ارتفاع درجة الحرارة (الكهرباء)

ارتفاع درجة الحرارة ظاهرةٌ تحدث نتيجة ارتفاع درجة حرارة الدائرة الكهربائية . يُسبب ارتفاع درجة الحرارة تلفًا لمكونات الدائرة، وقد يؤدي إلى نشوب حريق أو انفجار أو إصابات. عادةً ما يكون التلف الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة غير قابل للإصلاح، والطريقة الوحيدة لإصلاحه هي استبدال بعض المكونات.
الأسباب
عند ارتفاع درجة الحرارة، ترتفع درجة حرارة الجزء فوق درجة حرارة التشغيل . يمكن أن يحدث ارتفاع درجة الحرارة في الحالات التالية:
- إذا تم إنتاج حرارة بكمية أكبر من المتوقع (كما هو الحال في حالات قصر الدائرة، أو تطبيق جهد كهربائي أعلى من الجهد المقنن)، أو
- إذا كان تبديد الحرارة ضعيفًا، بحيث لا يتم تصريف الحرارة المهدرة المنتجة بشكل طبيعي بشكل صحيح.
قد يحدث ارتفاع درجة الحرارة نتيجة أي عطل عرضي في الدائرة الكهربائية (مثل قصر الدائرة أو شرارة كهربائية)، أو نتيجة تصميم أو تصنيع خاطئ (مثل عدم وجود نظام تبريد مناسب). وبسبب تراكم الحرارة، يصل النظام إلى حالة توازن بين تراكم الحرارة وتبديدها عند درجة حرارة أعلى بكثير من المتوقع.
التدابير الوقائية
استخدام قاطع الدائرة أو المصهر

يمكن تركيب قواطع الدائرة الكهربائية على أجزاء من الدائرة الكهربائية، موصولةً على التوالي مع مسار التيار الذي ستؤثر عليه. إذا مرّ تيار كهربائي أعلى من المتوقع عبر قاطع الدائرة، فإنه "يفصل" الدائرة ويوقف التيار تمامًا. يُعدّ المصهر نوعًا شائعًا من قواطع الدائرة الكهربائية، ويعتمد في عمله على التأثير المباشر لتسخين جول . يُركّب المصهر دائمًا على التوالي مع مسار التيار الذي سيؤثر عليه. يتكون المصهر عادةً من سلك رفيع. عندما يمرّ تيار كهربائي أعلى من التيار المقنن عبر المصهر، ينصهر السلك ويقطع الدائرة.
استخدام أنظمة تبديد الحرارة
تستخدم العديد من الأنظمة فتحات أو شقوق تهوية في صندوق الجهاز لتبديد الحرارة. وغالبًا ما تُثبّت مشتتات حرارية على أجزاء الدائرة التي تُنتج معظم الحرارة أو المعرضة لها. كما تُستخدم المراوح في كثير من الأحيان. وتُحفظ بعض الأجهزة ذات الجهد العالي مغمورة في الزيت. وفي بعض الحالات، قد يتطلب الأمر نظام تبريد مثل مكيفات الهواء أو مضخات التبريد الحرارية لإزالة الحرارة الزائدة .
التحكم ضمن تصميم الدوائر
أحيانًا، تُصمم دوائر خاصة لغرض استشعار درجة الحرارة أو الجهد والتحكم بهما. وتُستخدم أجهزة مثل الثرمستورات ، والمقاومات المعتمدة على الجهد ، ومنظمات الحرارة ، وأجهزة الاستشعار مثل مقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، لتعديل التيار وفقًا لظروف مختلفة مثل درجة حرارة الدائرة وجهد الإدخال.
التصنيع السليم
لأغراض محددة في قطعة من المعدات الكهربائية أو جزء منها، تُستخدم مواد ذات نوع وحجم محددين، وبمواصفات مناسبة للجهد والتيار ودرجة الحرارة. ولا تُخفض مقاومة الدائرة الكهربائية إلى أدنى حد ممكن. أحيانًا، توضع بعض المكونات داخل اللوحة والعلبة، مع الحفاظ على مسافة مناسبة بينها، لتجنب التلف الناتج عن الحرارة أو قصر الدائرة. ولمنع قصر الدائرة، تُستخدم أنواع مناسبة من الموصلات الكهربائية والمثبتات الميكانيكية.
معرض
مصهر صغير ذو تأخير زمني لقطع تيار 0.3 أمبير عند 250 فولت بعد 100 ثانية، وتيار 15 أمبير عند 250 فولت في 0.1 ثانية.
حوامل فيوزات قابلة لإعادة التوصيل من MEM (30 أمبير و 15 أمبير)
مصهر عالي الجهد 115 كيلوفولت بالقرب من محطة توليد الطاقة الكهرومائية
أنواع مشتتات الحرارة ذات الزعانف الدبوسية والمستقيمة والمتوهجة
رسم توضيحي متحرك لمشتت حراري ذي زعانف دقيقة مع المقطع الحراري وحركة تدفق الهواء- محول زيت مزود بمبادلات حرارية مبردة بالحمل الحراري الهوائي
مقاومة الطاقة
منظم حرارة ثنائي المعدن للمباني
آلية داخلية لمنظم حرارة بالمللي فولت
مخطط توضيحي لمبدأ عمل منظم الحرارة ذي الشريط المعدني الثنائي
رسم متحرك يوضح مبدأ عمل الشريط ثنائي المعدن
ملف ثنائي المعدن يتفاعل مع الولاعة
ثلاثة مقاومات حرارية ومقاومة URDOX .
المقاوم المتغير لأكسيد المعدن (مقاوم يعتمد على الجهد)
مقاوم متغير عالي الجهد
مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء
يؤدي قصر الدائرة الناتج عن زيادة الجهد إلى تدمير الدائرة المتكاملة.- يُعد التسخين الجولي أو التسخين المقاوم مفيدًا في بعض الأحيان، كما هو الحال في ملفات التسخين. لكن التسخين الجولي يحدث، إلى حد ما، في جميع الأجزاء الموصلة للدائرة الكهربائية.
صورة حرارية بالأشعة تحت الحمراء لمحرك
قوس كهربائي (شرارة) بين سلكين. قد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة الحرارة واشتعال النار.- على الأسلاك غير المعزولة، سهّلت الأشجار حدوث ماس كهربائي أثناء العواصف.
يحدث الاشتعال داخل محرقة النفايات بسبب الكهرباء، وفي هذه الحالة يكون متعمداً. وقد يحدث الشيء نفسه في دائرة كهربائية أو مبنى.
انظر أيضاً
- التبريد النشط
- تبريد هوائي بمروحة
- شاشة الموت الزرقاء
- تبريد الكمبيوتر
- حريق هائل
- سائل التبريد
- هانغ (الحوسبة)
- مبادل حراري
- أنبوب حراري
- مضخة حرارية
- تقليل الحرارة
- موزع الحرارة
- تبريد الزيت
- المشعاع
- قوة التصميم الحراري
- الإدارة الحرارية للأجهزة والأنظمة الإلكترونية
- إدارة الحرارة في مصابيح LED عالية الطاقة
- المقاومة الحرارية في الإلكترونيات
- الهروب الحراري
- التبريد الكهروحراري
- زيت المحولات
- مقياس السلك
مراجع
- http://www.ufba.org.nz/images/documents/hazardsandsafeguards.pdf مؤرشف بتاريخ 9 أكتوبر 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
- "تصنيف أنماط ارتفاع درجة الحرارة الكهربائية - شركة إعادة اعتماد الأجهزة الكهروميكانيكية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2016 .
- إلكتروتكنيك. "ما هي أسباب ارتفاع درجة حرارة المحولات؟" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2016 .
- "أساسيات ارتفاع درجة حرارة الأجهزة الكهربائية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2016 .
- http://www.testequipmentdepot.com/application-notes/pdf/power-quality/case-study-the-overheating-transformer_an.pdf مؤرشف بتاريخ 7 أكتوبر 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
- "بروتكتوواير | الشركة الرائدة عالميًا في أنظمة الكشف عن الحرارة الخطية" . بروتكتوواير .
- http://www.mirusinternational.com/downloads/hmt_faq10.pdf
- https://www.learnabout-electronics.org/Downloads/ac_theory_module11.pdf
- "محولات الطاقة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2016 .
- http://sound.whsites.net/xfmr.htm مؤرشف بتاريخ ٢١ يوليو ٢٠١٩ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
- http://sound.whsites.net/xfmr-6.jpg مؤرشف بتاريخ 8 أكتوبر 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
- "أهم 14 سببًا لوضع علامة حمراء على تركيبات الخدمات الكهربائية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2016 .
- http://ecmweb.com/site-files/ecmweb.com/files/uploads/2016/03/Electrical-Service-Meltdown-6.jpg
- كهرباء
- الهندسة الكهربائية
- التدفئة الكهربائية
- الديناميكا الحرارية
- أمان
- الوقاية من الحرائق
- الحماية من الحرائق
