مشكلات وإحتياطات في تشغيل صناديق التوزيع

صناديق التوزيع الكهربائي الخارجية ذات الجهد المنخفض (والمشار إليها فيما يلي باسم "صناديق التوزيع") هي معدات توزيع ذات جهد منخفض تستخدم في أنظمة التغذية الكهربائية بجهد 380/220 فولت لتلقي وتوزيع الطاقة الكهربائية. عادة ما يتم تركيبها في مواقع مثل الجانب ذو الجهد المنخفض للمحولات التوزيعية. تتضمن الداخل عادة أجهزة حماية مثل المقاومات والواقيات من التسرب وأجهزة الحماية من الصدمات الكهربائية؛ وأجهزة تحكم مثل الملامسات والمفاتيح القاطعة ومفاتيح الحمل ومفاتيح الفصل؛ وأجهزة قياس مثل المحولات الكهربائية وأجهزة قياس الطاقة؛ وأجهزة التعويض مثل المكثفات. مع تنفيذ مشاريع بناء وتحديث الشبكات الكهربائية الحضرية والريفية، واستخدام صناديق التوزيع على نطاق واسع، والاستهلاك الاجتماعي المتزايد للطاقة الكهربائية، ظهرت مشاكل تشغيلية مختلفة بشكل متتابع تستدعي الانتباه.

1. ارتفاع درجة الحرارة الزائد يقلل من عمر الخدمة للمعدات الكهربائية داخل صندوق التوزيع

يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة المحيطة القصوى حول المعدات الكهربائية المصممة والتصنيع وفقًا للمعايير الوطنية 40 درجة مئوية أثناء التشغيل. ومع ذلك، بالنسبة لصناديق التوزيع التي تعمل تحت الشمس الحارقة في الصيف، بسبب تعرضها المباشر للشمس، وانعكاس الحرارة من الأرض الأسمنتية، وحرارة الأجهزة الداخلية، يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة داخل الصندوق 60 درجة مئوية. هذه الحرارة العالية يمكن أن تسبب بسهولة تآكل العزل وإحراق ملفات الكهرباء والأطراف. كما تزيد الحرارة العالية من مقاومة الاتصالات الكهربائية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة التسخين، مما يخلق دورة شريرة تؤدي في النهاية إلى إحراق الاتصالات. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر الحرارة الزائدة على استقرار خصائص الحماية، وموثوقية التشغيل، ودقة القياس. لذلك، يُوصى:

(1) اختيار صناديق التوزيع التي تحتوي على فتحات تهوية على الجانبين وقسم داخلي غير كامل لتسهيل التدفق الهوائي للتبريد.

(2) يجب أن يكون الجسم الخارجي للصندوق مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ بلون طبيعي، والذي يكون أقل عرضة للتآكل ويعكس الحرارة. إذا كان بالإمكان تطبيق طلاء عازل للحرارة بشكل دوري لتقليل الإشعاع الحراري، فإن النتيجة ستكون أفضل.

(3) بالإضافة إلى ضمان التهوية، يجب وضع الصندوق بحيث يتجنب أشعة الشمس المباشرة في منتصف النهار، ويجب أن تكون الأرض أسفله غير مرصوفة بالحصى.

(4) تجنب تحميل الأجهزة بشكل زائد خلال مواسم الحرارة العالية وتقليل الحرارة المنبعثة من الأجهزة داخل الصندوق.

2. الحماية من الصواعق محدودة بتثبيت أجهزة الحماية من الصواعق فقط على الجانب الوارد

عادةً ما يتم تثبيت المقاومات أو الأجهزة الأخرى بين الخطوط الواردة والخارجة والحافلة الداخلية في صندوق التوزيع. إذا تعرض أحد الخطوط الخارجة للصاعقة، مما يؤدي إلى انفجار المقاومة على الجانب الوارد أولاً، فإن الصندوق بأكمله يفقد الحماية من الصواعق. يتم تدمير العديد من صناديق التوزيع سنوياً بسبب الصواعق. يُوصى بتثبيت أجهزة الحماية من الصواعق أكسيد الزنك على جميع الجوانب الواردة والخارجة لصندوق التوزيع.

3. استخدام المنتجات غير المناسبة يزيد من معدل الفشل لصناديق التوزيع

من المستحسن اختيار منتجات عالية الجودة ومنخفضة المقاومة (مثل المقاومات ذات المقاومة المنخفضة)، والتي يمكن أن تقلل ليس فقط من الخسائر ولكن أيضًا من تراكم الحرارة داخل الصندوق، مما يطيل عمر الخدمة للمعدات. بالإضافة إلى ذلك، يجب زيادة الهامش السلامة لبعض المكونات بشكل مناسب. نظرًا للدرجة العالية للمحيط الداخلي، يجب زيادة هامش قدرة التوصيل للأقطاب بمقدار المواصفة واحدة على الأقل. دون تغيير التيار المقنن للمقاومة، يمكن اختيار حجم مادي أكبر قليلاً لحامل المقاومة لتقليل احتمال احتراق قاعدته.

4. تقنيات التركيب غير المناسبة تسبب ارتفاع درجة الحرارة وإحراق الاتصالات

بعض الكهربائيين، عند استبدال الأسلاك، لا يستخدمون رؤوس الضغط، بل يلتقطون الأسلاك المتفرعة ليشكلوا رأس ضغط للاتصال بالمسمار، مما يؤدي إلى إحراق الأسلاك بعد الاستبدال مباشرة. في الصناديق المصنعة من قبل بعض الشركات المصنعة، يتم تراكب الخطوط الفرعية وربطها مباشرة على الحافلة الرئيسية، مما يؤدي إلى تبريد ضعيف وأعطال متكررة تحت الأحمال الثقيلة. يُوصى بإضافة كتلة توزيع على جانب الحمل من الحافلة الرئيسية، مع ربط الخطوط الفرعية من هذه الكتلة. هذا يحسن التبريد والظهور والوضوح ويسهل التوصيل الآمن.

5. التشغيل دون فحص، مما يخلق مخاطر سلامة

على الرغم من أن المنتجات المقدمة من الشركات المصنعة تخضع للفحص الصارم في المصنع، إلا أن الاهتزازات الناجمة عن النقل والتعامل يمكن أن تسبب تخفيف بعض مسامير الاتصال عند الوصول. هذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الاتصالات السلكية بعد التشغيل مباشرة. يُوصى بإجراء فحص وإعادة التحكم قبل التشغيل.

6. قضايا أخرى

• موقع التثبيت غير المناسب: يؤثر الموقع غير المناسب على المناظر الحضرية ويجعل الصندوق عرضة للتلف الخارجي. يجب اختيار موقع مناسب باعتبار جميع العوامل.

• نظام التأريض غير الكافي: لا يزال بعض أنظمة TN-C (الاتصال الحيادي للحماية) يستخدم طريقة التغذية ثلاثية الأطوار رباعية الأسلاك. غالبًا ما يكون السلك الحيادي في الشبكة ذات الجهد المنخفض طويلًا وله مقاومة كبيرة. تحت الأحمال الثلاثية الأطوار غير المتوازنة، يتدفق التيار الصفر عبر الحيادي. بالإضافة إلى ذلك، بسبب العوامل البيئية وشيخوخة الموصلات والرطوبة، يمكن أن تخلق التسريبات الكهربائية حلقة عبر الحيادي، مما يجعله يحمل إمكانية، مما يكون ضارًا للتشغيل الآمن. يُوصى بتبني نظام TN-S (التغذية ثلاثية الأطوار خماسية الأسلاك). هنا، يكون الحيادي العامل والموصل الأرضي الواقي منفصلين، مما يعزل بشكل فعال الجهود الخطرة الممكنة في نظام TN-C ويحافظ على أسطح المعدات عند "إمكانيات الأرض"، مما يزيل الخطر.

• المسافات والتخصيصات غير الكافية: عدم وجود مسافة كافية بين الأجهزة وبين الأطوار، أحيانًا بدون نقاط قطع مرئية، يشكل مخاطر للكهربائيين ويمنع استبدال المقاومات أثناء الأمطار أو الضباب.

• نقص حماية فقدان الطور: غياب حماية فقدان الطور يؤدي إلى إحراق المحركات بسبب الفردية.

• استخدام أجهزة قياس غير الكترونية: بعض الصناديق تفتقر إلى أجهزة قياس الطاقة الإلكترونية، مما يمنع القراءة المركزية عن بعد.

• نقص الصيانة: بعض الصناديق تبقى مغلقة طوال العام دون فحص وصيانة روتينية.

يعتقد المؤلف أنه في المواقع التي تتطلب موثوقية عالية في التغذية الكهربائية أو لديها ظروف بيئية سيئة، يجب زيادة مواصفات صناديق التوزيع بشكل مناسب لتسهيل الصيانة؛ واستخدام تدابير التبريد القسري أو المكونات الكهربائية المقاومة للحرارة حيثما يكون ذلك ضروريًا لتقليل معدلات الفشل؛ وتثبيت المعدات الذكية لمراقبة بعيدة وإدارة ديناميكية لتحقيق تغذية كهربائية آمنة وعالية الجودة وموثوقة.