كيفية اختبار قاطع الدائرة

عندما يتعطل قاطع الدائرة الكهربائية ولا يمكن إعادة ضبطه، أو عندما يومض ضوء بشكل متكرر عند تشغيل نظام تكييف الهواء، يتساءل المرء عما إذا كان هناك أي خلل في النظام. قاطع الدائرة; أو ما الذي يُسبب هذه المشكلة. الطريقة الوحيدة لتحديد ما إذا كان قاطع الدائرة الكهربائية تالفًا أم لا هي من خلال اختباره. إذا كنتَ كهربائيًا تُجري خدمة صيانة، فيمكنك إكمال إجراء الاختبار هذا باستخدام كلٍّ من جهاز قياس متعدد الأغراض والفحص البصري في غضون خمس (5) دقائق. أما إذا كنتَ مُصنِّعًا تُنتج آلاف قواطع الدائرة الكهربائية يوميًا، فسيتم إجراء نفس إجراء الاختبار على كل قاطع دائرة كهربائية على حدة عبر خط إنتاج آلي قبل مغادرته المصنع. سيوفر لك الدليل التالي الأدوات اللازمة لاختبار قاطع الدائرة الكهربائية خارج المصنع، وتحديد مؤشرات وجود عطل فيه، وفهم كيف يمنع اختبار الجودة أثناء عملية الإنتاج تركيب قواطع دوائر كهربائية معيبة في لوحة التوزيع.

لماذا يُعد اختبار قاطع الدائرة الكهربائية أمراً مهماً؟

تتمثل وظيفة قاطع الدائرة في نقل التيار المقنن بأمان، وفي حال وجود ظروف تؤدي إلى مرور تيار أعلى من قيمته المقننة، يضمن قاطع الدائرة فصل التيار الكهربائي عن الدائرة عند الضرورة. قد تتعرض نقاط التلامس الداخلية لقاطع الدائرة للتآكل مع مرور الوقت، وقد ينزاح العنصر ثنائي المعدن عن محاذاته، وقد تصبح آلية الفصل بطيئة. قد لا تفصل القواطع التي تبدو سليمة ظاهريًا عند أو بالقرب من قيم التيار المقننة على لوحة بياناتها، أو قد تفصل بسهولة بالغة، مما يؤدي إلى فصلات وانقطاعات متكررة. يتحقق الاختبار من أن قاطع الدائرة لا يزال يعمل وفقًا لمواصفات لوحة بياناته. ووفقًا لمؤسسة السلامة الكهربائية الدولية (ESFI)، تساهم قواطع الدائرة المعيبة في العديد من الحرائق الكهربائية المنزلية؛ لذا، يُعد الاختبار الدوري جزءًا أساسيًا من أي برنامج صيانة كهربائية موثوق.

خطوة بخطوة: كيفية اختبار قاطع الدائرة باستخدام جهاز قياس متعدد

يُعدّ اختبار قواطع الدائرة في لوحة التوزيع عملية منهجية للغاية تتطلب وقتًا وأدوات لإتمامها. أكثر الاختبارات الميدانية شيوعًا لقواطع الدائرة هو استخدام جهاز قياس متعدد رقمي (DMM) لقياس الاستمرارية والمقاومة؛ ويُجرى هذا الاختبار إما بواسطة شخص ماهر يقوم بأعمال الصيانة بنفسه أو بواسطة كهربائي.

1. قم بإيقاف تشغيل قاطع الدائرة الرئيسي لفصل الطاقة عن اللوحة. لا يُنصح بلمس أطراف التوصيل الكهربائية المتصلة بقاطع الدائرة الفرعية لأنها ستظل موصلة للتيار الكهربائي أثناء إجراء الاختبار. تأكد من توصيلها للتيار الكهربائي قبل إجراء الاختبارات، باستخدام جهاز اختبار الجهد الكهربائي بدون تلامس.
2. قم بإزالة قاطع الدائرة المشتبه به من اللوحة. استخدم حركة خارجية (من منتصف اللوحة) لفصلها عن قضيب التوصيل الكهربائي. لن تتحرك اللوحة الكهربائية بحرية، لذا إذا لم تتمكن من تحريكها على الإطلاق، فيجب عليك التحقق من وجود مشبك تثبيت أو برغي تثبيت.
3. اضبط جهاز القياس المتعدد على نطاق المقاومة (Ω). نطاق منخفض، مثل 200 أوم، هو الأنسب.
4. اختبر استمرارية الدائرة في وضع التشغيل. باستخدام أحد طرفي جهاز القياس، لامس طرف قاطع الدائرة (حيث يتصل سلك الدائرة)، ثم لامس طرف قضيب التوصيل (حيث يتصل قضيب التوصيل باللوحة) بالطرف الآخر. إذا كان مقبض قاطع الدائرة في وضع التشغيل (ON)، فيجب أن يُظهر جهاز القياس مقاومة منخفضة، عادةً أقل من أوم واحد. أي قراءات متذبذبة أو قراءات أعلى من بضعة أومات ستشير إلى تآكل/تنقر داخلي في قاطع الدائرة نفسه.
5. اختبر الدائرة المفتوحة في وضع الإيقاف. أدر مقبض قاطع الدائرة إلى وضع الإيقاف، ثم أعد القياس. يجب أن يُظهر جهاز القياس المتعدد إشارة OL - دائرة مفتوحة. إذا وجدت أي مقاومة قابلة للقياس مع وجود القاطع في وضع الإيقاف، فقد يكون ذلك بسبب لحام في نقطة التلامس أو تراكم الكربون على مسار الدائرة، وفي هذه الحالة يجب استبدال القاطع.
6. بالنسبة لقاطع الدائرة ثنائي القطب بجهد 240 فولت، اختبر كل قطب على حدة. يعمل المفتاح المستقل الموجود على كل قطب بشكل منفصل عن الآخر؛ لذا، اختبر القطب الأيسر (من طرف الحمل إلى فك قضيب التوصيل) والقطب الأيمن بشكل مستقل. يجب أن تكون مقاومة كل قطب قريبة من الصفر أوم في وضع الإغلاق (أي التشغيل)، وفي وضع الدائرة المفتوحة في وضع الإيقاف (أي الإيقاف)؛ لذلك، إذا تعطل أي من جانبي الأقطاب، فسيلزم استبدال قاطع الدائرة بالكامل.

إذا اجتاز قاطع الدائرة اختبارات المقاومة، ولكنك تشك في أنه يفصل عند مستوى تيار غير مناسب، فستحتاج إلى إجراء اختبارات أكثر دقة باستخدام جهاز اختبار حقن التيار. عادةً ما يتم إجراء هذه الاختبارات بواسطة متخصصين في الاختبارات الكهربائية أو فرق الصيانة الصناعية. مصادر من شركة فلوك يُقدّم هذا الدليل إرشاداتٍ مُفصّلة حول استخدام جهاز قياس رقمي متعدد لاختبار المرحلات والموصلات، وتنطبق المبادئ نفسها على قواطع الدائرة. إذا كانت أيٌّ من هذه الإجراءات غير مريحة، أو إذا كانت لوحة التوزيع قديمة أو من علامة تجارية مشكوك فيها، فإنّ الاتصال بفني كهربائي مُرخص هو الخيار الأمثل.

اختبار الجهد تحت الحمل: اختبار عملي مع توخي الحذر

هناك أنواع قليلة من أعطال قواطع المرافق التي لا تظهر إلا عند تطبيق الحمل، لذلك يجب إجراء هذا الاختبار على لوحة كهربائية نشطة مع اتخاذ احتياطات خاصة.

• اضبط جهاز القياس المتعدد على وضع قياس الجهد المتردد. يلزم نطاق جهد لا يقل عن 250 فولت للوحة 120/240 فولت.
• قم بقياس الجهد الكهربائي بين طرف الحمل الخاص بقاطع الدائرة الكهربائية وقضيب التعادل. بالنسبة لقاطع الدائرة أحادي القطب، يجب قياس جهد خط كامل يبلغ حوالي 120 فولت. أما بالنسبة لقواطع الدائرة ثنائية القطب، فيجب قياس 120 فولت من كل قطب إلى السلك المحايد. إذا قمت بقياس جهد قاطع الدائرة أحادي القطب وكان أقل بكثير من 120 فولت، أو إذا انخفض الجهد عند تشغيل الحمل، فقد يكون لديك مقاومة عالية داخل نقاط التلامس.
• قم بقياس انخفاض الجهد عبر قاطع الدائرة. باستخدام حمل/تشغيل مُثبت للدائرة، قِس الجهد بين جانب الخط لقاطع الدائرة (إذا كان الوصول إليه مُتاحًا) وجانب الحمل. يجب ألا يتجاوز انخفاض الجهد 0.1 فولت عبر قاطع الدائرة لضمان التشغيل السليم؛ ومع ذلك، إذا لاحظت انخفاضًا في الجهد لا يقل عن 0.5 فولت، فهذا يعني أن قاطع الدائرة قد اكتسب مقاومة داخلية، مما يستدعي استبداله.

يُعتبر هذا الاختبار، في نظر الكثيرين، الخدمة الموثوقة الوحيدة لتحديد ما إذا كان قاطع الدائرة الكهربائية يفصل جزئيًا ولكنه لم يتعطل تمامًا. يجب أن يُجرى هذا الاختبار فقط بواسطة كهربائي مرخص وذو خبرة، مُلمّ بالعمل داخل لوحة كهربائية تحتوي على أجزاء موصلة للتيار. إذا كانت اللوحة من الطراز القديم وتحتوي على أجزاء موصلة للتيار مكشوفة، فلا تُجرِ هذا الاختبار.

من أرضية المصنع: كيف يتم اختبار قواطع الدائرة في الإنتاج

تخضع جميع قواطع الدائرة الكهربائية التي تصل إلى لوحة العميل لاختبارات فردية دقيقة في مصنع الإنتاج قبل شحنها. ويخضع كل خط إنتاج لاختبارات أكثر شمولاً ودقة من أي اختبارات ميدانية؛ لذا يلتزم المصنّع بضمان مطابقة جميع منتجاته لهذه المعايير عند إصدار شهاداتها.

يمكن إنشاء نظام اختبار آلي لقواطع الدائرة المصغرة (MCB) من خلال شركة Benlong Automation، حيث يُجرى عدد من الاختبارات المختلفة على كل قاطع يمر عبر خط الاختبار: معايرة الفصل الحراري، والتحقق من الفصل المغناطيسي، واختبار تحمل العزل الكهربائي (اختبار الجهد العالي)، واختبار التشغيل/الإيقاف. يُغذى القاطع إلى خط الاختبار تلقائيًا، ويُعاير، ويُختبر، ويُصنف إلى ناجح أو فاشل دون تدخل بشري في أي مرحلة من مراحل العملية. تُخزن بيانات المعايرة رقميًا لضمان إمكانية التتبع الكاملة. يُعد هذا الاختبار بمثابة المرحلة التمهيدية لما يقوم به فني الكهرباء ميدانيًا، حيث يُجري نفس الاختبارات الكهربائية بسرعة إنتاجية عالية مع نتائج موثقة وقابلة للتتبع. صُمم خط اختبار Benlong الآلي لقواطع الدائرة المصغرة خصيصًا لهذا الغرض، حيث يجمع بين المعايرة، والتحقق من الفصل المغناطيسي، واختبار تحمل الجهد العالي، واختبار التشغيل/الإيقاف في محطة اختبار متكاملة واحدة. بالنسبة للمصنّع، فإن الاستثمار في هذا المستوى من الاختبار يعني الفرق بين قاطع قد يكون "جيدًا" وآخر يتمتع بمستوى أداء مثبت وموثق.

التعرف على أعراض عطل قاطع الدائرة الكهربائية

تؤكد الاختبارات صحة الأعراض، لذلك إذا أظهر قاطع الدائرة أيًا من هذه العلامات التالية، فيجب اختباره واستبداله على الفور (دون الحاجة إلى انتظار الاختبار) إذا كانت شدة الأعراض تستدعي هذا القرار.

• التعثر المتكرر وغير المبرر. في حال استمرار قاطع الدائرة الكهربائية في الفصل بشكل متكرر عند حمل نفس الحمل الكهربائي الذي كان يتحمله سابقًا، فمن المحتمل أن يكون القاطع غير معاير. ربما يكون العنصر الحراري قد ضعف مع مرور الوقت، أو أن القاطع يفصل مبكرًا جدًا عند الفصل المغناطيسي.
• لن تتم إعادة ضبط قاطع الدائرة. سيعود المفتاح إلى وضعه الأصلي أو وضع "إيقاف التشغيل". إما أن يكون هناك عطل في المزلاج الداخلي أو أن نقاط التلامس ملتصقة ببعضها. لقد تعطل قاطع الدائرة.
• جسم قاطع الدائرة ساخن أو دافئ. عندما تشعر بسخونة قاطع الدائرة أثناء مرور التيار الكهربائي فيه، فهذا يعني وجود تسخين داخلي ناتج عن المقاومة. تتولد الحرارة نتيجة التسخين المقاوم بسبب مرور تيار الحمل الكامل عبر نقاط تلامس القاطع أو عند وصلات قضبان التوزيع المتصلة به، مما يشير إلى وجود عطل في قاطع الدائرة.
• رائحة احتراق أو علامات حرق. إذا ظهرت على قاطع الدائرة علامات تغير اللون، أو انبعثت منه رائحة غريبة، أو كان متضرراً بشكل واضح، فهذا يُعد حالة طارئة. قم بإيقاف تشغيل قاطع الدائرة الرئيسي فوراً واتصل بفني كهربائي.
• طنين أو أزيز. إذا سمعت صوت طنين عالٍ (يختلف عن صوت أزيز منخفض)، فهذا يعني عادةً حدوث شرارة كهربائية داخلية. قد يكون الصوت المنخفض المستمر طبيعيًا، ولكن أي تغيير فيه يُعدّ غير طبيعي عمومًا.

ليس من السهل دائمًا اكتشاف عطل قاطع الدائرة الكهربائية؛ فعلى سبيل المثال، قد يفقد القاطع المعطل معايرته، وبالتالي لا يفصل الدائرة كما ينبغي. وهذا قد يُعرّض الدائرة الكهربائية بأكملها للخطر، ويُعتبر خطرًا خفيًا. لهذا السبب أيضًا، يجب فحص جميع قواطع الدائرة، حتى لو بدت سليمة ظاهريًا.

كيفية إطالة عمر قاطع الدائرة الكهربائية

A قاطع الدائرة هو عنصر قابل للاستهلاك، ولكن بعض الممارسات يمكن أن تطيل عمره الافتراضي بشكل كبير.

• احترم قاعدة 80%. يُعد تجاوز سعة التيار المستمر لقاطع الدائرة الكهربائية 80% غير مقبول. يجب ألا يتجاوز الحمل المستمر لقاطع الدائرة الكهربائية المصنّف بـ 20 أمبير 16 أمبير. قد يؤدي الحمل الزائد على العنصر الحراري لقاطع الدائرة الكهربائية إلى بقاء القاطع قريبًا من عتبة الفصل لفترة طويلة، مما ينتج عنه معايرة غير صحيحة للقاطع. تنص المادة 210.20 من قانون الكهرباء الوطني (NEC) على هذا الشرط المتعلق بالأحمال المستمرة.
• تجنب انقطاعات الدائرة القصيرة المتكررة. إذا قام قاطع الدائرة بفصل عطل كبير (مثل انقطاع التيار بسبب قصر الدائرة أو الصواعق)، فإنه يكون قد تعرض لتآكل في نقاط التلامس. لذا، يجب فحص قاطع الدائرة أو استبداله بعد أي عطل كبير.
• حافظ على اللوحة جافة ونظيفة. تتسبب قضبان التوصيل الصدئة والدوائر الكهربائية المحترقة في التآكل نتيجة الرطوبة والغبار. لذا، يُنصح بصيانة لوحة التوزيع الكهربائية في الطابق السفلي الرطب مرة واحدة سنوياً.
• قم بتشغيل مقبض قاطع الدائرة الكهربائية من حين لآخر. من الضروري فصل قاطع الدائرة الكهربائية سنوياً ثم إعادة تشغيله لتوزيع مواد التشحيم الداخلية والحفاظ على مرونة الأجزاء الداخلية. ينطبق هذا بشكل خاص على قواطع الدائرة الكهربائية التي تُستخدم لفصل المعدات الموسمية.

إذا كنت بحاجة إلى استبدال قاطع الدائرة الكهربائية وكنت غير متأكد من قيمة التيار المناسبة، فراجع دليلنا حول ما هو حجم قاطع الدائرة الكهربائية الذي تحتاجه؟ يغطي هذا القسم عملية تحديد الحجم وفقًا لمعايير NEC للأحمال القياسية وأحمال المحركات.

الأسئلة الشائعة

كيف تختبر ما إذا كان قاطع الدائرة الكهربائية معطلاً؟

إذا كنت تشك في تلف قاطع الدائرة، فأوقف تشغيل القاطع الرئيسي أولاً، ثم افصل القاطع المشتبه به. باستخدام جهاز قياس متعدد، قِس المقاومة بين نقاط تلامس القاطع في وضعَي التشغيل والإيقاف. يجب أن تكون مقاومة القاطع في وضع التشغيل قريبة من الصفر أوم، بينما تشير إلى وجود دائرة مفتوحة في وضع الإيقاف. القاطع الذي يُظهر قراءة مقاومة عالية في وضع التشغيل، أو قراءة استمرارية في وضع الإيقاف، يكون معيبًا. كما يُساعد اختبار انخفاض الجهد تحت الحمل على تحديد ما إذا كانت المقاومة الداخلية للقاطع قد زادت.

كيف يمكنك معرفة ما إذا كان قاطع الدائرة الكهربائية بحاجة إلى استبدال؟

إذا كان قاطع الدائرة الكهربائية لديك يفصل باستمرار، ولا يعود للعمل بعد الفصل، ويصدر حرارة غير طبيعية، أو يصدر صوت طنين، أو تظهر عليه علامات احتراق واضحة، أو يفشل في اختبارات المقاومة أو انخفاض الجهد، فستحتاج إلى استبداله! وإذا كان قاطع الدائرة قد فصل دائرة قصر كبيرة، فيجب فحصه أيضًا وقد يحتاج إلى استبدال.

ما هي قاعدة 80% الخاصة بقواطع الدائرة؟

وفقًا لقاعدة 80%، لا يجوز استخدام قاطع الدائرة الكهربائية بشكل مستمر بما يتجاوز تياره المقنن بمقدار يزيد عن 80%. على سبيل المثال، يجب ألا يتجاوز الحمل المستمر على قاطع دائرة كهربائية بقدرة 20 أمبير 16 أمبير. يهدف هذا الإجراء إلى الحماية من ارتفاع درجة الحرارة، وإطالة عمر قاطع الدائرة، وهو شرط أساسي للأحمال المستمرة عند اتباع إرشادات NEC.

كيفية اختبار قاطع الدائرة الكهربائية 240 فولت باستخدام جهاز قياس متعدد؟

افصل مصدر الطاقة الرئيسي وافصل قاطع الدائرة. بعد ذلك، يمكنك اختبار القطبين بشكل مستقل؛ بقياس المقاومة من كل طرف من أطراف الحمل إلى طرف التوصيل المقابل له، يجب أن تكون المقاومة عند أو قريبة من الصفر (صفر أوم) عند التشغيل، ومفتوحة (بدون مقاومة) عند الإيقاف. في حال تعطل أي من القطبين، يجب استبدال قاطع الدائرة بالكامل (240 فولت). لا يُسمح لك بإجراء اختبارات الجهد الكهربائي على قاطع دائرة (240 فولت) إلا إذا كنت تحمل رخصة كهربائية معتمدة.

مراجع

• مؤسسة السلامة الكهربائية الدولية (ESFI) - السلامة الكهربائية المنزلية — إرشادات حول اختبار قواطع الدائرة الكهربائية والتعرف على القواطع المعطلة.
• شركة فلوك - كيفية اختبار المرحل باستخدام جهاز قياس متعدد — تقنيات قابلة للتطبيق لاختبار نقاط التلامس والملفات في قواطع الدائرة الكهربائية.
• دليل الصيانة المنزلية للعائلة - كيفية استبدال قاطع الدائرة الكهربائية — إرشادات عملية حول إزالة قواطع التيار الآمنة واختبارها.
• NFPA 70 (NEC) - المادة 210.20 — متطلبات الأحمال المستمرة وغير المستمرة على أجهزة التيار الزائد.

اختبار قاطع الدائرة سواءً باستخدام جهاز قياس متعدد في لوحة توزيع كهربائية في الطابق السفلي أو على خط إنتاج آلي في مصنع، فإنّ الفحص الميداني هو السبيل الوحيد للتأكد من أداء قاطع الدائرة وظيفته عند الحاجة. تكشف الاختبارات الميدانية الموضحة هنا عن أي عطل في قاطع الدائرة قبل أن يتسبب في حريق أو انقطاع مزعج للتيار الكهربائي. أما اختبارات المصنع التي يجريها المصنّع على كل وحدة، باستخدام معدات مثل خطوط اختبار شركة Benlong Automation، فهي التي تضمن التحقق من قاطع الدائرة الذي تقوم بتركيبه منذ لحظة تصنيعه. كلا الأمرين مهمان، لأنّ قاطع الدائرة الذي يحمي الدائرة الكهربائية يجب أن يكون موثوقًا به تمامًا.