تطبيق مرحل التيار المتبقي من سلسلة ASJ في البناء الكهربائي للمباني

خلاصة:مع تسارع التنمية الاقتصادية في بلدي، تحسنت مستويات معيشة الناس باستمرار، وزاد استهلاكهم للكهرباء بشكل مستمر. ورغم أن الأجهزة المنزلية المتنوعة سهّلت حياة الناس، إلا أنها حسّنت حياتهم إلى حد ما. إلا أن الحياة نتجت عنها مخاطر خفية أكبر. ففي مجال هندسة كهرباء المباني، تؤثر مشكلة التسرب على الحياة اليومية للناس وتهدد حياتهم. لذلك، من الضروري اعتماد تقنية الحماية من التسرب وإضافة أجهزة حماية من التسرب إلى نظام الهندسة الكهربائية لتقليل احتمالية تعرض عمال البناء للصدمات الكهربائية بهدوء وفعالية.

الكلمات المفتاحية: تسرب كهربائي؛ بناء؛ صدمة كهربائية

0.نظرة عامة

في مجال الإنشاءات الكهربائية للمباني، هناك العديد من العوامل التي قد تُسبب عدم أمان الإنشاءات الكهربائية. باختصار، تشمل هذه العوامل بشكل رئيسي: في مشروع التمديدات الكهربائية، يؤدي سمك الأنبوب وكثرة الأسلاك إلى تضييق الفجوة بين الأنابيب وعدم كفاية سطح تبديد الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، تدني الكفاءة الفنية لعمال البناء، مما يُعيق تنفيذ المشروع وفقًا للرسومات. هذا الخطر يُسرع من تآكل طبقة عزل الأسلاك ويقلل من عمر خدمة المشروع. لم تُنظف المواد المسببة للتآكل، ولم تُقطع عملية التبديل سلك الطور، بل كان سلك الطور مُوصلًا بعمود لولبي لغطاء المصباح. يتبادل تركيب المقبس موقع سلك الطور والسلك المحايد، وتُعتبر مشاكل توصيل سلك الطور في السلك العلوي والمحايد من مشاكل السلامة الشائعة في أعمال التمديدات. العديد من عمال البناء مُعرّضون للشلل. في مرافق تركيب القسطرة، لا تُعالج فوهات القسطرة المعدنية، مما يُخلف العديد من النتوءات عليها. تشكل هذه النتوءات المعدنية خطرًا كبيرًا على السلامة: من السهل قطع طبقة العزل الخاصة بالسلك أثناء بناء الخيوط، والعواقب لا يمكن تصورها. بمجرد حدوث مشكلة، ستتسبب الولاعة في حدوث ماس كهربائي وسيكون من الصعب إصلاح الطاقة، وقد يتسبب القاطع في نشوب حريق. أثناء بناء نظام الحماية من الصواعق. تختلف طرق التوصيل الهابط. يستخدم البعض الفولاذ المستدير المجلفن، ويستخدم البعض التعزيزات الرئيسية الأربعة للعمود الهيكلي لوضعها على طول الجدار أو داخل العمود. إذا تم تفويت اللحام أثناء البناء، فسيترك أيضًا خطرًا كبيرًا على السلامة. العواقب هي: تفويت أو تفويت لحام الفولاذ المستدير، ومن المحتمل جدًا أن يفقد الموصل الهابط دوره المستحق، ولن يتمكن نظام الحماية من الصواعق من أداء الوظيفة العادية.

1. مبادئ تطبيق تكنولوجيا حماية التسرب في هندسة كهرباء المباني

١) فيما يتعلق بمبدأ حماية التأريض، فإن النقطة المحايدة لنظام الجهد المنخفض للهندسة الكهربائية للمباني غير مؤرضة بشكل عام، لذلك أثناء التشغيل العادي للنظام، يجب تأريض الغلاف المعدني للمعدات الكهربائية، والغلاف المعدني لمعدات إمداد الطاقة أيضًا. يتضمن المحتوى المحدد الجوانب التالية: أولاً، يجب تأريض الأجهزة الكهربائية المحمولة، والأجهزة الكهربائية المتنقلة، والقواعد المعدنية، والعلب، ومحولات الجهد، وغيرها من المعدات الكهربائية، ومعدات النقل؛ ثانيًا، يجب تأريض غلاف جسم خزانات البنزين والديزل وغيرها من الخزانات المعدنية؛ ثالثًا، في موقع البناء، يجب أيضًا تأريض مسارات المصاعد، والسقالات، ورافعات الجيب، والصواري، وما إلى ذلك التي يزيد ارتفاعها عن ٢٠ سم؛ رابعًا، يجب أيضًا تأريض صناديق توزيع الطاقة ولوحات توزيع الطاقة، ومنصات عمل اللحام، وما إلى ذلك. خامسًا، في موقع البناء، يجب وضع نقطتي تأريض أو أكثر على الرافعات الكهربائية، والرافعات الجسرية، والرافعات البرجية، وغيرها من المسارات. بالنسبة لمفاصل المسارات، يجب معالجة التوصيلات الكهربائية، والتحكم في مقاومة العقدة ضمن 4 أوم. في حال وجود منزلق تأريض في المسار، يجب توصيله بالمسار بفعالية عبر سلك توصيل. سادسًا، يجب تأريض الأغطية المعدنية وحوامل المعدات الكهربائية على أعمدة الخطوط.

2) من حيث مبدأ الحماية الصفرية. في العملية العادية للبناء الكهربائي للمباني، تحتاج الأجزاء المكشوفة غير المشحونة لبعض المعدات الكهربائية أيضًا إلى حماية متصلة بالصفر، بما في ذلك الجوانب التالية: أولاً، يجب أن يكون الإطار المعدني للوحة توزيع الطاقة ولوحة التحكم محميًا من الصفر؛ ثانيًا، يجب حماية مرافق النقل مثل المعدات الكهربائية من الاتصال الصفري؛ ثالثًا، يجب أيضًا حماية العلب المعدنية مثل المحولات والمولدات وأدوات الإضاءة والأدوات الكهربائية والعلب المعدنية للمكثفات من الاتصال الصفري. رابعًا، يجب أيضًا توصيل الأقواس المعدنية وأغلفة المفاتيح المعدنية وأغلفة المكثفات المعدنية في أعمدة الخطوط بحماية الصفر؛ سادسًا، يجب أيضًا توصيل العلب المعدنية للمعدات في الغرفة الكهربائية لموقع البناء والأبواب المعدنية للأجزاء الحية والدرابزين بحماية الصفر.

٣) مبادئ التعاون في تركيبات كهرباء المباني والإنشاءات. في عملية تشييد المباني، يتعاون موظفو التركيب والإنشاءات تعاونًا وثيقًا في مختلف الإجراءات وأنواع العمل لتحسين بيئة البناء، ويبذلون قصارى جهدهم لضمان عدم حدوث أي ضرر أو رمي أو تلف، وتحقيق أقصى قدر ممكن من البناء المصبوب لمرة واحدة. إذا كان المشروع فرديًا، فيجب أن تُنجزه وحدة الإنشاءات المدنية ووحدة الإنشاءات الكهربائية. تُعدّ وحدة الإنشاءات المدنية إجراءات البناء بندًا بندًا، ويتعاون الطرفان لوضع خطة بناء علمية ومعقولة. يُعدّ فنيو تركيب المعدات الكهربائية واستخدام الكهرباء جزءًا أساسيًا من مشروع البناء بأكمله، ويلعبون دورًا محوريًا في عملية البناء. لذلك، عند تحديد وحدة الهندسة المدنية لجدول البناء، يجب عليها مراعاة المشاكل التي قد تنشأ أثناء عملية البناء والقضايا ذات الصلة بمهنة تركيبات كهرباء المباني، وتخصيص وقت كافٍ للتركيب الكهربائي لتهيئة ظروف بناء جيدة.

2. إجراءات الحماية من تسرب الكهرباء في المباني الحديثة

١) الأماكن التي تحتاج إلى تركيب واقيات التسرب. تتميز مواقع البناء ببيئة معقدة، وتستخدم فيها أنواع عديدة من مواد البناء. في بعض بيئات تشغيل المعدات الرطبة، يلزم تركيب واقيات التسرب. تحتاج المعدات إلى نقل متكرر مع تطور هيكل المبنى. العديد من أطراف الطاقة مؤقتة، وغالبًا ما يتم تجاهل تركيب واقيات التسرب، مما يهدد حياة العاملين بشكل خطير. السلامة، والتقدم المطرد للمشروع بأكمله. يجب تعزيز إجراءات السلامة في المعدات الكهربائية القريبة من المواد المسببة للتآكل والقابلة للاشتعال. وفقًا لهيكل المواقع المختلفة، يجب اختيار الملحقات ذات الوظائف المناسبة. لا يُسمح بالتوقف المفاجئ أثناء التشغيل. يتطلب تصميم معدات الحجب سرعة معقولة، ويجب تعزيز وضع أجهزة الإنذار. توزيع الأسلاك الكهربائية في المباني معقد، ومن المرجح أن تتسبب مقاطعها العرضية في ارتفاع درجة الحرارة والحرائق. في تصميم مخطط حماية التسرب، من الضروري النظر في قضايا مثل إنذار الباعة الجائلين والتأكد من تنشيط نظام الإضاءة في حالات الطوارئ لضمان التشغيل الآمن وتحسين جودة السلامة في المبنى والاستثمار بسلاسة في المشروع بأكمله استخدام أساس جيد.

٢) اختيار تيار تشغيل واقي التسرب. يكون تيار تشغيل واقي التسرب لأي جهاز كهربائي أربعة أضعاف أو أكثر من تيار التسرب المُقاس أثناء التشغيل العادي؛ ويكون تيار تشغيل واقي التسرب في خط التوزيع أكبر من ٢.٥ ضعف تيار التسرب المُقاس أثناء التشغيل العادي. وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضًا التأكد من أن تيار التسرب في الجهاز الكهربائي ذي أكبر تيار تسرب يكون أربعة أضعاف تيار التسرب أثناء التشغيل العادي. عند حماية الشبكة بالكامل، يجب أن يكون تيار تشغيلها ضعف تيار التسرب المُقاس. في الوقت نفسه، يجب أن يكون لتيار التشغيل المُقنن لواقي التسرب قدر معين من التداخل لتلبية متطلبات زيادة عدد الأجهزة الكهربائية وانخفاض مقاومة عزل الدائرة بمرور الوقت. بالإضافة إلى الحماية من درجات الحرارة الموسمية، يزداد تيار التسرب.

٣) تطبيق واقي التسرب رباعي الأقطاب وثنائي القطب. معيار السلامة الكهربائية والمتطلبات الأساسية هو تقليل عدد نقاط التلامس والأقطاب ونقاط توصيل الأجهزة الكهربائية. نقطة التوصيل الثابتة للدائرة والتوصيل المتحرك لنقطة تلامس المفتاح، وما إلى ذلك، ستؤدي، تحت تأثير أسباب مختلفة، إلى حوادث بسبب سوء التوصيل. وخاصةً بالنسبة للسلك المحايد في الدائرة ثلاثية الطور، فإن الخطر الناجم عن سوء توصيله يكون أكثر خطورة. وذلك لأنه عندما يكون السلك المحايد ضعيف التوصيل، لا تزال المعدات تعمل، ويصعب اكتشاف المخاطر الخفية. إذا كان الحمل ثلاثي الطور غير متوازن بشكل خطير، فسيؤدي ذلك إلى ميل جهد ثلاثي الطور إلى حالة عدم توازن خطيرة، ومن ثم احتراق المعدات أحادية الطور، لذلك من الضروري الحد من زيادة نقاط التلامس على الخط المحايد قدر الإمكان.

٤) تطبيق الربط المتساوي الجهد. الربط المتساوي الجهد هو طريقة لربط ناقل الحماية الصفري بالأنابيب أو الأجهزة المعدنية لأنابيب التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وأنابيب الغاز الرئيسية، وأنابيب المياه الرئيسية، وغيرها من الأنابيب المعدنية في المبنى بأسلاك لموازنة الجهد في المبنى. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص للأماكن القابلة للاشتعال والانفجار. بالنسبة لخطوط 220 فولت أحادية الطور، لا يؤدي واقي التسرب سوى دور الحماية غير المباشرة من التلامس. في الوقت نفسه، له أيضًا تأثير على قصر العمر، وضعف التلامس، وعوامل أخرى ناتجة عن تآكل الأجزاء الميكانيكية وعدم استقرار الجودة، مما يؤدي إلى مخاطر خفية مثل فشل التشغيل. لا يمكن استخدامه كإجراء وقائي فعال بمفرده. لا يزال الربط المتساوي الجهد ضروريًا للقضاء تمامًا على حدوث الشرر والأقواس الكهربائية بين الأجزاء المعدنية منخفضة الجهد ومعدات التسرب أو الدوائر الكهربائية، وبالتالي تجنب الحرائق وحوادث السلامة الأخرى بفعالية.

5) الأمور التي يجب الانتباه إليها عند استخدام واقيات التسرب

أ) تنسيق تيار التسرب المقدر لواقي التسرب

في واقي تسرب الكهرباء لحماية الأحمال الكهربائية في الموقع، يجب أن يكون تيار تسرب الكهرباء المقدر IΔn1 مساويًا لـ IΔn1 ≤ 30 مللي أمبير؛ أما في واقي تسرب الكهرباء لحماية الخط الرئيسي أو الفرعي، فيكون تيار تسرب الكهرباء المقدر IΔn2 مساويًا لـ IΔn2 ≥ 1.25IΔn1؛ أما واقي تسرب الكهرباء للخط الرئيسي أو حماية الخط الرئيسي، فيكون تيار عمل التسرب المقدر IΔn3 عادةً 300 مللي أمبير، ووفقًا للمعيار المقابل، فإن الشرط الأساسي هو 300 مللي أمبير ≥ IΔn3 ≥ 1.25IΔn2. وبالتالي، يمكن تلخيص شروط تشغيل واقي التسرب على النحو التالي: 300 مللي أمبير ≥ IΔn3 ≥ 1.25IΔn2، IΔn2 ≥ 1.25IΔn1، IΔn1 ≤ 30 مللي أمبير.

ب) تنسيق وقت التشغيل المقدر لواقي التسرب

أولاً وقبل كل شيء، وفقًا للمعايير ذات الصلة في "لوائح تركيب وتشغيل واقي التسرب"، فإن الفرق في وقت التشغيل المقدر لحماة تسرب الأرض العلوية والسفلية هو 0.2 ثانية. كنوع سريع، تكون القيمة المقدرة لحامي تسرب الأرض في نهاية العمر الافتراضي أقل من 0.1 ثانية. وقد تم تمديد تصنيفات واقيات التسرب الثانوية والثالثية، وقيم تمديدها هي 0.2 ثانية و0.4 ثانية على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الطبيعة الخاصة للتأخير الزمني العكسي لحامي التسرب. على سبيل المثال، تكون المرحلة الأولى أقل بمقدار 0.1 ثانية من المرحلة الثانية، ويجب أن تضيف المرحلة الثالثة 0.2 ثانية. أخيرًا، إذا كان واقي تسرب الأرض الذي اختاره موقع البناء من نوع حد زمني عكسي، فيمكنك استخدام المعيار الياباني الحالي للاستخدام كمرجع. إذا كان تيار التسرب هو IΔn، فإن وقت العمل يتراوح بين 0.2 و1 ثانية؛ إذا كان تيار التسرب 1.4IΔn، فإن وقت العمل يتراوح بين 0.1 ثانية و0.5 ثانية؛ إذا كان تيار التسرب 4.4IΔn، فإن وقت العمل يقع ضمن 0.05 ثانية.

3. نظرة عامة على المنتج

يمكن أن يُولّد قصر الدائرة الكهربائية الشائع بين الأطوار تيارًا كبيرًا، والذي يُمكن حمايته بمفتاح. ومع ذلك، فإن تسرب التيار الناتج عن الصدمات الكهربائية لجسم الإنسان وتلف الخطوط وعطل تأريض المعدات ناتج عن تيار التسرب. يتراوح تيار التسرب عادةً بين 30 مللي أمبير و3 أمبير، وهذه القيم صغيرة جدًا بحيث لا تستطيع المفاتيح التقليدية حمايته، لذا يجب استخدام جهاز حماية يعمل بالتيار المتبقي.

مرحل التيار المتبقي هو محول تيار متبقي لاكتشاف التيار المتبقي، وتحت الظروف المحددة، عندما يصل التيار المتبقي إلى قيمة معينة أو يتجاوزها، سيتم فتح وإغلاق جهة اتصال واحدة أو أكثر من دوائر الإخراج الكهربائية في الجهاز الكهربائي.

فيما يلي ثلاث حالات تسرب شائعة.

1) يجب استخدام RCD عالي الحساسية مع I△n≤30mA لمنع التلامس المباشر والصدمات الكهربائية

2) يمكن استخدام قاطع الدائرة الكهربائية ذو الحساسية المتوسطة مع I△n أكبر من 30mA لمنع الصدمات الكهربائية غير المباشرة.

3) يجب استخدام قاطع تيار متبقي رباعي أو ثنائي الأقطاب لقاطع التيار المقاوم للحريق.

بالنسبة لأنظمة تكنولوجيا المعلومات، تُستخدم مُرحِّلات التيار المتبقي حسب الحاجة. ولمنع تدهور عزل النظام، وكحماية احتياطية ثانوية من الأعطال، يُعتمد إجراء وقائي مشابه لنظام TT أو TN، وذلك حسب نوع الأسلاك. أولًا، يجب استخدام جهاز مراقبة العزل للتنبؤ بأي عطل.

بالنسبة لنظام TT، يُنصح باستخدام مُرحّل تيار مُتبقي. فعند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، يكون تيار العطل صغيرًا جدًا ويصعب تقديره. إذا لم يصل تيار تشغيل المفتاح إلى الحد الأقصى، فسيظهر جهد خطير على الغلاف. في هذه الحالة، يجب أن يمر السلك N عبر مُحوّل التيار المُتبقي.

بالنسبة لنظام TN-S، يُمكن استخدام مُرحّل التيار المتبقي. يُفضّل فصل العطل بسرعة ودقة أكبر لتحسين السلامة والموثوقية. في هذه الحالة، يجب ألا يمر سلك PE عبر المُحوّل، ويجب ألا يمر سلك N عبر المُحوّل، ويجب عدم تأريضهما بشكل متكرر.

في أنظمة TN-C، لا يمكن استخدام مرحلات التيار المتبقي. نظرًا لتكامل خطي PE وN، فإذا لم يُؤرَّض خط PEN بشكل متكرر، عند تنشيط الغلاف، يكون تيارا الدخل والخرج للمحول متساويين، ويرفض ASJ الحركة؛ وإذا تم تأريض خط PEN بشكل متكرر، فسيتدفق جزء من التيار أحادي الطور إلى التأريض المتكرر. بعد الوصول إلى قيمة معينة، يتعطل ASJ. من الضروري تحويل نظام TN-C إلى نظام TN-CS، وهو نفس نظام TN-S، ثم توصيل محول التيار المتبقي بنظام TN-S.

4. مقدمة المنتج

يُلبي مُرحّل التيار المتبقي من سلسلة ASJ من AcrelElectric متطلبات الحماية من حالات التسرب المذكورة أعلاه، ويمكن استخدامه مع مفتاح فصل عن بُعد لقطع التيار الكهربائي في الوقت المناسب لمنع التلامس غير المباشر والحد من تيار التسرب. كما يُمكن استخدامه مباشرةً كمُرحّل إشارة لمراقبة معدات الطاقة. وهو مناسب بشكل خاص لحماية سلامة استهلاك الكهرباء في المدارس، والمباني التجارية، وورش المصانع، والأسواق، والمؤسسات الصناعية والتعدينية، ووحدات مكافحة الحرائق الرئيسية الوطنية، والمباني الذكية، ومترو الأنفاق، والبتروكيماويات، والاتصالات، وهيئات الدفاع الوطني.

تتميز منتجات سلسلة ASJ بطريقتين رئيسيتين للتركيب. سلسلة ASJ10 تُركّب على سكة. يوضح الجدول التالي شكلها ووظائفها:

نموذج المظهر الوظيفة الرئيسية الفرق بين الوظائف

من بينها، يكمن الفرق بين مرحل التيار المتبقي من النوع A ومرحل التيار المتردد في الآتي: مرحل التيار المتبقي من النوع A هو مرحل تيار متبقٍ يضمن فصل التيار المتردد الجيبي المتبقي الذي يُطبق فجأةً أو يرتفع ببطء، ويراقب بشكل رئيسي إشارات التيار المتردد الجيبي. أما مرحل التيار المتبقي من النوع A فهو مرحل تيار متبقٍ يضمن فصل التيار المتردد الجيبي المتبقي والتيار المستمر النابض المتبقي الذي يُطبق فجأةً أو ببطء، ويراقب بشكل رئيسي إشارات التيار المتردد الجيبية وإشارات التيار المستمر النبضية.

المحطات الطرفية الخاصة بالأسلاك والأسلاك النموذجية للجهاز هي كما يلي:

5 الخاتمة

في مجال الكهرباء في المباني الحديثة، يُمكن استخدام واقيات التسرب بفعالية لمنع تعرض السكان للصدمات الكهربائية، وفي الوقت نفسه، تذكير المستخدمين باتخاذ التدابير الوقائية اللازمة في الوقت المناسب. تُراقب مُرحّلات التيار المتبقي من سلسلة ASJ تيار التسرب في الدائرة الكهربائية عند وصوله أو تجاوزه.

مراجع

[1] فيسونغ. بحث في تكنولوجيا حماية التسرب في هندسة كهرباء المباني [مجلة]. تكنولوجيا مواد البناء وتطبيقاتها، 2016، 000(003): 14-16.

[2] دليل تصميم وتطبيق شبكات الطاقة الصغيرة للمؤسسات. 2020.6

[3] كاي هو. تحليل تقنية حماية التسرب في تشييد الهندسة الكهربائية للمباني [مجلة]. الأبواب والنوافذ، 2017 (2).

[4] بينغيوان. مناقشة تطبيق حماية التسرب في السلامة الكهربائية [م]. منطقة التكنولوجيا الفائقة الصينية، 2017 (23): 130-131.

[5] تشي يونغ تشاو، وآخرون. يتحدثون عن تقنية حماية التسرب في بناء الهندسة الكهربائية [مجلة رؤية العلوم والتكنولوجيا، 2017].

عن المؤلف:JianguoWu، ذكر، طالب جامعي، شركة AcrelCo.,Ltd، الاتجاه البحثي الرئيسي هو مراقبة العزل ومراقبة التيار المتبقي، البريد الإلكتروني: zimmer.wu@qq.com، الهاتف المحمول: 13524474635