الدرس الأول: مبادئ الحماية الكهربائية ا
تهدف أجهزة الحماية الكهربائية بشكل عام إلى حماية التجهيزات الكهربائية المختلفة عن طريق القيام بما يلي:
[ مراقبة وضع العناصر الكهربائية المختلفة اثناء العمل
كشف الاعطال التي تحدث نتيجة حدوث خلل طارئّ على عمل الدارة الكهربائية
تحديد مكان حدوث العطل عن طريق فصل الجزء الغير سليم عن الدارة
[ الابقاء على الجزء الذي لم يحدث فية عطل يعمل بانتظام
محاولة اصلاح مكان العطل ان امكن القيام بة دون تدخل العامل البشري
( اعطاء تنبيهات وتحذيرات للعنصر البشري ليقوم باصلاح مكان الخلل
يمكن أن تنشأ الأعطال الكهربائية بشكل عام نتيجة ما يلي :
[© تيار الحمل المفرط (تحميل زائد عن الحد المسموح )
[ هبوط في الجهد
[© تشغيل الأحمال الكهربائية على جهود أعلى من الجهد المقرر لها (بدون الرجوع لتعليمات المنتج)
[] انهيار في العازل نتيجة الحراره المفرطة
[8 التعرض لصدمات البرق
تلف في أحد عناصر الدارة الكهربائية
[8 سوء اختيار وسائل الحماية الكهربائية المناسبة
[ الاهمال في اتخاذ إجراءات الوقاية الدورية الضرورية
ويمكن القول ان نسبه كبيرة من الأعطال التي تحدث خسائر تحدث نتيجة الاهمال أو الاستخدام الخاطئ أو
لعدم إجراء الحسابات الصحيحة التي يتم بناء عليها اختيار وسائل الحمايه المناسبه للتطبيق المطلوب
حيث تضم تلك الاجهزة العناصر الآتية :

© قواطع تيار التسرب الأرضي (08-ا) 806816855 أأن0:١ا0‏ 881698 59111
( المفاتيح الكهربائية
[] المرحلات 5ر861
[© محولات التيار (67) :7120510009- 0011801
8 محولات الجهد (1/1) :7180500178 - 011898/
حيث يتم اختيار وسائل الحماية والاستعزال وأجهزة التحكم للدارات الكهربائية المختلفة بشكل عام بناءً
على مقرري الفولطية والقدرة الكهربائية للأحمال
ولكي تقوم أجهزة الحماية الكهربائية المختلفة بهذه الوظائف جميعها على أكمل وجه يجب أن تتوفر فيها عدة
شروط أساسية تجعلها فعالة بشكل كبير للمحافظة على تلك التجهيزات ومنها :
سرعة الاستجابة /01057/5م485
[ الحساسية 56057/7
[ الاستقرار بؤااط8
8 التنسيق الوقائي 0600100858017 5:018051/8
وفيما يلي شرح مبسط لمفهوم كل منها :
و التميز (00 015001001038
يقصد بالانتقائية لعنصر الحماية هو أن يتمكن العنصر الاقرب إلى نقطة العطل من فصل الدارة الكهربائية
التي حصل فيها العطل دون ان تتأثر باقي الدارات الكهربائية الأخرى (أي تبقى تعمل) إن الأجهزة الرئيسية
الثلاثة ذات العلاقة بالتنسيق الانتقائي هي :
[ قواطع الدارة
[ قواطع تيار التسرب الارضي

والتميز إما كامل أو جزئي » ويعتمد على عدة أمور |
ويمكن توضيح مفهوم الانتقائية بالمثال التالي : *
في الشكل (1-1) اذا كان زمن الاستجاية للقاطع 8
ه أعلى من زمن الاستجابة للقاطع ع فان حدوث دارة
قصر أسفل القاطع 5 سيؤدي إلى تفعيله وفصل الدارة
قى القاطع 8 مغلق بحيث بذ ل التيار إلى 1 أ ا |
ويبقى القاطع بحيث يضمن وقول الغا ا
إن سرعة عمل عنصر الحماية تعتمد بشكل كبير على مقدار التأخير الزمني لهذا العنصر ولا بد من الاشارة هنا
ان لكل عنصر حماية منحنى خواص يحدد مقدار التأخير الزمني له ويجب التنسيق بين اجهزة الحماية من نفس
مقدار التأخير الزمني للنعصر الاول 9 , ‎٠‏ ثانية يكون مقدار التأخير الزمني للذي بعده ‎٠ , ١‏ ثانية مثلا وهكذا)
ويمكن تصنيف اجهزة الحماية الكهربائية من حيث زمن التشغيل الى ما يلي :
‎,١(‏ » ثانية او اقل) لكي تعمل
[ أجهزة حماية ذات تأخير زمني
( أجهزة فورية أو ذات سرعة عالية مع تأخير زمني
وتعرف على انها اقل قيمة للتيار الكهربائي التي تؤدي الى تفعيل عنصر الحماية
وتعرف على أنها قدرة عنصر الحماية على أداء المهمة المطلوبة منه دون خلل أو فشل تحت الظروف المختلفة
طوال العمر الافتراضي للعنصر

أي أن العنصر يعمل بشكل ثابت وطبيعي بغض النظر عن ظروف التشغيل الغير طبيعية» بحيث أنه لا يتأثر
بالأخطاء الحاصلة في دارات أخرى خارج نطاق عمله
يتطلب مبدا التنسيق بان تكون عناصر الحماية كالقواطع مثلاً مرتبطة بشكل صحيح مع غيرها من المرحلات
والريلهات (عناصر وقاية) أثناء حدوث دارة القصر أو الحمل المفرط (الزائد) لحماية العنصر نفسه ليكون قادراً على
العودة إلى الخدمة من جديد حالما يزال العطل وبأقل خسائر ممكنة » وذلك ليحقق أعلى درجة من التنسيق الوقائي
تعرفت سابقا بأن المصهر (0058) عبارة عن سلك أو شريط مصنوع من معدن (نحاس أو سلك مطلي
بالقصدير) وله أبعاد محددة مسبقا وهذا المعدن أو السبيكه قابلة للإنصهار
وتعتمد مقدرة المصهر على فصل التيار الكهربائي على :
8 نوع المادة المصنوع منها عنصر الإنصهار
( أبعاد عنصر الإنصهار نفسه
[ درجة حرارة الجو المحيط بالمصهر
ويسمى التيار المار في المصهر والذي يسبب انصهاره بالمقرر التياري القياسي للعنصر أما أكبر تيار يمر بالمصهر
دون أن يحدث تلف العنصر فيسمى بالتيار المقن للعنصر (10) (ويكتب عادة على جسم المصهر) ويجب على
المصهرات ان تتحمل ما مقداره ‎70٠١١‏ من التيار المقنن دون احداث اي تغير في خصائص عنصر الانصهار
وبشكل عام كلما زادت شدة التيار الكهربائي المار في المصهر عل الزمن اللازم لإنصهاره» وبالتالي فصل
الداره الكهربائيه المسؤول عنها
وتقسم المصهرات إلى نوعين هما :
وهي عبارة عن المصهرات التي يعاد تشعيرها بعد انصهارها والجدول(”-٠١)‏ يبين أقطار أسلاك النحاس
المستخدمة فى تشعير المصهرات القابله للتبديل:

التيار المقنن (م) 7 0 ف 6 با | قا ء« ْ 26> 4 ‎٠٠١‏
‏قطر سلك
النحاس 0000
إن المصهرات القابله للتبديل لم تعد تستخدم بكثره هذه الأيام لما لها من مساوىء (حاول أن تذكر بعض منها؟)
وتقسم لقسمين :
(1-7) يبين مصهر خرطوشي (فئة التلامس الطوقي) وتستخدم بكثرة
في حماية الأجهزة الكهربائية والالكترونية ومآخذ التيار ويكون معامل
انصهارها حوالي (0 ,1) فمثلا إذا كان التيار المقنن للمصهر هو 208
فإن تيار انصهاره يكون 308 الشكل (1-3): مصهر
8 السكينية: وتصنع بمقررات تيارية مقننه اكبر من ‎١‏ أمبير والشكل (3-7) خرطوشي
المصهر الخرطوشي وقواطع الدارة:
لا بد هنا من الإشارة الى بعض الملاحظات فيما يتعلق بالمصهرات والقواطع
بشكل عام:
[ إن معظم قواطع الدارة التجارية تعمل بعد أن ينقضي بعض الوقت بين
اشتغال آلية التوقيف التلقائي وعملية الفصل الفعلي للتيار (يبلغ تقريبا
‎١‏ , * ثانية) إلا أن المصهر الخرطوشي يستطيع أن يتعامل مع قصر الدارة 50
أو فرط التيار العالي في وقت أقل من ذلك مما يتيح للمصهر أن يقوم الشكل (7-7): سكيني
بفصل التيار قبل القاطع بوقت طويل
© بالمقابل فان قواطع الدارة تتميز عن المصهرات بميزات مهمة تجعلها حيوية لجميع الدوائر التي يكون
فيها الاشتغال الدقيق والمتكرر مطلوباً مما يجعلها مناسبة للاستعمال في الدوائر الرئيسية بينما تكون
المصهرات مناسبة للاستعمال في الدوائر الفرعية
إن القواطع تعتبر من أجهزة الحماية غالية الشمن بالمقارنة مع المصهرات التي تعتبر رخيصة نسبياً
[ يقوم المصهر بحماية كابل معزول ب (01/0) متعلق به من تجاوز الحمل اذا كان مقدار التيار المقغْن (10) المار

وتحدد مواصفات المصهرات حسب :
[ درجة حدها من تيار العطل [ قدرتها على قطع تيارات الأعطال العالية
( خواص التأخير الزمني لها (© أبعادها
[ نوع المادة المصنوع منها (نحاس أو المنيوم)
ويبن الجدول (1-7) قيمة التيار المقتن (,ا) الذي تتحمله المصهرات (أو القواطع) حسب ترتيب المجموعات
الموضحة في الوحدة السابقة الجدول (4-7) حيث يتم اختيار مساحة مقطع الكابل بناءً على تيار الحمل (,!)
المحسوب باستخدام المعادلات (7-) و (4-7) في الوحدة السابقة ومن ثم يجب التحقق من الشرط التالي:
وا: أكبر تيار يتحمله الملوصل
,ا : تيار المصهر ( أو القاطع)
: تيار الحمل
الجدول (30): تيار الصهرات (او القاطع) الستخدمة (8) ,,ا حسب مساحة مقطع الوصلات عند درجة حرارة *؟ درجة منوية:
المجموعة الأولى المجموعة الثانية المجموعة الثالثة مساعة فم

اختيار مساحة مقطع موصلات الوقاية 08 :
مساحة مقطع الاوجه 5 075 1 2515 4 6 10 16 25 35 50 70 90 150120
مساحة مقطع موصل
الوقاية المعزول 0000#
القاطع عبارة عن جهاز يقوم بوصل وفصل سريان التيار الكهربائي عن الدارة في حالات التشغيل العادية
وغير العادية أي أنه جهازا مصمماً لفتح وقفل الدارة بطريقة غير آلية؛ ويستطيع فتح الدارة آلياً عند مرور تيار
أعلى من مقرره التياري دون أن يتعرض للتلف
58 القاطع الذي يقوم بفصل ووصل التيار الكهربائي عن الدارة الكهربائية في ظروف التشغيل العادية» أي
أنه يستخدم يدوياً ويسمى في هذة الحالة بالمفتاح الكهربائي (081668 501011109)
(© القاطع الذي يقوم بفصل ووصل سريان التيار الكهرباتي عن الدارة الكهربائية في ظروف التشغيل
العادية يدويا وفي الظروف الغير عادية (في حالة حدوث عطل) آلياً وسمى في هذة الحالة بالقاطع
الآلي (610011-8:888)
ويتم فتح الدارة الكهربائية آلياً بإحدى الوسائل التالية:
[) عن طريق الاعتاق الحراري 8816858 7181021
8 عن طريق فعل مغناطيسي 13909006000
[8 عن طريق الاعتاق الحراري والفعل المغناطيسي معا
عن طريق وسائل هيدروليكية
عن طريق وسائل هوائية

دوائر التيار المتناوب
ثلاثي ال طوار

116) 0116011-8:621:015 عنصتلا :
وهي عبارة عن جهاز يقوم بوصل وفصل الدارة الكهربائية يدويا في ظروف التشغيل العادية وفصل الدارة
آليا في حالات الخطاء وتستخدم لحماية الأحمال الكهربائية من التلف نتيجة حدوث دارة قصر أو حمل زائد أو
غير ذلك من الأخطاء
تعمل عن طريق الاعتاق الحراري أو التاثير الغناطيسي أو الاثنين معاً
يمكن إعادة توصيلها يدويا بعد إزالة أسباب الخطأ
سرعة الاستجابة في حالة حدوث خطا ( دارة قصر)
(8 تحتوي على طرق لإخماد القوس الكهربائي المتولد عند فصل الدارة
[© تتميز بكفاتها وإعتماديتها وسهولة تركييها
وتصنع قواطع الدارة بعدد مختلف من الأقطاب
(قطب واحد 56 أو قطبين ل851» 06 أو ثلاثة 78 أو
أربعة أقطاب 55 +10181) والشكل (4-7) يعرض
وعادة تثبت القواطع المصغرة داخل لوحات
التوزيع على سكة معدنية يطلق عليها قضيب أوميجا
أو ا(8؟ ل0ا0 + الشكل (0-7) يعرض نموذجا لقضيب
شكل (0-3)