حماية من البرق الكهربائي | -تقنية إزالة القوس النشطة

الوميض الكهربائي هو أحد أكثر الحوادث الصناعية تدميراً قد تواجهها. في لحظة، يمكن أن يتم تدمير معدات التوزيع الكهربائية الخاصة بك، وتضرر المعدات التابعة بشكل كبير، وإغلاق العمليات لمدة أيام أو أسابيع، وإصابة العاملين بجروح خطيرة أو الموت.

في بعض المرافق أو التطبيقات، يكون خطر الوميض الكهربائي منخفضاً جداً؛ يمكن استخدام معدات التوزيع الكهربائية التقليدية (غير محمية من الوميض الكهربائي) مع خطر ضئيل. ومع ذلك، في معظم التطبيقات، من الأفضل بكثير الاعتماد على المعدات التي تحتوي على ميزات مصممة لتخفيف مخاطر الوميض الكهربائي - توفير "تأمين حكيم" ضد العواقب الكارثية لحادث ومض.

إن إمكانية الدمار هائلة. الطاقة المنبعثة خلال ومض كهربائي في معدات التوزيع الكهربائية بـ 11 كيلوفولت تعادل الطاقة اللازمة لإطلاق ستة مركبات فضائية. يمكن للحرارة أن تصل إلى 20,000 درجة مئوية - خمسة أضعاف حرارة سطح الشمس - قادرة على تحويل المعادن إلى غاز.

قد تكون أعطال الومض نادرة، ولكنها تمثل الأكثر خطورة من نوع الأعطال التي يمكن أن تحدث في نظام معدات التوزيع الكهربائية. الأسباب المحتملة متعددة، بما في ذلك الخطأ البشري (الأكثر شيوعاً)، والفشل الفني/المعداتي، والعوامل البيئية.

يمكنك اختيار العديد من الطرق لتقليل خطر الضرر والإصابة بسبب الوميض الكهربائي. ثلاثة من أشهر هذه الطرق موضح أدناه.

حماية الومض الكهربائي الداخلي السلبية

مع حماية الومض الكهربائي الداخلي السلبية، يتم قطع عطل الومض بعد حدوثه بواسطة أجهزة الحماية التقليدية. يتراوح الوقت المتوسط بين بدء الومض وقطع الجهاز من 100 إلى 1,000 ميلي ثانية (ملث) - تقريباً في غمضة عين، والتي يُقاس عادةً بين 100 إلى 400 ملث.

على الرغم من أن هذا المدة قصيرة للغاية، إلا أن حادث الومض سيتسبب بالتأكيد في ضرر كافٍ لكي يتطلب إصلاح أو استبدال أجزاء معدات التوزيع الكهربائية. وقد يتأثر أيضاً عمليات الإنتاج التي تعتمد على معدات التوزيع الكهربائية بشدة.

تحتوي معدات التوزيع الكهربائية مع حماية الومض الكهربائي الداخلي السلبية على نوع من نظام الأنابيب الذي يوفر "طريق الهروب" للغازات ذات الضغط والحرارة العالية والسمية محتملة. تتضمن بعض معدات التوزيع الكهربائية أنبوباً يؤدي إلى منطقة خارجية. يتم استخدام هذا الحل عادةً في الغرف الصغيرة لمعدات التوزيع الكهربائية. إذا كانت معدات التوزيع الكهربائية موجودة في غرفة أكبر أو بعيدة عن الجدران الخارجية، فقد ينتهي نظام الأنابيب إلى الغرفة حيث تم تثبيت معدات التوزيع الكهربائية.

تساعد كلتا الاستراتيجيتين في تقليل أو القضاء على طرد غازات الومض من الأمام من معدات التوزيع الكهربائية، مما يساعد في تقليل خطر الإصابة المحتملة. كما يساعدان في تشتت الضغط الانفجاري، مما يقلل من الأضرار الداخلية لمعدات التوزيع الكهربائية.

قطع الومض الكهربائي الداخلي النشط

في معدات التوزيع الكهربائية المجهزة بقطع الومض الكهربائي الداخلي النشط، تعمل دائرة الحماية بشكل مستقل عن جهاز الحماية. الوقت النموذجي لقطع الومض حوالي 60-80 ملث، وهو مجموع الوقت المطلوب لاكتشاف الومض وبدء التشغيل في الفاصل الكهربائي وإكمال عملية الفاصل.

تكنولوجيا الاستشعار ترسل إشارة إلى الفاصل الكهربائي العلوي لقطع الدائرة، واكتشاف الومض بسرعة كبيرة. طريقتان شائعتان لاكتشاف الومض هي أجهزة استشعار التيار وأو أجهزة الاستشعار الضوئية التي "ترى" الومض. وقت الاستجابة أسرع من حماية الومض الكهربائي الداخلي السلبية، لكنه لا يزال غير كافٍ لمنع الأضرار والإصابات المحتملة بشكل كبير.

من المعروف أن الفواصل الكهربائية ذات الربيع يمكن أن تزيد من وقت القطع مع مرور الوقت، مما يؤدي إلى زيادة زمن إخماد الومض. أوقات القطع الأطول مرتبطة مباشرة بأضرار الومض الكهربائي. هذا ليس مشكلة مع الفواصل الكهربائية المغناطيسية، والتي لا تبطئ مع مرور الوقت.

إلغاء الومض النشط

الطريقتان السابقتان تساعدان في تقليل الأضرار والإصابات المحتملة بسبب الأقواس الكهربائية، ولكن من المهم ملاحظة أنهما راجعتان فقط - يستجيبون فقط بعد حدوث الومض. الطريقة الثالثة، وهي إلغاء الومض النشط، مصممة بحيث تستجيب بسرعة كبيرة بحيث يمكنها تقريباً القضاء على الومض تماماً.

تقنياً، مثل الطرق السابقة، تستجيب أيضاً للوميض بعد حدوثه، ولكن استجابتها سريعة جداً بحيث يكون الأضرار لمعدات التوزيع الكهربائية عادةً ضئيلة، ومخاطر الإصابة للعاملين ضئيلة أو غير موجودة. تحقق من استجابة أسرع بكثير - عادة أقل من 1.5 ملث ولا تتجاوز 4 ملث. بدلاً من تشغيل الفاصل الكهربائي العلوي، فإنه يستخدم مفتاح التأريض السريع جداً (UFES) لبدء قصر دارة ثلاثي الأطوار عند حدوث عطل ومض.

يعمل UFES، مع اكتشاف العطل سريع وموثوق به عبر طرق الاستشعار المختلفة، على ضمان إطفاء عطل الومض تقريباً فور حدوثه. وهذا يؤدي إلى تقليل كبير في الحرارة والضغط. إعادة ضبط معدات التوزيع الكهربائية عادة ما يتطلب فقط مسح الداخل واستبدال عناصر التبديل الرئيسية - وكل ذلك يمكن عادةً إكماله في بضع ساعات.

ملخص

إذا اندلع حريق في منزلك، فإن وجود نظام كشف وإشارة يحذر فوراً إدارة الحريق ويجلبهم في دقائق هو أمر مطمئن. ولكن سيكون أكثر طمأنينة أن يكون لديك نظام يمنع اندلاع الحريق أساساً. هذا مماثل لما يميز إلغاء الومض النشط عن طرق إدارة عطل الومض الأخرى.

إلغاء الومض النشط يعتبر ربما أفضل طريقة لتقليل مخاطر الومض الكهربائي، رغم أنه يأتي بتكلفة أعلى قليلاً مقارنة بطرق الحماية الأخرى. بالنسبة لمعدات التوزيع الكهربائية التي تفتقر لأي تصميم حماية من الومض، فإن إلغاء الومض النشط يعتبر استثماراً صغيراً نسبياً مقارنة بقيمة معدات التوزيع الكهربائية التي يحميها. عند تقييم التكلفة مقابل الفائدة، من المهم أيضاً النظر في التكاليف الإضافية الناشئة عن انقطاع الإنتاج أو العملية بعد حدوث حادث ومض.

لتقديم أعلى مستوى من الحماية للعاملين ومعدات التوزيع الكهربائية الخاصة بك، ولتقليل خطر انقطاع العمليات، فإن إلغاء الومض النشط عبر مفتاح التأريض السريع جداً هو الخيار الصحيح لمعدات التوزيع الكهربائية الخاصة بك.