تأثير زاوية انحناء قضيب التوصيل على معدات توزيع الجهد العالي والمنخفض

أثناء عملية ثني قضيب التوصيل، سيخضع سطح التلامس الخاص به لتغييرات طفيفة، مما يؤدي إلى زيادة في مقاومة التلامس. وفقًا للبيانات التجريبية، لكل زيادة بمقدار 5 درجات في زاوية الانحناء، تزداد مقاومة التلامس بمعدل حوالي 5%. لن تتسبب الزيادة في مقاومة التلامس في التسخين المحلي فحسب، بل قد تتسبب أيضًا في الحالات الشديدة في نشوب حرائق كهربائية، مما يشكل تهديدًا للتشغيل الآمن لنظام الطاقة. وفقًا للبحوث ذات الصلة، ترتبط مقاومة التلامس ارتباطًا وثيقًا بتسطح وضغط التلامس لسطح التلامس. من المرجح أن تعاني قضبان التوصيل ذات زوايا الانحناء المفرطة من مشاكل ضعف التلامس عند التوصيل.

عندما تكون زاوية انحناء قضيب التوصيل كبيرة جدًا، فإن توزيع المجال الكهربائي حوله سوف يتشوه، مما يؤدي إلى قوة مجال كهربائي غير متساوية. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما تتجاوز زاوية الانحناء 15 درجة، فإن عدم توازن قوة المجال الكهربائي يزداد بأكثر من 20%. قد تؤدي الزيادة في قوة المجال الكهربائي المحلي إلى تفريغ الإكليل، والذي لا يتسبب في فقدان الطاقة فحسب، بل يشكل أيضًا تهديدًا لسلامة المعدات والأفراد المحيطين. كما أن الغازات الضارة مثل الأوزون وأكاسيد النيتروجين الناتجة عن تفريغ الإكليل سوف تعمل أيضًا على تسريع شيخوخة المواد العازلة وتقصير عمر خدمة المعدات.

عندما تكون زاوية انحناء قضيب التوصيل كبيرة جدًا، فإن توزيع المجال الكهربائي حوله سوف يتشوه، مما يؤدي إلى قوة مجال كهربائي غير متساوية. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما تتجاوز زاوية الانحناء 15 درجة، فإن عدم توازن قوة المجال الكهربائي يزداد بأكثر من 20%. قد تؤدي الزيادة في قوة المجال الكهربائي المحلي إلى تفريغ الإكليل، والذي لا يتسبب في فقدان الطاقة فحسب، بل يشكل أيضًا تهديدًا لسلامة المعدات والأفراد المحيطين. كما أن الغازات الضارة مثل الأوزون وأكاسيد النيتروجين الناتجة عن تفريغ الإكليل سوف تعمل أيضًا على تسريع شيخوخة المواد العازلة وتقصير عمر خدمة المعدات.

سوف ينتج قضيب التوصيل تركيزًا للإجهاد أثناء عملية الانحناء، وخاصة في الأجزاء ذات زوايا الانحناء الكبيرة. سيؤدي تركيز الإجهاد إلى انخفاض القوة الميكانيكية لقضيب التوصيل، ومن السهل كسره أو تشوهه في التشغيل طويل الأمد في بيئة اهتزازية. تُظهر الإحصائيات أن احتمال كسر قضيب التوصيل يزداد بمقدار 15% عندما تتجاوز زاوية الانحناء 10 درجات. لا تؤثر قضبان التوصيل المكسورة أو المشوهة على النقل الطبيعي للطاقة الكهربائية فحسب، بل قد تتسبب أيضًا في حوادث كهربائية أكثر خطورة.

إن زاوية انحناء قضيب التوصيل الكبيرة جدًا ستؤثر على دقة تركيبه، مما يؤدي إلى عدم التساوي والارتخاء عند توصيل قضيب التوصيل. إن انخفاض دقة التركيب لا يزيد من مقاومة التلامس فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في اهتزاز قضيب التوصيل وارتخاءه، مما يؤثر على الاستقرار الميكانيكي لخزانة التبديل بأكملها. أظهرت الدراسات أن تسطيح وإحكام توصيل قضيب التوصيل لهما تأثير حيوي على أدائه الكهربائي وقوته الميكانيكية. لكل زيادة بمقدار 1 مم في عدم التساوي، تزداد مقاومة التلامس بنحو 10%.

إن زوايا انحناء القضبان غير المناسبة تقلل من مقاومتها للصدمات، ومن المرجح أن تتلف عند تعرضها لصدمة تيار ماس كهربائي أو صدمة قوة خارجية. تظهر البيانات أن مقاومة الصدمات للقضبان ذات زاوية الانحناء التي تزيد عن 15 درجة تقل بأكثر من 20%. قد تتسبب القوة الكهربائية الضخمة والقوة الخارجية الناتجة عن تيار ماس كهربائي في تشوه القضبان أو كسرها، مما يشكل تهديدًا للتشغيل الآمن لنظام الطاقة.

قد تؤدي زاوية انحناء قضيب التوصيل المفرطة إلى إعاقة قناة تبديد الحرارة، مما يؤدي إلى عدم القدرة على تبديد الحرارة في الوقت المناسب. تُظهر البيانات أنه مقابل كل زيادة بمقدار 5 درجات في زاوية الانحناء، تنخفض كفاءة تبديد الحرارة بنحو 8%. لا يؤدي تراكم الحرارة إلى تسريع شيخوخة المواد العازلة فحسب، بل قد يتسبب أيضًا في ارتفاع درجة حرارة قضيب التوصيل، مما يؤثر على أدائه الكهربائي وقوته الميكانيكية. أظهرت الدراسات أنه مقابل كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة قضيب التوصيل، سيتم تقصير عمره الافتراضي إلى النصف.

قد تؤدي زاوية انحناء قضيب التوصيل غير الصحيحة إلى زيادة كثافة التيار المحلي وتكوين بقع ساخنة. لا تتسبب البقع الساخنة في ارتفاع درجة الحرارة المحلية فحسب، بل قد تؤدي أيضًا إلى تفاعل متسلسل، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة نظام قضيب التوصيل بالكامل. تُظهر البيانات أن درجة الحرارة في البقعة الساخنة أعلى بمقدار 15-20 درجة مئوية من تلك الموجودة في المنطقة العادية، مما يؤدي إلى تسريع معدل الشيخوخة. قد يكون تكوين البقع الساخنة مرتبطًا أيضًا بعوامل مثل المادة وتكنولوجيا المعالجة وجودة تركيب قضيب التوصيل.

تزيد زاوية انحناء قضيب التوصيل المفرطة من صعوبة الصيانة والإصلاح، خاصة عندما يحتاج قضيب التوصيل إلى الاستبدال أو الإصلاح. لا يصعب تفكيك قضيب التوصيل المنحني وتثبيته فحسب، بل قد يشكل أيضًا تهديدًا لسلامة أفراد الصيانة. تُظهر البيانات أنه بالنسبة لقضبان التوصيل ذات زاوية الانحناء التي تزيد عن 10 درجات، يزيد وقت الصيانة بنحو 25%. لا تؤدي زيادة صعوبة الصيانة إلى إطالة وقت تعطل المعدات فحسب، بل تزيد أيضًا من تكلفة الصيانة.

بسبب تدهور الأداء الكهربائي وانخفاض القوة الميكانيكية بسبب زاوية انحناء القضبان غير المناسبة، تتطلب المعدات صيانة وصيانة أكثر تكرارًا. تظهر البيانات أنه بالنسبة للقضبان ذات زاوية الانحناء التي تزيد عن 15 درجة، يتم تقصير دورة الصيانة بحوالي 30%. لا تؤثر الصيانة المتكررة على التشغيل العادي لنظام الطاقة فحسب، بل تزيد أيضًا من تكاليف تشغيل المؤسسة.