الأخبار

تُشكل الأعطال الأرضية أو تيارات التسرب خطراً جسيماً في التركيبات الكهربائية. وقد لا تتمكن قواطع التيار الزائد القياسية من اكتشاف التسربات الصغيرة التي تتجاوز الموصل المحايد وتتدفق إلى الأرض.

للكشف عن هذا النوع من الأعطال، نستخدم محولات التيار ذات الطور الصفري ومرحلات التسرب الأرضي. تراقب هذه الأجهزة التيار المتبقي وتُفعّل إجراءات الحماية عند ظهور أي خلل.

دور مرحل التسرب الأرضي (ELR) أو مرحل العطل الأرضي

يراقب مرحل كشف التسرب الأرضي خرج محول التيار الصفري (ZCT). عندما يكتشف المرحل تيار تسرب يتجاوز الحد المُحدد مسبقًا، فإنه يُطلق إشارة فصل. هذه الإشارة قادرة على تشغيل قاطع الدائرة، مما يؤدي إلى قطع التيار الكهربائي عن الدائرة المعيبة. هذا الإجراء يحمي الأرواح ويمنع نشوب حرائق أو تلف المعدات نتيجة لتيار التسرب.

بالمقارنة مع أجهزة استشعار الجهد القديمة، تكشف أجهزة ZCT + ELR الحديثة (أو أجهزة التيار المتبقي) عن التسرب حتى عندما لا يكون مسار التأريض عبر موصل حماية مخصص. على سبيل المثال، عند ملامسة شخص لموصل كهربائي حي والأرض. غالبًا ما تُضبط عتبات الفصل على بضع عشرات من الميلي أمبيرات لضمان سلامة الأفراد.

ما هو التيار الصفري (المتبقي) ولماذا هو مهم؟

في دائرة كهربائية ثلاثية الطور أو أحادية الطور تعمل بشكل صحيح، يجب أن يعود التيار الداخل عبر موصلات الطور مباشرةً عبر الموصل المحايد. ويجب أن يساوي مجموع التيارات في جميع الموصلات الحية والموصل المحايد صفرًا.

في حال تعطل الأسلاك أو العزل، أو إذا لامس موصل الأرض أو غلاف الجهاز، فقد يتدفق جزء من التيار إلى الأرض بدلاً من السلك المحايد. يُطلق على هذا الفرق اسم التيار المتبقي أو تيار الطور الصفري.

لا تتفاعل أنظمة الحماية العادية من التيار الزائد مع هذا التسرب الضئيل، ومع ذلك، قد يتسبب التسرب في حدوث صدمة كهربائية أو تلف للمعدات أو خطر نشوب حريق. ويساعد الكشف المبكر عن التيار المتبقي على منع هذه المخاطر.

كيف تعمل محولات التيار ذات الطور الصفري (ZCT)

يُحيط محول التيار ذو الطور الصفري جميع موصلات الدائرة (الأطوار والحيادي) عبر قلبه الحلقي. في حالة التوازن، يكون المجموع الاتجاهي للتدفق المغناطيسي صفرًا، ولا تظهر أي إشارة على ملفه الثانوي.

عندما يتسبب التسرب أو العطل الأرضي في تيار غير متوازن، يتغير التدفق المغناطيسي ويتولد تيار في الملف الثانوي. يتناسب هذا التيار المستحث طرديًا مع تيار التسرب. يتم تغذية خرج محول التيار الصفري (ZCT) إلى مرحل حماية أو آلية تشغيل قاطع الدائرة.

نظرًا لأن جهاز ZCT يستشعر عدم توازن المتجهات بدلاً من القيمة المطلقة على موصل واحد، فإنه يستطيع الكشف عن تيارات التسرب الصغيرة جدًا. تتميز أجهزة ZCT بصغر حجمها وتصميمها لقياس التيار المتبقي بدقة عالية.

حيث يُنصح باستخدام حماية ZCT + ELR

يُوصى بشدة باستخدام تقنية ZCT مع خاصية كشف التسرب الأرضي للدوائر الكهربائية مثل:

• الدوائر الكهربائية في المناطق الرطبة، والحمامات، والمطابخ، والمنافذ الخارجية، ومحركات المضخات، وما إلى ذلك.
• الدوائر الكهربائية التي تغذي الأدوات المحمولة، والمعدات ذات الهياكل المعدنية، والمضخات، والضواغط، ومحركات التشغيل.
• المنشآت التي قد تتعرض فيها العوازل للتقادم أو التآكل أو التدهور بمرور الوقت
• المنشآت التجارية أو الصناعية ذات الأسلاك المعقدة، ومسارات الكابلات الطويلة، والدوائر الفرعية المتعددة
• البيئات التي تُعطى فيها الأولوية لسلامة الأفراد أو المعدات، أو التي يُشترط فيها الامتثال لأنظمة السلامة

في هذه التطبيقات، لا يكفي الاعتماد على الحماية من التيار الزائد وحدها. يوفر نظام ZCT + ELR طبقة حماية إضافية ضد التسرب ومخاطر الأعطال الأرضية التي قد لا يتم اكتشافها لولا ذلك.

ما يجب التحقق منه عند تطبيق تقنية ZCT وحماية التسرب الأرضي

عند تصميم أو تحديث أنظمة الحماية باستخدام مرحلات ZCT ومرحلات التسرب الأرضي، ضع في اعتبارك النقاط التالية

تأكد من مرور جميع موصلات الطور والحيادي عبر نفس قلب ZCT (بما في ذلك أي موصلات حماية إذا لزم الأمر لنوع النظام). إن ترك الأسلاك خارج القلب يقلل من موثوقية الكشف.

اختر مرحلًا بحساسية مناسبة للتطبيق. بالنسبة للدوائر التي يكون فيها التلامس البشري أو تسرب التيار المنخفض مهمًا، اختر عتبة فصل منخفضة (مثل 30 مللي أمبير). أما بالنسبة لدوائر المعدات ذات التفاوتات الأعلى، فيمكن تعديل العتبة وفقًا لذلك.

تأكد من تركيب أسلاك التأريض بشكل صحيح ومطابق للمعايير. تعتمد أنظمة الحماية من التسرب (ZCT/ELR) على التأريض السليم لضمان وجود مسارات عودة محددة لتيارات الأعطال أو التسرب. قد يؤدي التأريض غير السليم إلى إبطال فعالية الحماية من التسرب.

يمكن دمج حماية التسرب مع حماية التيار الزائد أو قصر الدائرة. تحمي مرحلات التسرب الأرضي من تيارات التسرب المتبقية، لكنها لا تحد من الأحمال الزائدة أو تيارات قصر الدائرة العالية. يجمع نظام الحماية الكامل بين كشف التسرب وقطع التيار الزائد.

اختبر النظام بانتظام. تحتوي معظم مرحلات التسريب على زر اختبار. يضمن الاختبار الدوري سلامة عمل المرحل والمحول، وسلامة الأسلاك. بدون الاختبار، قد لا تعمل أجهزة الحماية عند حدوث عطل.

فوائد للأفراد والمعدات والصيانة

توفر محولات التيار ذات الطور الصفري المزودة بمرحلات تسريب طبقة حماية إضافية للأفراد. ففي حال ملامسة أجزاء موصلة للتيار الكهربائي لإطار معدني عن طريق الخطأ، سيتم اكتشاف تيار التسريب الناتج، وسيتم فصل الدائرة قبل أن يصبح جهد التلامس خطيرًا.

بالنسبة للمعدات، يساعد هذا النظام في الكشف المبكر عن مشاكل العزل. فغالباً ما تشير حالات انقطاع التيار المتكررة أو إنذارات التسرب المتكررة إلى كابلات أو أجهزة بدأت تتلف. وبذلك، تستطيع فرق الصيانة فحصها وإصلاحها قبل أن يؤدي العطل إلى توقف العمل أو نشوب حريق.

من وجهة نظر الصيانة، تُعد هذه الأجهزة ملائمة أيضاً. فالاختبار الدوري، باستخدام وظائف الاختبار المدمجة في العديد من المرحلات، يوفر فحصاً بسيطاً للتأكد من أن نظام الحماية لا يزال يعمل بشكل صحيح بعد سنوات من الخدمة.

تعمل محولات التيار ذات الطور الصفري ومرحلات التسرب الأرضي معًا لمراقبة التيار المتبقي وإزالة أعطال التأريض التي لا تراها القواطع القياسية.

إذا كنت تخطط لتحديث لوحات التوزيع الكهربائية، أو تصميم لوحات توزيع جديدة، أو تحسين حماية الدوائر الكهربائية الحالية، فضع في اعتبارك إضافة حماية من التسرب تعتمد على تقنية ZCT. للحصول على مساعدة في اختيار المحولات والمرحلات والقواطع المناسبة لتطبيقك، اتصل بفريق المبيعات لدينا واطلب عرض سعر.