دروس الأجهزة

تُحدد فئات الأجهزة (المعروفة أيضًا بفئات الحماية ) التدابير اللازمة لمنع حدوث جهد تلامس خطير على الأجزاء غير الموصولة بالتيار الكهربائي، مثل الغلاف المعدني أو الهيكل ، للجهاز الإلكتروني. في صناعة تصنيع الأجهزة الكهربائية، تُعرَّف فئات الأجهزة التالية في معيار IEC 61140 وتُستخدم للتمييز بين متطلبات توصيل التأريض الوقائي للأجهزة.

لا تحتوي هذه الأجهزة على وصلة تأريض وقائية، وتتميز بطبقة عزل واحدة فقط بين الأجزاء الموصلة للتيار والأجزاء المعدنية المكشوفة. إن سُمح باستخدامها أصلاً، فإن أجهزة الفئة 0 مخصصة للاستخدام في المناطق الجافة فقط. قد يتسبب عطل واحد في حدوث صدمة كهربائية أو أي حادث خطير آخر، دون أن يؤدي ذلك إلى تشغيل أي مصهر أو قاطع دائرة تلقائيًا. وقد حُظر بيع هذه الأجهزة في معظم أنحاء العالم لأسباب تتعلق بالسلامة، على سبيل المثال في المملكة المتحدة بموجب المادة 8 من لوائح معدات الجهد المنخفض (السلامة) لعام 1989 ، وفي نيوزيلندا بموجب قانون الكهرباء . ومن الأمثلة الشائعة على أجهزة الفئة 0 أضواء الزينة القديمة الخاصة بعيد الميلاد . ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة شائعة في بعض  الدول التي تستخدم جهد 120 فولت، وفي معظم  الدول النامية التي تستخدم جهد 230 فولت، سواء كان ذلك مسموحًا به رسميًا أم لا. لا يتم توصيل هيكل هذه الأجهزة بالأرض. في العديد من البلدان، يكون قابس أجهزة الفئة 0 مصممًا بحيث لا يمكن إدخاله في مقابس مؤرضة مثل مقابس Schuko . قد يؤدي تعطل مثل هذا الجهاز في مكان توجد فيه أجهزة مؤرضة إلى حدوث صدمة كهربائية قاتلة إذا لامسها الشخص. أي جهاز من الفئة 1 سيتصرف كجهاز من الفئة 0 عند توصيله بمأخذ غير مؤرض.

لا يقتصر تصنيف الأجهزة من الفئة الأولى على العزل الأساسي فحسب، بل يشمل أيضًا توصيل الغلاف والأجزاء الموصلة الأخرى بموصل أرضي منخفض المقاومة. لذا، يجب توصيل هيكل هذه الأجهزة بالأرض الكهربائية ( أو التأريض) بواسطة موصل أرضي منفصل ( لونه أخضر/أصفر في معظم الدول، وأخضر في الهند والولايات المتحدة وكندا واليابان ) . ويتم التوصيل الأرضي بواسطة كابل رئيسي ثلاثي الموصلات، ينتهي عادةً بموصل تيار متردد ثلاثي الأطراف يُوصل بمأخذ التيار المتردد المناسب.

صُممت المقابس بحيث يكون التوصيل بموصل التأريض الواقي هو أول توصيل عند توصيلها بالكهرباء، ويكون أيضاً آخر توصيل يتم فصله عند إزالة القابس. ^{[ 1 ]}

يؤدي عطل في الجهاز يتسبب في ملامسة موصل كهربائي حي للغلاف إلى تدفق تيار في موصل التأريض. إذا كان هذا التيار كبيرًا بما يكفي، فإنه سيفصل جهاز الحماية من التيار الزائد ( الفيوز أو قاطع الدائرة ) ويقطع التيار الكهربائي. يجب أن يكون زمن الفصل سريعًا بما يكفي لمنع حدوث رجفان أذيني إذا كان شخص ما يلامس الغلاف في ذلك الوقت. يحدد هذا الزمن، بالإضافة إلى قيمة التيار، الحد الأقصى المسموح به لمقاومة التأريض. لتوفير حماية إضافية ضد الأعطال ذات المعاوقة العالية، يُنصح عادةً باستخدام جهاز التيار المتبقي (RCD)، المعروف أيضًا باسم قاطع دائرة التيار المتبقي (RCCB)، أو قاطع دائرة التسرب الأرضي (GFCI)، أو قاطع دائرة التيار المتبقي المزود بحماية مدمجة من التيار الزائد (RCBO)، والذي يفصل التيار الكهربائي عن الجهاز إذا لم تكن شدة التيار في قطبي مصدر الطاقة متساوية ومتعاكسة.

التركيبات الكهربائية التي يتم فيها توصيل الهيكل بالأرض عبر طرف توصيل منفصل، بدلاً من توصيله عبر كابل التيار الكهربائي الرئيسي. وهذا يوفر فعلياً نفس خاصية الفصل التلقائي التي توفرها الفئة الأولى، للأجهزة التي تُصنف عادةً ضمن الفئة صفر.

يستخدم الجهاز الكهربائي من الفئة الثانية أو المعزول عزلًا واقيًا معززًا بالإضافة إلى العزل الأساسي. ولذلك، فقد صُمم بطريقة لا تتطلب توصيلًا آمنًا بالأرض الكهربائية .

الشرط الأساسي هو ألا يؤدي أي عطل منفرد إلى كشف جهد كهربائي خطير قد يتسبب في صدمة كهربائية ، ويتحقق ذلك دون الاعتماد على غلاف معدني مؤرض. ويتحقق هذا عادةً، جزئياً على الأقل، بوجود طبقتين من مادة عازلة بين الأجزاء الموصلة للتيار والمستخدم، أو باستخدام عزل مُعزز.

في أوروبا ، يجب أن يحمل الجهاز ذو العزل المزدوج علامة الفئة الثانية أو علامة العزل المزدوج ، أو رمز العزل المزدوج: ⧈ (مربع داخل مربع آخر). وبناءً على ذلك، لا ينبغي توصيل الجهاز بموصل أرضي لأن غلافه ذو المقاومة العالية لن يتسبب إلا في تيارات أعطال منخفضة لا تستطيع تشغيل قاطع التيار المنصهر. ^{[ 1 ]}

عادةً ما يتم تصنيف مصادر الطاقة المعزولة AC/DC (مثل شواحن الهواتف المحمولة) على أنها من الفئة الثانية، مما يعني أن أسلاك خرج التيار المستمر معزولة جلفانيًا عن مدخل التيار المتردد.

تحذير: يجب عدم الخلط بين التسمية "الفئة الثانية" والتسمية "الفئة 2"، حيث أن الأخيرة لا علاقة لها بالعزل (فهي تنبع من معيار UL 1310، الذي يحدد حدودًا لأقصى جهد/تيار/طاقة خرج).

تحتوي هذه الأجهزة على تأريض وظيفي (FE). يختلف هذا عن التأريض الوقائي في أنه لا يوفر حماية من الصدمات الكهربائية الناتجة عن الجهد الخطير. مع ذلك، فهو يُساعد في تخفيف التشويش الكهرومغناطيسي (EMI). وهذا أمر بالغ الأهمية في تصميم الأجهزة الصوتية والطبية. ولأنها تتضمن عزلًا مزدوجًا، فلن يلامس المستخدمون أي أجزاء موصلة للتيار الكهربائي.

صُممت الأجهزة من الفئة الثالثة لتُغذى من مصدر طاقة منفصل ذي جهد منخفض للغاية ( SELV ). يكون الجهد الناتج من مصدر SELV منخفضًا بما يكفي بحيث يمكن للشخص، في الظروف العادية، أن يلامس موصلًا كهربائيًا بأمان دون التعرض لخطر الصدمة الكهربائية. ولذلك، لا تُشترط ميزات السلامة الإضافية المطلوبة للأجهزة من الفئتين الأولى والثانية. تحديدًا، صُممت أجهزة الفئة الثالثة بدون موصل أرضي، ويجب عدم توصيلها بتأريض مصدر طاقة SELV. ^{[ 1 ]} بالنسبة للأجهزة الطبية، لا يُعتبر الامتثال لمعايير الفئة الثالثة حماية كافية، علاوة على ذلك، تُطبق لوائح صارمة على هذه الأجهزة. ^{[ 2 ]}

لا يضمن تصنيف الفئة الثالثة سلامة الجهاز من أي جانب سوى خطر الصدمة الكهربائية. فحتى مع الفولتية المنخفضة، قد يؤدي سوء الاستخدام أو الاستخدام غير المقصود (مثل الفك أو التركيب غير الصحيح ^{[ 3 ]} ) إلى نتائج خطيرة. ورغم أنه لا يُفترض وجود خطر التعرض لصدمة كهربائية من أجهزة الفئة الثالثة، إلا أنه يجب مراعاة المخاطر الكهربائية الأخرى (مثل ارتفاع درجة الحرارة والحرائق). فعلى سبيل المثال، قد يُصنّف جهاز كمبيوتر محمول أو هاتف جوال ضمن أجهزة الفئة الثالثة إذا تم شحنه عبر محول SELV خارجي، حتى وإن كانت بطاريته الداخلية تُشكّل خطرًا للحريق.

• التبديل المزدوج
• رمز IP
• قابس الطاقة الرئيسي
• اختبار الأجهزة المحمولة

• IEC 61140: الحماية من الصدمات الكهربائية - الجوانب المشتركة للتركيب والمعدات. اللجنة الكهروتقنية الدولية. 2001. (سابقًا: IEC 536-2: تصنيف المعدات الكهربائية والإلكترونية فيما يتعلق بالحماية من الصدمات الكهربائية، 1992)
• BS 2754  : 1976 (1999): مذكرة. بناء المعدات الكهربائية للحماية من الصدمات الكهربائية.