الجهد الزائد العابر دفعة قصيرة جدًا من الجهد فوق الموجة الطبيعية، تستمر من أجزاء من المليار من الثانية إلى بضع ميللي ثوانٍ. ونادرًا ما تسبب القمم العابرة عطلًا مفاجئًا في يومها، بل تُنهك العزل ومصادر التغذية وأجهزة الحماية من التيار المفاجئ شيئًا فشيئًا، حتى يتعطّل إنفرتر أو UPS أو جهاز طبي «دون سبب». يشرح هذا الدليل نوعي القمم العابرة، وأسبابها، وما يلزم لتسجيلها فعلًا.
نوعان: نبضية ومتذبذبة
يفرّق IEEE 1159 بين القمم العابرة حسب شكلها، لأن الشكل يدل على مصدرها.
| النوع | شكله | المدة المعتادة | الأسباب المعتادة |
|---|---|---|---|
| نبضية | قمة حادة واحدة في اتجاه واحد | من نانوثوانٍ إلى نحو ميللي ثانية | الصواعق، والتفريغ الكهروستاتيكي، وفصل وتوصيل الأحمال الحثية |
| متذبذبة منخفضة التردد (أقل من 5 كيلوهرتز) | موجة متذبذبة تركب فوق الموجة الجيبية | حتى عشرات الميللي ثوانٍ | توصيل بنك مكثفات، وتشغيل المحولات |
| متذبذبة متوسطة وعالية التردد | تذبذب أسرع، وغالبًا محلي | ميكروثوانٍ | توصيل مكثفات متتالية، وتوصيل الكابلات، وإلكترونيات القدرة |
الخصائص المعتادة حسب تصنيف IEEE 1159؛ والمقادير تختلف كثيرًا من شبكة لأخرى.
ما الذي يسببها
- توصيل المكثفات. عند دخول بنك مكثفات في الشبكة أو في المصنع، يهبط الجهد إلى ما يقارب الصفر ثم يتجاوز قيمته، ويتذبذب ببضع مئات من الهرتز. وهذه من أكثر القمم العابرة شيوعًا في الصناعة، وكثيرًا ما تتكرر في الوقت نفسه يوميًا، وهي سبب معروف للفصل غير المبرر في الإنفرترات.
- الصواعق. الضربة المباشرة أو القريبة تولّد قممًا نبضية سريعة على الخطوط الهوائية تنتقل حتى المباني.
- فصل الأحمال وتوصيلها داخل المنشأة. فتح دائرة تغذي محركًا أو محولًا أو ماكينة لحام يُطلق الطاقة المغناطيسية المخزنة في صورة قمة.
- إلكترونيات القدرة. الإنفرترات والمحولات الإلكترونية وأجهزة UPS تعمل بترددات تبديل عالية، وقد تُحدث تحزيزًا وتذبذبًا عالي التردد على القضبان المحلية.
- التوصيلات المرتخية وأعطال القوس الكهربائي. التلامس المتقطع يُنتج قممًا صغيرة متكررة قد تظهر في السجل قبل أن تنهار التوصيلة بوقت طويل.
ماذا تفعل القمم العابرة بالمعدّات
- الإنفرترات تفصل بسبب ارتفاع جهد الـDC Bus عندما يضخّم فلتر الدخل في الإنفرتر نفسه قمة ناتجة عن توصيل المكثفات.
- العزل يشيخ أسرع. الإجهاد المتكرر على ملفات المحركات وعزل الكابلات يقصّر عمرها دون أي حدث ظاهر.
- أجهزة الحماية من التيار المفاجئ تُستهلك. كل دفعة تمتصها تستهلك جزءًا من قدرتها؛ والجهاز الذي ظل سنوات يمتص قممًا يومية ربما لم يعد يحمي شيئًا.
- الإلكترونيات تتلف مبكرًا. مصادر التغذية التبديلية ومنافذ الاتصال وكروت التحكم هي الضحايا المعتادة. وفي المستشفيات يشمل ذلك مصادر تغذية أجهزة الأشعة والمعامل (انظر دليل أقسام الأشعة).
تسجيل القمة العابرة: معدل أخذ العينات هو الأساس
قدرة الجهاز على رؤية القمة العابرة تعتمد على سرعة أخذه للعينات:
- القمم المتذبذبة الناتجة عن توصيل المكثفات تتذبذب بين بضع مئات من الهرتز وبضعة كيلوهرتز، ومسجّل جودة الطاقة الذي يأخذ عشرات الآلاف من العينات في الثانية يلتقط شكلها جيدًا.
- القمم النبضية السريعة الناتجة عن الصواعق أو التفريغ الكهروستاتيكي ترتفع في ميكروثانية أو أقل. والتقاط قيمتها القصوى الحقيقية يحتاج إلى مسجّل قمم عابرة مخصص وسريع يأخذ العينات في نطاق الميجاهرتز. أما الجهاز الأبطأ فسيُظهر أن شيئًا ما حدث، لكنه سيقلّل من قيمة القمة.
قبل شراء جهاز لرصد القمم العابرة، اطلب معدل أخذ العينات ومواصفات التقاط القمم العابرة، لا مجرد عبارة «يلتقط القمم العابرة». ويغطي دليلنا عن اختيار محلل جودة الطاقة بقية الأسئلة التي يجب طرحها.
تحديد المصدر
- انظر إلى التوقيتات. القمم التي تتكرر في الوقت نفسه يوميًا تشير عادة إلى عمليات توصيل مجدولة، مثل بنك مكثفات تابع لشركة الكهرباء، أو حمل كبير يبدأ بمؤقت.
- قارن بين الفازات. القمة على فاز واحد فقط تشير إلى مصدر محلي، والقمة نفسها على الفازات الثلاثة تشير إلى الجانب الأعلى من الشبكة.
- قِس في نقطتين. إذا كانت القمة أكبر عند لوحة توزيع منها عند المغذّي الرئيسي، فالمصدر في الجانب الأدنى من المغذّي الرئيسي.
- افحص شكل الموجة. التذبذب ببضع مئات من الهرتز يكاد يكون دائمًا ناتجًا عن توصيل المكثفات، والقمة الحادة الواحدة تشير إلى صاعقة أو إلى فصل حمل حثّي.
- افحص أجهزة الحماية من التيار المفاجئ. استبدل أي جهاز يشير مؤشر حالته إلى انتهاء عمره، وراجع ما إذا كانت الحماية منسّقة من المغذّي الرئيسي نزولًا.
كيف يساعد Inspector
يسجّل Inspector القمم العابرة إلى جانب هبوط الجهد وارتفاعه وبقية الأحداث التي يصنّفها، بمعدل 32 ألف عينة في الثانية لكل مدخل ومحوّل 24 بت. ويُحفظ كل حدث مع 5 دورات من الموجة قبله وبعده، فتُسجَّل قمم توصيل المكثفات وأثرها على التغذية مع توقيتها. وهذا يُظهر النمط اليومي، الذي يكون عادة أسرع طريق إلى المصدر. أما النبضات بسرعة الصواعق، فاستخدم معه عدّادات للدفعات أو مسجّلًا مخصصًا عالي السرعة. ولأن Inspector يعمل على مدار الساعة، فهو يوضح متى تقع القمم العابرة، وكم مرة، وما إذا كان التغيير الذي أجريته قد قلّلها.
ترى فصلًا غير مفسّر في الإنفرترات أو تلفًا في مصادر التغذية؟ تحدّث مع مهندس من Inspector حول ما يجب قياسه أولًا.
