حساب تخفيض سعة قضبان التوزيع (Derating): كيف تُصحَّح سعة حمل التيار
قدرة تحمل التيار لقضبان التوزيع: العوامل التي تحدّ من قدرة تحمل التيار للقضبان، ومعاملات التخفيض، ومثال محسوب خطوة بخطوة. للاطلاع على القيم الجدولية للمقاطع القياسية، راجع جدول سعة حمل التيار لقضبان التوزيع النحاسية.
المحتوياتقدرة تحمل التيار لقضبان التوزيع هي التيار الذي يستطيع مقطع معين نقله بصورة مستمرة دون تجاوز حدود درجة الحرارة. والقيمة المدرجة في الكتالوج لقضيب نحاسي 60×10 مم تختلف تماماً عن التيار الذي ينقله القضيب نفسه داخل لوحة محكمة عند 50 °م وهو واحد من أربعة قضبان متجاورة. وحساب معاملات التخفيض هو ما يجسر هذه الفجوة.
لماذا لا تُستخدم قيمة الكتالوج مباشرة؟
تُعدّ جداول الكتالوج والمعايير لظروف مرجعية محددة: عادة 35 °م، هواء حر، تركيب رأسي، قضيب واحد وحالة سطح معلومة. واللوحة الحقيقية لا تحقق أياً من هذه الظروف بدقة. فالقضيب داخل حجرة مغلقة، والقضبان المجاورة تسخّن بعضها، والهواء الساخن الصاعد من منطقة الكابلات يتجمع في حيز القضبان، ودرجة الحماية تحدّ من التهوية الطبيعية. والنتيجة العملية أن القدرة الفعلية تقل غالباً بنسبة 20 إلى 35 بالمئة عن قيمة الكتالوج.
العوامل المحددة للتخفيض
| العامل | التأثير | النطاق النموذجي للمعامل |
|---|---|---|
| درجة حرارة المحيط | العامل المهيمن؛ كل درجة فوق 35 °م تقلل القدرة | 0,95 – 0,60 |
| اتجاه التركيب | القضيب على حرفه يبرد أفضل من المثبت مسطحاً | 0,90 – 1,00 |
| التقارب وعدد القضبان المتوازية | القضبان المتجاورة تعيق طرح الحرارة | 0,80 – 0,95 |
| درجة الحماية | من IP54 وما فوق تنعدم التهوية الطبيعية تقريباً | 0,75 – 0,95 |
| حالة السطح | السطح المطلي أو الداكن يشع الحرارة بشكل أفضل | 1,00 – 1,10 |
| الارتفاع عن سطح البحر | فوق 1000 م تقل كثافة الهواء ويضعف الحمل الحراري | 0,92 – 1,00 |
| المحتوى التوافقي | تأثير القشرة والتقارب يرفع المقاومة الفعّالة | 0,85 – 1,00 |
حساب التخفيض خطوة بخطوة
المنطق بسيط: تُؤخذ القدرة في الظروف المرجعية وتُضرب بكل المعاملات المنطبقة للوصول إلى القدرة في الظروف الفعلية.
- حدّد التيار المقنّن لقاطع الدخول ومنحنى الحمل الفعلي
- اقرأ القدرة المرجعية للمقطع المختار من الجدول المنطبق
- طبّق معامل حرارة المحيط اعتماداً على أسوأ حالة في المواصفات
- طبّق معاملات اتجاه التركيب والتقارب وعدد القضبان المتوازية
- طبّق معامل الحاوية بحسب درجة الحماية وترتيب التهوية
- أضف معاملات الارتفاع والمحتوى التوافقي عند الحاجة
- قارن الناتج بتقنين قاطع الدخول، وإذا قلّ فزد المقطع أو عدد القضبان
مثال: مقطع مقنّن لـ1600 أمبير في الظروف المرجعية، عند تقييمه بمعامل 0,78 لمحيط 50 °م و0,90 لثلاثة قضبان متجاورة و0,88 لحاوية IP54، ينخفض إلى نحو 1600 × 0,78 × 0,90 × 0,88 = 1098 أمبير. أي أن هذا المقطع غير كاف لقاطع دخول 1600 أمبير، فيجب زيادة المقطع أو إضافة قضيب ثانٍ أو توفير تهوية قسرية. ولمعرفة تأثير المادة راجع مقارنة النحاس والألمنيوم.
حدود الارتفاع الحراري وIEC 61439
يحدد IEC 61439-1 حدود الارتفاع الحراري لأجزاء اللوحة المختلفة. وبالنسبة للقضبان والوصلات يتبع الحد نوع العزل وعناصر الربط المستخدمة؛ وهدف تصميمي شائع للقضبان النحاسية يقابل درجة حرارة مطلقة نحو 105 °م، أي ارتفاعاً بمقدار 70 كلفن فوق مرجع 35 °م. أما حدود مقابض التشغيل اليدوي والأبواب والأسطح الخارجية القابلة للمس فهي أدنى بكثير.
ويُبرهن الالتزام بهذه الحدود إما باختبار ارتفاع حراري كامل أو بقواعد تحقق مستخلصة من تصميم اجتاز اختبارات النمط. والنقطة الجوهرية: حساب التخفيض أداة تصميم وليس شهادة تحقق. فالتيار المقنّن للوحة هو القيمة التي تبقى داخل حدود التصميم المتحقق منها.
سبع توصيات عملية
- خُذ حرارة المحيط من أسوأ حالة في المواصفات لا من المتوسط السنوي
- افصل حيز القضبان عن منطقة الكابلات لمنع تجمع الهواء الساخن
- ثبّت قضبان التيار العالي على حرفها لا مسطحة
- عند استخدام قضبان متوازية اترك فاصلاً لا يقل عن سماكة القضيب
- قرّب مركز الأحمال من قاطع الدخول لتقصير مسار القضبان
- في اللوحات المحكمة احسب التهوية القسرية بمراوح مرشّحة أو مبادل حراري
- سجّل مسحاً بالكاميرا الحرارية عند التشغيل ليكون مرجعاً للفحوص اللاحقة
النقاط الرئيسية: قدرة تحمل التيار لقضبان التوزيع
- لماذا لا تُستخدم قيمة الكتالوج مباشرة؟ — تُعدّ جداول الكتالوج والمعايير لظروف مرجعية محددة: عادة 35 °م، هواء حر، تركيب رأسي، قضيب واحد وحالة سطح معلومة.
- حساب التخفيض خطوة بخطوة — المنطق بسيط: تُؤخذ القدرة في الظروف المرجعية وتُضرب بكل المعاملات المنطبقة للوصول إلى القدرة في الظروف الفعلية.
- حدود الارتفاع الحراري وIEC 61439 — يحدد IEC 61439-1 حدود الارتفاع الحراري لأجزاء اللوحة المختلفة.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة متكررة
من أي معيار تُؤخذ معاملات التخفيض؟
لا يوجد جدول عالمي واحد. يضع IEC 61439-1 إطار التحقق، أما جداول التيار ومعاملات التصحيح فتأتي عادة من بيانات مُصنّع القضبان المتحقق منها أو من نتائج اختبارات النمط لمُصنّع اللوحة. ولذلك قد يعطي مورّدان قيمتين مختلفتين للمقطع نفسه.
هل يضاعف قضيبان متوازيان القدرة؟
لا. فعند تجاور قضيبين يحدّ تأثير التقارب والتسخين المتبادل القدرة الإجمالية عند نحو 1,7 إلى 1,9 مرة من قدرة القضيب المنفرد. وترك فاصل بينهما يحسّن هذه النسبة.
ما العمل مع الأحمال الغنية بالتوافقيات؟
يرفع المحتوى التوافقي العالي المقاومة الفعّالة وقد يدفع تيار المحيّد فوق المتوقع. وفي المنشآت التي تهيمن فيها التوافقية الثالثة يجب أن يكون مقطع قضيب المحيّد مساوياً لقضبان الأطوار، وأكبر منها في بعض الحالات.
مقالات ذات صلة
- اختيار مقطع الكابل وحساب هبوط الجهد
- أنواع قواطع التيار المتخلّف (RCD): الفرق بين AC وA وF وB
- تحمل القوس الداخلي والحماية منه: ماذا يضيف IEC 61641؟
- ظروف الخدمة للوحات الكهربائية: تخفيض القدرة بالارتفاع والحرارة والرطوبة
- اختيار حوامل القضبان والعوازل: قوى القصر الكهربائية
- كل المقالات التقنية
في ديفبان نحسب قدرة القضبان وفق حرارة المحيط ودرجة الحماية وترتيب التركيب والمحتوى التوافقي الفعلي للمشروع، مع البقاء داخل حدود تصميم متحقق منها. شاركنا مواصفاتك ونقدّم لك بدائل المقطع مع تقدير للارتفاع الحراري.
