الأعطال الأرضية مقابل الدوائر الكهربائية القصيرة: الفرق بينهما وكيفية الوقاية من المشكلات الخطرة

يمكن أن تشكل الأعطال الكهربائية مخاطر كبيرة على الأشخاص والممتلكات على حد سواء، وهنا نبحث في الأعطال الأرضية مقابل الدوائر القصيرة. هناك نوعان شائعان من الأعطال الكهربائية هما الأعطال الأرضية والدوائر القصيرة. إن فهم الاختلافات بين هذه الأعطال وكيفية الوقاية منها أمر بالغ الأهمية للحفاظ على نظام كهربائي آمن.

ما هو العطل الأرضي؟

العطل الأرضي هو نوع من الأعطال الكهربائية يحدث عندما يخرج تيار كهربائي عن مساره المقصود ويتدفق إلى الأرض عبر موصل غير مقصود. يمكن أن يحدث ذلك عندما يتلف سلك كهربائي أو يكون مكشوفاً أو مبللاً ويتلامس مع جسم معدني أو شخص أو الأرض. يمكن أن يتسبب العطل الأرضي في حدوث صدمة أو حريق أو تلف النظام الكهربائي. صُممت أجهزة مثل قواطع الدوائر الكهربائية الأرضية (GFCIs) لاكتشاف الأعطال الأرضية وقطع التيار الكهربائي لمنع الضرر.

ما هي الدائرة الكهربائية القصيرة؟

الدائرة الكهربائية القصيرة، والمعروفة أيضاً باسم ماس كهربائي إلى أرضي، هي نوع آخر من الأعطال الكهربائية التي تحدث عندما يتجاوز التيار الكهربائي مساره المقصود ويتدفق مباشرة إلى مصدر الطاقة. يمكن أن يحدث ذلك عندما يلامس سلكان بعضهما البعض، مما يخلق مساراً منخفض المقاومة للتيار. يمكن أن تتسبب الدائرة القصيرة في حدوث شرارة أو حريق أو تلف النظام الكهربائي. يعد فهم تعريف الدائرة القصيرة أمرًا ضروريًا لتحديد هذه المشكلات ومعالجتها على الفور.

ما الفرق بين العطل الأرضي والدائرة الكهربائية القصيرة؟

الفرق الرئيسي بين العطل الأرضي والدائرة القصيرة هو اتجاه تدفق التيار. في العطل الأرضي، يتدفق التيار في العطل الأرضي إلى الأرض، بينما في الدائرة القصيرة يتدفق التيار إلى مصدر الطاقة. الفرق الآخر هو الخطر المحتمل لكل عطل. يمكن أن يكون العطل الأرضي أكثر خطورة على الأشخاص والحيوانات، حيث يمكن أن يصبحوا جزءًا من مسار التيار ويتلقون صدمة. يمكن أن تكون الدائرة القصيرة أكثر خطرة على الكهرباء النظام، حيث يمكن أن ينتج عنه كمية عالية من الحرارة ويتسبب في نشوب حريق.

كيف تمنع الأعطال الأرضية والدوائر الكهربائية القصيرة؟

أفضل طريقة لمنع الأعطال الأرضية والدوائر الكهربائية القصيرة هي تركيب وصيانة الأسلاك والأجهزة الكهربائية المناسبة. بعض الأجهزة التي يمكن أن تساعد في منع هذه الأعطال هي:

• قواطع دوائر الأعطال الأرضية (GFCIs): وهي أجهزة تكتشف الأعطال الأرضية وتفصل الطاقة عن الدائرة المتأثرة. عادةً ما يتم تركيبها في المنافذ أو قواطع الدارة الكهربائية القريبة من مصادر المياه، مثل الحمامات والمطابخ وغرف الغسيل والمرائب والأماكن الخارجية. تحتوي أجهزة GFCIs على أزرار اختبار وإعادة ضبط تتيح لك التحقق من وظائفها واستعادة الطاقة في حال تعطلها.
• قواطع دوائر أعطال القوس الكهربائي (AFCIs): هذه هي الأجهزة التي تكتشف أعطال القوس الكهربائي، وهي عبارة عن شرارات أو ومضات تحدث عندما تكون الأسلاك تالفة أو مفكوكة. يمكن أن تتسبب أعطال القوس الكهربائي في حدوث أعطال أرضية أو دوائر كهربائية قصيرة، بالإضافة إلى حرائق. عادةً ما يتم تركيب مثبتات AFCIs في قواطع الدائرة الكهربائية التي تحمي الأسلاك في غرف النوم وغرف المعيشة وغرف الطعام وغيرها من المناطق التي يحتمل أن تحدث فيها أعطال القوس الكهربائي. تحتوي قواطع AFCIs على أزرار اختبار وإعادة ضبط تتيح لك التحقق من وظائفها واستعادة الطاقة في حالة تعطلها.
• منافذ GFCI: هذه المنافذ مزودة بمقابس GFC مدمجة فيها. وهي تُستخدم لتحل محل المنافذ القياسية في المناطق التي تتطلب أو يوصى فيها بوجود GFCIs. وهي مزودة بأزرار اختبار وإعادة ضبط تتيح لك التحقق من وظيفتها واستعادة الطاقة في حال تعطلها.

كيف تعمل أجهزة GFCIs؟

يراقب جهاز GFCI تدفق الكهرباء في الدائرة الكهربائية ويقارن كمية التيار المتجه إلى الجهاز أو الجهاز والعائد منه. في الظروف العادية، يجب أن يكون التيار متوازناً ومتساوياً. ومع ذلك، إذا كان هناك عطل أرضي، مثل سلك مهترئ يلامس جسماً معدنياً أو شخص يلامس سلكاً حياً، فإن بعض التيار سيخرج من الدائرة ويأخذ مساراً بديلاً إلى الأرض. يؤدي ذلك إلى عدم توازن في تدفق التيار، وهو ما يكتشفه جهاز GFCI ويستجيب له.

عندما تستشعر GFCI وجود عطل أرضي، فإنها تقطع التيار الكهربائي عن الدائرة بسرعة، مما يمنع حدوث صعق كهربائي أو حريق أو تلف المعدات. يمكن أن يتفاعل GFCI في أقل من 1/40 من الثانية، أي أسرع من غمضة عين. لا يحمي GFCI من الأحمال الزائدة أو الدوائر الكهربائية القصيرة أو الصدمات التي تحدث بين الأسلاك الساخنة والمحايدة، والتي يتم التعامل معها بواسطة الصمامات أو قواطع الدائرة الكهربائية. لا يحمي GFCI إلا من الصدمات التي تحدث بين السلك الساخن والأرض، أو بين السلك المحايد والأرض.

للتأكد من أن GFCI يعمل بشكل صحيح، يوصى باختباره شهرياً باتباع الخطوات التالية:

- قم بتوصيل مصباح أو أي جهاز آخر بمقبس GFCI وقم بتشغيله.

- اضغط على زر الاختبار في مأخذ GFCI. يجب أن تنطفئ الطاقة وينطفئ المصباح أو الجهاز.

- اضغط على زر إعادة الضبط على مأخذ GFCI. يجب أن تعود الطاقة إلى العمل ويجب أن يعمل المصباح أو الجهاز.

- إذا لم تستجب GFCI كما هو موضح، فقد تكون معيبة ويجب استبدالها بواسطة كهربائي مؤهل.

كيف تعمل AFCIs؟

- على عكس أجهزة GFCIs، التي تحمي من الأعطال الأرضية، بينما تحمي أجهزة AFCIs من القوس الكهربائي الأعطال، وهي عبارة عن شرارات أو ومضات تحدث عندما تكون الأسلاك أو الأسلاك الكهربائية تالفة أو مهترئة أو مفكوكة أو مفرطة السخونة. يمكن أن تسبب أعطال القوس الكهربائي حرائق وصدمات كهربائية عن طريق إشعال المواد القريبة أو خلق مسار إلى شخص يلمس جسمًا معدنيًا.

- تعمل أجهزة AFCIs من خلال اكتشاف الأنماط المميزة للتيار والجهد التي تشير إلى وجود عطل في القوس الكهربائي. فهي تراقب الدائرة الكهربائية باستمرار وتقارنها بالشكل الموجي العادي. إذا اكتشفت وجود خلل ما، مثل الارتفاع أو الانخفاض المفاجئ في التيار أو الجهد، أو ضوضاء عالية التردد، فإنها تقطع التيار الكهربائي وتمنع استمرار العطل القوسي.

- يمكن تركيب قواطع AFCIs كقواطع في لوحة الخدمة الرئيسية أو كأوعية في منافذ الحائط. وهي مصممة لحماية ليس فقط في المخرج الذي تم تركيبها فيه، ولكن أيضًا في الدائرة الفرعية بأكملها في اتجاه مجرى التيار من تلك النقطة. وفقًا لـ NEC، يلزم وجود مواضع تركيب مواسير AFCIs في المواقع التالية:

جميع الدوائر الكهربائية بجهد 120 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير التي تزود المنافذ والأجهزة في غرف النوم وغرف المعيشة وغرف الطعام وغرف العائلة وغرف الاستقبال والمكتبات والمكتبات وغرف الاسترخاء وغرف الاستجمام وغرف الاستجمام والخزائن والممرات والغرف أو المناطق المماثلة.

أين يلزم وجود GFCIs و AFCIs؟

قانون الكهرباء الوطني (المركز الوطني للإلكترونيات) هي مجموعة من المعايير واللوائح التي تحكم تركيب وصيانة الأنظمة الكهربائية في الولايات المتحدة. وتحدد معايير NEC المواضع التي يلزم أو يوصى فيها باستخدام أجهزة GFCIs و AFCIs لمنع الأعطال الأرضية والدوائر الكهربائية القصيرة. وفقاً لـ NEC، يلزم وجود مواضع GFCIs في المواقع التالية لمعظم الاستخدامات السكنية:

• جميع الأوعية بجهد 125 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير المركبة في الحمامات والمرائب ومساحات الزحف والأقبية غير المكتملة والمطابخ ومناطق الغسيل وأحواض الغسيل وأحواض القوارب والمراكب وفي الهواء الطلق.
• جميع الأوعية بقوة 125 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير المركبة في نطاق 6 أقدام من الحافة الخارجية للحوض.
• جميع الأوعية بقوة 125 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير المركبة في مواقع لا يمكن الوصول إليها بسهولة ويتم تزويدها بدائرة فرعية مخصصة لمعدات إذابة الثلج أو إزالة الجليد أو معدات تسخين خطوط الأنابيب.

وفقًا لـ NEC، يلزم وجود أجهزة AFCIs في المواقع السكنية التالية:

• جميع الدوائر الفرعية بجهد 120 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير التي تزود منافذ أو أجهزة مثبتة في مطابخ الوحدات السكنية أو غرف العائلة أو غرف الطعام أو غرف المعيشة أو غرف الجلوس أو الصالات أو المكتبات أو الأوكار أو غرف النوم أو غرف الاستجمام أو غرف الترفيه أو الخزانات أو الممرات أو مناطق غسيل الملابس أو الغرف أو المناطق المماثلة.
• جميع الدوائر الفرعية التي تزود جميع المنافذ أو الأجهزة المزودة بمنافذ أو أجهزة بقدرة 120 فولت أحادية الطور بقدرة 15 و20 أمبير مثبتة في وحدات السكن الجامعي.

تحقق مع مهندس

الأعطال الأرضية و دوائر كهربائية قصيرة هي أنواع شائعة من الأعطال الكهربائية التي يمكن أن تتسبب في حدوث صدمات وحرائق وتلف في النظام الكهربائي. يمكن الوقاية منها عن طريق تركيب وصيانة الأسلاك والأجهزة الكهربائية المناسبة، مثل GFCIs و AFCIs. توفر NEC إرشادات حول الأماكن التي تتطلب هذه الأجهزة أو يوصى بها لضمان السلامة والامتثال. باتباع هذه الإرشادات، يمكنك حماية نفسك وعائلتك وممتلكاتك من مخاطر الأعطال الأرضية و دوائر كهربائية قصيرة. للتأكد من أنك قد قمت بحماية التركيب الخاص بك، يجب عليك دائمًا استشارة مهندس مرخص.