وتحدثت في المبحث الثاني بشكل سريع أيضاً لإعطاء فكرة عامة عن الكهرباء المستمرة، وأقطابها وتواجدها والتعرف على بعض مصطلحاتها العلمية والفنية والمهنية لعلاقتها بفهم الموضوع.
وهذا المبحث الثالث والأكثر خطورة على الأرواح والممتلكات، والأكثر شيوعاً واستخداماً مع الجميع، وهي الكهرباء المترددة والتي تعتبر العنصر الثالث للحياة العصرية ولا يمكن الاستغناء عنها في الحياة المعاصرة.
تسمى الطاقة أو التيار المتردد أو المتذبذب، أو المتحرك Alternating Current ويرمز له بالأحرف [1]AC، أي أنه متغيِّر الاتجاه بمرور الزمن، وتتغير قيمته بالتغير الزمني.
هذه الطاقة المترددة، يعتمد إنتاجها أو توليدها على الطاقة الأحفورية (البترول ومشتقاته، والفحم الحجري) وتسمى الطاقة الكهربائية التقليدية.
التطورات العلمية، والحاجة المتزايدة لهذه الطاقة مع العديد من الظروف المصاحبة، أوجدت وسائل أخرى لتوفيرها وتسمى “الطاقة المتجددة والبديلة“، وهي كثيرة ولها العديد من المزايا، ولا تخلو طبعاً من المساوئ، ويتوفر بعضها في دول دون أخرى.
سنواصل الحديث عنها تباعا بمشيئة الله تعالى، لمن يرغب المتابعة.
أكثر شيء يهمنا في هذه الدراسة هو معرفة النظام والقواعد الأساسية الدولية بشكل عام، والمستخدمة في المملكة، والمخاطر المحيطة بها على الأرواح والممتلكات، وكيفية التغلب عليها.
لذا لن أتحدث عن الدول الأخرى، ولا أجد داعياً للمقارنة، لأن لكل دولة ظروفها البيئية والاجتماعية والاقتصادية المختلفة عن الأخرى، مع محافظة كل دولة على قواعد المصلحة العامة لها أولاً وأخيراً.
أقسام الطاقة أو الكهرباء أو التيار المتردد:
الأول: الفولت أو الجهد أو الضغط العالي: ويبدأ غالباً من (60,000-360,000فولت، (60-360 كيلو فولت أمبير KVA) ثلاثي الأطوار + الحيادي، ويكون على أبراج خشبية أو حديدية عبر عوازل خاصة وقوية، مرتفعة عن سطح الأرض (8-18م) وتتناسب مع قوة الفولت والمسافات البينية بين تلك الأبراج او الأعمدة، وتمتد بين مصادر توليد الطاقة الرئيسية من مصادر مختلفة لمحطات التوزيع الرئيسية للمستهلكين، ويفترض أنه يستخدم النظام الرباعي + قطب التأريض على مسافات معينة بحسب طبيعة كل منطقة. ليست له علاقة مباشرة بالمستهلك.
الثاني: الفولت أو الضغط المتوسط: يبدأ تقريباً من (6,000-13,800فولت) (6-13,8 كيلو فولت أمبير) ثلاثي الأطوار+ الحيادي+ الأرضي، ويستخدم للنقل بين محطات التوزيع الرئيسية للمستهلكين داخل المدينة خلال التمديدات الأرضية بكوابل رباعية الأقطاب وأرضي خارجي يحيط بها أو ممتد بجانبها، في أغلب الأحيان وتحت وسائل سلامة معينة، أو هوائية في بعض الحالات مع أخذ الاحتياطات اللازمة، رغم الخطورة المحيطة بها. ليست له علاقة مباشرة بالمستهلك.
الثالث: الفولت المنخفض: وهو الأكثر علاقة بموضوع هذه الدراسة لارتباطه المباشر بالمستهلك وما يتضمنه من مخاطر عديدة على الأرواح والممتلكات، إذا لم يتم تلافي الأخطاء المنتشرة لدى معظم المستهلكين على اختلاف مستوى الطاقة المستهلكة.
أنواع الفولت المنخفض: إما أحادي أو ثنائي أو ثلاثي الأطوار، بالإضافة للقطب الحيادي وقطب التأريض، بحسب النظام العام، وكل دولة أو منطقة تستخدم الطريقة التي تراها تحقق قواعد الأمن والسلامة على الأرواح والممتلكات بالنسبة لها مع مراعاة القوانين والأنظمة الدولية العامة والخاصة بكل دولة وقوانين معامل التصحيح بالنسبة لها.
الأقطاب أو الأطوار الكهربائية للفولت أو الجهد المنخفض (R, S,T) ويكون فرق الجهد في كل منها مع (N) إما (110 أو 220فولت) وبين كل طرفين آخرين منهما (220 أو 380فولت) بحسب الفولت المستخدم، وذلك عند استخدام طريقة التوصيل استار (Y).
القطب الحيادي (N) وهي نقطة توصيل الطرف الثاني من كل قطب بالآخر في نظام (Y) ويكون فيه الفولت أقرب ما يكون للصفر في الوضع الفني.
قطب التأريض (E): يكون فيه التيار صفر في جميع الحالات، ولا تزيد المقاومة الأرضية عن (5أوم) مع مراعاة معامل التصحيح ومتغيراته في جميع الظروف والمواقع، وصيانته ومتابعته بشكل دوري لضمان أداءه مهمته بشكل ممتاز، وليس تطبيق النظام بحذافيره فقط، لوجود العديد من المتغيرات والمخاطر التي تتواجد على الطبيعة.
شكل (1) يبين نظام التوصيل استار (Y) ويمكن استخدام التوصيل منه للفولت الأحادي أو الثنائي أو الثلاثي أو الرباعي أو الخماسي
شكل (2) يبين نظام التوصيل دلتا (v) ويتم التوصيل الثنائي أو الثنائي المركب أو المزدوج المركب، أو الثلاثي في حالات خاصة.
أما في حال استخدام طريقة التوصيل دلتا (v) فالفولت بين كل طرفين متصلة معاً، مثلاً (R, T) إما (220 أو 380) فولت، بالإضافة لقطب التأريض (E). وهذا النظام ينتج عنه تيار عالي ويحتاج لعناية خاصة.
يستخدم الفولت المنخفض في المجال الاقتصادي بشكل عام (التجاري، الصناعي، الزراعي) وفي الاستهلاك السكني، بوحدة (110 أو 220فولت “V”) فردي القطب (110/220) أو ثنائي أو ثلاثي الأقطاب (220/380فولت) بالإضافة للقطب الحيادي والتأريض، وبذبذبة أو تردد (50سايكل/الثانية) أو (60سايكل/الثانية) هيرتز أو سايكل/ثانية “Hz/sec” بحسب نظام التوصيل المستخدم في تلك البلد أو الدولة.
كل دولة لها حرية استخدام النظام الكهربائي الذي يتوافق مع مصالحها، لكن الدول القريبة من بعضها تحرص على استخدام أنظمة موحدة لأغراض اقتصادية.
جميع الدول الأوربية والعربية تقريباً تستخدم نفس النظام [220/380فولت، 50سايكل] ثلاثي الأطوار +الحيادي + الأرضي، باستثناء السعودية التي تستخدم نظام [110/220فولت، 60سايكل] ما عدا مدينتا مكة المكرمة والطائف (220/380فولت) إلى أن صدر قرار مجلس الوزراء الموقر بإعادة توحيده برقم (324) وتاريخ 20/09/1431هـ، على خطوات متدرجة في المناطق السكنية والتجارية في المملكة من الجهد الحالي (127/230) فولت إلى الجهد الدولي (230/400) فولت. كما صدر دليل إرشادي من الشركة السعودية للكهرباء في مارس 2019م، يبين تفاصل تلك المراحل، وتضمن الدليل الفوائد العديدة لذلك التغيير، إلى جانب بعض المعلومات الأخرى المهمة.
أنظمة التوصيل:
1-النظام الثنائي ويتكون من قطب الكهرباء، مثلاً (R) + القطب الحيادي (N) قطب التأريض E
2- النظام الثنائي المركب، ويتكون من قطبين كهرباء، مثلاً (R, S) والقطب الحيادي (N)
3- النظام المزدوج المركب، ويتكون من قطبين كهرباء، مثلاً (R, S) والقطب الحيادي (N) + E.
4- النظام الثلاثي الأقطاب، ويتكون من الأقطاب الثلاثة (R, S,T) وهي طريقة التوصيل دلتا (v) وهذه تعطي تيار عالي جداً ولا يستخدم إلا لثوانٍ معدودات في الآلات والمكائن العالية الطاقة في المنشآت الصناعية كإدارة محرك مكنة تزيد طاقتها عن (20حصان، او 15 كيلووات) ثم تحول التوصيلة لطريقة (Y)
5- النظام الرباعي (Y)، ويتكون من الأقطاب الثلاثة (R, S,T) +(N) وفيه خطورة عالية جداً على الأرواح والممتلكات لعدم تفعيل دور القطب الحيادي، وهو الأكثر شيوعاً واستخداماً من قبل شركة الكهرباء في المملكة.
6- النظام الخماسي (Y) ويتكون من الأقطاب الثلاثة (R, S,T) +(N)+ (E)، وهو الأكثر أماناً وسلامة وأبعد كثيراً عن المخاطر على الأرواح والممتلكات، إذا تم تفعيل حقيقي لدور الحيادي والأرضي.
ويتم تطبيق سوري (غير فاعل) لهذا النظام في الكثير من المواقع ولدى المستهلكين، مشكلاً خطورة عالية جداً على الأرواح والممتلكات، بالرغم من حرص الجهات المعنية على أمن وسلامة الأرواح والممتلكات.
يعتبر نظام التوصيل الخماسي عبر قواطع آلية رباعية الأقطاب للفولت المنخفض، وكوابل توصيل خماسية الأقطاب، مع قواعد الأمن والسلامة الأخرى ومعامل التصحيح والتطبيق التجريبي العملي لكل منطقة، وليس الحسابي، هو الأكثر أمناً وسلامة على الأرواح والممتلكات في المملكة بالذات، وذلك من خلال ممارستي الشخصية العملية والتطبيقية والهندسية والمهنية والفنية لأكثر من نصف قرن من الزمان. للأسف الشديد غير مطبق بالطريقة المناسبة لها، رغم الحاجة الماسة له وفقاً للدراسات والأبحاث الأولية التي أجريتها خلال حياتي العملية والتطبيقية على مدى أكثر من نصف قرن، ولم أجد الدعم لاستكمال عمليات البحث. وهذا هو موضوع هذه الدراسة.
حرر في 16/10/1443هـ، 17/05/2022م.
[1] جميع الأحرف والرموز المستخدمة مصطلحات دولية متعارف عليها.
ماشاءالله تبارك الرحمن
أسأل الله العظيم ان يزيدك علماً وفهما ويوفقك
معلومات مفيده وشرح مبسط يفهمه الجميع
لك الفضل معلومات قيمة حبذا لو شرحت الارضي
وهو المهم ودوره وكيفية إنشاء اد فوزي ساعاتى
ستأتي