مقدمة:
توفر أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي (AFDD) أمانًا كبيرًا للمنازل والمباني، فيعمل جهاز الكشف عن أعطال القوس الكهربائي على تخفيف مخاطر الحرائق الكهربائية التي تُسبِّبها الأقواس الكهربائية الناتجة عن الأجهزة الكهربائية، والدوائر الكهربائية التالفة، فجهاز الكشف عن أعطال القوس الكهربائي يقوم بفصل التيار الكهربائي على الفور بمجرد أن يكتشف قوسًا يحتمل أن يكون خطيرًا، في الوقت نفسه يتحمَّل الأقواس الكهربائية الناتجة عن التشغيل العادي للأجهزة الكهربائية مثل المفاتيح، وتوصيل الأجهزة وفصلها.
ولا تُوفِّر قواطع الدائرة التقليدية حمايةً موثوقةً ضد أعطال القوس الكهربائي، وذلك لأنها غير مُصمَّمة لاكتشاف الأقواس الكهربائية الخطيرة المفاجئة، ولكنها تضمن الحماية من دوائر القصر، والأحمال الزائدة.
ما هو القوس الكهربي؟
ينشأ القوس الكهربائي عندما يعبر التيار الكهربي الفجوة بين مادتين موصلتين، فإذا كان التيار الكهربي المار منخفضًا نسبيًّا، فسيتمُّ إنتاج شرارة كهربية، أما إذا كان التيار مرتفعًا بدرجة كافية، فينشأ قوس كهربائي مستمر؛ حيث يتغيَّر الهواء من غازٍ إلى بلازما قادرة على إنشاء القوس، ويمكن أن تتجاوز درجات الحرارة الناتجة عن هذا القوس (6000 درجة مئوية)، فيمكن أن يؤدي عطل القوس الكهربائي إلى نشوب حريق.
أين يمكن أن يحدث عطل القوس الكهربائي؟
المنطقتان الأكثر شيوعًا لحدوث عطل القوس هما أولًا عند نهايات الكابلات؛ حيث لم يتمَّ الربط الجيد لنهايات الكابلات، وثانيًا داخل الكابل نفسه حيث تعرض العزل للتلف.
وأجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربي يمكن تثبيتها بسهولةٍ في اللوحات الكهربائية جنبًا إلى جنبٍ مع أجهزة الحماية الأخرى، ويجب تثبيتها على الدوائر الكهربائية الأكثر تعرضًا للخطر، على سبيل المثال: الدوائر النهائية التي توفر منافذ التوصيل.
الأسباب المحتملة لحدوث القوس الكهربي:
يمكن أن تحدث أعطال القوس الكهربائي بسبب جميع أنواع أعطال الخط والاتصالات البالية:
- حدوث كسر في الكابلات.
- تآكل الكابلات بسبب الاستخدام المتكرر.
- تلف الكابلات الناتج عن أعمال الحفر أو البناء.
- نزع الأسلاك بشكلٍ غير صحيحٍ.
- الانحناء غير الصحيح لأنصاف الأقطار.
- الوصلات والنهايات الفضفاضة.
- قرض الحيوانات للكابلات
هل يمكن لأجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي التمييز بين الأقواس الخطرة والتشغيل الطبيعي؟
نعم، تستطيع أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي التمييز بين الأقواس الخطرة والتشغيل الطبيعي، فهي حسَّاسةٌ للغاية، ومُصمَّمة لاستشعار الأقواس التي يحتمل أن تكون خطرةً، والاستجابة لها فقط، ويتمُّ استخدام خوارزمية خاصة للتمييز بين الأقواس الخطرة والتشغيل الطبيعي، أي: الشرارات غير الضارة التي تراها عندما تضغط على مفتاح، أو تسحب قابسًا.
كيف تعمل أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي؟
تقوم أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي بمراقبة وتحليل موجات التيار الكهربائي والجهد باستمرارٍ، وعندما تستشعر وجود شكل موجة يحتمل أن يكون خطيرًا؛ فإنها تقطع التيار الكهربي، وبالتالي يتمُّ عزل الدائرة المعطوبة.
المراقبة عبر المعالجات الدقيقة:
يتمُّ تنشيط جهاز الكشف عن أعطال القوس الكهربائي (AFDD) بواسطة كلٍّ من الأعطال المتوالية والمتوازية في القوس الكهربائي، على عكس قواطع الدائرة الآلية، ولا يحتوي جهاز الكشف عن أعطال القوس الكهربائي (AFDD) على مشغل كهروميكانيكي، ولكنه يستخدم التكنولوجيا الإلكترونية لتحليل شكل الموجة للقوس الكهربي، وهو يُميِّز بشكلٍ موثوقٍ بين عطل القوس الكهربي والشرارة الناتجة عن التشغيل الطبيعي؛ ممَّا يمنع الفصل الخاطئ للدائرة.
وتتفاعل أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي (AFDD) بسرعةٍ مع أدنى تغييرٍ في أشكال الموجات، فتعتبر السرعة سمةً جوهريةً لتلك الأجهزة؛ حيث يمكن أن يتحلَّل القوس الكهربائي في ومضةٍ؛ ممَّا يؤدي إلى اشتعال أي مادةٍ قريبةٍ قابلةٍ للاشتعال، ويسبب حريقًا.
ومنذ عام 2013م، تغطي المواصفة القياسية IEC 62606 أجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي، وتحدد هذه المواصفة القياسية الدولية جوانب السلامة لأجهزة الكشف عن أعطال القوس الكهربائي، وتحدد خصائص تشغيلها.
