لا يحدد تصنيف المقاومة الكهربية لوحدة التحكم مدى خطورة حدوث حدوث تسرب كهربائي في موقع العمل. وتكتسب هذه الفروق أهمية عند استبدال المعدات أو تغيير إمدادات المرافق أو مراجعة إعدادات الموصلات. قد يكون لمفتاح الحماية القدرة الكافية على قطع التيار الكهربائي، في حين أن التركيب لا يزال يشكل خطراً كبيراً بسبب تعرضه لحادث تسرب كهربائي. وتتحدى الإرشادات العامة الصادرة عن OSHA أيضاً الافتراض القائل بأن الجهد المنخفض يعني خطراً ضئيلاً. لذلك، فإن السؤال المفيد للمهندسين والمشترين هو أكثر تحديدا من سؤال ما إذا كان التصنيف المناسب للمكونات: أي ظروف التشغيل، والأجهزة الوقائية، ومواضع العمل قد تم تقييمها؟ يوضح هذا المقال كيفية نشأة الدائرة الكهربائية، وكيف يقدر الاستطلاع التعرض، وما هي السجلات التي يجب أن تتوافق عليها قبل أن تكون نتائجها مدعومة بخطة عمل.
أن فلاش القضيب هو إطلاق طاقة حرارية وإضاءة شديدة من قوس كهربائي؛ قد يصاحبه الضغط والصوت والمواد المنفجرة. تُعرّف الطاقة الحادثة التعرض الحراري عند مسافة معينة، وليس التيار الذي يمكن لفرملة الكهرباء أن تمنعه. يوفر معيار IEEE 1584-2018 نماذج لحسابات انفجارات القوس، مع حدود تطبيق يجب على مهندس الدراسة التحقق منها. تعتمد النتائج على النظام الكهربائي، وهندسة المعدات، والمسافة المتبقية أثناء العمل، ووقت إزالة الحماية. ولا يُسمح بالعمل تحت تأثير طاقة كهربائية. ابدأ بالتحقق من أن المخطط أحادي الخط، وإعدادات الحماية الفعلية، وتنظيم المعدات تتوافق مع الدراسة، ثم قم بتطبيق الإجراءات المتعلقة بالسلامة الكهربائية.
كيف تبدأ عملية التعرُّض الكهربائي؟
تفرّق الهواء عادةً بين الأجزاء السليكونية. ويمكن أن يتشكل قوس عندما تنكسر هذه الفواصل، وتنتقل الكهرباء عبر مسار مشعّ. قد تؤدي العزل المكسور والتلوث والوصلات المتدهورة أو الاتصال العرضي إلى بدء النشاط. قد يؤدي وجود اتصال فضفاض أولاً إلى تسخين وتلف محليين، بدلاً من حدوث خلل واضح بمرور التيار العالي. ويتمثل مهمة التحقيق في تحديد الحالة المسببة؛ ولا يعطي حساب انبعاثات الصواعق توقعاً بشأن أي وصلة ستتوقف بعد ذلك.
التقارُب الكهربائي كما يحدث عن قصد داخل معدات مصممة لقطع التيار. إن المنحنى الموجه داخل مفتاح قطع التيار المناسب بشكل صحيح هو حالة مختلفة عن المنحنى غير المقصود داخل الغلاف الخارجي أو عبر كابلات مكسوة. التفسير اختلال خط الأضلاع في مفتاح مغلق الفراغ يصف هذه العملية التبديلية المحددة. وجودها لا يشكل دليلاً على أن التركيب المحيط به مقاوم لخلل الدائرة الداخلية.
أمانة شؤون العمل إرشادات بشأن مخاطر الصواعق الكهربائية يعتبر التعامل مع تعرضات الجهد المنخفض والافتراضات الخاطئة بشأن إبطال التشغيل أمراً مهماً من الأمور العملية. ويقتضي إزالة المخاطر وجود ظروف عمل موثقة، وليس استنتاجاً مستمدًا من بطاقة الجهد أو مفتاح التحكم المفتوح.
لماذا يختلف التيار الكهربائي عند حدوث ماس كهربائي عن الطاقة المتولدة؟
التيار الكهربائي المتاح في حالة قصور التيار هو التيار الذي يمكن أن يقدمه الإمداد في حالة عطل في ظل ظروف محددة. الطاقة الحادثة هي الطاقة الحرارية التي تصل إلى سطح على مسافة محددة أثناء حدوث حدوث الدائرة الكهربائية. هذه المقادير تستجيب لأسئلة مختلفة وتتضمن وحدات مختلفة. لا يمكن قراءة قيمة القدرة على كسر التيار كنتيجة لتقييم الطاقة الحادثة.
| الكمية | ما الذي يفسرها | ما لا يستطيع أن يثبته بمفرده |
|---|---|---|
| الحالة الكهربية القصوى المتاحة | ما هو التيار الزائد الذي يمكن أن توفره الشبكة في هذا الموقع؟ | التعرض الحراري في وضع العمل |
| تقييم البرايكر مقطوع | ما هي المهام المحددة التي يمكن أن يتوقف بها مفتاح الحماية في ظل ظروف التصنيف المعمول بها؟ | خط حدود الانفجار الكهربائي في التركيب أو الاحتياطات المطلوبة للعمل |
| الطاقة الحادثة | ما هو التعرض الحراري المتوقع عند المسافة المحددة والظروف المقيّمة؟ | احتمالية حدوث خلل أو الحماية من كل تأثير انفجاري |
| حدود الانفجار الكهربائي | في أي مسافة تصل التعرض الحراري المقدر إلى الحد المحدد؟ | حد خطة الصدم الكهربائي |
إن وجود تيار كهربائي أعلى لا يعني تلقائيًا أن النتيجة هي أسوأ في مجال الطاقة الناجمة عن الحادث. ففي حالة حدوث تيار كهربائي أقل، قد يظل هذا التيار في جزء أبطأ من الخصائص الواقية. وإذا استمر المنحنى الكهربائي لفترة أطول، فإن هذه الفترة الأطول من التعرض قد تفوق التخفيض في التيار. توضيح تطبيق IEEE 1584 يصف هذا التفاعل بين الوقت الحالي ووقت التصفية. يجب على المهندس تقييم الحالات التشغيلية المعمول بها والاستجابة الوقائية بدلاً من اختيار أكبر مساهمة في عطل الخدمة فقط.
ما هي المعلومات التي ينبغي إدراجها في دراسة تسرب الكهرباء؟
من المفيد دراسة عن انبعاثات الصدم الكهربائي تبدأ العملية بنموذج نظام قابل للتتبع. تحتاج هذه العملية إلى أكثر من مجرد جدول بيانات يتضمن تصنيفات البطاقات الاسمية. يجب أن يصف النموذج المصادر التي تغذي العطل، والمقاومة بين تلك المصادر والمعدات، والتصميم المناسب للجهاز، وكيفية إزالة الحماية الفعالة للحدث.
| تسجيل لجمع البيانات | لماذا يهم الأمر | فحص قبول مفيد |
|---|---|---|
| الرسم البياني الحالي لخط واحد وبيانات المصدر | يحدد مسارات الإمداد ومساهمة الأعطال | تأكيد وجود ترتيبات تشغيل بديلة طبيعية وموثوقة |
| بيانات المحولات والكابلات وغيرها من المقاومات | تؤثر على التيار المحسوب في الجهاز | تمييز السجلات المعتمدة عن التقديرات |
| نماذج الأجهزة الواقية والإعدادات الفعلية | يحدد الاستجابة لحالة التيار المسقط المحسوبة | تثبيت الأجهزة المعتمدة وملفات الإعداد المعتمدة |
| تكوين المعدات ومسافة العمل | يؤثر على الطريقة التي يقدر بها النموذج التعرض | تأكيد قابلية التطبيق على الحاوية والمهام الفعلية |
| معلومات تشغيل وصيانة الكابينة | يدعم سلوك التصفية المتوقع | تصحيح العيوب التي قد تؤدي إلى إبطال افتراض التوقيت |
الرجل الرسمي صفحة منشور IEEE 1584-2018 يحدد الدراسة بأنها طريقة حساب لمسافة الخطر والطاقة المتولدة، كما يوفر رابطًا للإصلاحات. يجب أن تحدد الدراسة الطريقة والنسخة المستخدمة، ومدى تطبيقها، وأي انحرافات أو افتراضات. يجب ألا يتم التوسع بشكل عشوائي في طريقة معينة لنظام التيار المتردد لتشمل تكوينات مختلفة أو أنظمة أو ترتيبات لمعدات مختلفة.
كيف يغير وقت إزالة الحماية النتيجة؟
ينتهي الفاصل الزمني المعني عندما يتم قطع التيار المفقود، وليس عندما يكتشفه جهاز التتابع للمرة الأولى. وتندرج الكشف والتأخير المتعمد، وتشغيل الإخراج ودائرة الرحلة، وفتح المفتاح ووقف الدائرة، في نطاق التقييم عند الاقتضاء. ولا يجعل وصف جهاز التتابع بأنه “فوري” أن عملية إزالة العطل الكاملة تستغرق وقتًا صفريًا. تفسير طاقة الحادث يحدد المسافة التي يجب أن يتم العمل بها، والجهد، وتيار الخطأ المتاح، ووقت الإزالة كمدخلات للدراسة.
تخدم تنسيق الحماية أيضاً استمرارية الإمدادات. إذ إن تأخير الجهاز في الجزء العلوي من التسلسل قد يحافظ على الانتقائية، لكن يجب التحقق من تأثير ذلك على التعرض في الجهاز المعني. المقال حول تنسيق تصنيف مفاتيح الحماية والحماية يشرح لماذا يجب مراجعة واجبات المعدات وإعداداتها الحماية معًا. إن تغيير الإعدادات ببساطة لتحقيق قيمة محسوبة أصغر قد يؤدي إلى حدوث مشكلة حماية مختلفة.
تعتمد الدراسة التي تفترض التشغيل الفوري أيضًا على حالة المعدات. ولا يكفي وجود إعداد موثَّق إذا لم تتمكن إحدى مكونات الإمداد أو الآلية أو أي جزء آخر من سلسلة التوصيل من أداء الوظائف المحددة. تخطيط صيانة مفاتيح الدائرة الفراغية يسهم في ربط سجلات الخدمة بالاستجابة الوقائية المفترضة. ينبغي مناقشة معلومات الصيانة مع مهندس الدراسة بدلاً من التعامل معها كأوراق إدارية غير ذات صلة.
ما هي التغييرات التي ينبغي أن تتسبب في استعراض الدراسة؟
قد تؤثر مستوى خطأ الجهاز الجديد، واستبدال المحولات، وتغيير مسار التغذية، أو إضافة توليد للطاقة، أو تغيير ترتيب الأنابيب، على النموذج. قد تؤثر إعدادات الصمامات المنقحة أو وجود جهاز وقائي بديل على وقت التصفية، حتى لو كان الدائرة الرئيسية تبدو كما هي دون تغيير. ينبغي إجراء مراجعة لتحديد الأسباب التي تغيرت وما هي المواقع التي تحتاج إلى إعادة حسابها.
تضمن عملية التسليم العملي الاحتفاظ بالرسمة المعتمدة وتنزيل ملف التعديلات وتقرير الحسابات ومعرفات المعدات. وإذا تغيرت إحدى السجلات، فيمكن للمالك تتبع العواقب. وهذا أكثر فائدة من تلقي عبارة مفردة دون أي طريقة لتحديد الشبكة التي يمثلها.
تتصدى البنية المقاومة للأعمدة إلى سؤال مختلف. يعتمد أداء التجمع الفعلي على تصنيفه وظروف تركيبته، بما في ذلك التكوينات المشمولة بالاختبار. ولا يزيل هذا الأمر حدوث الدخان الكهربائي أو يمنح إذنًا للعمل الكهربائي. عطل الدائرة الداخلية في التجمع يُعرِّف تدابير الحماية من التدابير التي تقلل مدة الدائرة.
ما الذي يطرحه القراء على الآخرين حول انفجار الدائرة الكهربائية؟
ما هو فلاش القضبان؟
إنها عملية الإطلاق الحراري والضوئي المرتبطة بالخط الكهربائي. قد تحدث هذه الظاهرة أيضًا ضغطًا وصوتًا ومواد متفجرة. لا تحدد حسابات الطاقة الحرارية الحادثة كل آلية إصابة محتملة.
كيف تبدأ الدائرة الكهربية؟
تبدأ العملية عندما يتم إنشاء مسار موصل عبر فجوة عازلة. قد تكون تلف العازلة والتلوث والاتصالات المتدهورة أو المعطلة من الأسباب المحتملة؛ ويجب التحقيق في السبب المحدد.
هل يمكن أن يحدث تسرب الكهرباء دون حدوث ماس كهربائي؟
نعم. يمثل عيب الربط بالمسامير اتصالًا موصلًا صلبًا مع مقاومة عيب ضئيلة. يمر الدائرة الكهربية عبر مسار ملوّث، وقد يكون له كثافة تيار مختلفة واستجابة وقائية مختلفة.
ما هي المعلومات اللازمة لدراسة انبعاثات الصدمات الكهربية؟
عادةً ما تكون هناك حاجة إلى مخططات شبكة كهربائية حالية وبيانات المصدر ومقاومة العزل والأجهزة الوقائية المثبتة وإعداداتها، وعناصر هندسة المعدات، ومسافات العمل وحالات التشغيل. ويحدد المهندس المدخلات الدقيقة ويحسب أوجه عدم اليقين.
كيف يؤثر وقت التبريد على طاقة الحادث؟
مع استمرار بقاء الظروف دون تغيير، فإن المنحنى المستدام الأطول يزداد عموماً من التعرض الحراري. وتستخدم الدراسة زمن التخلل عند التيار الحراري المقدر، والذي قد يختلف عن زمن التيار عند حدوث الانفجار.
هل يزيل معدات التبديل المقاومة للأشعة الكونية خطر حدوث فلاش الأشعة؟
لا. إن أدائه الوقائي يتوقف على التجميع والتركيب المعملين. ولا يمنع حدوث كل عطل، ولا يحل محل التقييم ولا يزيل متطلبات السلامة الكهربائية.
متى يجب مراجعة تقييم انبعاثات الصمامات الكهربائية؟
استعرضها عند حدوث تغييرات في تكوين النظام أو إمداداته أو معداته أو إعداداته للحماية أو ظروف العمل ذات الصلة، وفي الفترات المطلوبة بموجب برنامج ومعايير السلامة المعمول بها. لا تفترض أن عبارة "علامة جديدة" تعني نظامًا معدلاً.
كيف تختلف دراسة تسرب الكهرباء عن دراسة حدوث ماس كهربائي؟
يحدد دراسة تسرب الكهرباء تيارات الأعطال المحتملة في حالات محددة. وتستخدم دراسة إنذار الصواعق بيانات كهربائية ومعدات ذات صلة، بالإضافة إلى استجابة الحماية والمسافة المتبقية، لتقدير التعرض الحراري والحدود.
المراجع
- أوسا: مخاطر الصواعق الكهربائية والتوجيهات المتعلقة بالشركات المرتبطة بها.
- IEEE 1584-2018: دليل لأداء حسابات مخاطر الانفجار الكهربائي, ، معلومات نشرة والتصحيحات.
- دليل التثبيت الكهربائي من شنايدر إلكتريك: الحماية من أعطال الدائرة الداخلية.
- ايتون: مدخلات دراسة تقليل طاقة الصواعق ودرجة الطاقة المتولدة منها.
- ايتون: استكشاف تحديثات IEEE 1584 وخصائص التيار والوقت.
ملخص
لا يكتفي تقييم حدوث شرارة الكهرباء إلا بتعريف النظام المثبت والظروف التي يعمل فيها الأشخاص. ابدأ بالتحقق من سجلات التزويد بالمولدات والمعدات، ثم تحقق من استجابة الحماية عند مستويات الجهد الكهربائي التي تحدث فيها حدوث شرارة الكهرباء. يجب أن تظل قدرة العزل الحراري والحماية من الصدمات ومواصفاتها مستقلة عن بعضها البعض. قبل قبول الملصقات المنقحة، يجب تحديد المخططات والإعدادات وافتراضات الصيانة التي تدعمها؛ قبل البدء بالعمل، يجب تحديد الحالة الآمنة المطلوبة من خلال إجراءات الموقع المعتمدة. معلومات عن منتج قاطع الفراغ الخارجي ZW20 تعد هذه الوحدة مرجعًا أساسيًا لمشروع التوزيع، في حين تظل دراسة النظام والأمان في الموقع مسؤولياتًا منفصلة. يُرجى الحصول على وثائق المعدات ذات الصلة مبكرًا حتى يتم تقييمها ضمن الاستعراض الهندسي الأوسع نطاقًا.