين أو وضع سلك أثخن و قاطع أكبر.
> إذا كانت الحمولة أصغر من قيمة القاطع فعندها ننظر إلى مقطع السلك فقد يكون صغيراً و يسخن فيسخن القاطع معه ، أو تكون وصلة السلك بالقاطع غير متينة فتسبب حرارة تؤدي لفصل القاطع.
– إن أكبر عيار للقواطع المنزلية الصغيرة هو 63 أمبير ، و لكن ظهرت قواطع ثلاثية بقيم تيار تصل حتى 125A.
– يظن الكثير من الكهربائيين أن القواطع من عيار C أفضل من القواطع من عيار B و ذلك لأن سعرها أغلى، و هذا خطأ.
إن القواطع من عيار B هي أفضل لحماية الأسلاك من العيار C لأنه:
* تيار الحماية الحرارية للقواطع C قد يصل إلى قرابة ٥ أضعاف التيار الاسمي مقابل ٣ أضعاف للقاطع B ، و هذا يرهق السلك و يجعل عازله يحترق ببطء.
* تيار الفصل المغناطيسي السريع للقاطع C يتجاوز ال ٥ أضعاف إلى ١٠ أضعاف التيار الاسمي مقابل ٣-٥ للقاطع B ،و هذا أيضاً يرهق السلك.
– يفضّل عند استخدام قواطع عيار C استخدام مقاطع أسلاك أكبر من تلك المستخدمة مع قواطع عيار B، نفس الفكرة للقواطع عيار D.
– إن القواطع عيار D قليلة الاستخدام و الانتشار و قلما توجد في الأسواق.
– استخدم القواطع عيار B للمآخذ و ليس C كما هو متداول و ذلك لتؤمن حماية أفضل للبشر عند حدوث حالات الدارة القصيرة (شورت) .
.
(((** تفاصيل أكثر للمختصين **)).
– يظهرالشكل (٥) منحنيات عمل القواطع المنزلية من العيارات الثلاث B و C و D.
– يبدأ عمل القاطع من التيار 1.1In أي 1.1 التيار الاسمي (11 أمبير لقاطع 10 أمبير) ، و تحدد القيمة 1.13In قيمة التيار التي يفصل عندها القاطع بعد ساعة.
– هناك منحنيات تعطي القيمة 1.45In مع القيمة 1.13In و تلك لها قصة أخرى.
– إن جداول تحميل الأسلاك و الكابلات تعطي القيمة العظمى لتحمل السلك أو الكبل عند درجة 90° مئوية ، و لكن من الخطأ تصميم الكبل في أي مشروع على أساس هذه القيمة حيث أنه يجب ألا تزيد درجة حرارة تشغيل الكبل ذو العازل PVC عن 70° مئوية ليعيش أكثر من 20 سنة ، بينما إن زادت حرارته عن هذه القيمة فسنجده تيبس و احترق ببطء و لن يعيش لأكثر من عامين و نصف ، لذلك يتم اختيار القاطع على أن تكون قيمته مساوية تقريباً لثلثي قيمة الحمولة العظمى للكبل .
.
أرجو لكم الفائدة
م.منذر سالم