زيادة الجهد

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
ارتفاع مفاجئ في الجهد.

في الهندسة الكهربائية ، يُعرف فرط الجهد بأنه ارتفاع الجهد الكهربائي بما يتجاوز الحد التصميمي لدائرة كهربائية أو أحد عناصرها . وقد تكون هذه الظروف خطيرة. وبحسب مدته، قد يكون فرط الجهد عابرًا - أي ارتفاعًا مفاجئًا في الجهد (بضع أجزاء من الثانية) - أو مستمرًا (يُعرف أيضًا بفرط جهد تردد الطاقة ) بقيمة ثابتة على عدة أطراف. [ 1 ] في الشبكة الكهربائية ، يُعد التحكم في الجهد وإدارة القدرة التفاعلية جانبين لا ينفصلان من نشاط واحد. [ 2 ]

توضيح

نظام كهربائي ثلاثي الأطوار موصول على شكل نجمة، به سلك محايد مكسور. تسبب عطل في عدم تثبيت جهد السلك المحايد بالأرض، مما أدى إلى ارتفاع جهد السلك إلى مستوى جهد الخط . قد يُسبب هذا ارتفاعًا في الجهد للأجهزة الصغيرة الموصولة بطور واحد (حيث يكون جهد الخط أعلى بكثير من جهد الطور ).

تم تصميم الأجهزة الإلكترونية والكهربائية للعمل عند جهد إمداد أقصى معين، ويمكن أن يتسبب الجهد الأعلى من الجهد الذي تم تصميم الأجهزة للعمل عليه في حدوث أضرار جسيمة.

على سبيل المثال، يحتوي المصباح الكهربائي على سلك يمر به تيار كهربائي عند الجهد المقنن، يكفي لتسخين السلك بشدة (مُصدرًا الضوء والحرارة )، لكن ليس لدرجة انصهاره . تعتمد شدة التيار في الدائرة الكهربائية على الجهد المُزوَّد: فإذا كان الجهد مرتفعًا جدًا، فقد ينصهر السلك ويحترق المصباح. وبالمثل، قد تتوقف الأجهزة الكهربائية الأخرى عن العمل، أو حتى قد تشتعل فيها النيران إذا تم تزويد الدائرة بجهد زائد.

مصادر

طبيعي

يُعد البرق مصدراً طبيعياً نموذجياً لأحداث الجهد الزائد العابر . ومن المعروف أيضاً أن دفعات الرياح الشمسية التي تعقب التوهجات الشمسية تتسبب في زيادة الجهد في الدوائر الكهربائية، وخاصة تلك الموجودة على متن الأقمار الصناعية الفضائية .

من صنع الإنسان

تنتج مصادر الارتفاعات المفاجئة في التيار الكهربائي عادةً عن الحث الكهرومغناطيسي عند تشغيل أو إيقاف الأحمال الحثية (مثل المحركات الكهربائية أو المغناطيسات الكهربائية )، أو عند تشغيل أحمال التيار المتردد المقاومة العالية دون استخدام دوائر عبور الصفر - أي في أي مكان يحدث فيه تغير كبير في التيار. ومن أهداف الامتثال لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي التخلص من هذه المصادر.

يُعدّ الحرب الإلكترونية مصدرًا هامًا محتملاً للجهد الزائد الخطير . ويجري حاليًا بحث عسكري مكثف في هذا المجال، يهدف إلى إنتاج أجهزة كهرومغناطيسية عابرة متنوعة مصممة لتوليد نبضات كهرومغناطيسية تُعطّل المعدات الإلكترونية للعدو. ومن التطورات العسكرية الحديثة المكثف المتفجر المصمم لإشعاع نبضة كهرومغناطيسية عالية الجهد. كما يُعدّ الانفجار النووي مصدرًا آخرًا قويًا للنبضات الكهرومغناطيسية .

يمكن أن تكون المولدات التي تعمل بالديزل أو البنزين مصدرًا لزيادة الجهد. فإذا زادت سرعة المولد فجأة، نتيجةً لحركة غير مقصودة للخانق أو تشغيل غير مستقر للمحرك الرئيسي ، فقد يتسبب ذلك في زيادة مؤقتة ولكنها ضارة بالأجهزة المتصلة. كما يمكن أن يتسبب منظم الجهد المعطل في زيادة الجهد. [ 3 ]

حدث ارتفاع مفاجئ في الجهد الكهربائي في 25 أغسطس/آب 2011 في إيست بالو ألتو ، كاليفورنيا. ارتفع جهد الخط الكهربائي المُزوَّد لـ 232 مشتركًا من 110  فولت إلى حوالي 400  فولت لمدة 80  دقيقة. تسبب هذا الارتفاع في تلف المعدات الإلكترونية والمصابيح الكهربائية وغيرها من المعدات الكهربائية، بما في ذلك العدادات الذكية . [ 4 ] [ 5 ] ويُعرف انخفاض الجهد الكهربائي بأنه عكس هذا الارتفاع .

مسار التوصيل

يمكن أن تتسلل النبضات العابرة إلى المعدات إما عبر خطوط الطاقة أو البيانات، أو مباشرة عبر الفضاء نتيجة لتغير قوي في المجال الكهرومغناطيسي - نبضة كهرومغناطيسية (EMP). تُستخدم المرشحات لمنع دخول أو خروج هذه النبضات من المعدات عبر الأسلاك، كما تُحمى الأجهزة الموصولة كهرومغناطيسيًا بالفضاء (مثل ملفات التقاط الترددات الراديوية في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ) بواسطة دروع واقية .

أجهزة الحماية من الجهد الزائد

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ لي 2018 ، ص 14.
  2. ↑ كيربي وهيرست 1997 ، ص. 1.
  3. ↑ "ما الذي يسبب ارتفاع الجهد في مولدات الديزل؟ ما الذي يمكننا فعله لمنع المولد من التعرض لجهد زائد؟" . شركة تايد باور تكنولوجي المحدودة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 6 مايو 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يونيو 2023 .
  4. ↑ "ارتفاع مفاجئ في الطاقة يثير تساؤلات حول العدادات الذكية" .
  5. ↑ "ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي يتسبب في تلف المصابيح وأجهزة التلفزيون في شرق بالو ألتو" .

مصادر