ما هو الفرق بين Fuse و ال Circuit Breaker و ال GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) ؟

 ما هو الفرق بين Fuse و ال Circuit Breaker و ال GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) ؟

الحماية من مخاطر الكهرباء للاجهزة والانسان

الثلاث أجهزة تعد من أجهزة الحمايه الكهربائية ولكن الفرق بينهم كالتالى:

1- Circuit Breaker (Over Current Protection)

يطلق عليه قاطع التيار ويتم تركيبه فى اللوحات الكهربية أو الوحدات الكهربيه لحماية المعدات من زيادة التيار المفاجئ (Over current) حيث أن لكل معدة حد أقصى للتيار تستطيع أن تتحمله وإذا زاد هذا التيار عن هذه القيمه تتلف المعده لذا يتم تركيب circuit breaker مناسب فى الدائرة الكهربية ويتم تركيبه بالطبع قبل المعده وفى حالة حدوث زيادة فى التيار لأى سبب من الأسباب يقوم قاطع التيار بفتح الدائرة الكهربية فورا وقطع التيار الكهربى عن المعده

مثال: فى منازلنا جميعا توجد وحدة مفاتيح كهربية تتحكم فى كهرباء المنزل بالكامل وهى عبارة عن عدة مفاتيح كهربية (circuit breakers), كل مفتاح مسئول عن الكهرباء الخاصة بجهاز أو عدة أجهزة كهربية بالمنزل (مثل الثلاجة- التكييف- الغسالة .... إلخ) أو يكون مسئول عن كهرباء منطقة معينة بالمنزل مثل غرفة النوم وغيرها لذا فى حالة زيادة التيار المفاجئ فى أى دايرة كهربية يقوم قاطع التيار بفصل التيار فورا وقبل وصوله إلى الأجهزة الكهربية وإتلافها مثل التكييف والتليفزيون وغيرها كما ذكرنا سابقا وبالتالى فيحمى المعده.

ملحوظة: يمكن إعادة تشغيل قاطع التيار مرة أخرى ولكن بعد التأكد من سبب الفصل وعودة التيار إلى حالته الطبيعية.

2- Fuse

فكرة عمله مثل ال circuit breaker ولكن الفرق فى إنه يمثل أضعف نقطة فى الدائرة الكهربية ففى حالة حدوث زياده فى التيار يكون هو أول من يتلف فى الدائرة (يتحرق) وبالتالى ينقطع التيار فيحمى المعدات الكهربية وفى هذه الحاله لابد من تغيير الfuse بواحد أخر حيث لا يمكن إعادة إستخدامه مرة أخرى مثل قاطع التيار.

مثال: غالبا لا يستخدم الأن حيث تم إستبداله بالcircuit breaker ولكن يمكننا أن نراه فى الدوائر الكهربيه فى السيارات حيث فى حالة تلف أى fuse لابد من تغييره

3- GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter)

يطلق عليه GFCI فى المواصفات الأمريكيه كما يطلق عليه RCCD (Residual Current Circuit Breaker)

فى المواصفات البريطانية أو الإنجليزية وفكرة عمله كالتالى:

نحن جميعا نعلم أن التيار الخارج من أى مصدر كهربى لابد أن يعود مرة أخرى إلى المصدر خلال الدائرة الكهربية المغلقة وبنفس قيمته عند الخروج.

جهاز الGFCIهو جهاز حماية كهربية يتم تركيبه بحيث يقيس فرق التيار الخارج من المصدر والعائد مرة أخرى إليه وإذا أحس بفرق فى التيار يعتبر أن هذا الفرق قد فقد فى صعق شخص كهربيا ويقوم بفتح الدائرة الكهربية فورا وقطع التيار.

طبقا للمواصفات الأمريكية يتم تظبيط الGFCI بحيث يفصل عند فرق تيار 5 ملى أمبير وفى مدة زمنية 1/40 من الثانية (0,025 ثانية) أى لحظيا

ولكن من الناحية العملية فى المواقع الإنشائية فى مصر يصعب تظبيط الGFCI بحيث يفصل عند فرق تيار 5 ملى أمبير حيث أن التيار فى مصر متذبذب وغير منتظم مما سيؤدى إلى فصل الجهازكل فترة بسيطة جدا دون أن يحدث أى شئ لذا من الممكن أن نغير تظبيط الجهازبحيث يفصل عند فرق تيار أكبر قليلا من 5 ملى أمبير وذلك بعد إستشارة مهندس الكهرباء المسئول .

مثال: إذا كان التيار الخارج من المصدر وليكن على سبيل المثال 10 أمبير ولأى سبب من الأسباب تعرض أحد الأشخاص إلى صعق كهربى خلال الدائرة الكهربية وليكن مثلا بسبب كابل كهربى عريان فبالتالى سحب جزء من التيار فى جسمه لذا ستكون قيمة التيار العائد إلى المصدر أقل من 10 أمبير فيحس جهاز الGFCI بهذا الفرق ويفصل الدائرة الكهربية فورا وبذلك يحمى الشخص من الصعق الكهربى حيث يتم الفصل كما قلنا سابقا فى جزء من الثانية.

ملاحظات:_

• جهاز الGFCI منه أنواع عديدة مثل المحمول (Portable) وأيضا الذى يكون مدمج فى جهاز واحد مع الCircuit Breakers أو الأجهزه العاديه التى يتم تركيبها فى اللوحات والوحدات الكهربية.

• يلزم إستخدامه طبقا للمواصفات العالمية و خاصة الأماكن التى يزيد فيها إحتمالية الصعق الكهربى وشدته مثل حمامات السباحة.

• يعد جهاز الGFCI جهاز لحماية الأشخاص بعكس ال Fuse and Circuit breakers فهم أجهزة لحماية المعدات.

شرح مبسط لجهاز Earth Leakage Circuit Breaker

  و يسمى ايضا بوحدة Ground Fault Circuit Interrupter و اختصاره GFCI

يستخدم جهاز ال Earth Leakage CB فى حماية الانسان من الصاعقة الكهربية  عند ملامسته لجسم المعدة

فكرة عمله :

 تعتمد معظم اجهزة ال Earth leakage CB على وجود Differential Relay يتحسس اى تغير فى  كمية التيار المارة فى الدائرة  . اذا زادت عن قيمة معينة (  Delta I ) .. يتم ارسال signal لل Circuit Breaker فيفصل الدائرة لحماية الانسان

اذا لاختيار ال Earth Leakage Circuit Breaker  يجب تحديد ثلاث قيم هى :

(1)  I : و هى قيمة الامبير التى اذا زاد التيار عنها . يتم فصل الدائرة

(2) I sc :  و هى اقصى قيمة  لتيار ال short circuit  يتحملها ال CB  دون احتراقه .. و يتم زيادة هذه القيمة كلما اقاربنا من المحول .. حسب قيمة ال SC resistance  .

(3) قيمة ال Delta I : و هى قيمة  التغير فى التيار التى عندها يفصل ال CB لحماية الانسان من الصاعقة الكهربية عند لمسه جسم المعدة  .

و توجد اكثر من قيمة لل Delta I :

- 10mA  :  و تستخدم فى حمامات السباحة لحماية الاشخاص من اى تسريب كهربى لحمام السباحة

- 30mA : و تستخدم فى المنازل و المحلات و المكاتب و ما شابه 

- 100mA او 300mA  : تستخدم فى المصانع و الورش .. حيث يكون التيار العالى امر اعتيادى

انواعه :  يوجد نوعين من ال Earth Leakage Circuit Breaker و هم :

1- Combined : اى يكون ال CB يحتوى على وحدة earth leakage detector و يتم استخدامه مباشرة

2- نوع منفصل : هنا يكون ال CB لا يحتوى على  وحدة Earth Leakage Detector  و يتم اضافة له جهاز يسمى Residual Current Device  لكى يعمل ك Earth Leakage CB.