بهعنوان تامینکننده مدارشکنهای قاب، من بهطور مستقیم شاهد این بودهام که عملکرد قابلاعتماد این دستگاهها در شرایط مختلف چقدر حیاتی است. یکی از عواملی که به طور قابل توجهی بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد دمای محیط است. در این وبلاگ، چگونگی تأثیر دمای محیط بر عملکرد یک مدار شکن قاب را بررسی میکنم، مکانیسمهای اساسی و مفاهیم عملی را بررسی میکنم.
اثرات حرارتی بر رساناها
در قلب یک مدار شکن فریم، هادی های آن قرار دارند که جریان الکتریکی را حمل می کنند. هنگامی که جریان از یک هادی عبور می کند، با مقاومت مواجه می شود و طبق قانون ژول، این مقاومت تولید گرما می کند. مقدار گرمای تولید شده متناسب با مجذور جریان و مقاومت هادی است.
در یک محیط عملیاتی معمولی، گرمای تولید شده توسط جریان به هوای اطراف پخش می شود. با این حال، زمانی که دمای محیط افزایش می یابد، اختلاف دمای بین هادی و هوا کاهش می یابد. این باعث کاهش سرعت اتلاف گرما می شود و باعث افزایش دمای هادی می شود.
به عنوان مثال، در یک محیط با دمای بالا مانند یک بیابان یا یک منطقه صنعتی با تهویه ضعیف، دمای محیط می تواند به 50 درجه سانتیگراد یا حتی بیشتر برسد. با افزایش دمای هادی، مقاومت آن نیز افزایش می یابد. این به این دلیل است که اتم های موجود در رسانا در دماهای بالاتر با شدت بیشتری ارتعاش می کنند و جریان الکترون ها را دشوارتر می کند. افزایش مقاومت باعث افزایش بیشتر تولید گرما می شود و یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد می کند.
این افزایش دما می تواند چندین پیامد منفی داشته باشد. اول، می تواند باعث شود که مواد عایق اطراف هادی با سرعت بیشتری تخریب شوند. عایق برای جلوگیری از اتصال کوتاه الکتریکی و اطمینان از ایمنی قطع کننده مدار ضروری است. با گذشت زمان، دمای بالا میتواند باعث شکننده شدن عایق، ترک خوردن یا از دست دادن خواص دی الکتریک خود شود و خطر خرابی الکتریکی را افزایش دهد.
دوم، افزایش دما می تواند بر خواص مکانیکی هادی و سایر اجزا تاثیر بگذارد. فلزات هنگام گرم شدن منبسط می شوند و اگر انبساط به درستی محاسبه نشود، می تواند منجر به تنش مکانیکی روی اتصالات شود. اتصالات شل می تواند منجر به ایجاد قوس الکتریکی شود که نه تنها به قطعات آسیب می رساند بلکه خطر آتش سوزی نیز به همراه دارد.
تاثیر بر مکانیزم تردد
مکانیسم خاموش کردن بخش مهمی از مدار شکن فریم است. این برای تشخیص شرایط جریان غیرعادی، مانند جریان بیش از حد یا اتصال کوتاه، طراحی شده است و به سرعت مدار را قطع می کند تا از آسیب به سیستم الکتریکی جلوگیری کند.
اکثر مدار شکن های فریم از مکانیسم های ترمیم مغناطیسی حرارتی استفاده می کنند. عنصر حرارتی بر این اصل استوار است که یک نوار دو فلزی هنگام گرم شدن خم می شود. هنگامی که جریان از یک آستانه خاص فراتر رود، گرمای تولید شده توسط جریان باعث خم شدن نوار دو فلزی می شود که به نوبه خود مکانیسم قطع را فعال می کند.
با این حال، عملکرد عنصر حرارتی به شدت به دمای محیط بستگی دارد. در دمای محیط بالاتر، نوار دو فلزی از قبل به نقطه خمش نزدیکتر است. این بدان معنی است که ممکن است جریان کمتری برای خم شدن نوار و قطع کردن کلید مدار لازم باشد. به عبارت دیگر، قطع کننده مدار ممکن است در یک محیط با دمای بالا، حتی زمانی که شرایط فعلی بیش از حد واقعی وجود نداشته باشد، پیش از موعد قطع شود.
برعکس، در یک محیط با دمای پایین، نوار دو فلزی سفت تر است. ممکن است برای خم کردن و خاموش کردن کلید مدار به جریانی بالاتر از حد معمول نیاز داشته باشد. این می تواند خطرناک باشد زیرا به این معنی است که قطع کننده مدار ممکن است به موقع در جریان یک رویداد بیش از حد جریان نداشته باشد و به طور بالقوه منجر به آسیب به تجهیزات الکتریکی شود و خطر ایمنی را به همراه داشته باشد.
به عنوان مثال، در آب و هوای سرد که دمای محیط می تواند به -20 درجه سانتیگراد یا کمتر کاهش یابد، زمان پاسخ مکانیزم ترمیم تراپ ممکن است به طور قابل توجهی به تاخیر بیفتد. این تاخیر می تواند اجازه دهد جریان بیش از حد از مدار برای مدت طولانی تری عبور کند و احتمال خرابی تجهیزات و آتش سوزی الکتریکی را افزایش دهد.
تاثیر بر خاموش کردن قوس
خاموش کردن قوس یکی دیگر از عملکردهای مهم مدار شکن فریم است. هنگامی که کنتاکت های قطع کننده مدار باز می شود تا جریان قطع شود، یک قوس بین کنتاکت ها تشکیل می شود. قوس پلاسمایی با دمای بالا و انرژی بالا است که در صورت خاموش نشدن سریع می تواند باعث آسیب به کنتاکت ها و سایر اجزا شود.
انواع مختلفی از فن آوری های خاموش کننده قوس در مدار شکن های قاب استفاده می شود، مانندشکن SF6وقطع کننده خلاء.
در یکشکن SF6گاز هگزا فلوراید گوگرد (SF6) به عنوان محیط خاموش کننده قوس استفاده می شود. SF6 دارای خواص دی الکتریک و خاموش کننده قوس عالی است. با این حال، عملکرد SF6 نیز تحت تأثیر دما است. در دماهای پایین، گاز SF6 می تواند مایع شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، توانایی خاموش کردن قوس آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا حالت مایع قدرت دی الکتریک مشابه حالت گازی را ندارد.
از سوی دیگر، در یک محیط با دمای بالا، سرعت تجزیه گاز SF6 افزایش می یابد. SF6 در صورت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا، به ویژه در حضور قوس، می تواند به محصولات جانبی سمی و خورنده تجزیه شود. این محصولات جانبی می توانند به اجزای داخلی مدارشکن آسیب برسانند و همچنین سلامتی پرسنل را به خطر می اندازند.
در یکقطع کننده خلاء، قوس در محیط خلاء خاموش می شود. اگرچه قطع کننده های خلاء معمولاً در مقایسه با قطع کننده های SF6 کمتر تحت تأثیر دمای محیط قرار می گیرند، دما همچنان می تواند تأثیر بگذارد. دمای بالا می تواند باعث خروج گاز از اجزای داخلی قطع کننده خلاء شود. گازهای آزاد شده می توانند سطح خلاء را کاهش دهند که به نوبه خود بر عملکرد خاموش کردن قوس تأثیر می گذارد.
ملاحظات عملی برای نصب و بهره برداری
به عنوان تامین کنندهمدار شکن قاب، من اهمیت نصب و بهره برداری مناسب برای کاهش اثرات دمای محیط را درک می کنم.
هنگام نصب مدار شکن فریم، توجه به محدوده دمای محیط محل نصب ضروری است. مشخصات سازنده معمولاً دستورالعمل هایی را در مورد محدوده دمای عملیاتی توصیه شده ارائه می دهد. اگر محیط نصب دارای دماهای شدید باشد، ممکن است اقدامات اضافی لازم باشد.
برای محیط های با دمای بالا، تهویه مناسب بسیار مهم است. تهویه می تواند به دفع گرمای تولید شده توسط قطع کننده مدار کمک کند و دمای عملیاتی کمتری را حفظ کند. این امر می تواند از طریق تهویه طبیعی، مانند نصب قطع کننده مدار در یک منطقه با تهویه خوب، یا تهویه اجباری، با استفاده از فن ها یا سیستم های تهویه مطبوع به دست آید.
در محیط های با دمای پایین، ممکن است از هیترها برای نگه داشتن مدار شکن در دمای کاری مناسب استفاده شود. این بخاری ها می توانند از مایع شدن گاز SF6 در بریکرهای SF6 جلوگیری کرده و از عملکرد صحیح مکانیزم قطع شدن اطمینان حاصل کنند.
نگهداری منظم نیز ضروری است. بازرسی ها باید برای بررسی علائم گرمای بیش از حد، مانند تغییر رنگ هادی ها یا آسیب عایق انجام شود. اتصالات باید به طور مرتب سفت شوند تا از شل شدن اتصالات ناشی از انبساط و انقباض حرارتی جلوگیری شود.
نتیجه گیری
در نتیجه، دمای محیط تأثیر قابل توجهی بر عملکرد یک مدار شکن فریم دارد. بر هادی ها، مکانیسم قطع و عملکرد خاموش کردن قوس تأثیر می گذارد. دماهای بالا میتوانند باعث تخریب عایق، قطع شدن زودرس و کاهش توانایی خاموش کردن قوس شوند، در حالی که دمای پایین میتواند منجر به قطع شدن تاخیر و مایع شدن گازهای خاموش کننده قوس شود.
به عنوان یک تامین کننده، ما متعهد به ارائه مدار شکن های فریم با کیفیت بالا هستیم که می توانند طیف گسترده ای از دمای محیط را تحمل کنند. محصولات ما با فناوریها و مواد پیشرفته طراحی شدهاند تا تأثیر دما بر عملکرد را به حداقل برسانند.
اگر برای سیستم برقی خود به یک مدار شکن قابل اعتماد نیاز دارید، از شما دعوت می کنیم برای تهیه و بحث بیشتر با ما تماس بگیرید. ما تیمی از کارشناسان داریم که می توانند به شما کمک کنند تا مدار قطع کننده مناسب را برای کاربرد خاص خود انتخاب کنید و مشاوره حرفه ای در مورد نصب و نگهداری به شما ارائه دهند.
مراجع
- بلکبرن، جی ال (2014). رله حفاظتی: اصول و کاربردها مطبوعات CRC.
- Gönen، T. (2014). مهندسی سیستم توزیع نیروی برق. مطبوعات CRC.
- انجمن استاندارد IEEE (2018). استاندارد IEEE برای قطع کننده های مدار برق متناوب ولتاژ پایین مورد استفاده در محفظه ها. IEEE.
