A قاطع الدائرة الرئيسي الانتقائي (SMCB) هو جهاز حماية من التيار الزائد يقع في المنبع، مصمم ومُختبر ليعمل بتنسيق انتقائي مع أجهزة الحماية في المصب. عند حدوث عطل في دائرة نهائية ضمن نطاق الانتقائية الموثق، يجب أن يقوم قاطع الدائرة (MCB) الموجود في المصب بفصل العطل عادةً قبل أن يقوم قاطع الدائرة الرئيسي (SMCB) بفصل التمديدات الكهربائية بالكامل. في الممارسة الألمانية، يُسمى هذا الجهاز عادةً بـ مفتاح SLS أو مفتاح SH.
إن قاطع الدائرة الرئيسي الانتقائي (SMCB) ليس مجرد قاطع دائرة عادي يتم تركيبه عند مصدر التغذية الداخل. كلمة انتقائي تصف سلوك تنسيق مُختبر أو موثق ضمن مجموعات أجهزة محددة وحدود تيار عطل معينة. إن وجود تصنيف أمبير أعلى، أو فصل زمني مؤخر، أو موقع قبل العداد لا يثبت بحد ذاته أن الجهاز هو قاطع دائرة رئيسي انتقائي (SMCB).
يشرح هذا المقال فئة المنتج وحدود تشغيله. للاطلاع على المبادئ الأوسع المستخدمة لتنسيق أي أجهزة حماية في المنبع والمصب، راجع دليل انتقائية وتنسيق قاطع الدائرة الخاص بـ VIOX.
SMCB و SLS ومفتاح SH: خريطة المصطلحات
المصطلحات إقليمية، وأحياناً تُستخدم كلمات متشابهة لأجهزة مختلفة.
| مصطلح | المعنى العملي | حد فاصل مهم. |
|---|---|---|
| قاطع الدائرة الرئيسي الانتقائي (SMCB) | الاسم الإنجليزي لقاطع دائرة التيار الزائد الرئيسي المصمم للتنسيق الانتقائي | يجب أن يكون مدعوماً بمعيار منتج معلن وبيانات تنسيق من الشركة المصنعة |
| مفتاح SLS | الاختصار الألماني الشائع لـ قاطع دائرة رئيسي انتقائي | مرتبط بقوة بممارسات لوحات العدادات وتوصيلات الشبكة الألمانية |
| مفتاح SH / SH-Schalter | تسمية ألمانية مختصرة لقاطع دائرة حماية الخط الرئيسي الانتقائي | قد تختلف مصطلحات المنتج حسب الشركة المصنعة والجيل |
| قاطع الدائرة الرئيسي | أي قاطع دائرة يعمل كجهاز حماية رئيسي للتركيبات أو اللوحة | ليس بالضرورة أن يكون انتقائياً أو متوافقاً مع معيار DIN VDE 0641-21 |
| مفتاح العزل الرئيسي | جهاز يُستخدم لعزل التمديدات الكهربائية | قد لا يحتوي على حماية من التيار الزائد ما لم يتم التصريح عن هذه الوظيفة تحديداً |
معيار المنتج الألماني الحالي هو DIN VDE 0641-21:2018-09, ، بعنوان قواطع الدائرة للحماية من التيار الزائد للاستخدامات المنزلية وما يشابهها - الجزء 21: قواطع الدائرة الرئيسية الانتقائية. تحدد صفحة المعيار قواطع الدائرة الرئيسية الانتقائية (SMCBs) كفئة محددة من قواطع الدائرة؛ ولا ينبغي التعامل معها كاسم آخر لكل قاطع دائرة تقليدي قاطع دائرة مصغر.
موقع قاطع الدائرة الانتقائي (SMCB) في النظام الكهربائي
في تركيب عداد كهربائي ألماني نموذجي، يمكن تصور تسلسل الحماية كما يلي:
مصدر طاقة منخفض الجهد عام
↓
توصيلة الخدمة / حماية المرافق الأولية
↓
قاطع الدائرة الانتقائي (SMCB / SLS)
↓
عداد الكهرباء
↓
لوحة التوزيع الرئيسية
↓
قواطع الدائرة (MCBs) أو قواطع التيار المتبقي (RCBOs) الفرعية
↓
الدوائر النهائية والأحمال
يتم التحكم في الترتيب الدقيق بواسطة قواعد التوصيل المعمول بها، وتصميم لوحة العدادات، ومتطلبات مشغل الشبكة، وتعليمات المنتج. تصف شركة Hager قاطع SLS بأنه جهاز حماية مركزي في الخط الرئيسي للمبنى وتضعه في حجرة التوصيل بجانب الشبكة قبل العداد في سياق نظامها الألماني. كما تحدد شركة ABB لوحات تركيب العدادات ولوحات التوزيع الرئيسية كتطبيقات لقاطع SMCB.
يمنح هذا الموقع الجهاز العديد من المهام المحتملة عند دعمه بتصنيفاته المعلنة:
- حماية الخط الرئيسي من الحمل الزائد والقصر الكهربائي؛;
- العمل كجهاز انتقائي أولي لقواطع الدائرة الفرعية؛;
- توفير وظيفة تبديل أو عزل رئيسية عندما يكون المنتج معلناً عن ملاءمته لذلك؛;
- الحد من نطاق انقطاع التيار من خلال السماح لجهاز حماية في اتجاه التيار بقطع العطل المحلي أولاً.
لا ينبغي استنتاج هذه المهام من الموقع وحده. فقاطع الدائرة المثبت قبل العداد ليس مناسباً تلقائياً لهذا الموقع، كما أن قاطع MCB لا يُطلب تلقائياً في كل بلد.
ماذا يعني مصطلح “انتقائي” أثناء حدوث عطل
الانتقائية هي نتيجة تشغيلية بين أجهزة الحماية، وليست قيمة معزولة على لوحة البيانات. التسلسل المقصود هو:
عطل في دائرة نهائية واحدة
↓
يمر تيار العطل عبر كل من الجهازين في اتجاه التيار ومنبع التيار
↓
يكتشف قاطع MCB في اتجاه التيار العطل ويقوم بقطعه
↓
يظل قاطع MCB في منبع التيار مغلقاً ضمن نطاق التنسيق المعتمد
↓
تظل الدوائر غير المتأثرة تحت الجهد
إذا فُتح الجهاز الموجود في منبع التيار دون داعٍ، يتحول عطل الفرع المحلي إلى انقطاع على مستوى المبنى. وإذا لم يتمكن أي من الجهازين من قطع تيار العطل المتاح بأمان، فإن التركيبة تعاني من مشكلة أساسية في التصنيف والتنسيق.
لذلك يجب الإجابة على ثلاثة أسئلة منفصلة:
- هل يمكن لكل جهاز قطع تيار العطل عند نقطة تركيبه؟ هذا سؤال يتعلق بقدرة القطع.
- أي جهاز يعمل أولاً لنطاق التيار والزمن المتوقع؟ هذا سؤال يتعلق بالانتقائية.
- هل يمكن للموصلات والمعدات الموجودة في اتجاه الحمل تحمل طاقة العبور حتى اكتمال الفصل؟ هذا سؤال يتعلق بالطاقة وتنسيق الحماية.
لا تدمج هذه النقاط في مقارنة واحدة للتيار المقنن In. إن وجود جهاز في المنبع بقدرة 63 A وجهاز في اتجاه الحمل بقدرة 16 A لا يعني بالضرورة وجود انتقائية لمجرد أن 63 أكبر من 16. تعتمد النتيجة على خصائص الفصل، وسلوك تحديد التيار، وتيار القصر المتاح، والحماية في المنبع، ومجموعة الأجهزة التي تم اختبارها أو حسابها.
كيف يحقق قاطع الدائرة المصغر (SMCB) التشغيل الانتقائي
يجب أن يستجيب قاطع الدائرة المصغر (SMCB) للأحمال الزائدة المستمرة وقصر الدائرة الشديد مع تجنب الفصل غير الضروري عندما يمكن لجهاز مناسب في اتجاه الحمل معالجة الحدث. يتطلب تحقيق كلا الهدفين أكثر من مجرد إبطاء القاطع الموجود في المنبع.
منطقة الحمل الزائد
في منطقة الحمل الزائد، يعتمد التنسيق على خصائص الزمن-التيار النسبية لأجهزة الحماية الموجودة في المنبع والمصب. يجب أن يعمل جهاز الحماية في المصب الذي يغذي الدائرة التي تعاني من حمل زائد قبل الجهاز الرئيسي حيثما يسمح التنسيق المعلن بذلك. يجب أن يظل الموصل الرئيسي محمياً طوال نطاق التشغيل المسموح به.
منطقة قصر الدائرة
عند حدوث تيار قصر كهربائي عالٍ، يمكن لكلا الجهازين الدخول في مناطق التشغيل السريع الخاصة بهما. تعتمد الانتقائية حينها على تصميم المنتج والتفاعل المُتحقق منه، بما في ذلك عوامل مثل:
- سلوك الالتقاط الكهرومغناطيسي؛;
- ديناميكيات فتح نقاط التلامس؛;
- جهد القوس الكهربائي وتحديد التيار؛;
- تيار الذروة المار و I²t؛;
- سلوك المصهر في المنبع؛;
- أقصى تيار قصر تعلن الشركة المصنعة عن الانتقائية عنده.
تستخدم بعض تصميمات SMCB آلية متخصصة لتحديد التيار بدلاً من تأخير زمني ثابت بسيط. على سبيل المثال،, المادة الفنية لـ ABB من طراز S750DR تصف آلية خاصة بالمنتج حيث يقوم نظام قصر كهربائي عالي السرعة بفصل نقاط التلامس الرئيسية بسرعة؛ وعندما يقوم جهاز الحماية الموجود في اتجاه الحمل بإزالة العطل، يمكن لنقاط تلامس SMCB إعادة الغلق من خلال آليتها الداخلية. إذا استمر العطل، يكمل SMCB تسلسل الفصل الخاص به. هذا مثال هندسي مفيد، ولكن لا يجب تقديمه على أنه البنية الداخلية لكل SMCB.
وبالتالي فإن قاعدة الاختيار مباشرة: استخدم جداول الانتقائية، والمنحنيات، وأزواج الأجهزة، وظروف التحديد الخاصة بالشركة المصنعة. إن القول العام بأن قاطعاً ما “أبطأ” ليس دليلاً كافياً.
مقارنة بين SMCB وقاطع الدائرة العادي MCB، والقاطع الرئيسي، وفصل التيار (Isolator)
| معيار | قاطع دائرة مصغر (MCB) / مفتاح فصل الحمل (SLS) | قاطع دائرة مصغر (MCB) عادي | قاطع دائرة مصبوب (MCCB) رئيسي عام أو قاطع دائرة | مفتاح العزل الرئيسي |
|---|---|---|---|---|
| الدور الأساسي | حماية من التيار الزائد في المنبع ذات سلوك انتقائي معلن | حماية من التيار الزائد للدوائر النهائية أو الفرعية | حماية من التيار الزائد رئيسية أو للمغذيات | العزل والتبديل اليدوي |
| الانتقائية تجاه قواطع الدائرة المصغرة (MCBs) في المصب | متطلبات المنتج/التطبيق المركزية | يجب التحقق منها للتركيبة المختارة | يجب تحديدها من الإعدادات أو المنحنيات أو الجداول أو الدراسات | غير قابل للتطبيق ما لم يتم دمج حماية من التيار الزائد |
| الموقع النموذجي في النظام الكهربائي | الخط الرئيسي، أو لوحة العدادات، أو موقع التوزيع في المنبع | الدوائر النهائية للوحة التوزيع | لوحة التوزيع الرئيسية أو المغذي | نقطة التغذية الواردة أو نقطة العزل المحلية |
| إطار عمل المنتج النموذجي | معيار DIN VDE 0641-21 في تطبيقات SLS الألمانية؛ قد تستخدم بعض مجموعات المنتجات معيار IEC/EN 60947-2 للمتغيرات الأخرى | عادةً معيار IEC 60898-1 للتطبيقات المنزلية وما يشابهها التي تعمل بتيار متردد AC | عادةً معيار IEC 60947-2 في التطبيقات الصناعية | يعتمد على معيار منتج المفتاح/فاصل الدائرة |
| قدرة الكسر | خاص بالمنتج ويجب أن يغطي قدرة تحمل الخطأ المطبقة | خاص بالمنتج | خاص بالمنتج | تصنيف التبديل لا يعني تلقائياً تصنيف قطع تيار الخطأ |
| وظيفة العزل | قد يتم توفيرها عند التصريح عنها | يجب تأكيدها | يجب تأكيدها | الوظيفة الأساسية عند تحديد القدرة بشكل صحيح |
| قابلية التبادل | فقط مع وجود دليل على دور SMCB المطلوب | ليس بديلاً تلقائياً | ليس بديلاً تلقائياً | لا يمكنه استبدال الحماية من التيار الزائد بمفرده |
يمكن لقاطع الدائرة MCB العادي أن يعمل بتنسيق انتقائي مع جهاز حماية آخر عبر نطاق تيار محدد، ولكن هذا لا يحوله تلقائياً إلى SMCB. وعلى العكس من ذلك، فإن مصطلح SMCB لا يلغي الحاجة إلى التحقق من قدرة القطع، وحماية الموصلات، وترتيب الأقطاب، ومتطلبات التركيب.
للعمليات الحرارية والمغناطيسية وعمليات التلامس والقوس الكهربائي الداخلية لقاطع الدائرة MCB التقليدي، انظر كيف يعمل MCB؟. للحصول على سلاسل وتصنيفات MCB العامة، استخدم مركز منتجات VIOX MCB; ؛ لا ينبغي تفسير قائمة منتجات MCB التقليدية على أنها دليل على ملاءمة SMCB.
المعايير والحدود الإقليمية
تعتمد الوثيقة المعمول بها على المنتج، والتركيب، والبلد، ومتطلبات المشغل.
| وثيقة | ما يغطيه في هذا السياق | ما لا يثبته الحقل بمفرده |
|---|---|---|
| DIN VDE 0641-21:2018-09 | قواطع الدائرة الرئيسية الانتقائية للاستخدامات المنزلية وما يشابهها ضمن نطاقها المحدد | أن كل قاطع دائرة يُستخدم كجهاز رئيسي هو عبارة عن SMCB |
| VDE-AR-N 4100:2026-04 | القواعد الفنية الألمانية الحالية للتوصيل والتشغيل لتركيبات العملاء على شبكة الجهد المنخفض العامة | مطابقة المنتج بدون أدلة المنتج ذات الصلة |
| IEC 60898-1:2015+A1:2019 | قواطع الدائرة AC للاستخدامات المنزلية وما يماثلها ضمن حدودها المذكورة | تصنيف SMCB أو التنسيق الانتقائي مع أي MCB لاحق |
| IEC 60947-2:2024 | قواطع الدائرة الصناعية المخصصة للأشخاص الموجهين أو المهرة ضمن نطاق الجهد المذكور لها | الامتثال لمتطلبات لوحة عدادات SLS الألمانية ما لم يتم تحديد خلاف ذلك |
| قواعد مشغل الشبكة المحلية TAB وقواعد لوحة العدادات | متطلبات التوصيل والترتيب الخاصة بالمشروع | أداء المنتج الذي يتجاوز الأدلة المذكورة في تلك القواعد |
إن قائمة معايير DIN/VDE تحدد معيار DIN VDE 0641-21 نطاق قواطع الدائرة المصغرة (SMCBs) للتشغيل بتردد 50/60 Hz، بجهد مقنن لا يتجاوز 440 V بين الأطوار، وتيار مقنن لا يتجاوز 125 A، وقدرة قصر كهربائي مقننة لا تتجاوز 50 kA. هذه هي الحدود القصوى لنطاق المعيار المذكور، وليست تصنيفات افتراضية لكل منتج.
تغير أيضاً إطار عمل توصيل الشبكة الألماني. تحدد VDE FNN VDE-AR-N 4100:2026-04 باعتبارها الإصدار الحالي اعتباراً من مارس 2026. لذا يجب على المصممين تجنب الاعتماد على إصدار قديم من عام 2019 دون التحقق من القاعدة الحالية، والتعديلات، وشروط التوصيل الفنية (TAB) الخاصة بمشغل الشبكة، ونطاق المشروع الدقيق.
على الصعيد الدولي، لا تفترض أن ترتيب SLS الألماني إلزامي أو قابل للنقل المباشر. قد تستخدم الأسواق بدلاً من ذلك مصهرات الخدمة، أو قاطع دائرة رئيسي للوحة، أو MCCB، أو أي ترتيب آخر معتمد لفصل الخدمة والحماية من التيار الزائد. يتبع الحل الصحيح كود التركيب المحلي، وقواعد المرافق، ومستوى خطأ النظام، ومعايير المنتج المعلنة.
ما يجب التحقق منه قبل تحديد مواصفات SMCB
استخدم تسلسل الأدلة التالي. لا تكفي التسمية التسويقية وحدها.
| عنصر التحقق | الأدلة المطلوبة | Why it matters |
|---|---|---|
| فئة المنتج والمعيار | ورقة البيانات، أو الإقرار، أو الشهادة التي تحدد معيار DIN VDE 0641-21 أو المعيار المعلن المطبق | يؤكد أن “SMCB/SLS” أكثر من مجرد مصطلح مبيعات وصفي |
| الجهد المقنن والتردد | ورقة بيانات المنتج لرمز الطلب المحدد | يجب أن تتطابق مع النظام |
| التيار المقنن | بيانات المنتج بالإضافة إلى تصميم الموصل الرئيسي والحمل | يحمي الموصل دون قيود غير ضرورية |
| تكوين الأقطاب ومعالجة المحايد | مخطط التوصيل ووثائق المنتج | يمنع الافتراضات غير الصحيحة حول الأقطاب المبدلة والمحمية |
| قدرة الكسر | القيمة المعلنة بموجب المعيار المعمول به وجهد التركيب | يجب أن تكون كافية لتيار القصر المتاح |
| الانتقائية في اتجاه الحمل | جدول انتقائية الشركة المصنعة أو بيانات التنسيق التي تذكر عائلتي الجهاز | يحدد التوليفة وحد الانتقائية |
| تنسيق المصهر في جهة المنبع | جدول الشركة المصنعة أو بيانات التنسيق المعتمدة | يؤكد السلوك المتعلق بحماية الخدمة |
| الطاقة المارة | بيانات I²t الخاصة بالشركة المصنعة أو بيانات تحديد الطاقة عند الحاجة | يدعم عمليات التحقق من قدرة تحمل الكابلات والأجهزة في جهة المصب |
| نظام التركيب | سكة DIN، ونظام قضبان التوزيع، وواجهة لوحة العدادات، والبيانات الأبعادية | يضمن التوافق الميكانيكي والكهربائي |
| العزل وتشغيل المستخدم | ملاءمة العزل المعلنة، والبيان، والقفل، وأحكام الختم | يمنع التعامل مع وظيفة تبديل غير محققة على أنها عزل |
| القبول الإقليمي | معيار VDE-AR-N 4100 الحالي، وTAB الخاص بمشغل الشبكة، ومتطلبات لوحة العدادات | يؤكد أن الترتيب مقبول لموقع المشروع |
يجب أن تحدد المواصفات النهائية المنتج بدقة، وليس مجرد “63 A SLS” أو “قاطع رئيسي”. كحد أدنى، يجب تسجيل المعيار، ورمز الطلب، والجهد، والتيار، والأقطاب، والخصائص، وقدرة القطع، ونظام التركيب، وعائلة الأجهزة المصبية، وحد الانتقائية، وحالة الحماية المنبعية.
اختبار إثبات عملي
قبل قبول جهاز مقترح كـ SMCB، اطرح أربعة أسئلة:
- ما هو معيار المنتج المعلن لهذا الطراز بالتحديد؟
- أين هو جدول الشركة المصنعة الذي يوضح الانتقائية مع قاطع الدائرة MCB المقترح في اتجاه الحمل؟
- إلى أي تيار قصر كهربائي محتمل يتم إعلان هذه الانتقائية؟
- هل تقبل قواعد المرافق الحالية، ولوحة العدادات، وقواعد التركيبات المحلية هذا الترتيب؟
إذا كانت إحدى هذه الإجابات مفقودة، فإن التصميم ليس جاهزاً ليتم وصفه كترتيب حماية رئيسي انتقائي معتمد. قد يمكن الحصول على الأدلة المفقودة، ولكن لا ينبغي استبدالها بافتراضات مبنية على العلامة التجارية، أو الحجم المادي، أو حرف منحنى الفصل، أو التصنيف بالأمبير.
الأسئلة المتداولة
هل SMCB هو نفسه MCB؟
لا. كلاهما يوفر حماية من التيار الزائد، ولكن SMCB مخصص لدور الخط الرئيسي في اتجاه المصدر مع سلوك انتقائي معلن بالنسبة لأجهزة الحماية الأخرى. يُستخدم MCB العادي عادةً للدوائر النهائية أو الفرعية. يمكن أن يكون MCB جزءاً من نظام انتقائي، لكنه ليس SMCB تلقائياً.
ماذا يعني اختصار SLS؟
SLS هو الاختصار الألماني الشائع الاستخدام لـ قاطع دائرة رئيسي انتقائي. في المواد الفنية باللغة الإنجليزية، المصطلح المقابل هو قاطع الدائرة الرئيسي الانتقائي أو SMCB.
هل يتم تركيب مفتاح SLS دائماً قبل عداد الكهرباء؟
يُستخدم بشكل شائع في جانب الشبكة، في المنطقة التي تسبق العداد في تركيبات العدادات الألمانية، ولكن الترتيب الدقيق يعتمد على قواعد التوصيل الحالية، ولوائح مشغل الشبكة (TAB)، ونظام لوحة العدادات، والمشروع. لا تعمم هذا الموقع على كل بلد.
هل يضمن قاطع الدائرة الأكبر الموجود في المنبع الانتقائية؟
لا. قد تساعد التيارات المقننة المختلفة في فصل خصائص الزمن والتيار، ولكن الانتقائية المضمونة تعتمد على تركيبة الأجهزة الدقيقة، ونطاق تيار القصر، وسلوك الفصل، وبيانات التنسيق الخاصة بالشركة المصنعة.
هل يمكن لـ MCCB أن يحل محل SMCB؟
ليس تلقائياً. قد يوفر قاطع الدائرة المصبوب (MCCB) حماية رئيسية مناسبة وتنسيقاً انتقائياً في نظام كهربائي صناعي مصمم هندسياً، ولكن هذا لا يثبت الامتثال لمعيار DIN VDE 0641-21 أو القبول لموضع لوحة عداد SLS الألماني. تحقق من معيار المنتج ومتطلبات التركيب المحلية.
هل قاطع الدائرة الانتقائي (SMCB) مطلوب خارج ألمانيا؟
ليس كقاعدة عامة. تستخدم الأسواق الأخرى ترتيبات مختلفة لحماية الخدمة، والقياس، وفصل التيار الرئيسي، والتنسيق. اتبع الكود المحلي المعمول به، وقواعد مرفق الكهرباء، وإطار عمل المنتج المعتمد.
المصادر التي تمت مراجعتها
- DKE — DIN VDE 0641-21:2018-09
- DIN Media — DIN VDE 0641-21:2018-09
- VDE Publishing House — نطاق معيار DIN VDE 0641-21
- VDE FNN — القواعد الفنية للتوصيل بالجهد المنخفض، VDE-AR-N 4100
- IEC — IEC 60898-1:2015
- IEC — IEC 60947-2:2024
- ABB — قواطع الدائرة الرئيسية الانتقائية (SMCBs)
- ABB — مبدأ التشغيل والبيانات الفنية لـ S750DR
- Hager — مفاتيح SLS لتركيبات المباني