قاطع التسريب الأرضي RCD

يستغرق الأمر خمس ثواني فقط لتدفق تيار كهربائي قوي عبر قلبك لصعقك، وتتمثل إحدى طرق تقليل المخاطر في استخدام جهاز حماية ذكي يسمى RCD (قاطع التسريب الأرضي)، والذي يقوم تلقائيًا بإيقاف التيارات المتسربة قبل أن تصعقك بالكهرباء أو التسبب في حرائق أو أنواع أخرى من الضرر. في هذا المقال شرح لقاطع التسريب الأرضي وكيف يمكن لهذا الجهاز الرائع أن ينقذ حياتك بإذن الله!

ما هو قاطع التسريب الأرضي RCD

قاطع التسريب الأرضي أو القاطع التفاضلي RCD ( Residual Current Device) هو قاطع كهربائي يستخدم لحماية الأشخاص من خطر التعرض لصدمة كهربائية عند حدوث تسريب للتيار الكهربائي من الأجهزة نتيجة انهيار العزل فيها. ويعمل عن طريق الإحساس بفرق التيار بين الخط الحار والخط المتعادل المارين خلاله، فهو لا يوصل مباشرة مع الأرضي. ويستخدم جهاز RCD لفصل الكهرباء في حالة تسرب تيار صغير للأرضي عبر أي جهاز أو عبر جسم الإنسان، حيث إن المصهرات والقواطع الكهربائية لا تعمل عند هذه القيم الصغيرة للتيار

وهناك قاطع آخر اسمه (ELCB) يحتوي على طرفين يوصلان مع نظام الأرضي، ويقوم بالتحسس والاكتشاف المباشر لأي تسرب خلاله من الأجهزة إلى الأرض، وقد حل محله جهاز RCD.

تستخدم قواطع الحماية التي تعمل بتيار التسرب الأرضي لحماية الأشخاص عند حدوث تسريب في التيار، ويكون التسريب إما الى لأرض أو إلى دائرة كهربائية، وهذا التسرب يمكن أن يصل إلى جهاز أو آلة كهربائية مثل غسالة أو ثلاجة أو مفتاح إنارة أو غير ذلك، ويصبح إذا لمسه الإنسان مصدرًا خطيرً، ويوضع قاطع الحماية هذا داخل اللوحة الرئيسية.

وهنالك نوع آخر من قواطع التسرب يطلق عليه (Residual Current Breaker with Overload (RCBO))، وهو عبارة عن RCD يحتوي على MCB، يستعمل عدما يكون هناك حاجة للجمع بين الحماية من التيارات الزائدة (الناتجة عن الحمل الزائد، أو دارات القصر)، والحماية من التسرب الأرضية ما يضمن حماية الأشخاص والمعدات الموصولة في الوقت نفسه.

كيف يعمل قاطع التسريب الأرضي

يعتمد مبدأ عمل هذا النوع على المجال المغناطيسي المتولد عن مرور التيار في الموصل حيث يقوم بمقارنة قيمة التيار الداخل إلى الدائرة بقيمة تيار المحايد، في الوضع الطبيعي تكون قيمة التيار المار في الموصل الحار (I_L) نفس قيمة التيار الراجع في الموصل المتعادل (I_N) وبالتالي فإن كل موصل يولد مجال مغناطيسي مساوي ومعاكس للآخر فيلغيان بعضهما البعض.

أما في حالة حصول تسرب للتيار نتيجة خلل في العازلية فإن التيار الراجع إلى الـ RCD يصبح أقل من التيار الداخل إليه والفرق في التيار (I_Δ) يولد مجالًا مغناطيسيًا فإذا كان الفرق أكبر من تيار التسرب المقن (I_Δn)للجهاز وعادة تساوي 3OmA. فإن القوة المغناطيسية المتولدة تكون كافية لفصل ملامساته ومن ثم فصل الدائرة وإيقاف التسريب.

أما القاطع الرباعي الأقطاب (ثلاثة فاز) فيعمل على نفس المبدأ، في الوضع الطبيعي يكون مجموع تيارات الفازات الثلاثة مساوية لتيار المحايد، وفي حالة حدوث تسرب للتيار أكبر من تيار القاطع يتم فصل الدارة.

هناك نوعان من الحساسية الشائعة، هما حساسية 30mA: تستعمل في المباني والشقق السكنية، والمكاتب، والمدارس، قيمة هذا التسرب للتيار في حالة الصدمة الكهربائية تكون غير خطرة على حياة الإنسان، ويمكن تحملها.

حساسية 300mA: تستعمل للمصانع، وغرف التدفئة، وغيرها من الأماكن التي يمكن أن تكون أكثر تعرضا لتسرب التيار، ويمكن أن يتحمل جسم الإنسان هذا التسرب في حالة الصدمة الكهربائية، إذا كان الإنسان محتاطا لذلك، كأن يكون غير مبتل، ومعزولًا عن الأرض، ويلبس حذاء.

اختيار قاطع التسريب الأرضي RCD

يتم توصيف قاطع RCD بحسب قيمة الحساسية للتيار المتسرب (I_Δn) وأشهر قيم الحساسية في السوق:

1. قاطع 5 مللي أمبير وهي غالية الثمن جدًا تستخدم مع المواصفات العالية فقط.
2. قاطع 10 مللي أمبير وهي قواطع تسرب أرضي ذات حساسية عالية جدًا، والتي قد تستخدم في برك السباحة التي يتم توفير إضاءة لها داخل البرك ذاتها، وبالتالي لخطورة الوضع الذي قد يحدث لأي تسرب أرضي.
3. قاطع 30 مللي أمبير يستخدم في الشقق السكنية، والمكاتب والمدارس ووغيرها.
4. قاطع 300 مللي أمبير والتي قد تستعمل للمصانع وغرف التدفئة وغيرها من الأماكن التي يمكن أن تكون أكثر تعرضًا لتسرب التيار، وهي ليست لحماية البشر، لأن التيار الكهربائي بقيمة 300mA يكون كافيًا لصعق إنسان.

ويمكن تصنيف قواطع التسريب الأرضي حسب نوع التيار المسرب كالتالي.
النوع AC: هذا النوع من القواطع لا يستجيب إلا إذا كان التيار المتسرب مترددًا.
النوع A: هذا النوع من القواطع لا يستجيب إلا إذا كان التيار المتسرب مترددًا أو نبضة.
النوع B: هذا النوع من القواطع يستجيب لأنواع التيارات المتسربة جميعها.

أقصى قيمة لتيار القصر (I_nc): وهي أقصى قيمة يمكن للقاطع تحملها بدون أن يتلف

سعة القاطع الأمبيرية (I_n) وهي قيمة تيار الحمل الذي يتحمله القاطع

ويبين الجدول التالي المواصفات الفنية لقاطع الحماية من التسريب الأرضي من شركة سيمنز:

التيار المقنن (أمبير)	(A) 25, 40, 63	Rated current ln
تيار التسريب المقنن (مللي أمبير)	(mA) 30, 100, 300	(IΔn) Rated tripping current
عدد الأقطاب	2poles, 4poles	Number of poles
التردد	50/60Hz	Frequency
الجهد المقنن	240/415V	Rated voltage
أقصى قيمة لتيار القصر	10kA	Rated Short Circuit With= stand capacity (Inc)

من أجل تحقيق الانتقائية، يفضل أن يركب جهاز تيار فرقي RCD لدارات الإنارة، وآخر لدارات القدرة.
يجب مراعاة توصيل خط الأرضي في اللوحة مع الأرضي الرئيسي للمبنى (الكترود التأريض)، وكذلك توصيل جميع الأجزاء المعدنية للوحات المعدنية مع الأرضي لضمان تساوي الجهد لجميع الأجزاء المعدنية.

توصيل قاطع التسريب الأرضي

يتم توصيل القاطع على التوالي مع القاطع الرئيسي داخل لوحة التوزيع سواء في حالة 3 فاز او سنجل فاز وبالتالي فيمكن لأى منزل غير مزود بهذه الخاصية أن يضيفها في لوحة التوزيع بشرط وجود مساحة لوضع هذا القاطع الجديد، ثم تعديل التوصيلة كما في الشكل التالي:

اختبار القاطع

قد لا تعمل قواطع RCD بشكل صحيح إذا تم توصيلها بشكل خاطئ، لذا يمكن اختبار جهاز RCD باستخدام زر اختبار (Test) مدمج فيه للتأكد من عمله بشكل سليم بواسطة الكهربائي. بحيث أنه في حالة الضغط على الضاغط T يمر تيار صغير من الخط الحار إلى المتعادل عبر مقاومة كهربائية R مما يسبب فرق في التيار ويتحسس الجهاز هذا التسريب وبقوم بفصل الدائرة في حالة أنه يعمل بشكل سليم.

وينصح بعمل فحص للقاطع كل شهر مرة للتأكد من صلاحيته، ولتجنب الفصل غير الضروري يجب تثبيت قاطع واحد فقط من قواطع RCD على أي دائرة مفردة (باستثناء بعض الحالات الخاصة).