مبدأ الحماية الحرارية

مع تطور العلوم والتكنولوجيا، ازداد الطلب على المنتجات الإلكترونية، وأصبحت الحوادث الكهربائية شائعة. وتزداد أضرار المعدات الناتجة عن عدم استقرار الجهد، والتغيرات المفاجئة في الجهد، والارتفاعات المفاجئة في التيار، وتلف الخطوط، والصواعق. لذلك، ظهرت الواقيات الحرارية، مما قلل بشكل كبير من ظاهرة احتراق المعدات، وتقصير عمرها الافتراضي، بل وتعريض السلامة الشخصية للخطر لأسباب مختلفة. تتناول هذه الورقة البحثية بشكل رئيسي مبدأ الواقي الحراري.
1. مقدمة عن الحماية الحرارية
جهاز الحماية الحرارية هو جهاز للتحكم في درجة الحرارة. عند ارتفاع درجة حرارة الخط، يُفعّل الجهاز فصل الدائرة الكهربائية لتجنب احتراق المعدات أو حتى الحوادث الكهربائية؛ وعند انخفاض درجة الحرارة إلى المعدل الطبيعي، تُغلق الدائرة الكهربائية وتعود إلى حالتها الطبيعية. يتميز جهاز الحماية الحرارية بوظيفة الحماية الذاتية، ونطاق حماية قابل للتعديل، ونطاق استخدام واسع، وسهولة التشغيل، ومقاومة عالية للجهد، وغيرها. ويُستخدم على نطاق واسع في الغسالات، ومكيفات الهواء، ومحولات الطاقة، وغيرها من المعدات الكهربائية.

2. تصنيف الواقيات الحرارية
تحتوي الواقيات الحرارية على طرق تصنيف مختلفة وفقًا لمعايير مختلفة، ويمكن تقسيمها إلى واقيات حرارية كبيرة الحجم، واقيات حرارية تقليدية، واقيات حرارية فائقة الرقة وفقًا لأحجام مختلفة؛ ويمكن تقسيمها إلى واقي حراري مفتوح عادةً وحامي حراري مغلق عادةً وفقًا لطبيعة العمل؛ ويمكن تقسيمها إلى واقي حراري ذاتي الاسترداد وحامي حراري غير ذاتي الاسترداد وفقًا لطرق الاسترداد المختلفة. من بينها، يشير الواقي الحراري ذاتي الاسترداد إلى أنه بعد أن تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا ويتم فصل الواقي الحراري، عندما تنخفض درجة الحرارة إلى النطاق الطبيعي، يمكن للواقي الحراري العودة تلقائيًا إلى الحالة الأصلية بحيث يتم تشغيل الدائرة، ولا يمكن للواقي الحراري غير ذاتي الاسترداد أداء هذه الوظيفة، ولا يمكن استعادته يدويًا إلا، وبالتالي فإن الواقي الحراري ذاتي الاسترداد له تطبيق أوسع.
3. مبدأ الحماية الحرارية
يُكمل الواقي الحراري حماية الدائرة من خلال صفائح ثنائية المعدن. في البداية، تتلامس الصفائح الثنائية المعدن وتُشغّل الدائرة. مع ارتفاع درجة حرارة الدائرة تدريجيًا، بسبب اختلاف معاملات التمدد الحراري للصفائح الثنائية المعدن، يحدث تشوه عند تسخينها. لذلك، عند ارتفاع درجة الحرارة إلى نقطة حرجة معينة، ينفصل المعدنان الثنائيان وتُفصل الدائرة لإكمال وظيفة الحماية. ومع ذلك، وبسبب مبدأ عمل الواقي الحراري هذا تحديدًا، يُنصح بعدم الضغط أو السحب أو لفّ الأسلاك بقوة أثناء التركيب والاستخدام.