تصنيف الفولتية في نظام الطاقة الكهربائية

في عالم الكهرباء، يتم تصنيف الفولتية إلى ستة نطاقات رئيسية بناءً على قيمتها ومجال استخدامها. هذه النطاقات هي:

جهد منخفض جدًا (Extra Low Voltage – ELV).
جهد منخفض (Low Voltage – LV).
جهد متوسط (Medium Voltage – MV).
جهد عالي (High Voltage – HV).
جهد عالي جدًا (Extra High Voltage – EHV).
جهد فائق العلو (Ultra High Voltage – UHV).

في هذا الدرس، سنركز على نطاق الجهد المنخفض جدًا (ELV) وفئاته الثلاث:

1- نطاق الجهد المنخفض جدًا (ELV)

يعرّف الجهد المنخفض جدًا (ELV) بأنه الجهد الذي لا يتجاوز 50 فولت تيار متردد (AC) أو 120 فولت تيار مستمر (DC) بين أي موصل والأرض.

يستخدم هذا النطاق في التطبيقات التي تتطلب مستويات عالية من السلامة، مثل:

حمامات السباحة.
المصابيح اليدوية المحمولة.
الأجهزة الكهربائية الخارجية.

وفقًا للمعايير الدولية (IEC)، يتم تقسيم أنظمة الجهد المنخفض جدًا إلى ثلاثة أنواع:

أ- الجهد المنخفض المنفصل أو الآمن (SELV)

التعريف: نظام كهربائي لا يمكن أن يتجاوز الجهد فيه قيمة ELV في الظروف العادية أو حتى في حالة حدوث عطل واحد، بما في ذلك الأعطال الأرضية في دوائر أخرى.
التطبيقات: يستخدم في الأماكن ذات الخطورة العالية مثل حمامات السباحة والملاهي.
المتطلبات:
يجب أن يكون النظام معزولًا بشكل كامل عن الدوائر ذات الجهود الأعلى (باستخدام عزل مزدوج أو شاشة واقية).
لا يُسمح بتوصيل أي موصل حي في نظام SELV بالأرض.
يجب أن تكون المقابس والأفياش الخاصة بنظام SELV مختلفة لمنع الاتصال الخاطئ مع أنظمة أخرى.
مصدر الطاقة: يتم استخدام محولات عزل خاصة مصممة وفقًا للمعايير الدولية (IEC 60742).

ب- الجهد المنخفض المحمي (PELV)

التعريف: نظام كهربائي لا يتجاوز الجهد فيه قيمة ELV في الظروف العادية أو في حالة حدوث عطل واحد، باستثناء الأعطال الأرضية في دوائر أخرى.
التطبيقات: يستخدم في التطبيقات العامة التي تتطلب جهدًا منخفضًا لأسباب تتعلق بالسلامة.
الاختلاف عن SELV:
يُسمح بتوصيل نقطة واحدة من الدائرة الثانوية للأرض.
يمكن أن يكون هناك اتصال واقي بالأرض في نظام PELV.
المتطلبات:
يجب أن يكون هناك عزل واقٍ بين الدوائر ذات الجهود الأعلى.
يجب ضمان انخفاض خطر الاتصال العرضي مع جهود أعلى.

ج- الجهد المنخفض الوظيفي (FELV)

التعريف: أي نظام جهد منخفض لا يستوفي متطلبات SELV أو PELV.
التطبيقات: يستخدم لأغراض وظيفية، مثل أنظمة التحكم في الآلات.
المتطلبات:
يجب توفير حماية ضد الاتصال المباشر (باستخدام العوازل أو الحواجز).
يجب تطبيق متطلبات الحماية الخاصة بالجهود الأعلى على الدائرة بأكملها.
في حالة استخدام جهد 50 فولت أو أقل لأسباب وظيفية، يجب اتخاذ إجراءات إضافية لضمان الحماية الأساسية والحماية من الأعطال.

ملخص الفروقات بين SELV و PELV و FELV

النوع	العزل عن الأرض	الاتصال بالأرض	التطبيقات
SELV	ممنوع	ممنوع	أماكن عالية الخطورة
PELV	مسموح	مسموح	تطبيقات عامة
FELV	غير مطلوب	غير مطلوب	أغراض وظيفية (مثل التحكم)

نطاقات الجهد الكهربائي

في هذا الجزء، سنتعرف على الحدود الخاصة بكل نطاق من نطاقات الجهد الكهربائي وفقًا للمعايير والكودات المختلفة. هذه النطاقات تُستخدم لتحديد مستويات الجهد الآمنة والمناسبة للتطبيقات الكهربائية المتنوعة. فيما يلي تفصيل لكل نطاق:

1. نطاق الجهد المنخفض جدًا (Extra Low Voltage – ELV)

هذا النطاق يشير إلى الجهود الكهربائية المنخفضة جدًا والتي تعتبر آمنة بشكل عام من خطر الصعق الكهربائي. يتم استخدامها عادة في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة والأنظمة ذات الاستهلاك المنخفض للطاقة.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC (بين الموصل والأرض)	0 – 49 فولت	0 – 119 فولت
NEC	0 – 49 فولت	–
BS	0 – 49 فولت	0 – 119 فولت

2. نطاق الجهد المنخفض (Low Voltage – LV)

يُستخدم هذا النطاق في التطبيقات المنزلية والتجارية، مثل الإضاءة والأجهزة الكهربائية المنزلية.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC (بين الموصل والأرض)	50 – 1000 فولت	120 – 1500 فولت
BS (بين الموصل والأرض)	50 – 600 فولت	120 – 900 فولت
BS (بين الموصلات)	50 – 1000 فولت	120 – 1500 فولت
NEC	50 – 600 فولت	–

3. نطاق الجهد المتوسط (Medium Voltage – MV)

يُستخدم هذا النطاق في أنظمة التوزيع الكهربائي، مثل الشبكات الكهربائية المحلية وخطوط النقل قصيرة المدى.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC / IEEE	1000 – 35,000 فولت	1500 فولت – 50 كيلو فولت
ANSI	1000 – 35,000 فولت	–
NECA/NEMA	600 – 69,000 فولت	–
BS (بين الموصلات)	1000 – 11,000 فولت	–
NEC	غير محدد	–

4. نطاق الجهد العالي (High Voltage – HV)

يُستخدم هذا النطاق في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC / IEEE (بين الموصل والأرض)	35,000 – 230,000 فولت	50 كيلو فولت – 500 كيلو فولت
BS (بين الموصلات)	11,000 – 66,000 فولت	–
NEC	> 600 فولت	–

5. نطاق الجهد العالي جدًا (Extra High Voltage – EHV)

يُستخدم هذا النطاق في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة جدًا، حيث يتم نقل كميات كبيرة من الطاقة.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC / IEEE (بين الموصل والأرض)	230,000 – 800,000 فولت	> 500 كيلو فولت
BS (بين الموصلات)	≥ 66,000 فولت	–
NEC	غير محدد	–

6. نطاق الجهد الفائق (Ultra High Voltage – UHV)

يُستخدم هذا النطاق في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة جدًا وبكميات هائلة من الطاقة.

المعيار/الكود	الجهد المتردد (AC)	الجهد المستمر (DC)
IEC / IEEE (بين الموصل والأرض)	1000 – 1200 كيلو فولت	500 – 800 كيلو فولت

تعريفات مهمة:

جهد النظام (System Voltage):

هو الجهد المحدد بين محولات رفع وخفض الجهد، مثل 240 فولت، 480 فولت، و600 فولت.

جهد الاستخدام (Utilization Voltage):

هو الجهد عند أطراف المعدات الكهربائية، مثل 230 فولت، 460 فولت، و575 فولت.

جهد الخدمة (Service Voltage):

هو الجهد عند حدود توصيل الخدمة من قبل الشركة الموردة للكهرباء.

ملاحظات:

الفرق بين جهد الخدمة وجهد الاستخدام:

يسمح هذا الفرق بحدوث انخفاض في الجهد في الأسلاك بين نقطة توصيل الخدمة والمعدات المستخدمة. يُوصي الكود الوطني للكهرباء (NEC) بأن يكون انخفاض الجهد في الدوائر الفرعية أقل من 3%، وفي الدوائر الرئيسية أقل من 3% أيضًا، مع أن يكون الانخفاض الكلي (الدوائر الفرعية والرئيسية) أقل من 5%.
مثال: نظام تزويد بجهد اسمي 208 فولت سيتم توصيله بمحركات تحمل علامة “200 فولت” على لوحة البيانات الخاصة بها، مما يسمح بحدوث انخفاض في الجهد بين المعدات ومصدر التغذية.

جهود النظام المستخدمة حول العالم:

تختلف جهود النظام المستخدمة حول العالم وفقًا للمعايير المحلية والدولية، وتشمل جهودًا مثل 110 فولت، 220 فولت، 230 فولت، 240 فولت، 400 فولت، وغيرها.

هذه التفاصيل توفر فهمًا شاملًا لنطاقات الجهد الكهربائي والمعايير التي تحكمها، مما يساعد في تصميم أنظمة كهربائية آمنة وفعّالة.

الذهاب للموضوع التالي من هنا

العودة للصفحة الرئيسية للكورس من هنا