بنية ومبدأ واختيار الصمامات

يُعدّ المصهر، المعروف باسم التأمين، من أبسط وسائل الحماية الكهربائية. ففي حال حدوث حمل زائد أو قصر في الدائرة الكهربائية أو المعدات الكهربائية في الشبكة الكهربائية، فقد يذوب وينقطع التيار الكهربائي، مما يجنّب الشبكة الكهربائية والمعدات الكهربائية التلف الناتج عن التأثير الحراري للتيار الزائد والطاقة الكهربائية، ويمنع انتشار الحوادث.

واحد، نموذج المصهر

الحرف الأول R يرمز إلى المصهر.

الحرف الثاني M يعني عدم وجود تعبئة من نوع الأنبوب المغلق؛

T تعني نوع الأنبوب المغلق المعبأ؛

L تعني حلزوني؛

S تعني الشكل السريع؛

C تعني ملحق الخزف؛

Z تعني الإرسال الذاتي المزدوج.

الثالث هو رمز تصميم المصهر.

الرابع يمثل التيار المقدر للصمامات.

ثانياً، تصنيف الصمامات

وفقا للهيكل، يمكن تقسيم الصمامات إلى ثلاث فئات: النوع المفتوح، والنوع شبه المغلق، والنوع المغلق.

1. فتيل من النوع المفتوح

عندما لا يقتصر الذوبان على لهب القوس وجهاز إخراج جزيئات ذوبان المعدن، فهو مناسب فقط لفصل تيار الدائرة القصيرة في المناسبات غير الكبيرة، وغالبًا ما يتم استخدام هذا المصهر مع مفتاح السكين.

2. فتيل شبه مغلق

يُركّب المصهر داخل أنبوب، ويُفتح أحد طرفيه أو كلاهما. عند ذوبان المصهر، ينطلق لهب القوس الكهربائي وجزيئات المعدن المنصهرة في اتجاه معين، مما يُقلل من بعض إصابات الأفراد، إلا أنه يبقى غير آمن بما يكفي، واستخدامه محدود إلى حد ما.

3. فتيل مغلق

يتم تغليف المصهر بالكامل داخل الغلاف، دون إخراج قوس كهربائي، ولن يسبب أي خطر على القوس الحي القريب والأفراد القريبين.

ثالثا، هيكل الصمامات

يتكون المصهر بشكل أساسي من المصهور وأنبوب المصهر أو حامل المصهر الذي يتم تركيب المصهور عليه.

١. يُعدّ المصهور جزءًا أساسيًا من المصهر، وغالبًا ما يُصنع من الحرير أو الصفائح. هناك نوعان من مواد المصهور: مواد منخفضة درجة الانصهار، مثل الرصاص والزنك والقصدير وسبائك القصدير والرصاص؛ ومواد عالية درجة الانصهار، مثل الفضة والنحاس.

2. أنبوب الذوبان هو الغلاف الواقي للصهر، وله تأثير إطفاء القوس عندما يتم دمج الصهر.

أربعة، معلمات الصمامات

تشير معلمات المصهر إلى معلمات المصهر أو حامل المصهر، وليس معلمات المصهور.

1. معلمات الذوبان

للمصهر معاملان: التيار المقنن وتيار الانصهار. يشير التيار المقنن إلى قيمة التيار الذي يمر عبر المصهر لفترة طويلة دون أن ينكسر. عادةً ما يكون تيار المصهر ضعف التيار المقنن، وعادةً ما يكون تيار المنصهر 1.3 مرة، ويجب أن يتم الانصهار في أكثر من ساعة؛ 1.6 مرة، ويجب أن يتم الانصهار في غضون ساعة؛ عند الوصول إلى تيار المصهر، ينكسر المصهر بعد 30 إلى 40 ثانية؛ عند الوصول إلى 9 إلى 10 أضعاف التيار المقنن، ينكسر المصهور على الفور. يتميز المصهور بخاصية الحماية العكسية، فكلما زاد التيار المتدفق عبر المصهور، قل وقت الانصهار.

2. معلمات أنابيب اللحام

يحتوي المصهر على ثلاثة معلمات وهي الجهد المقدر والتيار المقدر وسعة القطع.

١) يُقترح الجهد المُصنّف من زاوية إطفاء القوس. عندما يكون جهد تشغيل المصهر أكبر من الجهد المُصنّف، قد يكون هناك خطر عدم إطفاء القوس عند كسر المصهور.

2) التيار المقدر للأنبوب المنصهر هو القيمة الحالية التي يتم تحديدها من خلال درجة الحرارة المسموح بها للأنبوب المنصهر لفترة طويلة، وبالتالي يمكن تحميل الأنبوب المنصهر بدرجات مختلفة من التيار المقدر، ولكن التيار المقدر للأنبوب المنصهر لا يمكن أن يكون أكبر من التيار المقدر للأنبوب المنصهر.

3) قدرة القطع هي الحد الأقصى لقيمة التيار التي يمكن قطعها عندما يتم فصل المصهر عن عطل الدائرة عند الجهد المقدر.

خامسا، مبدأ عمل الصمامات

تنقسم عملية دمج المصهر تقريبًا إلى أربع مراحل:

١. المصهور متصل على التوالي في الدائرة، ويتدفق تيار الحمل عبره. بسبب التأثير الحراري للتيار، ترتفع درجة حرارة المصهور. عند حدوث حمل زائد أو قصر في الدائرة، يُسخن تيار الحمل الزائد أو قصر الدائرة المصهور بشكل مفرط ويصل إلى درجة حرارة الانصهار. كلما ارتفع التيار، زادت سرعة ارتفاع درجة الحرارة.

٢. بعد وصول المصهور إلى درجة حرارة الانصهار، يذوب ويتبخر متحولًا إلى بخار معدني. كلما زاد التيار، قلّ زمن الانصهار.

٣. عند ذوبان المصهور، تتشكل فجوة عزل صغيرة في الدائرة، وينقطع التيار فجأة. لكن هذه الفجوة الصغيرة تتلاشى فورًا بفعل جهد الدائرة، وينشأ قوس كهربائي يربط الدائرة.

٤. بعد حدوث القوس الكهربائي، إذا انخفضت الطاقة، سينطفئ القوس تلقائيًا مع اتساع فجوة المصهر، ولكن يجب الاعتماد على إجراءات إطفاء المصهر عندما تكون الطاقة كبيرة. لتقليل وقت إطفاء القوس الكهربائي وزيادة قدرته على الكسر، تُجهّز المصهرات كبيرة السعة بإجراءات إطفاء مثالية. كلما زادت سعة إطفاء القوس الكهربائي، زادت سرعة إطفاء القوس الكهربائي، وزادت قدرة المصهر على كسر تيار القصر الكهربائي.

ستة، اختيار الصمامات

1. اختر الصمامات ذات مستويات الجهد المقابلة وفقًا لجهد شبكة الطاقة؛

2. اختيار الصمامات ذات القدرة على القطع المناسبة وفقًا لأقصى تيار خطأ قد يحدث في نظام التوزيع؛

3، المصهر في دائرة المحرك لحماية الدائرة القصيرة، من أجل تجنب المحرك في عملية بدء المصهر، بالنسبة لمحرك واحد، يجب ألا يقل التيار المقدر للذوبان عن 1.5 ~ 2.5 مرة التيار المقدر للمحرك؛ بالنسبة للمحركات المتعددة، يجب ألا يقل التيار المقدر للذوبان الإجمالي عن 1.5 ~ 2.5 مرة التيار المقدر للمحرك ذو السعة القصوى بالإضافة إلى تيار الحمل المحسوب لبقية المحركات.

4. لحماية الإضاءة أو الفرن الكهربائي والأحمال الأخرى من ماس كهربائي، يجب أن يكون التيار المقدر للمصهور مساويًا أو أكبر قليلاً من التيار المقدر للحمل.

٥. عند استخدام المصاهر لحماية الخطوط، يجب تركيبها على كل خط طور. يُمنع تركيب المصاهر على الخط المحايد في الدوائر ثنائية الطور ثلاثية الأسلاك أو ثلاثية الطور رباعية الأسلاك، لأن انقطاع الخط المحايد سيؤدي إلى اختلال في الجهد، مما قد يؤدي إلى احتراق المعدات الكهربائية. في الخطوط أحادية الطور التي تغذيها الشبكة العامة، يجب تركيب المصاهر على الخطوط المحايدة، باستثناء إجمالي المصاهر في الشبكة.

6. يجب أن تتعاون جميع مستويات الصمامات مع بعضها البعض عند استخدامها، ويجب أن يكون التيار المقدر للذوبان أصغر من التيار الموجود في المستوى العلوي.