مكونات لوحة التوزيع الكهربائية

مكونات لوحة التوزيع الكهربائية

تعد لوحة التوزيع الكهربائية واحدة من أهم العناصر في الأنظمة الكهربائية، سواء في المنشآت السكنية أو الصناعية أو التجارية. تعتبر لوحة التوزيع مركزاً أساسياً يتحكم في توزيع الكهرباء بين الأجهزة الكهربائية والمعدات المختلفة. هذه اللوحة تكون بمثابة صلة الوصل بين مصدر الطاقة (مثل المحول الكهربائي أو مولد الطاقة) وبين النظام الكهربائي في المبنى أو المنشأة. الهدف الرئيسي من لوحة التوزيع هو تنظيم تدفق الكهرباء وحمايتها من أي مشاكل قد تؤدي إلى تلف المعدات أو التسبب في حرائق كهربائية.

تتكون لوحة التوزيع الكهربائية من مجموعة من المكونات التي تعمل سوياً لضمان تشغيل النظام الكهربائي بأعلى كفاءة وأمان. فيما يلي شرح مفصل لأهم مكونات لوحة التوزيع الكهربائية.

1. القاطع الكهربائي (Circuit Breaker)

يعد القاطع الكهربائي من أهم المكونات في لوحة التوزيع الكهربائية. وظيفته الرئيسية هي حماية الدوائر الكهربائية من حدوث تيار زائد قد يؤدي إلى تلف الأسلاك أو الأجهزة الكهربائية. يتمتع القاطع بقدرة على قطع التيار الكهربائي تلقائيًا عندما يتجاوز التيار المار عبر الدائرة القيمة المحددة.

أنواع القواطع الكهربائية:

• قواطع دوائر التيار المتردد (AC): وهي القواطع المستخدمة في الأنظمة التي تعمل بالتيار المتردد، مثل الأجهزة المنزلية.

• قواطع دوائر التيار المستمر (DC): تستخدم في الأنظمة التي تعمل بالتيار المستمر، مثل الطاقة الشمسية.

توجد أنواع عديدة للقواطع حسب قدرة التحمل وحجم التيار الذي يمكن أن يمر عبره، حيث يتم اختيار القاطع وفقاً لخصائص الدائرة الكهربائية التي يحميها.

2. مفتاح الفصل (Disconnect Switch)

يعد مفتاح الفصل من المكونات الأساسية في لوحة التوزيع. يستخدم هذا المفتاح لفصل الدائرة الكهربائية عن مصدر الطاقة في حالات الطوارئ أو عند إجراء صيانة على النظام الكهربائي. قد يتطلب القانون المحلي في بعض البلدان تركيب هذا المفتاح بشكل إلزامي لضمان الأمان.

3. الترانزستور (Transformer)

في بعض اللوحات التوزيعية، قد يتواجد محول كهربائي، والذي يعتبر أحد المكونات الرئيسية في التحويل بين الجهد العالي والمنخفض. يعمل المحول على تعديل مستوى الجهد ليتناسب مع الأجهزة التي تعمل في مستويات جهد منخفض. غالباً ما يتم استخدام المحولات في اللوحات التي تتعامل مع جهد كهربائي عالي مثل لوحات التوزيع الصناعية.

4. الأدوات المعدة للأرض (Earthing System)

نظام التأريض أو التوصيل بالأرض يعد من أهم عناصر الأمان في لوحة التوزيع. حيث يهدف إلى تأمين الحماية ضد الصدمات الكهربائية الناتجة عن التيارات غير المرغوب فيها. يتضمن هذا النظام أسلاك التأريض التي يتم توصيلها باللوحة الكهربائية لتوجيه أي تيار زائد إلى الأرض بدلاً من أن يتسبب في أضرار أو حرائق.

هناك العديد من الأساليب المستخدمة لتأريض لوحة التوزيع، ومنها:

• التأريض السطحي: حيث يتم وضع أسلاك التأريض في نقاط معينة داخل المبنى.

• التأريض العميق: حيث يتم غمر أسلاك التأريض في عمق الأرض لتأمين حماية أكبر.

5. الأشرطة الكهربائية (Busbars)

تعتبر الأشرطة الكهربائية أحد المكونات الأساسية في لوحة التوزيع، حيث تقوم بنقل الكهرباء من المصدر إلى مختلف الدوائر الكهربائية. تعد الأشرطة عادةً مصنوعة من مادة النحاس أو الألومنيوم بفضل قدرتها العالية على التوصيل. يتم تثبيت الأشرطة داخل اللوحة وتوزيعها بحيث تصل الكهرباء إلى جميع القواطع الكهربائية والدوائر.

تتمثل وظيفة الأشرطة في توفير مسار ثابت وآمن لتوزيع الكهرباء بشكل متوازن عبر جميع الأجزاء الموجودة في اللوحة. في بعض الأحيان، يتم استخدام الأشرطة لتوزيع الكهرباء في المباني الكبيرة أو المنشآت الصناعية التي تحتوي على عدة دوائر كهربائية.

6. أجهزة قياس الجهد والتيار (Meters)

توجد في لوحات التوزيع الكهربائية أجهزة لقياس الجهد والتيار. تعد هذه الأجهزة مهمة لمراقبة أداء النظام الكهربائي والتأكد من أن الجهد والتيار ضمن الحدود الآمنة. يساعد ذلك على الكشف المبكر عن أي مشاكل قد تحدث في النظام الكهربائي، مثل انقطاع التيار أو زيادة الحمل على الدائرة.

أجهزة القياس قد تتنوع ما بين أجهزة رقمية أو تناظرية. في الأنظمة الحديثة، غالبًا ما تستخدم الأجهزة الرقمية لما توفره من دقة وسهولة في القراءة.

7. المؤشر الضوئي (Indicator Light)

المؤشر الضوئي هو مكون صغير لكنه مهم في لوحة التوزيع. يعمل كمؤشر على حالة الدائرة الكهربائية، حيث يضيء إذا كانت الدائرة تعمل بشكل صحيح. بعض المؤشرات قد تكون مزودة بنظام تنبيه يعرض في حالة وجود مشكلة ما في النظام مثل زيادة الجهد أو التيار. هذه المؤشرات تساعد المشرفين على التأكد من سلامة النظام بشكل دائم.

8. المقابس الكهربائية (Outlets)

تستخدم المقابس الكهربائية في بعض الأحيان ضمن لوحة التوزيع لتوفير نقاط توصيل للأجهزة الكهربائية. في بعض الأنظمة، قد يتم تجهيز اللوحة بمقابس كهربائية لاستخدامها في حال الحاجة لتوصيل أجهزة صغيرة مثل أجهزة قياس أو معدات اختبار. يجب أن يتم تركيب هذه المقابس وفقًا لمعايير الأمان لضمان عدم تعرض الأشخاص لصدمة كهربائية.

9. الألواح العازلة (Insulating Panels)

تعد الألواح العازلة جزءًا أساسيًا في اللوحة الكهربائية لضمان فصل التيار عن الأجزاء المعدنية أو الحساسة الأخرى. تعمل هذه الألواح على حماية الأجزاء الموصلة من حدوث تماس كهربائي قد يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي أو حريق.

10. الأبواب والغطاء (Doors and Coverings)

الأبواب والغطاء في لوحة التوزيع ضرورية لحماية المكونات الداخلية من الأتربة والغبار والعوامل الخارجية التي قد تؤثر على الأداء السليم للأنظمة الكهربائية. كما توفر الأبواب والغطاء حماية إضافية ضد الحوادث الكهربائية التي قد تحدث نتيجة التلامس المباشر مع المكونات الداخلية.

تتم صناعة الأغطية عادةً من مواد عازلة مقاومة للحرارة مثل البلاستيك أو المعادن غير القابلة للصدأ. في بعض الأحيان، تكون الأغطية مزودة بإشارات تحذير لزيادة الأمان.

11. الأسلاك والكابلات (Wiring and Cables)

الأسلاك والكابلات هي الوسيلة الأساسية لنقل الكهرباء داخل اللوحة الكهربائية. يجب أن تكون الأسلاك والكابلات مصنوعة من مواد ذات قدرة توصيل عالية مثل النحاس أو الألومنيوم، لضمان سلامة النقل وتحقيق الكفاءة في توزيع التيار. يتم ترتيب الأسلاك داخل اللوحة بشكل مرتب وآمن، بحيث يتمكن المهندسون من تحديد كل سلك واستخدامه دون أي صعوبة.

12. الواقية من الشحن الزائد (Surge Protection)

تعد واقيات الشحن الزائد من العناصر الأساسية لحماية اللوحة الكهربائية من التيارات الكهربائية الزائدة نتيجة الصواعق أو تقلبات الجهد. تعمل هذه الواقية على امتصاص الشحنات الكهربائية الزائدة وتحويلها بعيداً عن الأجهزة والدوائر الحساسة. غالبًا ما يتم دمج واقيات الشحن الزائد داخل اللوحة لضمان الحماية الكاملة.

13. التحكم في الإضاءة (Lighting Control)

في بعض الحالات، تحتوي لوحة التوزيع على مفاتيح للتحكم في الإضاءة. يتم استخدامها لتوزيع الطاقة بشكل فعال على أنظمة الإضاءة في المبنى. بعض الأنظمة الحديثة تتضمن التحكم في الإضاءة عبر تقنيات مثل الاستشعار الذكي أو التحكم عن بُعد لتوفير الطاقة.

14. الدوائر المتفرعة (Branch Circuits)

الدوائر المتفرعة هي الدوائر التي تتفرع من لوحة التوزيع لتغذية الأنظمة الفرعية داخل المبنى. يتم تقسيم اللوحة إلى عدة دوائر فرعية لتوزيع التيار بطريقة منظمة وفعالة، مما يساعد في تجنب زيادة الأحمال الكهربائية على الدائرة الرئيسية.

تعد الدوائر المتفرعة ضرورية لتنظيم توزيع الكهرباء في المباني الكبيرة، مما يقلل من خطر حدوث تلف للأجهزة أو الأعطال في النظام الكهربائي.

الخلاصة

تعتبر لوحة التوزيع الكهربائية من الأعمدة الأساسية لأي نظام كهربائي. مكوناتها تتنوع وتلعب كل واحدة منها دوراً حاسماً في ضمان أمان وكفاءة النظام الكهربائي. من القواطع الكهربائية إلى نظام التأريض وأجهزة القياس، كل جزء في اللوحة يسهم في حماية النظام الكهربائي وضمان تشغيله بشكل سليم.