الهبوط في التوتر الكهربائي :
1-
ماذا يعني هبوط الجهد في خطوط النقل للطاقة الكهربائية؟
يُعرَّف هبوط التوتر بأنه الفرق بين قيمة
التوتر الكهربائي الذي يطبق على بداية خط نقل كهربائي وبين قيمة التوتر الكهربائي
الذي يظهر في نهاية هذا الخط عندما يتم نقل الطاقة الكهربائية على الخط المعتبر
بين مركز التوليد generation center ومركز الاستهلاك load center وفق
العلاقة الآتية: ΔU = U1- U2، حيث يمثل: U1 توتر الإرسال وU2 يمثل عند مركز الاستهلاك .
تعتمد قيمة هبوط في التوتر على عنصرين:
- مقاومية الموصل فكلما زادت خاصية المقاومة في الموصل واشتدت معاكسته
للتيار كان الفقد أكبر مما لو كانت المادة ذات موصلية كبيرة ولذلك يستخدم
الألمونيوم والنحاس في الدوائر الكهربية بسبب موصليتهم العالية وانخفاض معاكستهم
للتيار بسبب انخفاض قيم مقاومتيهم.
- العنصر الثاني هو عدد الشحنات المارة في الموصل فكلما زاد عدد الشحنات
زاد الفقد والانتقاص من الطاقة المكتسبة ولذلك في محطات القدرة يتم استعمال محولات
كهربائية تقوم برفع الجهد وخفض التيار في خط النقل ليكون بالإمكان نقله إلى مسافات
بعيدة جدا دون أن يعاني هبوطا كبير في الجهد وبهذه الطريقة يمكن تقليل الفقد حتى
100 مرة مما لو كان ينقل على مستوى الخرج من محطة القدرة أي من دون استعمال محولات
تخفض قيمة التيار.
2-
ماذا يعني هبوط الجهد شبكات التوزيع والكهرباء الصناعية و
كهرباء المنازل؟
يقصد به مقدار هبوط الجهد في الكابلات
والمحولات الكهربائية، وله تأثير كبير في تصميم الشبكات الكهربائية سواء كانت
شبكات القوى أو الشبكات المنزلية والصناعية.
ويتم اختيار حجم مقطع السلك بناء على مساحة
المقطع، وفي الغالب يكون بالمليمتر مربع حسب المعايير الأوروبية أو بمقياس AWG حسب المعايير الأمريكية.
ويجب أخذ هبوط الجهد بالاعتبار عند
الكابلات أو الأسلاك الطويلة (المسافات البعيدة)، حيث أنه كلما زاد طول الكابل أو
السلك زاد هبوط الجهد فيه، وكلما زادت مساحة مقطع الكابل أو السلك قل هبوط الجهد؛
وننوه إلى أن نسبة هبوط الجهد المسموح بها لا يجب أن تزيد عن 5%، فكلما كانت
النسبة أقل كان ذلك أفضل للكابل أو السلك والحمل الكهربائي.
ما تأثير هبوط الجهد على الأحمال
الكهربائية :
-
هبوط الجهد بنسبة 1% فقط يؤدي إلى انخفاض شدة الإضاءة من لمبات بنسبة 3%..
-
بعض الأجهزة المنزلية التي لها محركات ثابتة القدرة تتأثر بشدة بانخفاض
الجهد، من المعلوم أن أي نسبة انخفاض في الجهد سيؤدي بالضرورة إلى ارتفاع التيار
بنفس النسبة، والمشكلة أن هذا الارتفاع غالباً لا يكون كبيراً، فلو فرضنا أن هذا
الارتفاع في التيار كان بنسبة 10% فقط، فهذا يعني أن القاطع لن يشعر بهذه الزيادة
وبالتالي لن يفصل، في حين أن الجهاز يعاني من هذه الزيادة ومن ثم ترتفع درجة
حرارته تدريجياً مع الزمن حتى يصل الأمر إلى مرحلة الاحتراق.
أسباب هبوط الجهد الكهربائي :
-
زيادة طول الكابل الموصول بالحمل تزيد من نسبة هبوط الجهد، لأنه كلما
زدنا من طول الكابل زادت المقاومة، وبالتالي يزيد هبوط الجهد مع زيادة التيار، كل
ذلك يزيد من ارتفاع درجة حرارة الكابل . والعكس صحيح، زيادة مساحة مقطع الكابل
يقلل المقاومة، وبالتالي يقل هبوط الجهد، ويمكن تلخيص ذلك بجملة واحدة “يزيد الفقد
بزيادة الطول ويقل بزيادة مساحة مقطع الكابل.
ومن أهم الأسباب التي تؤدي إلى هبوط الجهد
الكهربائي:
- - مساحة مقطع السلك أو الكابل أقل من المطلوب.
- - طول المسافة بين الأحمال ومصدر التغذية.
- - الحمل الزائد.
- - مصدر الجهد غير مستقر.
- - أحمال غير متوازنة.
الوقاية من انخفاض او الزيادة في
الجهد :
من الطبيعي أن تكون هناك بعض المشاكل في
الشبكة الكهربائية العمومية كإنقطاع التيار أو إرتفاع و إنخفاض في الجهد، لذلك من
الواجب إستعمال جهاز حماية الأجهزة الكهربائية المنزلية نظرا لدور الكبير الذي
يقوم به.
صممت أجهزة حماية تعمل على مراقبة ارتفاع
وانخفاض جهد مصدر الشبكة المنزلية، بحيث يتم ضبط أقصى جهود (جهد الارتفاع وجهد
الانخفاض) تفصل عندها الدائرة من خلال معايرة المقاومتين المتغيرة (VR1,VR2).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
