حل لاختيار المقاومات القائمة على الأسس العلمية في أنظمة التوزيع ذات الجهد المنخفض

 I. الخلفية والقضايا الحالية​
تهدف هذه الحل إلى تقديم أساس علمي لتصميم واختيار وشراء أجهزة الحماية الكهربائية من خلال مقارنة موضوعية بين خصائص الفيوزات والمفاتيح الكهربائية. يسلط الضوء على المزايا التي لا يمكن الاستغناء عنها وسيناريوهات تطبيق الفيوزات في الأنظمة التوزيعية الحديثة، مما يسمح بالتكوين الأمثل الذي يضمن السلامة والموثوقية والفعالية الاقتصادية.

​II. تحليل المزايا الأساسية للفيوزات (مقارنة بالمفاتيح الكهربائية)​​
ليست الفيوزات منتجات قديمة؛ بل توفر مزايا مميزة على المفاتيح الكهربائية في التطبيقات الخاصة:

1. ​اختيارية ممتازة: تحقيق الحماية الاختيارية الكاملة بين الفيوزات العلوية والسفلية أمر بسيط—فقط يتطلب الوفاء بنسبة الاختيارية 1.6:1 للتيار الزائد المحددة بواسطة المعايير الوطنية/الدولية (IEC) (أي أن التيار المقنن للفيوز العلوي ≥ 1.6 مرة من التيار المقنن للفيوز السفلي). تجعل هذه الخاصية الفيوزات ذات ميزة كبيرة لحماية الفروع التوزيعية الوسطى، مما يسمح بعزل العطل بدقة وتقليل نطاق انقطاع الكهرباء.
2. ​قدرة قوية على تقييد وقطع التيار: تعمل الفيوزات بشكل سريع للغاية أثناء أعطال القصر، مما يحد بشكل فعال من الذروة والطاقة للتيار القصير. عادة ما تكون قدرتها على القطع عالية (غالباً ما تتجاوز 100 كا)، مما يضمن القطع الموثوق لأعطال القصر المختلفة وحماية الدوائر والأجهزة.
3. ​التكلفة المنخفضة والحجم الصغير: عند التوازن بين التيار المقنن وقابليتها للقطع، تعتبر الفيوزات أقل تكلفة بكثير من المفاتيح الكهربائية (خاصة المفاتيح الكهربائية الاختيارية). كما أن حجمها الصغير يساعد في تحسين تخطيط المساحة داخل خزانات التوزيع.
4. ​الموثوقية العالية والتشغيل بدون صيانة: باعتبارها أجهزة حماية لمرة واحدة، تتميز الفيوزات بآلية تشغيل بسيطة ومباشرة دون مكونات ميكانيكية معقدة. توفر الموثوقية العالية وتتجنب المخاطر مثل الانغلاق الميكانيكي أو أعطال المكونات الإلكترونية التي قد تحدث في المفاتيح الكهربائية.

​III. السيناريوهات النموذجية وحلول الفيوزات​
بناءً على خصائصها التقنية، تعتبر الفيوزات حلولاً مثالية للسيناريوهات التالية:

1. ​حماية الفروع الوسطى:
• السيناريو: الفروع التوزيعية الموجودة بين المحول الرئيسي ودوائر النهاية في نظام التوزيع.
• الحل: استخدام الفيوزات في هذه المواقع يستفيد من اختياريتها المثالية للتنسيق مع المفاتيح الكهربائية الاختيارية العلوية أو الفيوزات، مما يضمن عزل العطل المحلي ويمنع التشغيل غير المقصود. هذا يحافظ على استمرارية الطاقة للأجزاء الأخرى من النظام بينما يقلل بشكل كبير من التكلفة الإجمالية بسبب المزايا الاقتصادية للفيوزات في التطبيقات الكبيرة.
2. ​حماية الخطوط الرئيسية ذات السعة الصغيرة إلى المتوسطة أو الخطوط الشعاعية:
• السيناريو: الخطوط الشعاعية أو الخطوط الرئيسية ذات السعة التيارية الصغيرة (على سبيل المثال، أقل من 300 أمبير) الممتدة من لوحة التوزيع ذات الجهد المنخفض.
• الحل: استخدام الفيوزات من نوع gG ذات قابلية القطع العالية توفر حماية موثوقة ضد الحمل الزائد وأعطال القصر. قابلية القطع العالية تضمن القطع الآمن حتى عند التركيب بالقرب من المحولات.
3. ​حماية دوائر المحركات:
• السيناريو: الدوائر النهائية التي تغذي المحركات، مثل تلك المستخدمة للمراوح والمضخات.
• الحل: يُنصح بشدة باستخدام الفيوزات من نوع aM (حماية المحركات) بدلاً من الفيوزات من نوع gG. تم تصميم الفيوزات من نوع aM خصيصًا لمعالجة تيارات بدء المحرك وأعطال القصر. يمكن اختيار التيار المقنن لها بقيمة أقل، مما يحسن بشكل كبير حساسية الحماية ضد أعطال القصر وضمان التنسيق الأفضل مع خصائص حماية الحمل الزائد للمقاومات الحرارية.
4. ​الحماية الاحتياطية:
• السيناريو: استخدامها بالاشتراك مع المفاتيح الكهربائية غير الاختيارية أو المفاتيح الحمل.
• الحل: الاستفادة من قابلية القطع العالية للفيوزات تعوض عن قابلية القطع المحدودة لمفاتيح كهربائية معينة (تقنية التسلسل) أو توفير وظيفة الحماية للمفاتيح الحمل، مما يشكل تركيبة حماية اقتصادية وعملية.

​IV. التوصيات والاعتبارات للتنفيذ​

1. ​الاختيار الصحيح:
• استخدام الفيوزات من نوع gG لحماية الخطوط العامة.
• استخدام الفيوزات من نوع aM حصريًا لحماية المحركات.
• الالتزام الصارم بنسبة الاختيارية 1.6:1 لتنسيق الأجهزة العلوية والسفلية لضمان الحماية الاختيارية.
2. ​معالجة القيود الفطرية:
• انصهار المرحلة الواحدة: لعدم وجود مرحلة واحدة في المعدات الثلاثية الأطوار الهامة، استخدم قواعد الفيوزات مزودة بأدوات ضغط وأجهزة ميكروتبديل إنذار. هذه الأجهزة تشير عندما ينفجر فيوز المرحلة الواحدة، مما يشعل مفتاحًا لقطع التيار الثلاثي الأطوار العلوي ومنع التشغيل بدون مرحلة للمحركات.
• صعوبة الاستبدال: قم بتثبيت الفيوزات في مواقع سهل الوصول إليها واحتفظ بروابط الفيوزات الاحتياطية. الحاجة للاستبدال بعد العطل توفر أيضًا إشارة واضحة للعطل.
3. ​تطوير المنتج:
• تحديث المعايير: قم بتحديث المعايير الوطنية للفيوزات بشكل فوري لتتوافق مع أحدث معايير IEC، مما يساهم في تحديث التكنولوجيا.
• تنوع المنتجات: قم بتطوير أنواع جديدة من الفيوزات لتوفير خيارات أوسع.
• حلول متكاملة: قدم المزيد من حلول خزانات/صناديق التوزيع القياسية التي تتضمن الفيوزات للتصميميين والمستخدمين للاختيار منها.

​V. الخلاصة​
تحتل الفيوزات مكانة مهمة في الأنظمة التوزيعية ذات الجهد المنخفض الحديثة بسبب مزاياها الفريدة، بما في ذلك الاختيارية الممتازة وقابلية القطع العالية والتكلفة المنخفضة والموثوقية العالية. ليست الفيوزات مخصصة لـ "استبدال" المفاتيح الكهربائية ولكن لـ "تكملتها".

الحل العلمي هو استخدام المفاتيح الكهربائية الاختيارية القوية في بداية النظام والدوائر الحرجة بينما يتم استخدام الفيوزات عالية الأداء بشكل نشط لعدد كبير من الفروع الوسطى والدوائر النهائية المحددة (مثل المحركات). هذا التكوين الهجين المتدرج للأجهزة الحامية يضمن بناء نظام توزيع جهد منخفض آمن ومعتمد وفعال اقتصاديًا.

​