تطبيق مرحل تسرب الأرض Acrel في المباني الذكية

ملخص: تم تحليل ضرورة تطبيق مرحل التيار المتبقي في المباني الذكية، وتم تقديم الوظائف الرئيسية ومبدأ العمل وتصنيف مرحل التيار المتبقي ASJ، وتم الإشارة إلى المبادئ والاحتياطات في اختيار قاطع دائرة حماية التيار المتبقي.

الكلمات المفتاحية: مرحل التيار المتبقي ASJ؛ المبنى الذكي؛ التطبيق.

1. الخلفية

يُستخدم مُرحّل التيار المتبقي لكشف التيار المتبقي ومقارنته بالقيمة المرجعية. عندما تتجاوز قيمة التيار المتبقي القيمة المرجعية، يُرسل جهاز كهربائي إشارة فتح وإغلاق ميكانيكية. يتكون مُرحّل التيار المتبقي عادةً من جهاز حماية مُدمج للتيار المتبقي مع قاطع دائرة أو مُلامس جهد منخفض. وهو مناسب بشكل رئيسي لخطوط توزيع أنظمة TT وTN بجهد مُصنّف 50 هرتز وأقل. كما يُمكنه توفير حماية غير مباشرة من الصدمات الكهربائية الشخصية، مما يجعله يُستخدم على نطاق واسع في أنظمة إمدادات وتوزيع الطاقة في المباني الذكية.

2. الاستخدامات الرئيسية لمرحل التيار المتبقي

2.1 الحماية من الصدمات الكهربائية غير المباشرة

الإجراء الرئيسي للحماية من الصدمات الكهربائية غير المباشرة هو قطع التيار الكهربائي تلقائيًا. ينص المعيار GB 13955 "حماية حوادث الصدمات الكهربائية غير المباشرة" على ما يلي: "الإجراء الرئيسي للحماية من حوادث الصدمات الكهربائية غير المباشرة هو اعتماد طريقة حماية قطع التيار الكهربائي تلقائيًا لمنع الأضرار الناجمة عن تلف عزل المعدات الكهربائية. عندما يتلف عزل الدائرة بسبب عطل في التأريض، يجب تركيب جهاز حماية من التيار المتبقي عندما تكون قيمة تيار العطل أقل من قيمة تيار التشغيل لجهاز الحماية من التيار الزائد". ووفقًا للبحث، فإن القيمة الآمنة لجهد التلامس هي 50 فولت. ولضمان السلامة الشخصية، عند حدوث عطل في العزل في أي جزء من الجهاز الكهربائي، بمجرد تجاوز جهد التلامس 50 فولت، من الضروري قطع الجزء المعطل تلقائيًا من مصدر الطاقة خلال المدة المحددة. يقتصر جهاز الحماية من التيار الزائد على الدائرة الكهربائية والمعدات وقيمة عمله، ولا يمكنه قطع التيار الكهربائي تلقائيًا. لا يتأثر جهاز حماية التيار المتبقي بتيار الحمل ويمكن استخدامه بالاشتراك مع جهاز حماية التيار الزائد للحماية من الصدمات الكهربائية غير المباشرة.

2.2 حماية الأعطال الأرضية

التأريض هو اتصال موصل كهربائي حي بالأرض، سواءً كان غلافًا معدنيًا مؤرضًا أو أي مكون متصل بالأرض. قد يؤدي عطله إلى إصابات شخصية وصدمات كهربائية وتلف المعدات، وقد يتسبب في حرائق كهربائية في الحالات الخطيرة. كانت الحماية من عطل التأريض تُحمى بجهاز حماية من التيار الزائد. عندما يتجاوز تيار عطل التأريض القيمة المحددة لجهاز الحماية من التيار الزائد، يقطع جهاز الحماية من التيار الزائد دائرة العطل.

في نظام TT، قد يحدث عطل في خط التوزيع ذي التيار المقنن الأكبر وخط التوزيع الأطول، أو عطل في تأريض الموصلات الحية، أو عطل في تأريض المعادن غير الآمن، أو عطل في تأريض القوس الكهربائي في نظام TN، حيث يكون تيار عطل التأريض أقل من تيار ضبط حماية التيار الزائد، مما يؤدي إلى توقف جهاز حماية التيار الزائد عن العمل. يمكن لجهاز حماية التيار المتبقي، أو قاطع الدائرة المزود بحماية من عطل التأريض، توفير حماية موثوقة من عطل التأريض.

2.3 الحماية من الحرائق الكهربائية

عادةً ما ينجم الحريق الكهربائي عن ماس كهربائي، يشمل ماسًا معدنيًا وقوسًا كهربائيًا. ماس كهربائي هو ماس كهربائي بين موصلات نشطة (مثلًا بين الأطوار، وبين الأطوار والخطوط N). يُحسب تيار العطل بالكيلو أمبير. ارتفاع درجة الحرارة يُسبب بسهولة أكسدة العازل والاحتراق التلقائي.

على الرغم من أن خطر الحريق كبير، إلا أنه يمكن حمايته باستخدام قواطع الدائرة والصمامات المزودة بحماية من ماس كهربائي، حيث يتم قطع التيار الكهربائي فورًا لتجنب الحريق. هذا الأخير عبارة عن ماس كهربائي موصل حي إلى الأرض، وغالبًا ما يكون قوسًا كهربائيًا كمسار، وعلى الرغم من أن تيار العطل صغير، إلا أن القوس الكهربائي يستمر لفترة طويلة، وتكون درجة الحرارة المحلية مرتفعة، ومن السهل اشتعال المواد القابلة للاشتعال المحيطة بها والتسبب في الحريق. لذلك، فإن خطر الحريق الناجم عن ماس كهربائي قوسي أكبر بكثير من ماس كهربائي معدني. يمكن لقاطع الدائرة المزود بوظيفة حماية التيار المتبقي قطع دائرة الدعم دون تشغيل جهاز حماية التيار الزائد لمنع الحريق الكهربائي الناتج عن ماس كهربائي قوسي.

3.سلسلة ASJ لمرحل التيار المتبقي

3.1 النموذج والوظيفة

3.2 المعايير الفنية

3.3 مخطط التطبيق النموذجي

4.أمثلة على تطبيق مرحل التيار المتبقي في المباني الذكية

4.1 المباني السكنية والغرف الفندقية الذكية

تُعدّ المكواة الكهربائية ومجفف الشعر وغلاية الماء في المنازل والفنادق من الأجهزة الكهربائية الشائعة الاستخدام، مما يجعلها عرضة لانقطاع الأسلاك وتناثر الماء على المقبس، مما يُعرّض السلامة الشخصية للخطر، ويتطلب مراقبة تيار التسرب وحمايته. في المباني السكنية والفنادق الذكية، تم تركيب مُرحّل التيار المتبقي، الذي يُمكنه قطع التيار الكهربائي وحماية السلامة الشخصية في حال حدوث تسرب أو صدمة كهربائية.

4.2 حمام سباحة في مبنى ذكي

الملاعب الرياضية والفنادق الحديثة غالبًا ما تكون مبانٍ ذكية مزودة بمسابح. ولضمان نظافة المسبح، زُوّد المسبح العام بنظام ضخ مياه دائري. يُعد المسبح مكانًا مزدحمًا، لذا لضمان سلامة العاملين، يجب تزويد نظام ضخ المياه الدائري بمرحل تيار متبقي. يجب فصل التيار الكهربائي في الوقت المناسب، وفصل التيار الكهربائي، وحماية السلامة الشخصية في حال حدوث أي تسرب في نظام ضخ المياه الدائري.

4.3 موقع البناء الذكي

تُستخدم مواقع البناء الذكية عادةً لتزويد خلاطات الأسمنت والخرسانة، والرافعات البرجية، وغيرها من آلات البناء، والمثاقب اليدوية، وآلات القطع، وغيرها من الأدوات الكهربائية المتنقلة، بالطاقة الكهربائية المؤقتة. نظراً لرطوبة بيئة موقع البناء، وكثرة عدد الموظفين، وتعقيد هيكله، وكثرة تنقل المعدات الكهربائية، وطول خطوط التوزيع وتعقيدها، وسهولة تلفها بفعل القوى الخارجية، وحدوث تسربات، وتعريض سلامة الموظفين للخطر، يُنصح بتركيب مُرحّل تيار متبقي مُصنّف في موقع البناء بتيار متبقي حوالي 30 مللي أمبير.

5.ملخص

تم تطبيق سلسلة ACrel ASJ من مرحلات التيار المتبقي في العديد من المناسبات، مثل الصناعة، والمدنية، ومترو الأنفاق، والمباني الذكية وما إلى ذلك، والتي لعبت تأثيرًا وقائيًا جيدًا وتستحق الاستخدام الترويجي.