يعرف قوس التفريغ الكهربائي بأنه تفريغ تيار عبر فجوة بين موصلين كهربائيين ويحدث بسبب انهيار العازلية الكهربائية للغاز المحيط بالموصل (غاز، هواء، بخار) مما يؤدي إلى سريان تيار كهربائي في هذا الوسط. تم اكتشاف القوس الكهربائي لأول مرة عام 1808 بواسطة الكيميائي البريطاني همفري ديفي. حيث رأى لهبًا مضيئًا لامعًا عندما تم فصل موصلين للتيار، وتشكل التيار الحراري للغاز الساخن على شكل قوس [1].
عادةً ما تكون إشعاعات الحرارة والضوء التي ينتجها القوس الكهربائي شديدة، وتصل حرارتها إلى 20 الف درجة مئوية. والذي يمكن استخدامه في تطبيقات متنوعة كاللحام والقطع والإضاءة. كما يمكن أن يحدث القوس الكهربائي في الطبيعة على شكل برق [3]. وفي هذه المقالة، سوف نتحدث عن أسباب ومخاطر القوس الكهربائي وكيف يمكننا الوقاية منه لتجنب الأضرار البشرية والأضرار بالممتلكات.
أسباب القوس الكهربائي:
هناك العديد من الأسباب التي يمكن أن تؤدي إلى حدوث قوس التفريغ الكهربائي، منها:
- التحميل الزائد على الدوائر الكهربائية:
يحدث التفريغ في اللوحات الكهربائية عند زيادة التحميل على الدوائر الموجودة بها. حيث عندما يكون هناك تيار فائض، قد لا تنفصل قواطع الدائرة (Circuit Breaker) ويتسرب من خلالها التيار الكهربائي مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والتي بدورها تسبب التفريغ الكهربائي.
- التوصيلات الكهربائية الرديئة:
والتي من الممكن أن تتسبب في احتراق الأسلاك أو المقابس وتلف العزل الكهربائي، الذي يؤدي إلى حدوث تلامس بين الموصلات، وبالتالي حدوث التفريغ الكهربائي.
- سوء استخدام الأجهزة الكهربائية:
ترك الاجهزة تعمل لفترات طويلة دون مراقبة، عدم توصيلها بالشكل الصحيح، تركها في مكان مغلق ومعرض للحرارة، استخدام الاجهزة التالفة. ترك اسلاك اللوحة الكهربائية مكشوفة وغير منظمة. جميع هذه الأساليب قد تؤدي إلى التفريغ الكهربائي.
مخاطر القوس الكهربائي:
يمكن أن يسبب قوس التفريغ الكهربائي العديد من المخاطر، منها:
- الحرائق: يمكن أن يتسبب القوس الكهربائي في اندلاع الحرائق، وذلك بسبب الحرارة الشديدة التي ينتجها.
- الإصابات الجسدية، يمكن للقوس الكهربائي أن يؤدي إلى إصابات خطيرة كالحروق والصدمات الكهربائية أو الموت لاقدر الله، وذلك بسبب مرور التيار الكهربائي عبر جسم الإنسان.
- الإنتاجية والسلامة العامة: يمكن أن يتسبب القوس الكهربائي في تعطل المعدات الكهربائية وحدوث انقطاع في التيار الكهربائي للمناطق المجاورة، والذي تؤدي إلى خسائر مالية.
علامات قوس التفريغ الكهربائي [2]:
- ضوء ساطع أو وميض مصاحب للتفريغ.
- ضوضاء عالية أثناء التفريغ.
- الشرر المتطاير من نقطة التفريغ.
- رائحة حارقة من منطقة التفريغ.
- سخونة المنطقة المحيطة بالتفريغ.
- عدم عمل المعدات الكهربائية بشكل صحيح.
إذا لاحظت أيًا من هذه العلامات، فمن المهم اطفاء المعدات وفصل التيار والاستعانة بفني كهربائي مؤهل للبحث في المشكلة وإصلاحها. وذلك بالاستعانة بأجهزة الفحص المتنوعة والتي تشمل المقياس متعدد الأغراض (Multimeter)، وجهاز اختبار العزل (Insulation tester)، وجهاز اختبار التسرب الأرضي (Earth Leakage Tester)، والخ.
كيف يمكننا الوقاية من قوس التفريغ الكهربائي؟
يمكن تجنب مخاطر التفريغ الكهربائي عن طريق فحص اللوحات والمخططات والاسلاك ومقابس الطاقة. وأيضا عن طريق التأكد من قوابس واسلاك المعدات وتوصيلها بالشكل الصحيح وتزويدها بالجهد المناسب وعدم تحميلها فوق طاقتها الاستيعابية، كما يجب استبدال المقابس التي تظهر عليها علامات الاحتراق كما في الشكل 1، حيث أن الحرارة المتراكمة في المقبس قد تذيب العزل حول الأسلاك مما يؤدي إلى حدوث التفريغ أو حدوث دائرة قصر كهربائية (Short-Circuit). والتي تؤدي إلى حدوث حرائق كبيرة لاقدر الله. كما من المهم إجراء الصيانة الدورية للأجهزة التي تتطلب ذلك وعدم استخدام الأجهزة الكهربائية في أماكن رطبة ومببللة ما لم تكن مقاومة للماء بمعيار كافي. وأخيرا يمكن استخدام أنواع متقدمة من القواطع الكهربائية كقاطع التسريب الأرضي (Ground Fault Circuit Breaker) و قاطع دائرة عطل القوس (Arc-Fault Circuit-Interrupters) للحماية من مخاطر القوس الكهربائي والتحميل الزائد وتسريب التيار.
المراجع:
[1]: http://www.scienceclarified.com/Di-El/Electric-Arc.html
[2]: https://www.acelectricohio.com/what-is-electrical-arcing
[3]: https://www.cloverelectric.com/what-is-electrical-arcing
