مقدمة:
يمكن أن تؤدي الأعطال الكهربية إلى إشعال العديد من الحرائق، ويمكن أيضًا منع حدوث ضرر كبير للنظام إذا أمكن اكتشاف الأعطال في مرحلة مبكرة، كما أن العيب الرئيس عند حماية الأنظمة باستخدام أجهزة الحماية ضد الأعطال الأرضية (Residual Current Devices (RCD)) هو الإغلاق المفاجئ غير المتوقع للنظام، وفي بعض الصناعات يمكن أن يؤدي إيقاف تشغيل النظام غير المنضبط وغير المتوقع بسرعةٍ إلى تكاليف باهظة، فالإيقاف المفاجئ يعني توقُّف عمليات التصنيع، أي: عدم اكتمالها؛ ممَّا يؤدي إلى خسارة المنتج، وَقِسْ على ذلك في باقي النواحي.
أجهزة مراقبة التيار المتبقي:
يتمُّ معالجة ذلك عن طريق أجهزة مراقبة التيار المتبقي (Residual Current Monitoring (RCM)) التي يمكن بواسطتها قياس التيار المتبقي، حيث يمكن الكشف عن الزيادة في التيار المتبقي، والإبلاغ عنها في مرحلةٍ مبكرةٍ، فعلى سبيل المثال في المصانع التي تستخدم تلك الأجهزة تتمُّ إجراءات الصيانة والإصلاح للأعطال بصورةٍ مُنسَّقةٍ وبشكلٍ أفضل؛ ممَّا يؤدي إلى زيادة اعتمادية النظام، وبالتالي تقلُّ احتمالية تعطُّل الإنتاج، وتقل الخسائر الناتجة عن ذلك.
فالفرق هنا أصبح واضحًا بين أجهزة الـ RCD والـ RCM ، فالأولى تقوم بفصل التيار الكهربي حال تسرُّب تيارٍ كهربيٍّ إلى الأرض أكبر من أو يساوي (30 مللي أمبير)، أما الثانية فتقوم بمراقبة التيار المتبقي، وعرضه من خلال الشاشة، والتحذير إذا زادت القيمة عن الحدود المسموح بها، والتي يتمُّ ضبط الجهاز عليها، بالإضافة إلى ذلك تحتوي وحدات RCM على واحدٍ أو أكثر من مخرجات الترحيل (الريليهات)، والتي بدورها يمكن استخدامها أيضًا للتحكُّم في قواطع الدائرة.
طريقة العمل:
تُستخدَم أجهزة مراقبة التيار المتبقي (RCM) في الأنظمة الكهربائية المؤرضة لمراقبة تيار العطل بطريقةٍ مستمرةٍ، ويقيس الجهاز مجموع التيارات لجميع الفازات الثلاث وخط التعادل من خلال مُحوِّل تيار حسَّاس، وفي حالة النظام الكهربائي الذي يكون به موصل تأريض منفصل TNS، لا يتمُّ قياس التيار في موصل التأريض (PE) بمحول التيار.
وعندما لا يكون هناك عطلٌ في النظام الكهربائي، فإنَّ مجموع التيارات يكون مساويًا للصِّفر، وفي حالة حدوث عطلٍ، يتدفق جزءٌ من التيار إلى موصل التأريض مُكوِّنًا ما يُسمَّى بـ (تيار العطل).
ويتفاعل جهاز مراقبة التيار المتبقي RCM على الفور مع تيار العطل؛ لذلك يمكن ملاحظة العطل قبل عمل أي جهاز وقاية آخر، وهذا مفيدٌ بشكلٍ خاصٍّ في التطبيقات التي قد يؤدي فيها الانقطاع غير المتوقع في مصدر الطاقة إلى عواقب باهظة الثمن، بل وخطيرة في بعض الأحيان.
ويراقب جهاز مراقبة التيار المتبقي RCM الشبكة باستمرارٍ، ويكشف عن الأعطال، ويُصدر إنذارات على سبيل المثال في المواقف التالية:
- تلف العزل أو تدهوره.
- أخطاء في الأسلاك.
- أعطال المحايد إلى الأرض.
- توصيل الأجهزة المَعيبة.
- تيارات التسرُّب الصغيرة، والتي لا تكفي لانصهار الفيوز، أو فصل قاطع الدائرة.
نقاط القياس (القنوات):
يمكن ضبط إعداد حدِّ التنبيه المستقل، والتأخير [والتأريخ] لكل نقطة قياس، ويتمُّ تلقِّي إنذار على الفور من نقطة قياس معينة عند حدوث العطل، والكشف عن موقع العطل بسرعةٍ وسهولةٍ.
وتشتمل أجهزة مراقبة التيار المتبقي RCM أيضًا على وظيفة الإنذار التحذيري، فيساعد ذلك في العثور على حالات الأعطال في مرحلة مبكرة، وبالفعل عندما يرتفع تيار العطل بشكل طفيف -ولكنه لم يصل بعدُ إلى المستوى غير المقبول- يتمُّ إنشاء إشارة التحذير إذا تجاوز مستوى عطل القناة الحالي مستوى التحذير الذي تمَّ تعيينه للقناة، ويمكن أن يكون هذا الإعداد ما بين (1 و100٪) من مستوى تنبيه القناة.
مزايا جهاز مراقبة التيار المتبقي RCM:
- يتيح إجراء صيانة وقائيَّة قبل حدوث عواقب باهظة.
- يحمي النظام الكهربائي بأكمله، والأجهزة الكهربائية الأخرى المثبتة.
- يقوم بجمع بيانات قَيِّمة من النظام الكهربائي.
- تعتبر مراقبة التيار المتبقي طريقة فعَّالة للحفاظ على نظام الصيانة الوقائية.
- تضمن المراقبة المستمرة للنظام الكهربائي وظيفة موثوقة وخالية من المتاعب لجميع الأجهزة الكهربائية المتصلة.
- يمكن تعديل جميع حدود التنبيه والإعدادات الأخرى لوحدة مراقبة التيار المتبقي وَفقًا لمتطلبات التطبيق.
الاستخدام عن بُعد لـ RCM:
يمكن مراقبة جهاز RCM والتحكُّم فيه مباشرةً من شاشة العرض، أو جهاز التحكُّم عن بُعْد باستخدام متصفح الويب والإنترنت، كما يمكن ضبط الإعدادات عن بُعْد من خلال واجهة (إيثرنت) المدمجة في الجهاز.
وبعد معرفة عدد نقاط القياس المطلوبة، يمكن اختيار جهاز RCM المناسب، وتتوافر أجهزة RCM بقنوات قياس (1 أو 8 أو 16 أو 32 أو 64)، وتسجل الأجهزة متعددة القنوات أيضًا القِيَم الدنيا والقصوى لتيار العطل، وتاريخ التنبيه الحالي للعطل، ويمكن أيضًا الوصول إلى هذه المعلومات عن بُعْدٍ.
ملخص:
- يُوفِّر نظام مراقبة التيار المتبقي العديد من الفوائد لكل تطبيق ومستخدم نهائي.
- رفع مستوى السلامة الشخصية، وحماية أكبَر من الحريق بسبب المراقبة المستمرة للخطأ والتيار المتبقي.
- إمكانية التنبُّؤ بأعطال العزل.
- تحديد أكثر دقةً وسرعةً لأعطال العزل باستخدام جهاز RCM متعدد القنوات.
- نظام كهرباء أكثر موثوقيةً عن طريق تقليل الانقطاعات في إمدادات الطاقة.
- مراقبة تيارات الفازات وتيار التعادل، وتحديد حالات الحمل الزائد المحتملة مسبقًا.
- ما يصل إلى (2048 نقطة قياس) يمكن مراقبتها عن بُعْد من خلال متصفح الويب.
