الحماية من مفاجآت التيار الكهربائي
إن أهم التجهيزات التي من المكن شراؤها مع حاسبك الجديد هي أجهزة الحماية من التغيرات المفاجئة للتيار الكهربائي , معظم تصاميم هذه الأجهزة تعتمد على مفتاح تشغيل واضح , كما تمكنك من وصل عدد ملحقات على جهاز حماية واحد , ولعل أجهزة الحماية هي الأكثر فائدة من المكونات المختلة التي تساعد حاسبك على القيام بعمله بصورة أمثل.
من أهم الوظائف الأخرى لأجهزة الحماية وقاية القطع الالكترونية في حاسبك من أي تغير مفاجئ لشدة التيار , وفيما يلي سنلقي الضوء على أجهزة الحماية هذه ( والتي من الممكن أن نطلق عليها اسم مخمدات الشدة المفاجئة للتيار ) لنعرف متى نحتاجها؟ وكيف تعمل وسنعرف كم مستوى من الحماية يمكن أن تقدم لنا ؟ ونرى السبب في عدم قدرتنا أحيانا على تأمين الحماية اللازمة لحاسبنا على الرغم من أننا نستخدم أجهزة حماية عالية الجودة .
مشاكل التيار الكهربائي وأسباب حدوثها:
ذكرنا سابقاً أن الوظيفة الأساسية لأنظمة الحماية هي وقاية الأجهزة الالكترونية من أي مشاكل في التيار الكهربائي, وهنا قد نتساءل : ما هي الفوائد التي من الممكن لهذه الأجهزة تقديمها في حال اقتنائها؟ لكن حقيقة هناك سؤال رئيس جدير بالاهتمام وهو : ما المقصود بالاندفاع المفرط في شدة التيار ؟ ولماذا علينا حماية أجهزتنا الالكترونية منه ؟التغير المفاجئ في شدة التيار ( أو ما يمكن تسميته القوة المحركة الكهربائية المتغيرة فجأة مقاسة بالفولت) تعريفاً هو : الزيادة المفرطة في تدفق جهد التيار الكهربائي ليصبح فوق الحد الآمن المسموح به, وكما هو معروف فإن المقياس المتعارف عليه في الولايات المتحدة الأمريكية ضمن شبكة الأسلاك الكهربائي في المدن هو 120 فولت , ويأتي دور أنظمة الحماية من التغيرات المفاجئة لشدة التيار لتكون سياجك الآمن في حال ازداد تدفق الفولتاج فوق 120فولت.
ما المقصود بالفولتاج؟
الفولتاج تعريفاً هو وحدة قياس تغير جهد الطاقة الكهربائية, وكما هو معلوم فإن التيار الكهربائي ينتقل من نقطة إلى أخرى وهو مبدأ الضغط نفسه الذي يجعل الماء يتدفق بقوة من صنبور المياه في الطرف ذي الضغط العالي إلى الطرف الآخر ومن هنا يمكننا القول : إن الفولتاج هو قياس شدة ضغط التيار الكهربائي .
سنرى فيما يلي عوامل كثيرة قد تسبب زيادة مفاجئة مؤقتة في الفولتاج :
عندما تستمر الزيادة المفاجئة لزمن قدره ثلاثة أجزاء من الثانية أو أكثر تسمى علميا الشدة المفرطة للتيار أو ( surge ) عندما تستمر الزيادة المفاجئة لزمن قدره جزأين من الثانية تسمى علميا القصر الكهربائي أو ( spike ) كارثة محققة ستحصل في حاسبك في حال كانت شدة التيار الكهربائي كبيرة جداً ( وهذا مشابه تماماً للانفجار الذي سيحصل في حال زاد ضغط الماء ضمن صنبور المنزل ) مما يؤدي إلى ازدياد حرارة الناقل الكهربائي كما هو الحال في التوهج الذي نراه في المصباح الكهربائي ولكن لدرجة الانفجار إذ من الممكن أن تولد زيادة الفولتاج هذه ما تسمى بالجهد العالي ( إن صح التعبير) مما يسبب إرهاقاً لنواقل حاسبك وخللاً في عملها .
داوم الحماية
تعمل الأجهزة القياسية الخاصة بالحماية من الشدة الكهربائي المدمرة على تمرير التيار من خلال مخرج إلى عدد من الأجهزة الالكترونية والموصولة بدورها إلى كبل أرضي وظيفته تفريغ الشدة المفرطة للتيار الكهربائي في حال حدوثها معظم أنظمة الحماية الشائعة هذه الأيام تحتوي على مايسمى بحبيبات معدنية متأكسدة أو(MOV) وظيفتها إجهاض الزيادة الهائلة في الفولتاج , وكما ترى المخطط البياني في الأسفل أن (MOV) تشكل صلة وصل بين الخطين الساخن والأرضي تتألف هذه الحبيبات المؤكسدة من أقسام ثلاثة: قطعة معدن مؤكسدة رئيسة في المنتصف متصلة بمصدر الطاقة من جهة ومأرضة بواسطة خطين من أشباه النواقل من جهة أخرى تمتلك أشباه النواقل مقاومة متغيرة تعتمد على شدة الفولتاج , فعندما تكون الشدة تحت الحد المسموح به تتدفق الالكترونات عبرها مولدة مقاومة كبيرة وعندما تتخطى هذه الشدة الحد السابق تتحرك الالكترونات بصورة معاكسة مولدة مقاومة أقل, وفي حال اشتد جهد التيار بشكل كبير تقوم أجهزة الحماية بتفريغ التيار الفائض لتخفف من حدة هذه الشدة وطبعاً في حال استقراره لا تقوم أجهزة الحماية بأي عمل يذكر. بعد أن تحول شدة التيار الزائدة إلى الخط الأرضي بفضل أنظمة الحماية, يعود التيار في الخط الساخن إلى حده الطبيعي ومن هنا نستنتج أن هذه الأجهزة تقاوم التغيرات المدمرة للتيار الكهربائي بينما تسمح بمرور التيار الطبيعي ليغذي حاسبنا. بمعن آخرى يمكن أن نشبه أجهزة الحماية هذه بصمام الأمان الذي يعمل عندما يزاد ضغط التيار الكهربائي إلى حد هائل .
أنظمة حماية مشابهة
من أنظمة الحماية الأخرى أجهزة الوقاية من مشاكل التيار الكهربائي بمساعد غاز خاص أو ما يسمى ( نظام أنابيب الغاز) حيث تحذو هذه الأنابيب حذو الحبيبات المعدنية المؤكسدة MOV)) في تحويل التيار المدمر من الخط الساخن إلى الأرضي مستخدمة غاز خامل كوسيط ناقل بين الخطين . عندما يكون الفولتاج ضمن الحد المسموح يكون هذا الغاز الخامل في حالة سبات ( وبالتالي يكون غير ناقل) ولكن عندما تزاد شدة التيار فوق الحد المسموح به تصبح التغذية الكهربائية قوية كفاية كي تأين هذا الغاز الخامل محولة إياه إلى ناقل جيد يمرر هذه الشدة الكهربائية الى الخط الأرضي حتى تعود هذه الشدة إلى طبيعتها وبالتالي يعود هذا الغاز إلى ما كان عليه من خمول .
يشترك النظامين السابقين بتشابه واضح بين تصاميم اللوحات الالكترونية لكليهما حيث نرى أنه يتم تصرف الفولتاج الزائد من خلال ناقل قياسي إلى دارة أخرى في الوقت الذي تعمل فيه بعض أجهزة الحماية على قمع الجهد الكهربائي الزائد بواسطة دارات الكترونية متتالية مصممة لهذا الغرض والاختلاف هنا أن الجهد الكهربائي لايحول فيها إلى خط أرضي بل عوض عن ذلك يتم تمريره بشكل بطيء عبر الناقل الساخن . بمعنى آخر إن مخمدات جهد التيار تترصد حدوث فولتاج عالي ومن ثم تحتفظ بالكهربائي وتفرغها تدريجيا وتقول الشركات التي تعتمد النظام السابق في الحماية : إن هذا الأسلوب يقدم حماية أفضل لأنه يقاوم التيار بصورة أسرع ولايفرغ الكهرباء في الخط الأرضي الذي يمكن أن يسبب أعطال في بنية نظام الحماية.
كخطوة احترازية تعمد أجهزة الحماية على صمام كهربائي مدمج ( أو ما يسمى بالعامية فيوز) والذي هو مقاومة تستطيع تولي أمر التيار لطالما كان تحت الحد المسموح به . فإذا ازداد فوق الحد السابق تتسبب الحرارة الناتجة عن المقاومة باحتراق الفيوز . وبهذا تقطع دارةالتيار وبالتالي تحمي الأجهزة الموصولة به وطبعاً هذا الفيوز تعمل لمرة واحدة كونه احترق نتيجة شدة التيار. بعض أجهزة الحماية تحتوي نظام بسيط من شبكة خطوط ناقلة وظيفتها فلترة ضجيج النواقل والتي سببها تقلبات صغيرة في التيار الكهربائي . على طريقها إلى مخرج الطاقة تسير هذه الشدة الزائد عبر الخط الساخن ومن إلى دارات تنظيم ملتفة , هذه الدارات هي خاتم مصنوع من مادة ممغنطة تلتف حول سلك مؤلفة مغناطيس كهربائي . إن وحدات عدم انقطاع التيار , وعمليات إخماد الجهد الكهربائي التي هي سبب لتمرير تيار معين في خط ساخن تشحن المغناطيس الكهربائي وتحدث له قوة مغناطيسية تخلصه من الزيادة والنقصان الطفيفين في التيار في هذه الحالة يصبح التيار أكثر ثباتاً ويسراً لحاسبك.
أسباب شدة التيار :
تحدث شدة التيار الزائدة عندما يعزز حدث ما التغذية الكهربائية في نواقل الطاقة الكهربائية على نقطة محددة وهذا يحدث زيادة في الطاقة الكهربائية الكامنة مما يزيد تدفق التيار الكهربائي في مخارج كهرباء منزلك , أسباب مختلفة يمكن أن تجعل هذا يحدث . ربما من أكثر المشاكل المألوفة هي الشرارة الكهربائية ( الصاعقة) وعلى الرغم من ذلك هي في الواقع أحد آخر الأشياء الشائعة التي تحدث .
عندما تصعد الصاعقة الكهربائية ضمن خط لنقل الطاقة سواء كانت تحت الأرض في بناء أو يسير من خلال أعمدة فإن الطاقة الكهربائية يمكن أن تولد ضغط كهربائي بملايين الفولتات ليسبب طاقة كبيرة جبارة قد تتفوق على جهاز الحماية من الشدة الكهربائية , لذا في حالة الصاعقة الكهربائية يجب عليك ألا تعتمد على أجهزة الحماية العادية بل يفضل أن تنزع حاسبك من مصدر التغذية الكهربائية .
من أحد أسباب شدة الطاقة الشائعة هو عمل الأجهزة الكهربائية عالية الجهد مثل المصاعد والمكيفات والثلاجات هذه التجهيزات تحتوي وتستلزم طاقة عالية لتشغيل وإطفاء مكوناتها مثل الضواغط والمحركات , عملية تغيير الجهد هذه تحدث أعطال مفاجاة وقصيرة الأمد ولكنها حقيقة تغير من استقرار تدفق الفولتاج في الأنظمة الكهربائية , على الرغم من أن مشاكل التيار لا تقارن مع صاعقة الشرارة الكهربائية وفي هذه كفاية لحدوث أضرار جسيمة في بنية الأنظمة الكهربائية بشكل مباشر أو مع مرور الوقت .
إن عيوب وأعطال أسلاك النقل وتقصير وحدات تخديم شركات الكهرباء هو من أسباب تقلبات التيار الكهربائي , كما أن نظام توزيع التيار عبر شبكة الخطوط التي تنقل الطاقة الكهربائية من مكان توليدها الى مقابس الكهرباء في منازلنا ومكاتبنا معقد فوق العادة لذلك نجد الكثير من مواضيع الضعف بالإضافة الى الأخطاء الكامنة , هنا نقول : إنه في نظام توزيع الكهرباء هذه الأيام مشاكل التيار شيء لا مفر منها .
الاحتياطيات اللازمة عند انقطاع التيار الكهربائي
وفور انقطاع التيار الكهربائى نقوم بفصل جميع الأجهزة وعدم تشغيلها الا بعد استقرار التيار الكهربى
حماية الأجهزة الكهربائية عند انقطاع التيار الكهربائى
يعد قاطع التيار أحد وسائل الحماية للتركيبات الكهربية بصفة عامة في حالة الماس الكهربي .
كما تزود التركيبات الكهربية أيضا بنظام حماية متميز: الفيوزات التي يطلق عليها أيضاً اسم المنصهرات. وهى عبارة عن أجزاء من الدائرة الكهربية تنصهر عند درجة معينة من شدة التيار بما يتناسب مع الأجهزة التي تحميها هذه المنصهرات. وفي التركيبات المنزلية، يتم وضع هذه المنصهرات في سلك الواجهة. وغالباً ما يتم تجميعها في لوحة بجوار قاطع التيار.
وبخلاف هذه المعدات الأساسية للتأمين، يوجد بعض الاحتياطات الواجب احترامها:
• عدم تغذية العديد من الأجهزة من مقبس واحد فمجموع شدة التيار المطلوب قد يؤدي إلى ارتفاع خطير في درجة الحرارة،
• عدم السماح للأطفال بإدخال أدوات معدنية داخل أطراف المقبس،
• عدم توصيل أي لعبة كهربية مباشرة على القطاع الرئيسي،
• التأكد من سلامة وصلات التغذية (تجنب استخدام الأسلاك غير المعزولة) والموصلات الكهربية،
• عدم استبدال المنصهر التالف بآخر أعلى في القيمة أو بقطعة معدنية غير معايرة.
الثلاثاء 23 مايو 2017 - 22:24 من طرف زائر
