أسباب وتحليل فني للسقوط غير الطبيعي للصمامات من النوع المتساقط

يُعدّ السقوط غير الطبيعي لفتيل التسرب عطلًا شائعًا في تشغيل وصيانة شبكة التوزيع، مما يؤثر بشكل مباشر على موثوقية إمدادات الطاقة وسلامة المعدات. تُحلل هذه المقالة الأسباب الكامنة وراء السقوط غير الطبيعي من أربعة أبعاد: ميكانيكية، وكهربائية، وبيئية، وتشغيلية، وتقترح استراتيجيات مُستهدفة للوقاية والسيطرة.

1. عطل ميكانيكي في الهيكل

تدهور أداء آلية الزنبرك

كسر التعب: بعد أكثر من 2000 عملية فتح وإغلاق، ينخفض ​​معامل صلابة زنبرك الفولاذ الكربوني بأكثر من 20% بسبب انزلاق حدود الحبيبات، وتنخفض قوة التحميل المسبق من 80 نيوتن الأولية إلى أقل من 40 نيوتن، مما يجعل من المستحيل إعادة ضبط أنبوب الصهر.

عطل في تخزين الطاقة: عندما ينحرف شوط ضغط الزنبرك عن القيمة القياسية (35 ± 2 مم)، تُطلق طاقة غير كافية (<50J)، وتكون سرعة فتح أنبوب الصهر <0.8 متر/ثانية (القيمة القياسية 1.2-1.5 متر/ثانية).

نظام العمود عالق.

عطل في التزييت: يتفحم شحم السيليكون عند درجات حرارة عالية (>120 درجة مئوية)، مما يؤدي إلى زيادة معامل الاحتكاك من 0.15 إلى 0.35، ويتجاوز عزم مقاومة العمود 8 نيوتن/متر (القيمة القياسية 2-5 نيوتن/متر).

تسرب الرمل والغبار: تتراكم جزيئات يزيد حجمها عن 50 ميكرومتر في الفجوة بين غلاف العمود، مما يتسبب في تشابك ميكانيكي. يتطلب فتح الغلاف قوة خارجية إضافية تزيد عن 30 نيوتن.

تآكل آلية القفل

بعد 500 عملية، يتجاوز عمق تآكل سطح تلامس لسان قفل سبيكة الزنك 0.5 مم، وتنخفض قوة القفل من 100 نيوتن إلى 40 نيوتن، مما يجعله غير قادر على مقاومة تأثير الرياح أو الاهتزاز.

2. عدم تطابق المعلمات الكهربائية

خطأ في اختيار المصهور

عندما يتجاوز التيار المقنن للمصهور ثلاثة أضعاف أقصى تيار حمل للدائرة، فإن تسخين جول (μ=0.64L² ₑ𝑅𝑡) الناتج عن تيار الحمل العادي (مثل 0.8Ie) يسبب تمددًا حراريًا دوريًا (تردد 5-10 هرتز)، مما يؤدي إلى ارتخاء الهيكل الميكانيكي.

تتجاوز مقاومة التلامس الحد القياسي.
أكسدة تلامس النحاس (سماكة غشاء Cu₂O>5 ميكرومتر) أو ضغط تلامس غير كافٍ (<50 نيوتن)، مقاومة تلامس>500 ميكرومتر أوم، ارتفاع درجة الحرارة المحلية ΔT قد يصل إلى 120 كلفن (الحد القياسي 75 كلفن)، مما يتسبب في تشوه أنابيب راتنج الإيبوكسي بفعل الكربنة.

تلف تآكل القوس الكهربائي
عند انقطاع تيار قصر كهربائي قدره 20 كيلو أمبير، تكون طاقة القوس أكبر من 200 كيلوجول، متجاوزةً حد تحمل أنبوب الصهر (50 كيلوجول)، مما يتسبب في انفجار حجرة إطفاء القوس أو ذوبان المادة المنصهرة بشكل غير متماثل (إزاحة الكسر>30%).