لماذا يصعد مفتاح الدائرة الكهربائية التبادلي بشكل متكرر؟
قد ينفجر جهاز حماية من الزيادات المفاجئة في الجهد الكهربائي (المعروف أيضًا باسم جهاز حماية من الزيادات أو SPD) بشكل متكرر لأسباب عديدة، والتي يمكن أن تكون مرتبطة بالتصميم والتثبيت والصيانة والعوامل البيئية الخارجية. فيما يلي بعض الأسباب الشائعة والشرح:
1. جودة ضعيفة للجهاز الواقي من الزيادات
التقييم الجهد غير كافٍ: إذا كان التقييم الجهد المعتمد للجهاز الواقي من الزيادات أو أعلى جهد مستمر للعمل (UC) أقل من الجهد الفعلي للنظام أو أعلى جهد معيب ممكن، فقد يتعرض لجهد زائد أثناء التشغيل العادي مما يؤدي إلى تلف متكرر أو انفجار.
عيوب تصنيع: قد تحتوي أجهزة الوقاية من الزيادات ذات الجودة المنخفضة على عيوب في المكونات الداخلية، مثل الفارستورات ذات الجودة السيئة أو اللحام المعيب، مما يؤثر على أدائها ويسبب فشلها تحت ظروف الزيادات.
2. نقص أو عدم صحة الحماية الأمامية
عدم وجود حماية احتياطية: وفقًا للمعايير، يجب تثبيت قاطع دوار أو دائرة كهربائية فوق الجهاز الواقي من الزيادات لمنع تدفق التيار المستمر للأعطال (أي التيار المتردد المتبع) إذا فشل الجهاز الواقي من الزيادات. بدون هذه الحماية، عندما ينهار الجهاز الواقي من الزيادات بسبب زيادة، يمكن أن يمر التيار المستمر للأعطال عبره، مما يسبب ارتفاع درجة الحرارة أو حتى حريق.
اختيار قاطع الدوار غير صحيح: حتى لو تم تثبيت قاطع دوار، فإن لم يكن التيار المعتمد له أو نوعه مناسبًا، فقد لا يقطع التيار المعطل في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى تحميل زائد وتلف الجهاز الواقي من الزيادات.
3. تأريض ضعيف
مقاومة التأريض عالية: يجب ربط سلك التأريض للجهاز الواقي من الزيادات بنظام تأريض موثوق به، مع مقاومة تأريض تتوافق مع المعايير (عادة أقل من 10 أوم). إذا كان التأريض ضعيفًا، لن يتمكن التيار الناتج عن الصواعق من التصريف بشكل فعال، وسيتحمل الجهاز الواقي من الزيادات جهدًا وتيارًا زائدًا، مما يؤدي إلى الانفجار المتكرر.
مواصفات سلك التأريض غير كافية: يجب أن يكون مساحة المقطع العرضي لسلك التأريض كافية (عادةً ما لا تقل عن 4 مليمتر مربع) لمعالجة تيار الصواعق. إذا كان سلك التأريض رقيقًا جدًا، فقد يسخن ويفشل أثناء الضربة الصاعقة، مما يؤثر على أداء الجهاز الواقي من الزيادات.
4. نشاط الصواعق المتكرر
مناطق معرضة للصواعق: في المناطق التي تشهد نشاط الصواعق المتكرر، خاصة حيث يتم تثبيت المعدات في الحقول المفتوحة أو على القمم الجبلية (مثل أنظمة الطاقة الشمسية أو المحطات الفرعية)، قد يتعرض الجهاز الواقي من الزيادات بشكل متكرر للصواعق. إذا كان مستوى حماية الجهاز الواقي من الزيادات غير كافٍ لمعالجة هذه الضربات المتكررة، فقد ينفجر بشكل متكرر.
الصواعق المحفزة: بالإضافة إلى الضربات المباشرة للصواعق، يمكن أن تؤدي الصواعق المحفزة إلى إدخال جهد زائد عبر خطوط الطاقة أو خطوط الاتصال. إذا كانت إجراءات الحماية المتعددة المستويات غير كافية، يمكن أن تسبب الصواعق المحفزة الجهاز الواقي من الزيادات بالعمل بشكل متكرر وينفجر في النهاية.
5. الزيادات الناتجة عن التبديل والجهد المؤقت
الزيادات الناتجة عن التبديل: عمليات التبديل في الدوائر الكهربائية الكبيرة، والاتصال أو القطع للأحمال الاستقرائية أو السعتية، والتبديل في الأنظمة الكهربائية الكبيرة أو المحولات يمكن أن ينتج عنها زيادات كبيرة في التبديل والجهد المؤقت. يمكن لهذه الجهود المؤقتة أن تتجاوز قدرة الجهاز الواقي من الزيادات، مما يؤدي إلى الانفجار المتكرر.
انحرافات الشبكة: في المناطق التي يكون فيها جهد الشبكة غير مستقر، خاصة حيث يحدث انحراف كبير في الجهد، يمكن أن يعمل الجهاز الواقي من الزيادات بشكل متكرر، خاصة إذا كان أعلى جهد مستمر للعمل قريب من نطاق الانحرافات الجهدية.
6. اختيار غير صحيح للجهاز الواقي من الزيادات
أعلى جهد مستمر للعمل (UC) غير صحيح: كما ذُكر سابقًا، يجب أن يكون UC للجهاز الواقي من الزيادات أعلى من أعلى جهد معيب ممكن في النظام. إذا كان قيمة UC منخفضة جدًا، فقد يتعرض الجهاز الواقي من الزيادات لجهد زائد أثناء التشغيل العادي، مما يؤدي إلى تلف متكرر.
الجهد المتبقي (Ures) غير صحيح: هو الجهد عبر الجهاز الواقي من الزيادات عند امتصاصه تيار الزيادة. إذا كان الجهد المتبقي مرتفعًا جدًا، فقد يضر بالمعدات اللاحقة؛ وإذا كان منخفضًا جدًا، فهذا يعني أن أعلى جهد مستمر للعمل للجهاز الواقي من الزيادات أقل، مما يجعله عرضة للانفجار المتكرر.
7. تصميم حماية متعددة المستويات غير متناسق
نقص في الحماية المتعددة المستويات: لحماية فعالة ضد الصواعق والجهد المؤقت، يجب تثبيت أجهزة وقاية من الزيادات متعددة المستويات في مراحل مختلفة من نظام الطاقة. إذا تم تثبيت مستوى واحد فقط من الحماية، أو إذا كان التنسيق بين المستويات ضعيفًا، فقد يتحمل جهاز وقاية من الزيادات واحد الكثير من طاقة الزيادة، مما يؤدي إلى الانفجار المتكرر.
مشكلات التنسيق: يجب أن تعمل أجهزة الوقاية من الزيادات المتعددة المستويات معًا، مع استجابة الجهاز الواقي من الزيادات في المرحلة الأولى أولاً لامتصاص معظم طاقة الزيادة، بينما يتعامل الجهاز الواقي من الزيادات في المرحلة الخلفية مع الطاقة المتبقية. إذا كانت أوقات الاستجابة أو قدرات امتصاص الطاقة للواقيات غير متناسقة، فقد يصبح أحد المستويات مفرط الحمل.
8. أجهزة وقاية من الزيادات قديمة أو تالفة
انتهاء فترة الخدمة: لدي أجهزة الوقاية من الزيادات عمر خدمة محدود، ومع مرور الوقت، قد تتدهور المكونات الداخلية (مثل الفارستورات)، مما يقلل من أدائها. قد لا يستطيع الجهاز الواقي من الزيادات القديم امتصاص طاقة الزيادة بفعالية، مما يؤدي إلى الانفجار المتكرر.
صيانة ضعيفة: من الضروري إجراء فحوصات وصيانة دورية للتأكد من أن الجهاز الواقي من الزيادات بحالة جيدة. إذا تم تجاهل الصيانة، فقد يفشل الجهاز الواقي من الزيادات بسبب تلف المكونات الداخلية أو الاتصال السيء.
9. العوامل البيئية الخارجية
درجة حرارة عالية: يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المرتفعة في الأداء للجهاز الواقي من الزيادات، مما يجعله يسخن وينفجر في النهاية. هذا خاصة صحيح لأجهزة الوقاية من الزيادات المثبتة في الخارج حيث تكون عملية التبريد ضعيفة.
الرطوبة والتآكل: يمكن أن تؤدي البيئات الرطبة أو الغازات المفسدة إلى تآكل غلاف الجهاز الواقي من الزيادات والمكونات الداخلية، مما يقلل من أداء العزل ويزيد من خطر حدوث قصر أو انفجار.
الحلول
اختيار الجهاز الواقي من الزيادات الصحيح: اختر جهاز وقاية من الزيادات ذو معلمات تقنية مناسبة (مثل أعلى جهد مستمر للعمل، الجهد المتبقي، والقدرة الإضافية المعتمدة) بناءً على مستوى الجهد للنظام وتواتر نشاط الصواعق واستقرار الشبكة.
ضمان التثبيت والتأريض الصحيح: قم بتثبيت الجهاز الواقي من الزيادات في المكان الصحيح وتأكد من وجود قاطع دوار أو دائرة كهربائية فوقه. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن نظام التأريض يتوافق مع متطلبات المعايير، مع مقاومة تأريض منخفضة.
تنفيذ حماية متعددة المستويات: قم بتثبيت أجهزة وقاية من الزيادات متعددة المستويات في مراحل مختلفة من نظام الطاقة لضمان التنسيق الصحيح وتوزيع فعال لطاقة الزيادة.
صيانة وفحص دوري: قم بفحص حالة الجهاز الواقي من الزيادات بشكل دوري واستبداله إذا ظهرت عليه علامات الشيخوخة أو التلف لضمان بقائه في أفضل حالة عمل.
