اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

 اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب،

تعتبر اختيار سعة القاطع والكابل المناسب من أهم أسس التمديدات الكهربائية التي يجب عليك معرفتها لعلاقتها المباشرة في حماية الأحمال والأجهزة الكهربائية المنزلية.

حيث تتوفر القواطع والكابلات الكهربائية في السوق بسعات وأقطار متنوعة لتناسب كلاً منها حمل كهربائي معين.

تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة كيفية اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

أهمية تركيب القاطع الكهربائي

تركب القواطع الكهربائية في اللوحات الفرعية بهدف:

1. حماية الأحمال الكهربائية من تيار القصر (Short Circuit) الناتج عن تلامس الموصلات الكهربائية معاً، أو انهيار عازل الكابلات…إلخ.
2. فصل الحمل عن الدائرة في حال زيادة التحميل عن التيار المقنن للقاطع الكهربائي (circuit breaker).

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

الكابلات الكهربائية

لكي يتم تغذية الحمل أو الجهاز بالتيار الكهربائي، نحتاج لوسيلة نقل لتمرير التيار من مقبس الكهرباء إلى هذا الحمل لتشغيله،

وتسمى هذه الوسيلة بالكابل أو السلك الكهربائي، حيث تصنع الكابل بأقطار ذات مواصفات قياسية عالمية لتحمل التيار الكهربائي المار عبرها.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

شروط اختيار القاطع الكهربائي المناسب

1. أن تكون سعة القاطع أعلى من تيار الحمل بنسبة 25%.
2. توافق جهد القاطع مع جهد الدائرة الفرعية.
3. عدد الأقطاب.
4. أن يتوافق مع المواصفات العالمية (IEC).
5. سرعة استجابة الفصل.
6. أقصى تيار قصر (Short Circuit) يتحمله.

خطوات اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

• تحديد تيار الحمل الكهربائي.
• اختيار سعة القاطع الكهربائي المناسب.
• اختيار قطر الكابل المناسب.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

تحديد تيار الحمل الكهربائي

أول خطوة في عملية اختيار سعة القاطع وقطر الكابل المناسبين هو معرفة قدرة الحمل الكهربائي بوحدة الفولت أمبير،

أما إذا كان هناك أكثر من حمل كهربائي، يجب الفرز بين الأحمال الكهربائية، على سيبل المثال، لنفرض أن لدينا حمل إنارة، وحمل مكيف هوائي،

هنا يجب الفصل بين الحملين بحيث يتم تركيب قاطع مناسب للإنارة، وقاطع آخر مناسب للمكيف الكهربائي.

تحسب تيار الحمل باستخدام العلاقة التالية:

تيار الحمل الكهربائي = قدرة الحمل (بالفولت أمبير أو الواط) x جهد المصدر (بالفولت)

أجهزة كهربائية

اختيار سعة القاطع الكهربائي المناسب

بعد تحديد الأحمال الكهربائية، ومعرفة القدرة الكلية للأحمال التي تعمل على استهلاك الطاقة الكهربائية، يتم تركيب القاطع لحمل معين،

أو مجموعة قواطع موزعة على عدة دوائر الأحمال الكهربائية.

من المعروف دائماً أن تيار القاطع يكون أعلى من تيار الحمل الأومي بنسبة 25%،

أما إذا كان الحمل حثي ذات قدرات متوسطة وعالية مثل (المحركات الكهربائية)، في هذه الحالة يجب أن يكون تيار القاطع أعلى من تيار البدء للمحرك الكهربائي.

يتم حساب تيار القاطع باستخدام العلاقة التالية:

تيار القاطع = تيار الحمل الكهربائي x 1.25

ثم يتم اختيار أقرب سعة تيار (أمبيرية ) للقاطع

قواطع كهربائية

اختيار الكابل الكهربائي

هي آخر خطوة، ويتم فيها تقدير سعة تحمل الكابل بناءً على عدة عوامل كهربائية:

1. تيار الحمل الكهربائي.
2. التيار المقنن لسعة القاطع: حيث يعمل القاطع على حماية الكابل من التيارات العالية دوائر القصر.
3. تيار القصر للكابل.
4. الجهد المقنن للكابل.
5. تأثير العوامل الجوية.

جدول تحديد أقصى تيار للكابل الكهربائي:

قطر السلك بالـ (mm)	تيار التحمل المسموح به بوحدة الأمبير (A)
2.5	16A
4	22A
6	28A
10	39A
16	50A
25	66A

ملاحظة هامة:

الجدول التالي يوضح تيار التحميل بالقيم التقريبية،

لكن إذا أردت معرفة تحمل أقصى تيار للكابل أو الموصل الكهربائي، عليك مراجعة بيانات الكابل من كتالوج أو الداتا شيت الخاص بالشركة المنتجة

يتم حساب قطر الكابل المناسب باستخدام العلاقة التالية:

قطر الكابل المناسب = تيار القاطع x 1.2

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

مثال على اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

إذا كانت مصدر التغذية أحادية الوجه 230V، وسخان كهربائي بقدرة 2500VA.

المطلوب:

• حساب تيار الحمل
• اختيار سعة القاطع المناسب.
• اختيار قطر الكابل المناسب. 

نحتاج إلى قاطع 16A وكابل بقطر 2.5mm

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

الكابلات الكهربائية وأنواعها

الكابلات الكهربائية وأنواعها،

تعد طرق تمديد الكابلات الكهربائية وأنواعها من أهم الأسس التي يجب عليك معرفتها لعلاقتها المباشرة بمجال الكهرباء في تمديد المنازل وخطوط النقل والقوى.

حيث تتداخل طريقة توصيل الكابلات الكهربائية وأنواعها في التمديدات المنزلية والتجارية والصناعية وشبكات النقل الخارجية،

وتتوفر الكابلات الكهربائية بأنواع وأقطار مختلفة، وعند اختيار الكابل الكهربائي يجب الأخذ بعين الاعتبار بأن يكون مناسباً مع نوع التمديد (خارجي/ داخلي)،

وقدرة الأحمال الكهربية (منزلي/ تجاري/ صناعي)؛

بناءً على ذلك يتم اختيار الكابل الأنسب للتوصيل.

 تابعوا معنا هذا المقال لمعرفة طرق تمديد الكابلات الكهربائية وأنواعها.

اقرأ أيضاً: أنواع القواطع الكهربائية

تعريف الكابلات الكهربائية (الموصلات الكهربائية)

هي أداة لنقل الطاقة الكهربائية التي يتم إنتاجها من محطات الطاقة الكهربائية المتجددة والغير متجددة إلى مناطق الاستهلاك، مثل التجمعات السكنية، والمصانع، والمؤسسات العامة والخاصة، والمستشفيات.

حيث تصنع موصل الكابلات الكهربائية من النحاس أو الألمنيوم، وتغلف بمادة عازلة لعزل الموصل عما يحيط بها.

كابلات كهربائية

العوامل المؤثرة على اختيار الكابلات الكهربائية

هناك عدة طرق لتمديد الكابلات الكهربائية وأنواعها بما يتناسب مع المكان وهي كالتالي:

• التمديد داخل الحائط.
• التمديد داخل المواسير الخارجية.
• التمديد تحت الأرض.
• التمديد على قنوات خاصة.
• عزل الكابلات والموصلات.
• تمديد المصانع باستخدام Cable Trays.
• أقصى جهد تشغيلي للكابل.
• أقصى قيمة لتيار القصر ومدته، بمعنى أن يتحمل الكابل الكهربائي تيار القصر.
• طول الكابل.
• أقصى تحمل لدراجات الحرارة: الهبوط في الجهد الكهربائي.

طريق تمديد الكابلات الكهربائية

يتوقف الطريقة التي يتم اختيارها لتمديد الموصلات والكابلات على عدة عوامل مختلفة،

ومن أهمها طبيعة المشروع،

فمثلاً المشروع الصناعي يفضل فيها استخدام Cable Trays، حتى يتم وضع الموصلات والكابلات الكهربائية على هذه الحوامل المكشوفة،

وبالتالي تعمل الهواء المحيط على تسرب حرارة الموصلات والكابلات الكهربائية.

هناك عدة أنواع لطرق تمديد الكابلات الكهربائية:

• التمديد الداخلي(داخل الحائط): مثل التمديدات المنزلية والتجارية.
• التمديد الخارجي عبر القنوات: وتتم التمديد داخل قنوات بلاستكية مثبت على الحائط.
• التمديد على حوامل تسمى بـ Cable Trays: تستخدم داخل المصانع والمباني الكبيرة.

التمديد الداخلي(داخل الحائط)

التمديد الخارجي عبر القنوات

التمديد على حوامل تسمى بـ Cable Trays

عوازل الكابلات الكهربائية وأنواعها

يتم عزل الكابلات والموصلات الكهربائية من خلال إحدى المواد التالية:

البولي فينيل كلورايد (PVC)

هذا النوع من العوازل مناسب للجهود المنخفضة، ودراجات الحرارة المنخفضة، ورخص الثمن، والمعتمد بكثرة في أغلب التمديدات الداخلية مقارنة مع أنواع العوازل الأخرى.

البولي إيثيلين التشابكي (XLPE)

هذا نوع آخر من إحدى أنواع العوازل،

وهو مناسب للتمديدات الخارجية لما لها من مزايا تحمل درجات الحرارة العالية وتحملها لتيارات القصر، وأيضاً مقاوم للرطوبة. ولكن يعيب هذا النوع هو تجنب الانحناءات الشديدة أثناء التمديد.

إيثيلين بروبيلين (EPR)

يتم صناعتها من المطاط، ويتميز المطاط بأنه مقاوم للمياه، ولكنه لا يمكنه مقاومة المواد القابلة للاشتعال مثل البنزين والنفط.

عوازل الكابلات الكهربائية وأنواعها

مكونات الكابل البسيط

تحمل الكابلات الكهربائية لأقصى تيار قصر ومدته

يتم تصنيع كل كابل كهربائي بموصفات معنية لتحمل أقصى تيار قصر ضمن نطاق محدد، لذلك قبل اختيار الكابل المناسب يجب دراسة مدى تحمله لتيارات القصر خلال غضون الثواني. حتى نستطيع وضع أقصى تيار قصر مصمم عليه القاطع الكهربائي لحماية الكابل الكهربائي دون أن يحترق.

تأثير الكابلات الكهربائية بانخفاض الجهد

كلما زادت طول الكابل مع قلة مساحة مقطعه، كلما زاد الهبوط في الجهد الكهربائي، وبالتالي يزداد الارتفاع في قيمة التيار الكهربائي.

إرشادات حول تمديد الكابلات الكهربائية

1. التأكد من عدم وجود مواد قابلة للحريق.
2. تجنب وضع الكابل المفرد الذي يمر من خلاله تيارات عالية داخل ماسورة، لأنه يحدث تيار حثي بسبب إنشاء مجال مغناطيسي داخل الماسورة (induced current).
3. الفصل بين كابلات القوى ذات التيارات العالية، وكابلات التيار الضعيف، مثل كابل التلفون أو كابل الإنترنت وغيرها من أجهزة التيار الضعيف، بمسافة لا تقل عن 30 سم، لمنع حدوث تداخل مغناطيسي.
4. بالنسبة للتمديدات الخارجية، يجب وضع حمايات خاصة للكابلات الكهربائية.

الخلاصة:

عند تمديد أي شبكة كهربائية، يجب معرفة طبيعة المبنى ونوع الأحمال الكهربائية، ودراسة العوامل الخارجية والداخلية التي قد تؤثر على اختيار الكابلات الكهربائية وأنواعها بالإضافة لنوع العازل.

أنواع القواطع الكهربائية

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

 قواطع الحماية

تعتبر القواطع الكهربائية من إحدى العناصر المهمة التي تستخدم في حماية دوائر التمديدات من تيارات القصر أو حمل زائد أو نتيجة حدوث تلامس بين سلكين أو حدوث تسريب أرضي،

مثل التمديدات المنزلية، والصناعية، وغيرها من الأحمال التي قد تحتاج إلى الحمايات الخاصة مثل المحركات الكهربائية.

تعريف القاطع الكهربائي

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

هي أداة حماية تعمل على فصل التيار عن الدوائر الكهربائية في حال الشعور بوجود أعطال غير مناسبة قد تؤثر على الأحمال،

وكذلك الإنسان، مثل زيادة في التيار، أو حدوث قصر في الدوائر نتيجة لانهيار العازل، أو نتيجة قطع في الموصلات بحدوث تماس بين أسلاكه، أو نتيجة لوجود تسريب أرضي.

اختيار القاطع المناسب

يتم تحديد مواصفات القاطع الكهربائي بقيمتين هامتين قبل شرائها وهي:

1. التيار المقنن (Amp)

المقصود بها اختيار تيار القاطع بما يتناسب مع تيار الحمل الذي يمر في القاطع دون أن يتسبب في فصله، هناك قيم قياسية (Standard) مشهورة ومعروفة بالأمبير.

أمثلة على القيم القياسية لتيار القاطع المقنن.

تيار القاطع المقنن

6A

10A

16A

20A

25A

32A

40A

• تيار القصر (KA)

المقصود بها اختيار أقصى تيار قصر يمكن تحمله أثناء حدوث قصر في الدائرة دون أن يحترق  (Short Circuit Capacity)، وتقاس بـ (KA)،

من المعلوم أن قيمها عالية بالطبع، لكن مدة تحملها لفترة قصيرة جداً يتم قياسها بالثانية فقط.

أمثلة على القيم القياسية لدائرة تيار القصر (Short Circuit Capacity) وهي مقاسه بالـ (KA).

قيم تيار القصر

3KA

6KA

10KA

80KA

100KA

تصنيف القواطع الكهربائية (CBs) جميع أنواع القواطع تؤدي وظيفة الحماية، ولكن حسب المكونات الداخلية للقاطع الكهربائي، على سبيل المثال، القاطع الحراري،

يعتمد مبدأ القاطع الحراري على الحماية ضد الحرارة الزائدة نتيجة زيادة شدة التيار إما القاطع المغناطيسي يعتمد على مبدأ التأثير المغناطيسي؛

يوجد أنواع  أخرى من القواطع الكهربائية المشهورة مثل القواطع الكهرومغناطيسي والقواطع الحراري المغناطيسي وغيرها من القواطع الحديثة،

هذا النوع لديه سرعة في فصل التيار عن الأحمال في حالة الاستشعار بوجود عطل ما في الدائرة الكهربائية.

يتم تصنيف القواطع الكهربائية إلى عدة أنواع وهي:

1- قواطع من نوع MCB:

هي اختصاراً لــ “Miniature Circuit Breaker” يستخدم هذا النوع في حماية الدوائر الرئيسية والفرعية للتمديدات المنزلية والأحمال الأومية مثل الإنارة…. إلخ،

والأحمال الحثية الصغيرة مثل المحركات الكهربائية.

قواطع الحماية ضد زيادة التيار وتيار القصر من نوع MCB

فئة القاطع	نطاق التشغيل	الاستخدام
B	يتراوح بين 3 إلى 5 أضعاف التيار المقنن.	يستخدم في الأحمال الأومية، مثل أحمال الإنارة وأحمال التسخين وغيرها من الأحمال الكهربائية.
C	يتراوح بين 5 إلى 10 أضعاف التيار المقنن.	يستخدم مع الأحمال الحثية، مثل المكيفات والمحركات المائية ….إلخ.
D	يتراوح بين 10 إلى 20 أضعاف التيار المقنن.	يستخدم مع الأحمال الحثية العالية، مثل المحولات الكبيرة.

جدول لتوضيح فئات قواطع الــ MCB

2- قواطع من نوع MCCB:

هي اختصاراً لــ “Molded Case Circuit Breaker”، يستخدم هذا النوع في حماية الدوائر الرئيسية،

ويتميز بأنه يتحمل تيار كهربائي مقنن أعلى من قاطع الــ MCB، وأيضاً يتحمل تيارات القصر العالية.

قاطع حماية MCCB

مميزات قواطع الــ MCCB:

1. لديه القدرة على تحمل تيارات القصر العالية.
2. حماية دوائر التغذية الرئيسية ذات التيارات العالية.
3. يتحمل تيار كهربائي مقنن أعلى من قاطع الــ MCB.
4. إمكانية التحكم في ضبط العلاقة بين زمن الفصل وقيمة تيار العطل مقارنة مع قاطع الــ MCB الذي لا يمكن التحكم فيها.

3- قواطع من نوع GFCB:

هي اختصاراً لــ “Ground Fault Circuit Breaker” يستخدم هذا النوع في حماية الإنسان والتمديدات الكهربائية من التسريب الأرضي للتيار،

يبني مبدأ عمله على مقارنة قيمة التيار الداخل إلى الدائرة في دوائر الواحد فاز،

أما الثلاثة فاز فإنه يعمل على مقارنة مجموع التيارات الثلاثة بقيمة التيار الخارج منها وهي التيار الموجود في النيوترال (Neutral)

، وبالتالي عند حدوث فرق بين التيار الداخل والخارج فهذا يعني وجود تسريب للتيار خارج الدائرة، نتيجة لذلك يتم فصل الدائرة الكهربائية عن مصادر التغذية.

قواطع الحماية GFCB=======>

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

فكرة عمل قاطع التسريب الأرضي

 فكرة عمل قاطع التسريب الأرضي

فكرة عمل قاطع التسريب الأرضي، قاطع لا بد من وجوده في كل شبكة كهرباء سواء كانت شبكة منزل أو عمارة سكنية أو تجاري أو صناعي.

مهمة هذا القاطع هو كشف أي تسرب للتيار قد يحدث نتيجة سوء عزل الأسلاك أو أي خطأ ناجم عن التوصيلات الكهربائية أو عند حدوث صدمة كهربائية.

لذلك أصبح من الضروري واللازم تركيب القاطع في جميع اللوحات الكهربائية بشكل عام وخصوصاً اللوحات المنزلية بشكل خاص.

دعنا نتعرف على قاطع التسرب، وما مكوناته، قاطع التسريب الأرضي وسعاته المتوفرة في السوق وفئات حساسيته.

القواطع التفاضلية او قواطع التسريب الأرضي

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

قاطع التسريب الأرضي

يطلع عليه أيضاً قاطع التسرب أو القاطع التفاضلي (Ground Fault CB)، وللقاطع مسميات ورموز أخرى، مثل:

• (RCD) اختصاراً لـ “Residual Current Detector”.
• (ELCB) اختصاراً لــ “Earth Leakage Circuit Breaker “.
• (GFI) اختصاراً لـ “Ground Fault Interrupter”.

حيث يستخدم هذا النوع للحماية من التيار المتسرب إلى الأرض في التمديدات الكهربائية، ويفصل بناءً على درجة تيار الحساسية المصمم عليها.

ومن أشهر قيم الحساسية المتوفرة في السوق هي: (5mA-30mA-300mA)، وكلما كانت درجة الحساسية أقل كلما كان سعره مرتفع،

والأجهزة التي من الفئة الأولى (5mA) مرتفعة الثمن، وتستعمل فقط مع الأجهزة التي تتأثر بأبسط الحساسية.

يوجد العديد من قيم التيار المقنن للقاطع الذي يمكن تحمله طوال الوقت، ومن أشهر هذه القيم: 32 أمبير، 40 أمبير، 63 أمبير، 100 أمبير.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

مكونات قاطع التسريب الأرضي

• يتكون القاطع من نقاط الدخل ونقاط الخرج، ويأتي أما بقطبين أو أربعة أقطاب فقط، وبه نقاط دخل ونقاط خرج.
• يزود القاطع عادة بمفتاح Test للاختبار T وهو عبارة عن Push Button موصل على التوالي بمقاومة كبيرة لكي تختبر صلاحية القاطع.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

فكرة عمل قاطع التسريب الأرضي

فكرة عمله يتشابه مع قانون كيرشوف للتيار،

حيث تعتمد فكرة عمله على مقارنة قيمة التيار الداخل إلى الدائرة (تيار الفاز الواحد أو الثلاثة فازات) بقيمة التيار الخارج منها (التيار في النيوترال).

فإذا حدث فرق بين التيار الداخل والخارج فذلك دليل على حدوث تسرب للتيار خارج الدائرة الأصلية

، وهذا الفرق البسيط سيسبب حدوث فيض في الحلقة المعدنية الداخلية،

مؤدياً إلى قطع الملف الداخلي، بالتالي سيتسبب في توليد قوة مغناطيسية تفتح الدائرة، وهذا الفرق في التيار يكون أكبر قيمة محددة تسمى “حساسية الجهاز”.

ويكون القاطع في الحالة الطبيعية مجموع التيارات للفازات الثلاثة أو الفاز الواحد (المجموع الاتجاهي) مساوياً للتيار الراجع في النيوترال

، فإن الفيض الناشئ داخل الحلقة المغناطيسية يساوي صفراً.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

توصيل القاطع داخل لوحة توزيع

يوصل القاطع على التوالي بعد القاطع الرئيسي داخل لوحة التوزيع الفرعية سواء في حالة لوحة 3 فاز أو 1 فاز.

مخطط يوضح توصيل القاطع التفاضلي داخل لوحة توزيع

ملاحظة مهمة جداً:

يجب التأكد من أن جميع خطوط النيوترال موصولة عن طريق النيوترال الرئيسي لقاطع التسريب،

وأي خط نيوترال غير متصل مع جسر النيروترال المخصص لقاطع التسريب سيجعل القاطع يفصل حالاً.

وفي حالة تكرر فصل القاطع، فإن ذلك يدل على أن هناك تسرباً للتيار في التوصيلات الكهربائية الموصلة عن طريقة قاطع التسريب الأرضي

، وعندها يجب فحص جميع التوصيلات، وتشغيل الأحمال بالتدريج واحد تلو الآخر ليتم تحديد مكان الخلل.

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

 

اختيار سعة القاطع والكابل المناسب

يسعدنا زيارتكم صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي حيث نقوم بنشر عروض حصرية على موقعنا الالكتروني.

صفحتنا علي الفيسبوك هنا.

حسابنا على تويتر هنا.