خطاهای اصلی تشدیدکننده خطرات حرارتی در تابلو فشار ضعیف

هارمونیک‌ها، اتصالات و محفظه؛ سه منشأ مهم گرما

منبع اصلی گرما در تابلو، تلفات مقاومتی I²R است؛ بنابراین افزایش جریان، تولید گرما را به نسبت مربع جریان بیشتر می‌کند. در کنار آن، فیوزها، کلیدهای اتوماتیک کمپکت و هوایی و بوبین کنتاکتورها و رله‌ها نیز هنگام کار گرما تولید می‌کنند. میدان متغیر اطراف شینه‌های حامل جریان AC نیز در قطعات فرومغناطیسی نزدیک می‌تواند تلفات گردابی و هیسترزیس ایجاد کند.

نادیده‌گرفتن بارهای غیرخطی مانند درایوهای کنترل دور، روشنایی LED، یو‌پی‌اس و رایانه‌ها یکی از خطاهای مهم طراحی است. هارمونیک‌های تریپلن، به‌ویژه مرتبه‌های سوم، نهم و پانزدهم، در هادی نول با یکدیگر جمع می‌شوند و ممکن است جریان شینه نول را تا ۱۷۳ درصد جریان فاز افزایش دهند. هارمونیک‌های فرکانس بالاتر نیز با تشدید اثر پوستی، مقاومت مؤثر AC و گرما را بالا می‌برند.

اتصال شل، اکسیدشده یا با گشتاور نامناسب نیز نقطه داغ موضعی می‌سازد. حتی افزایش مقاومت در حد چند میکرو اهم در اتصالی با جریان ۲,۰۰۰ آمپر می‌تواند صدها وات گرما تولید کند. چرخه انبساط و انقباض حرارتی، اتصال را به‌تدریج شل‌تر کرده و خطر گریز حرارتی را افزایش می‌دهد؛ ازاین‌رو بی‌توجهی به کنترل گشتاور و ترموگرافی دوره‌ای، خطای نگهداری مهمی است.

شرایط محیطی و پیامدهای افزایش دما

درجه حفاظت بالاتر همیشه به معنای وضعیت حرارتی بهتر نیست. محفظه کاملاً بسته IP65 ورود آب و گردوغبار را محدود می‌کند، اما هوا را نیز محبوس می‌سازد؛ در مقابل، IP20 با دریچه‌های بزرگ‌تر خنک‌کاری همرفتی بهتری دارد ولی تجهیزات داخلی را بیشتر در معرض عوامل محیطی قرار می‌دهد. اگر تابلوی طراحی‌شده برای محیط ۴۰°C در اتاقی با دمای ۵۰°C کار کند، یا در ارتفاع بالاتر از ۲,۰۰۰ متر نصب شود، کاهش ظرفیت نامی برای مهار گرمای بیش از حد ضرورت پیدا می‌کند.

افزایش هر ۱۰°C بالاتر از حد نامی ماده، طبق قاعده مبتنی بر معادله آرنیوس، می‌تواند عمر مورد انتظار عایق را نصف کند؛ برای نمونه، عمر ۲۰ساله عایق کابل در ۹۰°C، در ۱۰۰°C به ۱۰ سال و در ۱۱۰°C به ۵ سال کاهش می‌یابد. خرابی عایق همچنین می‌تواند به قوس الکتریکی با دمای بیش از ۳۵,۰۰۰°F معادل ۱۹,۴۰۰°C منجر شود. گرمای داخلی بالا حتی پیش از خرابی شدید، احتمال قطع ناخواسته کلیدهای حرارتی-مغناطیسی را افزایش می‌دهد.

این خبر برای خریداران و مهندسان صنعتی چه معنایی دارد؟

در انتخاب و بهره‌برداری از تابلو فشار ضعیف، بررسی هارمونیک بار، ظرفیت شینه نول، درجه حفاظت، تهویه، دمای محیط و ارتفاع نصب باید هم‌زمان انجام شود. انطباق طراحی با حدود افزایش دمای IEC 61439 یا UL 891 و برنامه‌ریزی کنترل گشتاور و ترموگرافی دوره‌ای می‌تواند بر قابلیت اطمینان تجهیزات و زمان توقف تأسیسات اثر مستقیم بگذارد.