تحليل فني لاختيار المصهر - مفتاح اختيار المصهر
يُعدّ المصهر (الفيوز) جهاز حماية هامًا من التيار الزائد في نظام الطاقة، وهو المكون الأساسي له. يؤثر اختيار المصهر بشكل مباشر على التشغيل الآمن وأداء الحماية للمعدات. تصف هذه المقالة بشكل منهجي النقاط الفنية والاحتياطات اللازمة لاختيار المصهر من منظور التطبيقات الهندسية.
1. مبدأ عمل المصهر وآلية عمله
يحقق المصهر حماية الدائرة من خلال التأثير الحراري له. عندما يتجاوز التيار الحد الأقصى المحدد، ينصهر المصهر بفعل تسخين جول، مما يتسبب في سقوط أنبوب الانصهار تحت تأثير الجاذبية، مما يُشكّل نقطة انصهار مهمة. تتطلب هذه العملية استيفاء شرطين في آن واحد: القدرة على تحمل تيار الحمل المستمر أثناء التشغيل العادي، والقدرة على قطع تيار العطل بشكل موثوق عند حدوثه. معادلة التوازن الحراري للمصهر هي Q = I² Rt، حيث R هي مقاومة المصهر وt هي زمن الانصهار. تُعبّر هذه الصيغة عن العلاقة العكسية بين مربع التيار وزمن الانصهار.
2. التحكم في معلمات العمل الرئيسية
مطابقة التيار المُصنّف
يجب أن يُلبي التيار المُصنّف للصمام متطلبات I-N ≥ 1.2I-Lmax (أقصى تيار حمل مستمر)، مع مراعاة الخصائص العابرة، مثل تيار بدء تشغيل المحرك الذي يتراوح بين 1.5 و2 مرة. بالنسبة لمحولات التوزيع بجهد 10 كيلو فولت، يُنصح باستخدام الصيغة التجريبية "1.5 مرة التيار المُصنّف للمحول".
منحنى خصائص الأمبير-ثانية
من الضروري تحقيق تنسيق تدريجي مع معدات الحماية عالية المستوى (مثل قواطع الدائرة) للحفاظ على فرق خطوة يتراوح بين 0.3 و0.5 ثانية. يجب إيلاء اهتمام خاص لضمان أن يكون الحد الأدنى لتيار الانصهار للصمام أقل من حد الاستقرار الحراري للمعدات المحمية.
التحقق من قدرة الفصل
يجب أن يكون تيار الفصل المُصنّف للصمام أكبر من أقصى تيار قصر دائرة متوقع في موقع تركيبه. في مناطق رذاذ الملح الساحلية، يلزم زيادة عامل الهامش بنسبة 20%. في سيناريوهات شبكات التوزيع النموذجية، يجب ألا تقل سعة فصل مصهر 12 كيلو فولت عن 6.3 كيلو أمبير.
3. مبدأ التعامل مع ظروف العمل الخاصة
تصحيح درجة الحرارة المحيطة
مع كل زيادة درجة مئوية واحدة في درجة الحرارة المحيطة، تنخفض سعة المصهر بنسبة 0.5%-0.8%. في مناطق الهضاب (ارتفاع > 1000 متر)، يلزم التعامل مع تخفيض السعة، ويُحسب عامل تصحيح السعة عند ارتفاع 3000 متر بقيمة 0.85.
التأثير التوافقي
في سيناريوهات الحمل غير الخطي، عندما يصل تيار التوافقي الثالث إلى 15% من الموجة الأساسية، يُنصح باستخدام مصهر عالي المقاومة للتوافقيات من نوع HRW، والذي يُمكن لتركيبته السبيكية الخاصة أن تُقلل من الارتفاع غير الطبيعي في درجة الحرارة الناتج عن التوافقيات.
التحكم في تيار النقل
في نظام إمداد الطاقة بشبكة الحلقة، من الضروري التحقق مما إذا كان تيار النقل يتجاوز قدرة فصل المصهر، وإذا لزم الأمر، تركيب مفاعل تحديد التيار. تُظهر التجربة أنه بمجرد تجاوز تيار النقل 80% من القيمة الاسمية للمصهر، يكون هناك خطر تعطل الحماية.
