إن تحديد هبوط الجهد (الفولتج دروب) مهم جداً في حساب التصميمات الكهربائية؛ لأنه يساعد في تحسين كفاءة الشبكة الكهربائية. وتحديده بدقة وفق معايير السعودية مهم جداً، إذ يساهم ارتفاعه أو انخفاضه بشكل كبير على أداء تشغيل الأجهزة الكهربائية وسلامة كافة المنظومة الكهربائية.
والمقصود بهبوط الجهد أو الفولتج دروب هو مقدار انخفاض الجهد الكهربائي الواصل إلى الحمل الكهربائي عن القيم اللازمة. ما يشكل خطورة على أداء الأجهزة الكهربائية.
ويصنف هبوط الجهد ضمن الحسابات الكهربائية المهمة التي لا يجب تجاهلها، وهي خطوة أساسية وفق معايير التصاميم الكهربائية السعودية.
ما هو هبوط الجهد الكهربائي؟
هبوط الجهد ببساطة هو النقص الحاد في قيمة جهد الشبكة الكهربائية بين المصدر الكهربائي والحمل الكهربائي. وغالباً ما يحصل هذا الفولتاج دروب بسبب مقاومة الكابل الكهربائي أو التحميل الكهربائي أو زيادة المسافة (زيادة طول الكابل).
ومن أكثر الأسباب الشائعة لحصول هبوط الجهد في شبكة الكهرباء:
- استعمال كابلات لا تتناسب مع مقدار التيار أو الحمل الكهربائي.
- زيادة طول الكابل الكهربائي.
- قدرة الأحمال العالية مقارنة بقدرة التوصيلات.
- ضعف الوصلات الكهربائية ووجود صدأ أو تآكل.
- التوسع غير المدروس للأحمال الكهربائية وسط بنية تحتية غير مناسبة.
ما هو هبوط الجهد المسموح به في السعودية؟
عند التعامل مع الكهرباء بشكل عام لا بد من الالتزام بمعايير الكود السعودي للكهرباء المستند جزئياً للكود الأمريكي، وغالباً ما تكون نسب الهبوط المسموح بها:
- 3%: يمثل الحد الأقصى المسموح به عند الفرع الواحد.
- 5%: يمثل الحد الأقصى لخط التغذية مع الفرع معاً.
وتناسب هذه القيم مع توصيات NEC 210.19(A) و NEC 215.2(A)، وهي متطابقة تماماً مع المعايير المستخدمة في مشاريع المباني والمنشآت لضمان كفاءة الجهد وسلامة كافة الأجهزة الكهربائية.
أسباب هبوط الجهد ومدى تأثيره على الأجهزة
إن هبوط الجهد له تأثير كبير على أداء تشغيل المحركات الكهربائية، فمثلاً قد يسبب ارتفاع حرارة المحرك ويقلل من مقدار عزمه، وكل ذلك يخفض من عمره الافتراضي.
كما يؤثر على الأجهزة الكهربائية وبالأخص الأجهزة الحساسة من انخفاض الجهد مثل أجهزة الحواسيب.
قد يهمك: تأثير هبوط الجهد على معامل القدرة
كيفية حساب هبوط الجهد
مبدئياً يمكن القول أن حساب هبوط الجهد يعتمد على عدة معطيات مثل قيمة التيار والمقاومة أو الممانعة وطول الكابل الكهربائي. وبمجرد تحديد هذه المعطيات يمكن استخدام المعادلة التالية:
حساب هبوط الجهد الكهربائي 1 فاز
هبوط الجهد = 2 × طول الكابل × التيار × المقاومة
ويمكن حساب نسبة هبوط الجهد كالتالي:
نسبة هبوط الجهد = (الهبوط ÷ جهد الشبكة) × 100
ولحساب هبوط الجهد في أنظمة 3 فاز نستخدم المعادلة التالية:
هبوط الجهد = جذر الثلاثة × طول الكابل × التيار × مقاومة الكابل
وغالباً ما يتم استبدال قيمة المقاومة بمعامل الهبوط الذي يرمز له بالحرف K، والذي نستخرجه من الجداول الخاصة بالكابلات ويتم حسابه كالتالي:
هبوط الجهد = (التيار × طول الكابل× معامل الهبوط) ÷ 100
للمزيد من التفاصيل: حساب هبوط الجهد في الكابلات
أهمية حساب هبوط الجهد أثناء التصميم الكهربائي
إن حساب هبوط الجهد الكهربائي المسموح به ضمن حسابات التصميم الكهربائي مهم جداً حيث يساعدنا في:
- اختيار مساحة مقطع الكابل الكهربائي المناسب.
- ضمان وصول قيمة الجهد الكهربائي المسموح به وفق معايير السعودية.
- تجنب الأعطال الكهربائية التي قد تحصل إذا لم يتم أخذ هبوط الجهد ضمن الاعتبار المسموح به.
نصائح لخفض هبوط الجهد الكهربائي
إليك أبرز النصائح التي يجب التقيد بها أثناء تنفيذ الأعمال الكهربائية وهي:
- تقصير المسافة بين مصدر الكهرباء والأحمال الكهربائية على قدر المستطاع.
- اختر كابلات كهربائية بمقاومة أقل مثل النحاس بدل الألمنيوم.
- تجنب ربط الكابلات بأسلوب رديء لا يتوافق مع معايير الكود السعودي للكهرباء.
- التوازن في توزيع الأحمال الكهربائية بين الدوائر الكهربائية.
نصائح لتجنب هبوط الجهد في شبكات الكهرباء المنزلية
قبل أن نختتم هذا الموضوع المهم ننوه إلى أمرين مهمين لكي تتفادي مشكلة هبوط الجهد في شبكات الكهرباء المنزلية والصناعية. أبرزها:
- اختيار مقطع الكابل الكهربائي المناسب: يتم ذلك وفق دراسات معمقة حول الحسابات الأولية وإجراء اختبارات مهمة للكابل. ونباء عليه يتم اختيار الكابل وفق التيار وطول المسافة وعدة عوامل أخرى وفق ما يتطلبه موقع التركيب.
- العناية بجودة الكابلات والتوزيعات الكهربائية، وإحكام الربط داخل اللوحات واختيار القواطع الكهربائية المناسبة وتوزيع الأحمال الكهربائية على الفازات بأسلوب فني متقن حتى لا يحصل تحمل على أحد الفازات الثلاثة.
قد يهمك: أضرار هبوط الجهد على الأجهزة الكهربائية وفاتورة الكهرباء
أسئلة شائعة حول هبوط الجهد الكهربائي
تعتمد السعودية على النظام المزدوج في تشغيل الأجهزة المنزلية (127 فولت-220 فولت. حيث يستخدم الجهد المنخفض 127 فولت للأحمال الخفيفة، في حين 220 فولت للأحمال الكبيرة مثل المكيفات والمضخات الكهربائية.
الجهد المعتمد في السعودية هو 127 فولت و220 فولت، ولكن في الأوان الأخيرة تتجه الأمور إلى تغيير قيم جهد التغذية ليصبح 220 فولت 1 فاز و 400 فولت لأنظمة 3 فاز. ويتم ذلك وفق خطة تندرج على عدة مراحل بحيث تبدأ بالمناطق الجديدة.
دوائر الإنارة 3% – دوائر القدرة 5% مثل المكيفات والمضخات.
المصدر: الشركة السعودية للكهرباء
