شرح القواطع الكهربية وأنواعها

 تعريف القاطع وفائدته فى الدائرة وفكرة عمله وانواع القواطع الكهربية ومكونات القاطع ولوحة بيانات القاطع ومنحنيات فصل القاطع وطرق اختيار القاطع

شرح القواطع الكهربية بصورة عامة والقواطع المصغرة MCB بصورة خاصة من تعريف القاطع وفائدته فى الدائرة وفكرة عمله وانواع القواطع الكهربية ومكونات القاطع ولوحة بيانات القاطع ومنحنيات فصل القاطع وطرق اختيار القاطع

 

شرح القواطع الكهربية وأنواعها

 تستخدم القواطع الكهربية لتوصيل او فصل الكهرباء للاحمال يدوياً كما تستخدم للفصل آلياً فى حالة حدوث قصر لحماية الاحمال ولمنع حدوث حرائق! (اذا ما سبب الحرائق التى تنسب للماس الكهربى؟؟؟)


مميزات القاطع

  • اهم ميزة للقاطع هى امكانية اعادة استخدام القاطع (بعد حل المشكل!) على عكس الفيوز الذى يحتاج للتغيير بعد كل فصل!
  • سرعة التوصيل والفصل ثابتة ولاتعتمد على سرعة يد الشخص فى تحريك ذراع القاطع quick make-quick break
  • سيفصل القاطع فى حالة القصر حتى وان كان هناك مايعيق ذراع القاطع عن الفصل Trip free

 

انواع القواطع الكهربية

تنقسم القواطع حسب طريقة اطفاء القوس الكهربى الى

  • قواطع هوائية وتستخدم فى الجهد المنخفض
  • قواطع الفراغ Vacuum CB وتستخدم فى الجهد المتوسط
  • قواطع سادس فللورو الكبريت SF6 CB وتستخدم فى الجهد المتوسط
  • قواطع الزيت Oil CB and Bulk oil CB وتستخدم فى الجهد المتوسط

 

انواع قواطع الجهد المنخفض MCB

  • قاطع مصغرة Miniature CB= MCB (تستخدم كقاطع فرعى)
  • قاطع كبيرة Molded case CB= MCCB (قواطع صب ذات غلاف مغلق اى كبس وغير قابلة للصيانة!! وتستخدم كقاطع رئيسى)
  • قاطع التيار المتبقى Residual current CB= RCCB 

 

 قواطع مصغرة وقواطع كبيرة وقواطع التيار المتبقى MCB-MCCB-RCCB

 

القاطع المصغر MCB: miniature circuit breaker

متوفره بسعات من 10 امبير حنى 125 امبير
تعتمد نظرية عمل القاطع الكهربى على المجال المغناطيسى القوى الناتج عن تيار القصر فى فصل القاطع, حيث يوجد بداخل القاطع ملف عند مرور تيار اكبر من التيار المقنن للقاطع يولد مجال مغناطيسى قوى يفصل القاطع ويحمى الدائرة وتسمى بالحماية المغناطيسية حيث تعتمد على التأثير المغناطيسى للتيار!
كما توجد ايضاً مزدوجة حرارية وهى عبارة عن معدنين مختلفيين متصليين معاً حيث تنثنى الوصلة اذا ارتفعت درجة حرارتها عند مرور تيار اكبر من المقنن حتى تضغط على ألية معينة لفصل القاطع وتسمى بالحماية الحرارية حيث تعتمد على التاثير الحرارى للتيار

توجد نقطة ثابتة واخرى متحركة لفتح وغلق الدائرة يدوياً بواسطة ذراع القاطع او ألياً بواسطة الحماية المغناطيسية والحرارية
عند حدوث قصر يتولد مجال مغناطيسى قوى من الملف يجذب المطرقة ناحية اليسار لتدفع النقطة المتحركة بأتجاه الفتح, ايضاً فى حالة حدوث حمل زائد ستسخن المزدوجة الحرارية وتنثنى وتضغط على ذراع لفصل النقاط

تعتمد نظرية عمل القواطع على المجال المغناطيسى القوى الناتج عن تيار القصر فى فصل القاطع, حيث يوجد بداخل القاطع ملف عند مرور تيار اكبر من التيار المقنن للقاطع يولد مجال مغناطيسى قوى يفصل القاطع ويحمى الدائرة وتسمى بالحماية المغناطيسية حيث تعتمد على التأثير المغناطيسى للتيار!

تعريف الحمل الزائد الاوفرلود Over load

هو زيادة تيار الدائرة بصورة صغيرة نتيجة تحميل زائد وتستخدم الحماية الحرارية بالقاطع (المزدوجة الحرارية) فى الحماية ضد الحمل الزائد مع العلم ان الفصل يكون بتأخير زمنى لانها تعتمد على التأثير الحرارى فسيادتك لازم تنتظر ارتفاع الحرارة وانثناء المزدوجة ثم الفصل!
بزيادة تيار الحمل الزائد ينخفض زمن الفصل

تعريف القصر  Short Circuit

هو حدوث تلامس بين طور واخر او طور ومحايد او طور والارضى ينتج عنه مرور تيار كبير جداا وتستخدم الحماية المغناطيسية بالقاطع للحماية من القصر ويكون الفصل لحظياً وتوجد انواع متعددة للقاطع تبعاً لقيمة تيار القصر الذى يتسبب بفصل القاطع لحظياً!

مسار التيار بالقاطع

يمر التيار من المسمار الى الحماية الحرارية الى الملف المغناطيسى الى النقطة الثابتة الى النقطة المتحركة الى الطرف الثانى للقاطع!

الحماية الحرارية

يمر التيار فى المزدوجة الحرارية مما يتسبب فى سخونتها قليلاُ ولكن عند مرور تيار اكبر من التيار المقنن (حمل زائد) ستسخن المزدوجة بصورة كبيرة وتنثنى وتضغط على قضيب فصل ليتم فصل القاطع

الحماية المغناطيسية

يمر التيار بملف مغناطيسى وعند حدوث قصر يتولد مجال مغناطيسى قوى يجذب المكبس او المطرقة لليسار لتضغط على النقطة المتحركة لتفصل

يمر التيار بملف مغناطيسى وعند حدوث قصر يتولد مجال مغناطيسى قوى يجذب المكبس او المطرقة لليسار لتضغط على النقطة المتحركة لتفصل


بداخل الملف اللولبى يوجد قلب متحرك جهة اليمين وقلب ثابت جهة اليسار بينهم ياى وعند حدوث القصر يتولد مجال مغناطيسى قوى كافى للتغلب على الياي فيتحرك القلب المتحرك جهة اليسار بالتالى تتحرك المطرقة لليسار لتضغط على النقطة المتحركة لتفصل!

اطفاء القوس

عند فصل القاطع تحدث شرارة بين النقاط ويتم اطالة القوس بواسطة مسار معدنى طويل الى حجرة اخماد القوس والتى تنقسم الى شرائح, حيث يتم تقسيم القوس على الشرائح حتى ينخفض الجهد الى 25 فولت على الشريحة الواحدة وهو جهد غير كافى لاستمرار القوس فينطفىء!

أختيار القاطع

يتم اختيار القاطع بناء على عدد من العوامل

  • التيار المقنن للقاطع وهو اكبر قيمة تيار تمر بالدائرة دون ان يفصل القاطع, والقواطع المصغرة متوفرة بقيم 10-25-32-40-50-63-80-100-125 امبير
  • فئة الفصل للقاطع A-B-C-D-K-Z وهى تعبر عن قيمة التيار التى تتسبب فى فصل القاطع لحظياً (او تعبر عن منحنى الفصل للقاطع بمعنى ادق!) وعادة تذكر فئة الفصل قبل قيمة التيار المقنن
  • صى قيمة تيار قصر يستطيع القاطع ان يفصله دون مشاكل, متوفرة بقيم 6 – 10 -30 -50 كيلو امبير, مع العلم كلما زاد تيار القصر التى يتحملها لقاطع كلما غلى ثمنه!
  • اقصى جهد للقاطع
  • عدد اقطاب القاطع, توجد قواطع احادية وثنائية وثلاثية ورباعية


بيانات القاطع

يسجل على القاطع البيانات التقنية له كالتالى

شرح بيانات القاطع بالتفصيل من التيار المقنن وفئة الفصل وتيار القصر

  • موديل القاطع S801S
  • فئة فصل القاطع او منحني القاطع C
  • تيار القاطع المقنن 125 امبير وهو اقصى تيار لايسبب فصل القاطع!
  • اقصى جهد يتحمله القاطع 240/415 فولت
  • اقصى تيار قصر يستطيع القاطع فصله بدون مشاكل هو 50 كيلو امبير
  • (كلما اقترب القاطع من قاطع القدرة الرئيسى للمحول كلما وجب ان يتحمل تيار قصر عالى وكلما ابتعد القاطع عن القاطع الرئيسى كلما امكن استخدام قاطع يتحمل تيار قصر منخفض!!)
  • كلما زاد تيار القصر الذى يتحمله القاطع كلما ارتفع سعره وغلى ثمنه خخخخ


منحنى الفصل Trip curve

هو منحنى يمثل العلاقة بين التيار وزمن الفصل للقاطع
المحور الافقى للرسم هو مضاعفات التيار المقنن للقاطع والمحور الرأسى هو زمن الفصل بالثانية

 هو منحنى يمثل العلاقة بين التيار وزمن الفصل للقاطع المحور الافقى للرسم هو مضاعفات التيار المقنن للقاطع والمحور الرأسى هو زمن الفصل بالثانية

ينقسم المنحنى الى جزئين
الجزء الاول على شكل منحنى وهو يمثل الحماية الحرارية بالقاطع حيث يكون الفصل بتأخير زمنى والعلاقة بين الزمن والتيار عكسية فاذا زاد التيار المار انخفض الزمن اللازم لفصل القاطع, فمثلا فى هذا الرسم فان الحماية الحرارية ستفصل بعد 150 ثانية تقريباً اذا مر تيار مقداره 1.5 التيار المقنن وستفصل بعد 50 ثانية تقريباً اذا مر تيار مقداره ضعف التيار المقنن!!
الجزء الثانى يكون على شكل خط رأسى وهو يمثل الحماية المغناطيسية والتى تفصل القاطع لحظياً اذا مر تيار قصر معين حيث تصنف القواطع لفئات تبعاً لقيمة اقل تيار قصر تتسبب فى فصل القاطع لحظياً, مثلا فى هذا الرسم اقل تيار قصر هو 3 اضعاف التيار المقنن للقاطع واعلى تيار 5 اضعاف التيار المقنن للقاطع

انواع القواطع تبعاً لفئة الفصل trip class or trip curve

  • النوع A : يستخدم فى التطبيقات الحساسه مثلا لحماية الاجهزة الالكترونية, يفصل اذا مر تيار مقداره 2-3 التيار المقنن
  • النوع B : يستخدم مع الاجهزة الكهربية التى لاتسبب تيار بدء مثل الغلايات والسخانات والافران الكهربية, تفصل اذا مر تيار من 3-5 مرات التيار المسجل عليها فى زمن من 0.04-13 ثانيه
  • النوع C  : هذا هو النوع القياسى ويستخدم فى تطبيقات لها تيار عالى مثل المحركات وايضا مع الاجهزة الحثية المنزلية مثل التلفاز ومصابيح الفللوروسنت والمقابس الكهربية الخ, تفصل اذا مر تيار من 5-10 مرات التيار المسجل عليها فى زمن من 0.04-5 ثانيه
  • النوع D : يستخدم فى تطبيقات لها تيار عالى وحاد مثل المحولات فى لوحات توزيع, تفصل اذا مر تيار من 10-20 مرة التيار المسجل عليها فى زمن من 0.3 مللى ثانيه
  • النوع k متوفر بقيم مختلفة للتيار ويستخدم مع المحركات والاضائة, يفصل اذا مر تيار 8-12 مرة التيار المقنن فى اكبر من او اقل من 0.2 ثانية على الترتيب
  • النوع Z : مشابه للنوع A يستخدم فى التطبيقات الحساسه مثلا لحماية الاجهزة الالكترونية والتى تحوى اشباه الموصلات!, يفصل اذا مر تيار مقداره 2-3 التيار المقنن


الانوع السابقة الحماية الحرارية تكون فى المدى 1.13-1.45  التيار المقنن

الحماية الحرارية
ستفصل فى اكثر من ساعتين لو التيار 1.05 التيار المقنن
ستفصل فى اقل من ساعتين لو التيار 1.2 التيار المقنن
ستفصل فى اقل من دقيقتين لو التيار 1.5 التيار المقنن

رمز القاطع

يرمز للقاطع فى المخططات الكهربية بنقاط مفتوحة ويوجد نجمة على الجزء المتحرك, ويرمز لنقاط الدخل والتى يتم توصيلها بالكهرباء 1-3-5 او L1-L2-L3 ويرمز لخرج القاطع 2-4-6 او T1-T2-T3

 يرمز للقاطع فى المخططات الكهربية بنقاط مفتوحة ويوجد نجمة على الجزء المتحرك,

ملاحظات

  • القواطع المصغرة متوفرة بقيم 10-16-25-32-40-50-63-80-100-125 امبير
  • تحسب قيمة القاطع للمحركات ثلاثية الطور بمقدار 1.7 فى تيار المحرك (تيار المحرك يساوى تقريباً 2 فى قدرة المحرك بالكيلو وات)
  • تحسب قيمة القاطع للمحركات احادية الطور بمقدار  2.5 فى تيار المحرك
  • تحسب قيمة القاطع للاحمال الغير حثية بمقدار 1.25 تيار الحمل كعامل امان ليس الا
 

 اختيار القاطع للمحركات

  • محرك ثلاثى الاوجه 2.2 كيلو وات يكون تياره تقريبا 2*2.2=4.4 امبير ويحتاج قاطع تياره المقنن يساوى 4.4*1.7= 7.5 بالتالى نختار قاطع 10 امبير فئة C
    محرك ثلاثى الاوجه 3 كيلو وات يكون تياره تقريبا 2*3=6 امبير ويحتاج قاطع تياره المقنن يساوى 6*1.7= 10.2 بالتالى نختار قاطع 16 امبير فئة C ولو تم استخدام قاطع فئة D نستخدم قاطع اقل فيكون القاطع 10 امبير فئة D
    مثلا محرك احادى الوجه قدرته 1.1 كيلو وات وتياره 8.7 امبير يحتاج قاطع 2.5*8.7=22 امبير تقريباً بالتالى نختار قاطع 25 امبير
  • محرك احادى الوجه قدرته 0.75 كيلو وات وتياره 6.2 امبير يحتاج قاطع 2.5*6.2=15.5 امبير بالتالى نختار قاطع 20 امبير (لانختار 16 امبير لان تيار القاطع قريب جداً من التيار المطلوب!)

 

اذا استفدت ولو بالقليل يمكنك دعمنا بعمل   شير او مشاركة للموضوع  على الفيس او تويتر, كما يمكنك عمل متابعة للمدونة والتعليق فى حالة وجود اى استفسار

 

جميع الحقوق محفوظة للمهندس ايمن ياسر عبدالعزيز ويمنع منعا باتا اعادة نشر الموضوع باى طريقة كانت
م/ ايمن ياسر عبد العزيز
مهندس كهرباء قوى ومهتم بالتحكم الالى ومؤلف موسوعة التحكم من التاء الى الميم "تم" والتى تختص بشرح التحكم من البداية الى النهاية من واقع الخبرة العملية كما تختص بشرح الخدمات الاساسية لاى منشأة صناعية من ضواغط هواء مجففات هواء غلايات شيللر مولدات ولوحات ATS مكتبة كتب هندسية pdf جدول معدل استهلاك الوقود للمولدات أعطال المولدات الكهربائية وكيفية إصلاحها pdf أنواع الطاقة الشمسية
تعليقات



    حجم الخط
    +
    16
    -
    تباعد السطور
    +
    2
    -