يُعرف أيضًا باسم قاطع التسرب الأرضي (GFCI) في بعض البلدان. سأشرح بشكل مفصل كيفية عمل هذا الجهاز وأهميته في الأنظمة الكهربائية.
ما هو جهاز الحماية من التيار المتبقي (RCD)؟
جهاز الحماية من التيار المتبقي (RCD) هو جهاز سلامة كهربائي مصمم لحماية الأشخاص من الصدمات الكهربائية ومنع الحرائق الناتجة عن الأعطال الكهربائية. يعمل الجهاز على كشف أي تسرب للتيار الكهربائي من الدائرة الكهربائية، مثل التسرب إلى الأرض عبر شخص أو جسم موصل، ويقطع التيار بسرعة كبيرة لمنع حدوث ضرر.
مبدأ عمل RCD:
يعتمد عمل RCD على مبدأ التوازن بين التيار الداخل إلى الدائرة والتيار الخارج منها. في الظروف العادية، يكون التيار الداخل إلى الدائرة عبر السلك الحار (Phase) مساويًا للتيار الخارج عبر السلك المحايد (Neutral). إذا حدث تسرب للتيار (مثلًا بسبب لمس شخص لسلك مكشوف أو حدوث عزل سيء)، فإن جزءًا من التيار يتسرب إلى الأرض ولا يعود عبر السلك المحايد. هذا الاختلاف في التيار يُعرف باسم “التيار المتبقي”.
مكونات RCD:
محول تيار متوازن (Core Balance Transformer):
- يحتوي RCD على محول تيار متوازن يقوم بمراقبة التيار الداخل والخارج من الدائرة.
- إذا كان التيار الداخل والخارج متساويين، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن التيارين يلغي بعضهما البعض، ولا يحدث أي تفاعل.
- إذا كان هناك اختلاف في التيار (تيار متبقي)، فإن المجال المغناطيسي لن يكون متوازنًا، مما يولد تيارًا في ملف الكشف.
ملف الكشف (Sensing Coil):
- عندما يحدث اختلاف في التيار، يولد ملف الكشف تيارًا صغيرًا نتيجة للمجال المغناطيسي غير المتوازن.
- هذا التيار الصغير يتم إرساله إلى دائرة إلكترونية أو ميكانيكية لتحليلها.
دائرة التحكم (Control Circuit):
- إذا تجاوز التيار المتبقي قيمة معينة (عادةً 30 مللي أمبير للأجهزة المنزلية)، فإن دائرة التحكم تقوم بتنشيط آلية القطع.
- هذه القيمة تُعرف باسم “حساسية RCD” وتحدد مدى سرعة استجابة الجهاز.
آلية القطع (Trip Mechanism):
- بمجرد اكتشاف تيار متبقي يتجاوز الحد المسموح به، تقوم آلية القطع بفصل التيار عن الدائرة الكهربائية بسرعة كبيرة (عادةً في غضون ملي ثوانٍ).
- هذا الفصل السريع يقلل من خطر الصدمة الكهربائية أو الحريق.
أنواع RCD:
- RCD ثنائي القطب (Double Pole RCD): يستخدم في الدوائر أحادية الطور (Single Phase) ويقطع كلا السلكين (الحار والمحايد).
- RCD رباعي القطب (Four Pole RCD): يستخدم في الدوائر ثلاثية الطور (Three Phase) ويقطع جميع الأسلاك (الثلاثة أسلاك حارة والمحايد).
أهمية RCD:
- حماية الأشخاص: يمنع RCD الصدمات الكهربائية عن طريق قطع التيار بسرعة عند اكتشاف تسرب للتيار.
- حماية المعدات: يقلل من خطر تلف المعدات الكهربائية بسبب الأعطال الأرضية.
- منع الحرائق: يمنع الحرائق الناتجة عن التسربات الكهربائية التي قد تتسبب في ارتفاع درجة حرارة الأسلاك أو المعدات.
نطاق التطبيق:
يستخدم RCD في العديد من التطبيقات، بما في ذلك:
- المنازل والمباني السكنية.
- المصانع والمنشآت الصناعية.
- المستشفيات والمدارس.
- الأماكن التي تتطلب مستويات عالية من السلامة الكهربائية.
