|
[[ملف:Solid-state-contactor.jpg|thumb| مرحلان إستاتيكيان يعملان على 25 [[أمبير]] و 40 [[أمبير]]]]
'''المرحلالمرحِّل'''<ref>[http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=151-13-31 الهيئة الكهروتقنية الدولية] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180103011729/http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=151-13-31 |date=03 يناير 2018}}</ref> هو [[مقلاد|مفتاح كهربائي]] يفتح ويغلق دارة تسمى دارة القدرة تحت تحكم [[دائرة كهربائية|دائرة]] أخرى تسمي دائرة التحكم، فهو إذًا يؤدي وظيفة العزل الكهربي أو ما يعرف باسم العزل الغلفاني بين الدائرتين.
== مبدأ عمل المرحل ==
يعتمد المرحل في عمله على ملف مغناطيسي يقوم بجذب التلامسات (مفتايحمفاتيح) المتحركة لتفصل أو تصل التيار فيها.
* يتكون المرحل مبدئيامبدئيًّا من [[مغناطيس كهربي|كهرمغنطيس]] يقوم بتطبيق قوة على التلامسات المتحركة أثناء تغديته.
* تتم تغدية الكهرمغنطيس، حسب الحاجة، إما بتوتر جدجهد منخفض (48v, 24v, 12v أو أقل) [[تيار مستمر|مستمر]] أو [[تيار متردد|متردد]]، أو بتوتر منخفض (400v, 230v)
* يمكن أن يحتوي المرحل على مفتاح واحد أو عدة مفاتيح تكون إما ''مغلقة عادة'' أو ''مفتوحة عادة'' وتصمم هذه القاطعات أخداأخذًا بعين الاعتبار قيمة التيار القصوى المطلوب وكذلك فرق الجهد القصويالقصوى الذيالذى يجب أن تتحمله.
* ولأنه يحتوي أجزاء حركية، يأخد المرحل مدة زمنية لفتح وغلق [[قاطع تيار|القاطع]].
* يمكن لمرحل أن يكون أحادي الاستقرار أو ثنائي الاستقرار.
=== اشتغال أحادي الإستقرارالاستقرار ===
تجذب الملامسات عند تغدية الوشيعة، وتعود لحالتها الأصلية بمجرد سحب التغذية،
=== اشتغال ثنائي الإستقرارالاستقرار بملف واحد ===
عند تغذية الملف تنجذب الملامسات، ولكن حتى وإن أزيلت التغذية تبقيتبقى الملامسات كما هي بفضل نظام ميكانيكي يمنع العودة، ولاسترجاع الحالة البدئية، غالباغالبًا يتم ذلك بعكس قطبية التغذية الكهربائية.<ref name="ll">Sinclair, Ian R. (2001), Sensors and Transducers (3rd ed.), Elsevier, ISBN 978-0-7506-4932-2</ref>
=== اشتغال ثنائي الإستقرارالاستقرار بملفين ===
يتم تنشيط الملف الأول لجذب القاطعات، وتبقى على حالها رغم قطع التغذية عنه، ولاسترجاع الحالة البدئية يجب تنشيط الملف الثاني.<ref name=ll/>
== استعمالات ==
* الوظيفة الأولية للمرحل هي فصل دوائر التحكم عن دوائر القدرة، مثلامثلًا من أجل قيادة تيار أو توتر مرتفع انطلاقاانطلاقًا من إشارة تحكم ضعيفة نسبيانسبيًّا.
* في العديد من التطبيقات يأمن المرحل سلامة العمال وأيضاوأيضًا سلامة الأجهزة.
* يمكن أيضاأيضًا استعمال المرحلات لتصميم [[إلكترونيات رقمية|الوظائف المنطقية]] كما في أوائل الحواسيب.
== خلفية تارخية ==
مرت طرق تصنيع المرحلات بعدة أجيال بدءابدءًا من الأجهزة الكهرومغناطيسية مرورامرورًا بأجهزة الوقاية الإستاتيكية وانتهاءاوانتهاءً بأجهزة الوقاية الرقمية
=== الأجهزة الكهرومغناطيسية ===
[[ملف:Relay Parts.jpg|thumb|300px|المرحل الكهرومغناطيسي.]]
كما هو واضح من الاسم فإن فكرة عمل الجهاز تعتمد على إستغلالاستغلال خاصية أن [[تيار كهربائي|التيار الكهربي]] الذي يمر في ملف ينشأ دائمادائمًا [[حقل مغناطيسي|مجالامجالًا مغناطيسيامغناطيسيًّا]] مصاحبامصاحبًا له، وتصاحبه أيضاأيضًا [[حقل مغناطيسي|قوة مغناطيسية]] يمكنها أن تجذب ذراع حديدية وتحركها . وتستغل هذةهذه [[حقل مغناطيسي|القوة المغناطيسية]] لتؤثر على قرص حديدي قابل للدوران فتجعلةفتجعله يدور .
ويستفاد من الحركة في كلا النوعين في غلق [[دائرة كهربائية|دائرة كهربية]] أخرى ( هي دائرة تشغيل [[قاطع تيار|قاطع التيار]] ) . وبما أن القوة التي ستحرك الذراع، أو تدير القرص تتناسب طرديباطرديًّا مع شدة [[تيار (توضيح)|التيار]] المار في [[ملف (توضيح)|الملف]] ,. وبالتالي في الظروف الطبيعية، حيث [[تيار (توضيح)|التيار]] قيمته صغيرة فإن هذةهذه القوة لن تكون كافية لتحريك الذراع أو إدارة القرص لغلق الدائرة . بينما في حالة الأعطال، حيث ترتفع قيمة [[تيار (توضيح)|التيار]] بشدة فستكون هذه القوة كافية لعمل الحركة المطلوبة وغلق دائرة تشغيل [[قاطع تيار|قاطع الدائرة]] .
'''المميزات'''
وتتميز هذةهذه النوعية من الأجهزة بأنها مستقرة دائما،دائمًا، ولا تتأثر بالهزات التي قد تحدث في الشبكة، كما أن [[هندسة كهربائية|المهندسين]] قد إكتسبوااكتسبوا خبرات كبيرة في التعامل مع هذةهذه الأجهزة طوال سنوات طويلة، وهذا يفسر السبب في بقائها في الخدمة رغم ظهور أجيال كثيرة حديثة بعدها .
'''العيوب'''
يعيب هذةهذه الأجهزة البطء النسبي في الاستجابة بسبب أن الأجزاء المتحركة لها [[قصور ذاتي|عطالةعَطالَة]] ( طاقة مختزنة ) فتحتاج لوقت لبدء الحركة، كما أنها تحتاج لصيانة منتظمة للأجزاء المتحركة، وتحتاج لمعايرة من فترة لأخرى لضمان دقة القياس .
=== الأجهزة الإستاتيكية ===
[[ملف:Solid state relay.jpg|thumb|250px|مرحل إستاتيكي]]
ظهر الجيل الثاني من المراحل في أوائل [[عقد 1960|الستينات]] ,، وكان أهم ما يميزه هو إستغناؤهاستغناؤه عن الأجزاء المتحركة المستخدمة في الجيل السابق، والتي كانت تمثل مصدرامصدرًا للأخطاء في عمل الأجهزة . وقامت فكرة عمله على مقارنة قيمة [[تيار (توضيح)|التيار]] المار ب[[دائرة كهربائية|الدائرة]] بحدود ضبط معينة، فإذا تعدى [[تيار (توضيح)|التيار]] المار ب[[دائرة كهربائية|الدائرة]] قيم الضبط المستخدمة فإن الريلايالمرحل يرسل إشارة فصل إلى [[قاطع تيار|قاطع التيار]].<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-5/solid-state-relays/ Solid-state Relays] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180103133507/https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-5/solid-state-relays/ |date=03 يناير 2018}}</ref>
ولكن يعيب هذةهذه الأنواع انهاأنها كانت تتأثر بتغير [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] وبالتالي فهي غير مستقرة، ولذلك لم تستمر هذةهذه النوعية طويلا،طويلًا، حيث ظهر في أواخر [[عقد 1960|الستينات]] وأوائل [[عقد 1970|السبعينات]] الجيل الثالث من المراحل، وهو ما يعرف بأجهزة الوقاية الرقمية .
=== الأجهزة الرقمية ===
[[ملف:Protective relay.jpg|thumb|مرحل رقمي]]
استطاع هذا الجيل أن يتغلب على كافة المشاكل التي واجهت الأجيال السابقة، ولذا فهي النوعية السائدة الآن في سوق أجهزة الوقاية . والفكرة الأساسية لهذةلهذه التكنولوجيا الجديدة هي تحويل إشارات [[جهد كهربائي|الجهد]] و[[تيار (توضيح)|التيار]] إلى أرقام تخزن في ذاكرة [[حاسوب|الكومبيوترالكمبيوتر]] مع تحديثها بصفة مستمرة خلال فترات زمنية صغيرة جداجدًّا تصل إلى 1 [[مليمتر|ملم]] [[ثانية]].<ref>[https://ieeexplore.ieee.org/document/4073852/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4073852&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=4073852&productsMatched=null&userType=inst fault protection with a digital computer] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200315012950/https://ieeexplore.ieee.org/document/4073852/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=4073852&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=4073852&productsMatched=null&userType=inst |date=15 مارس 2020}}</ref>
وبما أنه يستحيل تخزين كل القيم التي يتم قراءتها، فإنه يتم تخزين دورة أو اثنين من [[جهد كهربائي|الجهد]] و[[تيار (توضيح)|التيار]] فقط، وكلما جاءت قيمة جديدة فإنها تحذف أقدم قيمة مخزنة.<ref>[https://ieeexplore.ieee.org/document/1601707/?arnumber=1601707 a digital computer system for ehv substation] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200502205424/https://ieeexplore.ieee.org/document/1601707/?arnumber=1601707 |date=2 مايو 2020}}</ref> ثم يتم بواسطة برنامج الوقاية المخزن بالجهاز تتبع التغير في قيم هذةهذه الإشارات من خلال المعادلات، وبناءوبناءً على حجم التغير الذي يظهر من القيم الرقمية يمكن تحديد ما إذا كان هناك عطل أم لا .
وقد تطور هذا الجيل بعد ذلك، وأمكن إستحداث إمكانات جديدة لجهاز الوقاية لم يكن ممكناممكنًا تنفيذها من قبل مثل تغير قيم ضبط الجهاز أوتوماتيكياأوتوماتيكيًّا. ثم حدث التطور الأكبر حيث أمكن تبادل المعلومات بين أجهزة الوقاية الرقمية شيئاشيئًا سهلاسهلًا مما أحدث ثورة في إمكانات هذةهذه النوعية من الأجهزة وقدرتها على اكتشاف الأعطال وتصنفيها بدقة هائلة .
=== المرحل الرقمي قابل التغير ===
[[ملف:ACRelay.jpg|thumb|200px|مرحل يعمل بتقنية [[معالج دقيق|المعالج الدقيق]]]]
في أواخر [[عقد 1980|الثمانينيات]] بدأ التفكير يتجه إلى زيادة الاستفادة من الخبرات التي جناها العاملون في مجال الوقاية الرقمية، والاستفادة من تكنولوجيا [[معالج دقيق|المعالج الدقيق]] المستخدمة في هذةهذه الأجهزة، حيث كان حتى هذةهذه الفترة لا تزال أجهزة الوقاية الرقمية تقلد مثيلتها القديمة مع بعض التحسينات.<ref>[https://ieeexplore.ieee.org/document/193942/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=193942&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=193942&productsMatched=null&userType=inst adaptive transmission system relaying] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200502205419/https://ieeexplore.ieee.org/document/193942/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=193942&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=193942&productsMatched=null&userType=inst |date=2 مايو 2020}}</ref>
وكان من أهم التطورات التي أدخلت في هذا المجال إدخال إمكانية تعديل قيم الضبط اوتوماتيكيا،أوتوماتيكيًّا، لا سيما وأن المرحل لديةلديه كافة المعلومات عن الشبكة . وكان التحدي هو كيفية التمييز بين الزيادة الطبيعية في [[حمل كهربي|الحمل]] ,، وبين العطل الذي ينشأ تياراتيارًا قريباقريبًا من [[تيار (توضيح)|تيار]] [[حمل كهربي|الحمل]].<ref>[https://ieeexplore.ieee.org/document/193943/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=193943&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=193943&productsMatched=null&userType=inst adaptive transmission relaying concepts for improved performance] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200315012928/https://ieeexplore.ieee.org/document/193943/?url=http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=193943&userType=inst&denyReason=-133&arnumber=193943&productsMatched=null&userType=inst |date=15 مارس 2020}}</ref>
=== المرحل متعدد الوظائف ===
في [[عقد 1990|التسعينات]] ,، ظهر تطور جديد على أجهزة الوقاية الرقمية، حيث بدأت الشركات المنتجة في إدغام العديد من أجهزة الوقاية في جهاز واحد . وكانت فلسفة ذلك أن الجسم الخارجي لكل الأجهزة الرقمية يكاد أن يكون متشابه،متشابهًا، والاختلاف بينهم فقط يكون في البرنامج المخزن به، ومع التطور في تقنيات التخزين صار ممكناممكنًا تخزين العديد من البرامج الممثلة لأجهزة مختلفة داخل مرحل واحد . ولذلك تم تسميتةتسميته بالمرحل متعدد الوظائف .
== انظر أيضاأيضًا ==
* [[مغناطيس|مغناطيس كهربائي]]
| 