الرطوبة والتكاثف داخل اللوحة: السخان والهيجروستات والتهوية
التكاثف داخل اللوحة الكهربائية: يتكون التكاثف عندما تهبط حرارة سطح داخل اللوحة تحت نقطة ندى الهواء. والحل هو إبقاء ذلك السطح فوق نقطة الندى بسخان يتحكم به الهيجروستات، وإدارة حمل الرطوبة بالتهوية أو التبريد بدائرة مغلقة عند الحاجة.
المحتويات
ينشأ جزء كبير من أعطال اللوحات لا من الحمل الزائد بل من رطوبة تتقدم بصمت. فقطرات الماء التي تتجمع فجراً على السطح الداخلي للوحة خارجية تخفض مقاومة العزل وتبدأ التآكل على الأطراف والقضبان، ثم تؤدي مع الوقت إلى تيارات تسرب وتفريغ وميضي سطحي. تتناول هذه المقالة فيزياء التكاثف واختيار السخان والهيجروستات وبدائل التهوية وضبوط التشغيل التجريبي معاً.
كيف يتكون التكاثف؟ منطق نقطة الندى
يحمل الهواء عند درجة حرارة معينة كمية محدودة من بخار الماء. وكلما انخفضت الحرارة قل هذا الحد، وعند النقطة التي تبلغ فيها الرطوبة النسبية مئة بالمئة، أي نقطة الندى، يتحول البخار الزائد إلى سائل على أبرد سطح. وداخل اللوحة يكون هذا السطح عادةً صاج الهيكل أو الوجه الداخلي للباب أو لوح مداخل الكابلات الملامس للهواء الخارجي. ولذلك تُعد اللوحات الخارجية التي تسخن نهاراً وتبرد سريعاً ليلاً والمنشآت المتقطعة التشغيل والمخازن المبردة أكثر المجموعات تعرضاً للخطر.
أضرار التكاثف على اللوحة
تخفض الأسطح الرطبة أولاً مقاومة العزل، وغالباً ما يكون انخفاض قيم الميجا أوم أثناء القياس هو الإنذار الأول. ثم يبدأ التآكل على أسطح النحاس والفولاذ وترتفع مقاومة التلامس عند نقاط ربط الأطراف ويظهر تسخين موضعي. وتشكل الرطوبة مع الغبار طبقة موصلة على الأسطح العازلة تنشئ مسارات تسرب سطحي وقد تنتهي بتفريغ وميضي بين الطور والأرض. أما في البطاقات الإلكترونية فتقصر الرطوبة عمر المكثفات والموصلات بشكل ملحوظ.
قدرة السخان واختيار الهيجروستات
ليست مهمة السخان تدفئة اللوحة بل إبقاء الأسطح الداخلية بضع درجات فوق نقطة الندى. وتُحسب القدرة من مساحة سطح اللوحة ومعامل انتقال الحرارة للهيكل وفرق الحرارة التصميمي. وعملياً تحتاج الصناديق الميدانية الصغيرة عشرات قليلة من الواطات بينما تحتاج اللوحات الخارجية الكبيرة عدة مئات. وللتحكم يُستخدم الهيجروستات أو الهيجروثرموستات بدل الثرموستات وحده، وتُضبط عتبة الرطوبة النسبية عند ستين بالمئة تقريباً. ويجب تغذية السخان من دائرة دائمة مستقلة عن المفتاح الرئيسي.
التهوية والمرشحات والمبادل الحراري والغشاء
| الحل | مبدأ العمل | مجال الملاءمة | نقطة انتباه |
|---|---|---|---|
| سخان مع هيجروستات | يُبقي السطح فوق نقطة الندى | اللوحات الخارجية والبيئات الباردة | تغذية دائمة ومسافة عن المواد القابلة للاشتعال |
| مروحة بمرشح وثرموستات | تطرد الهواء الساخن للخارج | الداخل والبيئات قليلة الغبار | تنخفض درجة الحماية وتحتاج إلى صيانة المرشح |
| مبادل حراري بدائرة مغلقة | يبرّد دون خلط الهواء الداخلي | البيئات المتربة والتآكلية | يجب حل تصريف ماء التكاثف |
| غشاء موازنة الضغط | يوازن الضغط دون تمرير الرطوبة | الصناديق الميدانية الصغيرة | اتجاه التركيب وموضعه مهمان |
إذا كان الحمل الحراري هو الغالب فتُفضَّل مروحة بمرشح يتحكم بها ثرموستات، لكن الهواء الداخل يجلب رطوبة وغباراً وتنخفض درجة الحماية. وفي البيئات المتربة أو التآكلية يُستخدم مبادل حراري بدائرة مغلقة أو مكيف للوحة، وعندها يجب حل تصريف ماء التكاثف. وفي الصناديق الصغيرة يوازن غشاء تعويض الضغط فروق الضغط الناتجة عن تغير الحرارة دون تمرير الرطوبة فيمنع سحب الهواء إلى الداخل. ويقارن الجدول أعلاه هذه الحلول الأربعة.
التشغيل التجريبي والضبط والصيانة الدورية
يؤثر موضع الحساس في النتيجة مباشرة، إذ يجب وضع الهيجروستات قرب أبرد سطح وخارج تيار الهواء الساخن للسخان. وعند التشغيل يُتحقق من منصهر تغذية السخان والتحمل الحراري لكابله ومسافته عن المواد القابلة للاشتعال. وتشمل الصيانة الدورية تنظيف حصائر المرشحات أو تبديلها وإبقاء فتحات التصريف مفتوحة ومراجعة حشوة الباب وإحكام مداخل الكابلات. وفي التصوير الحراري تظهر المناطق الرطبة عادةً كبقع أبرد من المتوقع.
النقاط الرئيسية: التكاثف داخل اللوحة الكهربائية
- القاعدة الفيزيائية — لا يتكون تكاثف ما دام السطح أعلى من نقطة الندى.
- قدرة السخان — تُحسب من المساحة ومعامل انتقال الحرارة وفرق الحرارة المستهدف.
- عنصر التحكم — الثرموستات وحده غير كافٍ ويُفضَّل الهيجروستات أو الهيجروثرموستات.
- الصيانة — تُفحص حصائر المرشح وفتحات التصريف وحشوة الباب دورياً.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة شائعة
هل يجب أن يعمل سخان اللوحة باستمرار؟
يعمل السخان تحت تحكم الهيجروستات أو الهيجروثرموستات ويشتغل عند تجاوز العتبة. غير أن دائرة تغذيته يجب أن تكون مستقلة عن المفتاح الرئيسي ليبقى قادراً على العمل حتى عند رفع الجهد عن المنشأة.
على أي رطوبة نسبية يُضبط الهيجروستات؟
المجال النموذجي بين خمسة وخمسين وخمسة وستين بالمئة. وفي المناخات الشديدة البرودة تُخفض العتبة قليلاً وتُزاد قدرة التسخين، بينما قد تكفي عتبة أعلى في الأماكن الداخلية المغلقة.
هل تحل إضافة مروحة مشكلة التكاثف؟
تقلل المروحة الحمل الحراري، لكن إذا كان الهواء الخارجي رطباً فقد تزيد التكاثف. فحين تغلب الرطوبة يُقدَّم التسخين والإحكام، وحين يغلب الحمل الحراري تُفضَّل التهوية أو التبريد بدائرة مغلقة.
مقالات ذات صلة
- حساب الحمل الحراري داخل اللوحة واختيار حل التبريد
- صيانة لوحة الكهرباء: الفحص الدوري وتوصيات السلامة
- كل المقالات التقنية
لنحدد معاً قدرة التسخين وضبط الهيجروستات ومفهوم التهوية وفق ظروف موقعك؛ تصمم Devpan اللوحات الداخلية والخارجية بحسب المناخ الفعلي لتشغيلها. حل Devpan ذو صلة: خدمة تصميم مشاريع اللوحات الكهربائية.
