في أنظمة الجهد المنخفض (Low Voltage)، تُستخدم مجموعة من القواطع لتحقيق الحماية والموثوقية في النظام الكهربائي. وظيفة القاطع الأساسية هي الحماية من الحمل الزائد (Overload) والحماية من تيار القصر (Short Circuit).
أنواع القواطع المستخدمة في أنظمة الجهد المنخفض:
- قاطع الدائرة المصغرة (Miniature Circuit Breaker – MCB):
- مصمم للتيارات الصغيرة نسبيًا (عادة حتى 100 أمبير).
- يستخدم في التطبيقات المنزلية والتجارية لحماية الدوائر الفرعية.
- سهل التركيب، ويوفر حماية ضد الأحمال الزائدة والتيارات القصيرة.
- القواطع المقولبة (Molded Case Circuit Breaker – MCCB):
- مخصص للتيارات الأعلى (حتى 2500 أمبير).
- يستخدم في التطبيقات الصناعية أو التجارية الكبيرة.
- يوفر خيارات متعددة لتعديل تيار القطع حسب الحاجة.
- قاطع التسرب الأرضي (Earth Leakage Circuit Breaker):
- يُستخدم لحماية الأفراد من التسرب الكهربائي.
- يكشف عن تسرب التيار إلى الأرض، مما يمنع الصدمات الكهربائية والحوادث.
- القاطع التفاضلي (Residual Current Device – RCD):
- يحمي من التسربات الصغيرة التي قد لا تسبب تيار قصير ولكنها ضارة، مثل التسرب من الأجهزة الكهربائية.
- مصمم لحماية الأفراد أكثر من حماية الأجهزة.
- قاطع التيار الهوائي (Air Circuit Breaker – ACB):
- يستخدم في الأنظمة الكبيرة التي تتطلب تيارات تصل إلى 6300 أمبير.
- غالبًا ما يُستخدم في المحطات الفرعية ولوحات التحكم الرئيسية.
كيف يعمل القاطع الكهربائي؟
- وحدة الفصل الحراري (Thermal Trip Unit):
- تحتوي على شريطين معدنيين حراريين بمعدلات تمدد مختلفة.
- عند حدوث حمل زائد، ترتفع درجة الحرارة في القاطع، مما يؤدي إلى انحناء الشريطين وفصل الدائرة.
- تعمل هذه الآلية لحماية القاطع من السخونة الزائدة.
- وحدة الفصل المغناطيسي (Magnetic Trip Unit):
- تحتوي على ملف مغناطيسي يُنشئ مجالًا مغناطيسيًا قويًا عند مرور تيار أعلى من القيمة المسموح بها.
- القوة المغناطيسية الناتجة تُفعّل آلية فصل نقاط التوصيل داخل القاطع، مما يؤدي إلى قطع التيار.
- تُستخدم هذه الوحدة بشكل أساسي لفصل الدائرة أثناء تيار القصر.
الفرق بين قاطع التيار المستمر وقاطع التيار المتردد
قاطع التيار المستمر (DC Circuit Breaker):
- مصمم لحماية الأجهزة التي تعمل على التيار المستمر مثل:
- الألواح الشمسية.
- منظمات الشحن.
- البطاريات الكهربائية.
- الانفرترات.
- يتميز بأنه يوفر حماية ضد خاصية تكوين القوس الكهربائي، حيث إن قوس التيار المستمر يستمر لفترة أطول مقارنة بالتيار المتردد.
- يُستخدم بشكل رئيسي في الأنظمة الشمسية والدوائر التي تعتمد على التيار المستمر.
قاطع التيار المتردد (AC Circuit Breaker):
- مصمم لحماية الدوائر التي تعتمد على التيار المتردد، مثل:
- المنازل.
- الأنظمة التجارية والصناعية التقليدية.
- يقلل من احتمال تكوين القوس الكهربائي نتيجة للخصائص الطبيعية للتيار المتردد، حيث ينعدم التيار في كل دورة (50 أو 60 هرتز).
الاختلافات الرئيسية:
- التصميم:
- قاطع التيار المستمر مصمم خصيصًا للتعامل مع الجهد المستمر الذي لا يمر عبر الصفر، مما يزيد من احتمال تكوين القوس الكهربائي.
- قاطع التيار المتردد مصمم للتيار الذي ينخفض إلى الصفر في كل نصف دورة، مما يجعل إطفاء القوس أسهل.
- الحماية:
- قواطع التيار المستمر تحمي من أخطار أكبر بسبب القوس الكهربائي الطويل، خاصة في حالات الحمل الزائد أو الأعطال.
- قواطع التيار المتردد تركز على التعامل مع الترددات المختلفة وإطفاء القوس بشكل أكثر كفاءة.
- الاستخدام:
- قاطع التيار المستمر: الأنظمة الشمسية، البطاريات، أنظمة النقل الكهربائي.
- قاطع التيار المتردد: الشبكات الكهربائية العادية، المنازل، المرافق العامة.
هذا التفصيل يغطي الأنواع المختلفة للقواطع والفرق بين التيارين المتردد والمستمر من حيث الاستخدام وطريقة العمل.
