حماية الأشخاص من التكهرب

حماية الأشخاص من التكهرب
يتعرض
أحيانا بعض الأشخاص في المنازل والفنادق والمسابح إلى مخاطر الصدمة
الكهربائية (التكهرب) من جراء ملامستهم سلكا ناقلا للتيار الكهربائي أو
جهازا كهربائيا حصل خلل في عازلية أسلاكه ,ونتيجة لذلك يمر تيار كهربائي في
جسم الإنسان تتوقف خطورته على شدة هذا التيار ,وشدته تعتمد على كل من
الجهد المستخدم ومقاومة الجسم , فعندما يكون الجسم معزولا عن الأرض تماما
فان المقاومة تكون كبيرة جدا وبالتالي فانه لا يمر أي تيار عبر الجسم , أما
إذا كان الجسم ملامسا للأرض مباشرة فان المقاومة تكون صغيرة وفي حال وجود
رطوبة عالية فان المقاومة تصبح صغيرة جدا وبالتالي يمر بالجسم تيار كبير .
وقد
دلّت التجارب والأبحاث الى أن جسم الإنسان يمكن الإحساس بمرور تيار قيمته
واحد ميلي أمبير (0.001 أمبير) وكلما زادت قيمته كلما زادت خطورته , وأن
مرور تيار بجسم الإنسان تصل حتى (30 ميلي أمبير ) يؤدي الى ارتعاش وتقلص في
العضلات ولا يشكل خطرا على الجسم وغير مميت (وذلك حسب طبيعة الجسم والعمر
وحالة الشخص والشروط المحيطة به ), أما إذا زادت قيمة التيار أكثر من (30
ميلي أمبير) فانه يصبح خطرا ومميتا إذا بلغت قيمته (80 ميلي أمبير ) أو
أكثر .
وحيث أن القواطع الكهربائية العادية(الحرارية – الحرارية
المغناطيسية – الفواصم ) هي ضرورية لفصل التيار في حالة الحمولة الزائدة أو
حالة القصر (التماس) بين الفازات أو بين الفازات والأرض ولكنها لا تستطيع
القيام بفصل التيارات الصغيرة جدا (المنوه عنها أعلاه ) والتي يمكن أن تمر
في جسم الإنسان نتيجة لملامسته سلك كهربائي، لذلك كان التفكير في إيجاد
وسيلة لمنع مرور تيار في جسم الإنسان يشكل خطرا عليه, وتم استخدام قاطع
تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي) والذي يقوم بفصل التغذية عن الدارة
مباشرة وفور حدوث أي تماس من قبل الأشخاص (مثلا لمس سلك عار أو عند قيام
طفل بوضع مسمار في مأخذ كهربائي ) أو تسريب في التمديدات وأجسام الآلات
الكهربائية .
ومبدأ عمل هذا القاطع يعتمد على مقارنة قيم التيارات في كل
من الفاز والتيار المار في النتر (شبكة أحادية الفاز ) أو بين التيارات
المارة في الفازات الثلاثة والتيار المار في النتر (شبكة ثلاثية الفازات +
نتر ) ,وعند وجود اختلاف بين تلك القيم فان أمرا بالفصل يصدر للقاطع
مباشرة.
يتألف القاطع التفاضلي (أحادية الفاز ) من محولة حلقية ملفوف
عليها وشيعتان متساويتان تماما بعدد اللفات ومقطع الناقل (تمثل الدارة
الابتدائية للمحول ) حيث يمر في الأولى تيار الفاز وفي الثانية تيار النتر ,
بالإضافة إلى وشيعة ثالثة (تمثل الدارة الثانوية للمحول ) ذات عدد لفات
تتناسب وحساسية القاطع , أما القاطع التفاضلي (شبكة ثلاثية الفاز +نتر )
فانه يتكون من أربع وشائع في الدارة الابتدائية ووشيعة واحدة تمثل الدارة
الثانوية للمحول .
وفي أحوال التشغيل الطبيعية فان تيار الفاز وتيار
النتر متماثلان في القيمة ومتعاكسان في الاتجاه وبالتالي فان الأثر
المغناطيسي لكل منهما سيلغي الأخر والمحصلة ستكون صفر ولن يتحرض أي توتر في
الملف الثانوي للمحول التفاضلي , أما في حال حدوث عطل فانه سيحصل فرق بين
تيار الفاز وتيار النتر ويؤدي ذلك الى نشوء تحريض وتوتر على الملف الثانوي
ويؤدي أيضا الى إعطاء أمر لفصل القاطع التفاضلي .
وتتميز القواطع
التفاضلية بقيم تياراتها الاسمية التي تحدد القيمة الأعظمية للتيار المسموح
مروره ضمن القاطع دون إحداث أية أضرار فيه,لذلك من الضروري الانتباه إلى
أن مهمة القاطع التفاضلي في الدارة هو لحماية الأشخاص من التكهرب وليست
الحماية من زيادة التحميل أو القصر بين الفازات ,وبالتالي فانه من الضروري
تركيب قواطع آلية (حرارية – مغناطيسية ) أو فواصم على أن تكون تياراتها
الاسمية مساوية أو أقل من التيار الاسمي للقاطع التفاضلي المربوط معه على
التسلسل وذلك للحفاظ على تماسات القاطع التفاضلي من الإجهاد الحراري .
ونود
الإشارة بان وجود نظام التأريض في المباني هو لحماية الأشخاص من التكهرب
نتيجة لملامستهم آلة كهربائية فيها تماس داخلي ولكنه لا يقوم بحماية
الأشخاص من حوادث التكهرب من جراء ملامستهم بشكل مباشر للأسلاك الكهربائية ,
ومن هنا تكمن أهمية القاطع التفاضلي حيث أنه يقوم بفصل التيار الكهربائي
مباشرة , ومن ناحية أخرى فان نظام التأريض يقوم بهدر القدرة الكهربائية
الناتجة عن وجود تسريب في التمديدات أو الآلات بدون أن نعلم أن هناك تسريب
بينما وجود القاطع التفاضلي يدلنا على أن هناك تسريب نتيجة لقيامه بفصل
التيار عن الدارة الكهربائية , نستنتج من ذلك بأنه يجب استخدام قاطع تيار
التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي ) إضافة الى نظام التأريض .
ويوجد
أنواع من القواطع التفاضلية حسب درجة حساسيتها والتي يجب الانتباه لها عند
اختيارها وعادة يتم تركيب قواطع بحساسية عالية جدا (10ميلي أمبير ) وتستخدم
في (المسابح والحمامات و…) وقواطع ذات حساسية عالية (30ميلي أمبير) تستخدم
في المنازل والفنادق والمدارس …
ومن الجدير بالذكر بأن استخدام القواطع
التفاضلية محدود جداًُ حتى الآن ,قد يكون بسبب ارتفاع قيمتها نسبيا مقارنة
مع القواطع العادية أو بسبب عدم معرفة فوائدها , إلا أن استخدامها يصبح
ضروري جدا لحماية الأفراد من خطر التكهرب ولتلافي نشوء الحرائق التي قد
تحدث نتيجة لتسريب التيار وخاصة في المنازل والمستشفيات والمدارس والمسابح
والأماكن الرطبة أينما وجدت .
عندما يكون جسم الإنسان جزءً من دائرة
كهربائية فان التيار سوف يمر خلاله ومن ثم يبدأ الإنسان يشعر بالصدمة وكلما
زادت شدة التيار يصاب بصعقة كهربائية يصاحبها شعور بالألم وتشنج عضلي أو
صعوبة في التنفس وفقدان الوعي وكذلك قد تؤدي إلى حدوث حروق وجروح خطيرة أو
قد تؤدي للوفاة لا قدرة الله... وتعتمد الإصابة الكهربائية علي عدة عوامل
منها ...
1- شدة التيار ( الأمبير ) :
هو العامل الرئيسي الذي يحدد شدة وقوع الصدمة الكهربائية فكلما زادت شدة التيار
(الأمبير) التي مرت خلال جسم الإنسان زادت خطورة الإصابة الكهربائية (أزيد من 200 ملى أمبير يعتبر خطر جداً ).
2- جسم الإنسان :
من
المعروف أن التيار الكهربائي يأخذ المسار الأقل مقاومة وتختلف مقاومة كل
شخص عن الآخر وأجزاء الجسم المختلفة تتفاوت في مقاومتها الكهربائية وتكون
الإصابة أكثر خطورة إذا مر التيار بالقلب والدماغ (300 ملي أمبير لجزء من
الثانية قد تؤدى للوفاة).
3- الفترة الزمنية للصدمة الكهربائية :
كلما
زاد وقت تعرض المصاب لسريان التيار الكهربائي زادت شدة الإصابة وخطورتها
وحيث أن صعوبة التعرض للصدمة الكهربائية هو عدم تمكن المصاب من التخلص من
مصدر التيار (خاصة في حالة الجهد المنخفض) مما يزيد وقت التعرض للتيار
الكهربائي .