فهم أطباء في مجال مراقبة الطاقة الصناعية

وتشكل المعدات القائمة على المقاولات العمود الفقري للنظم الحديثة لمراقبة الطاقة الصناعية، وتوفر التحويل الفعال للفولط والتيارات العالية وتنظيمها عبر التطبيقات التي تتراوح بين الحركات المحركة الآلية ومعدات اللحام ولوازم الطاقة، وتضع أجهزة الاسترجاع شبه المتحكم فيها بالسيليكون، وتضع أيضاً مقومات موثوقية وضبط دقيق عند دمجها على النحو المناسب في النظم الكهربائية، غير أن نفس الخصائص التي تجعل مناوين الطاقات الكهربائية ذات قيمة.

إن تزايد اعتماد النظم القائمة على أساس غموض الأغذية في قطاعات الصناعة التحويلية والطاقة والنقل يؤكد الحاجة إلى ممارسات موحدة للسلامة، وتوفر هذه المادة دليلا موثوقا للاحتياطات والإجراءات اللازمة للمناولة الآمنة والتركيب والصيانة والاستجابة في حالات الطوارئ عند العمل مع المعدات القائمة على غرس الأنهار، وتساعد هذه المبادئ التوجيهية على منع وقوع حوادث صدمات كهربائية، وحدثيات سريعة، وتلف معدات، ووقوع فترات انقطاع في التشغيل، مع تمديد فترة خدمة نظم مراقبة الطاقة.

الأخطار الكهربائية وتقييم المخاطر

وقبل معالجة أي معدات قائمة على الغرار، من الضروري الاعتراف بالمخاطر المحددة الموجودة في هذه النظم ذات الطاقة العالية، وتشمل المخاطر الرئيسية الصدمات الكهربائية من الموصلات المعرضة أو المكثفات غير الكافية التي تُفرغ من العمل، والأحداث الوميضية العالقة أثناء التحول أو الظروف الخاطئة، والحرق الحراري من السطح الساخن أو المكونات، والأخطار الميكانيكية الناجمة عن نظم التبريد بالجو القسري أو الأجزاء المتحركة داخل الضواحي.

ويعمل المعلمون في فولات يمكن أن تتجاوز عدة مئات من المجلدات والتيارات التي تصل إلى آلاف الأمبيرات في التطبيقات الصناعية، وحتى عندما يتم فصل إمدادات الطاقة الرئيسية، يمكن للمصارف المكثفة داخل المعدات أن تحتفظ برسوم فتاكة لفترات طويلة، ويمكن أن تستمر الفولطية المتبقية لمدة دقائق أو حتى بعد ساعات من إغلاقها، مما يجعل إجراءات التصريف المناسبة إلزامية قبل بدء أي أعمال صيانة أو تفتيش.

ويعرض مقياس الأشعة المفاجئة مخاطرة خطيرة أخرى في النظم القائمة على الغرار، وعندما يحدث خطأ، يمكن أن تخلق الطاقة المفرج عنها قوساً متفجراً من البلازما يصل إلى درجات حرارة تتجاوز 000 19 درجة مئوية، ويتسبب في حروق شديدة، وإصابة بالتفجيرات، وتلف في السمع، وتتوقف مستويات الطاقة في معدات الغدة الدرقية على احتياجات النظام، وتنسيق الأجهزة الواقية الحالية.

الاحتياطات الأساسية للسلامة قبل معالجة

فالإعداد هو أساس العمل الآمن مع المعدات القائمة على غرس الغد، ويجب أن يبدأ كل إجراء مناولة باتباع نهج منتظم إزاء إزالة المخاطر ومراقبتها، وينبغي التحقق من الاحتياطات التالية قبل بدء أي نشاط من أنشطة الصيانة أو التفتيش أو التركيب.

إجراءات عزل السلطة وضبطها

والعزلة الكاملة عن جميع مصادر الطاقة هي الخطوة الأولى والأكثر أهمية في مجال السلامة، والتأكد من أن المعدات متوقفة عن الإمداد الرئيسي بالطاقة، وأن جميع مصادر الطاقة، بما في ذلك دوائر التحكم والإمدادات الإضافية، لا تُرفع من مستوى النظام، وتنفيذ إجراء رسمي لربط القفل يمنع إعادة التشغيل العرضية أثناء العمل الجاري.

Capacitor Discharge Verification

وتكاد تكون النظم القائمة على المقاولات تشمل دائما مصارف المكثفات للتنقيب أو التنظيف أو تخزين الطاقة، ويمكن لهذه الخزانات أن تحتفظ بمجلدات خطرة بعد إزالة الطاقة بفترة طويلة، وأن تستخدم أداة تصريف مقيّمة بشكل سليم أو مقاومة لتبديد الطاقة المخزنة بشكل آمن، وأن تؤكد عدم وجود فولتات باستخدام مقياس تحقق معار، ولا تعتمد فقط على مقاومات التصريف المبنية.

الاحتياجات من المعدات الوقائية الشخصية

ويعد اختيار معدات الحماية الشخصية المناسبة شرطا قانونيا وعمليا عند العمل مع معدات الغدة الدرقية، ويعتمد تحديد المعدات الشخصية المطلوبة على مستوى الفولطج، والوضع الحالي للخطأ، وطبيعة العمل الجاري أداؤه، وينبغي على الأقل أن يرتدي التقنيون قفازات مجهزة بالشبكة، ونظارات أمان مع دروع جانبية، وملابس مقاومة للهب، وأحذية غير مجهزة للحماية.

ويوفر فرز الطوابع أو البطانيات المطاطية التي توضع على الأرض حول مجال العمل طبقة إضافية من الحماية من الأخطاء الأرضية، وعند العمل داخل الضيوف، يستخدم أدوات غير معممة خصيصاً لفئة فولتاج المعدات، ولا توفر أدوات اليد الموحدة العزل الكافي ويمكن أن تخلق مساراً إلى الأرض إذا ما اتصلوا بأجهزة السلوك المجهزة.

استعراض وثائق المصنعين

كل نظام قائم على الغرار يأتي بمواصفات الصانعين، ورسومات الأسلاك، وتعليمات السلامة التي تعالج الخصائص الفريدة لتلك المعدات المعينة، وتستعرض هذه الوثائق بدقة قبل المضي في أي عمل، وتولي اهتماما خاصا للقيم الموصى بها لربط الكهرباء، ومتطلبات الإدارة الحرارية، وأي تعليمات محددة تتعلق بالأرضية أو الاسترقاق، وينبغي أن تكون المبادئ التوجيهية للمصنع الأسبقية على الممارسات العامة عند معالجة المخاطر الخاصة بالمعدات.

إجراءات التعامل الآمن مع أجهزة الرسغ

فالشركات نفسها هي أجهزة شبه موصل حساسة تتطلب معالجة دقيقة لمنع الضرر المادي وضمان التشغيل الموثوق به، ويمكن للمناولة غير السليمة أن تؤدي إلى وجود آثار في وفرة السيليكون، أو تلوث أسطح الموصلات، أو إلحاق الضرر بهيكل الكاثود الذي يمكن أن يتسبب في فشل أو سلوك غير منتظم.

Electrostatic Discharge Protection

ويُحتمل أن يلحق الضرر بالتصريف الكهرومغناطيسي، شأنه شأن جميع أجهزة النواة شبه الموصلية، ويمكن أن تؤدي أحداث الدائرة إلى تدهور أداء الأجهزة أو التسبب في فشل كامل دون وجود علامات واضحة على الضرر، وتنفيذ تدابير حماية موحدة من الأشعة ESD تشمل قطع المعصم المثبتة، وأسطح العمل السلوكية، والتخزين السليم في عبوات مضادة للدبابات، وتفادي الاتصال بأجهزة النقل أو ببوابات النقل.

احتياطات المناولة الميكانيكية

وكثيرا ما يشمل البناء المادي لأغراض الغدة العالية الطاقة اللامعة الخزفية، والوعات الحرارية المعدنية، والاتصالات التي تُستخدم بضغط والتي يمكن أن تُلحق ضررا بالإجهاد الميكانيكي، وتفادي الانقطاع أو الضرب أو تطبيق القوة المفرطة على الجهاز أثناء التركيب أو الإزالة، واستخدام أدوات رفع ملائمة لوحدات غزال الغرار الثقيل، وضمان تشديد المعدات المتصاعدة على قيم الصانع التي تُعدّها.

عند تركيب حامضات الغدة الدرقية على مصارف الحرارة، تطبيق طبقة رقيقة، حتى من مواد الوصل الحراري، لسد الثغرات الهوائية الدقيقة بين الجهاز وسطح المغسلة الحرارية، مما يحسن نقل الحرارة ويمنع البقع الساخنة التي يمكن أن تسبب الركض الحراري، ويفحص سطح المغسلة الحرارية للبيرونات أو الخدوش أو التلوث قبل التركيب، حيث أن هذه العيوب يمكن أن تضر بالأداء الحراري وتخلق تركيزات.

دائرة البوابة

- إذا كان جهاز التحكم في الغزال يتحول ويشعر بالحساسية تجاه محركات الفولط والضوضاء، وعند التعامل مع دوائر البوابات، ضمان أن تكون جميع الاتصالات آمنة وأن تكون دائرة قيادة البوابة مصممة بشكل سليم لمنع الإضراب أو التلف الزائف، واستخدام زوجين ملتويين أو كابلات محمية لوصلات البوابات لتقليل التدخل الكهرومغناطيسي إلى أدنى حد ممكن، وتجنب محطات طرفية لاصاقية ذات يد عارية أو أدوات صرفة.

أفضل الممارسات في مجال التركيب

ويؤثر التركيب السليم للمعدات القائمة على غرس الغد تأثيرا مباشرا على السلامة وعلى موثوقية العمليات، فبعد الممارسات الفضلى المتبعة أثناء التركيب يقلل من احتمال حدوث حالات خطأ ويبسط الصيانة في المستقبل.

القوة

وتتحمل وصلات الطاقة في نظم الغدة الدرقية تيارات عالية تولد حرارة في كل مقاطع، وتزيد الروابط اللوحة أو التآكل من المقاومة، مما يؤدي إلى تدفئة محلية، وانخفاضات في البرتاج، وخطر حريق محتمل، وتتسبب محطات تشغيلية أو أمتعة ضغطية تضاهي حجم الوصلات والمواد، وتطبق الزورق الصحيح على كل نقطة اتصال تستخدم في تحديد درجة حرارة التثبيت، كما هو محدد في البداية.

التجويف والسندنغ

إن وجود نظام أرضي قوي أمر أساسي للسلامة في المنشآت القائمة على الغرار، وربط جميع أجهزة الكشف عن المعدات، والوعات الحرارية، وأجزاء معدنية يمكن الوصول إليها في أرض النظام باستخدام أجهزة موصل مجهزة وفقاً للرموز الكهربائية المنطبقة، وضمان أن يكون الطريق الأرضي منخفضاً لتيسير التشغيل السليم للأجهزة الواقية أثناء الظروف الخاطئة، وربط النظام بنظام الكهروود الكهرومغناطيسية المبني لمنع الاختلافات المحتملة بين المعدات وغيرها من الهياكل الفلزات في المرفق.

إيلاء اهتمام خاص لفرض الدوائر النواة ومرشحات نظام إي إم آي، لأن هذه المكونات يمكن أن تخلق حلقات أرضية إن لم تكن مترابطة بشكل سليم، وأن تستخدم تقنيات أرضية ذات نقطة واحدة حيثما أمكن للتقليل إلى أدنى حد من التيارات المتداولة في النظام الأرضي.

إزالة الألغام ووقفها

تحتاج الدوائر ذات الحركة العالية داخل معدات الغدة الدرقية إلى إزالة كافية ومسافات مريبة لمنع حدوث الوميض والتداول، ومتابعة متطلبات المباعدة الدنيا للمصنع والمعايير المنطبقة مثل IPC-2221 أو UL 840، وفي البيئات الغبارية أو الرطبة، تزيد من مسافات التطهير لتسديد التلوث والرطوبة التي يمكن أن تقلل من أداء العزل، وتضع الحواجز أو المعاطف المطابقة التي تحد من مسافة الفضاء.

بروتوكولات الصيانة والتفتيش

ومن الضروري القيام بانتظام بصيانة المعدات التي تستخدمها الدراجات وتفتيشها لتحديد المشاكل التي تواجهها قبل أن تؤدي إلى حدوث حالات فشل أو حوادث أمان، ووضع جدول زمني يستند إلى توصيات صانعي المعدات، وظروف التشغيل، ولأهمية الطلب.

قائمة مرجعية للتفتيش البصري

ويمكن لعمليات التفتيش البصري الدورية أن تكشف عن العديد من المسائل المشتركة، وتبحث البنود التالية خلال كل عملية تفتيش:

  • وصلات الطاقة لعلامات التسخين المفرط، مثل تفكيك أو عزل الذوبان أو توجيه الشحنات حول المحطات الطرفية
  • بواليع الحرارة لتكديس الغبار أو التآكل أو الضرر الذي يعوق تدفق الهواء
  • مشجعين رائعين للعمل السليم و تحمل الضوضاء
  • أجهزة للصيد أو التسرب أو التهوية
  • لوحات الدوائر المطبوعة لمفاصل المبيعات المتصدعة، أو الآثار المدمرة، أو تجمّع المكوّنات
  • إغلاق الختم والغازات لتدهور يمكن أن يسمح للرطوبة أو الملوثات بدخولها
  • أضواء المؤشرات وألواح العرض اللازمة لأداء المهام المناسبة

الرصد الحراري

إن الإفراط في التسخين هو أحد أكثر أساليب الفشل شيوعا في المعدات التي تستخدمها أجهزة الترميم الحرارية تحت الحمراء أو مقياس حرارة الاتصال لقياس درجات الحرارة عند نقاط حرجة أثناء العملية، مقارنة بالقراءات التي تُثبت عند تحديد قيم خط الأساس، إذ إن ارتفاع درجة الحرارة في كل درجة مئوية فوق خط الأساس في أي اتصال أو عنصر يشير إلى مشكلة نامية تتطلب إجراء تحقيق، وإيلاء اهتمام خاص لدرجات حرارة الدروع، والوع الحراري في كل مكان.

القياسات الكهربائية

وتساعد الاختبارات الكهربائية الدورية على التحقق من أن الدروع والدوائر المرتبطة بها تعمل في إطار مواصفات محددة، وتُجري القياسات التالية وفقا لجدول الصيانة:

  • مقاومة الطرازات وهبوط الفولط الأمامي للتحقق من سلامة بوابة
  • تسرب الكاثود الأنودية في حالة تعطل معدلي للفولط لتحديد المقاطع المتدهورة
  • إمساك التيار الحالي و التمرين لتأكيد خصائص التحويل الصحيحة
  • التذبذب و الموجات الحالية باستخدام مفترق للكشف عن التشويه أو السلوك غير الشاذ
  • مقاومة العزل بين دوائر الطاقة والأرض باستخدام قياس الميغو

وتسفر جميع القياسات عن سجل صيانة لتتبع الاتجاهات عبر الزمن، ويمكن أن توفر الانحرافات عن قيم خط الأساس إنذارا مبكرا بتدهور المكونات وتتيح استبدالها قبل حدوث الفشل.

التبريد والإدارة الحرارية

ويولد المُستبدِرون حرارة كبيرة أثناء التصريف، والإدارة الحرارية الفعالة ضرورية لضمان التشغيل الآمن، ويؤدي عدم التبريد الكافي إلى ارتفاع درجات الحرارة الفاصلة التي تقلل من حياة الأجهزة، وزيادة التسرب الحالي، ويمكن أن يتسبب في الركض الحراري.

صيانة نظام التبريد

نظم التبريد بالطائرة الكهربية تتطلب تنظيف المرشات أو استبدالها بشكل منتظم للحفاظ على تدفق الهواء الكافي، وتقييد المرشّحات الملوّثة الحركة الجوية، مما يتسبب في ارتفاع حرارة المغسلة الحرارية، أو استبدال المرشّحات وفقا لتوصيات الصانع، أو في بيئات غبارية أكثر تواترا، والتحقق من عمليات المروحات شهريا، والاستعاضة عن المراوح التي تظهر علامات على إرتداء أو الازدهار أو انخفاض تدفق الهواء.

تتطلب نظم السائل المزودة بالبريد المستخدمة في تطبيقات الطاقة العالية اهتماما إضافيا، مستويات التبريد في رصد التدفق، درجات الحرارة، مبرد الاختبارات في السلوك، ودرجة الحرارة، سنويا، حيث يمكن أن يسبب التحلل المتدهور التآكل أو التحلل الكهربائي في حلقة التبريد، واستبدال المبرد وفقا لجدول المصنع واستخدام النوع المبرد المحدد لتجنب مسائل التوافق.

تفتيش النحل

وينبغي تفتيش مصارف الحرارة لتجميع الغبار بين الزعانف، مما يمكن أن يقلل كثيرا من الأداء الحراري، واستخدام الهواء المضغوط أو فرشاة ناعمة لتنظيف مصارف الحرارة أثناء الصيانة المقررة، وتجنب استخدام أدوات معدنية يمكن أن تلحق الضرر بسطح الزعنفة، والتحقق من أن المصارف الحرارية مثبتة بشكل آمن، وأن المواد البينية الحرارية بين ثلاجة ووعة الحرارة لا تزال سليمة ومتحررة من التدهور.

إجراءات الاستجابة لحالات الطوارئ

وعلى الرغم من جميع الاحتياطات، يمكن أن تحدث حالات طوارئ عند العمل مع المعدات القائمة على رسغ الغد، فوجود إجراءات طوارئ موثقة وموظفين مدربين على الاستجابة يمكن أن يحول دون وقوع حوادث بسيطة في أحداث كارثية.

الاستجابة للصدمات الكهربائية

وإذا تلقى الشخص صدمة كهربائية، فإن الأولوية الأولى هي فصل مصدر الطاقة باستخدام محطة الطوارئ أو قطع الاتصال الرئيسي، وعدم لمس الضحية أثناء اتصالها بأجهزة السلوك المنشط، حيث أن ذلك قد يسبب صدمة ثانوية، وفور إزالة الطاقة، الدعوة إلى تقديم المساعدة الطبية الطارئة فورا، وبدء تقديم الإسعافات الأولية، بما في ذلك إعادة التأهيل المركزي، واستخدام مفرزة خارجية آلية، إذا توافرت، وعدم وجود أي مساعدة طبية.

Arc Flash and Fire Response

وفي حالة حدوث حريق في القوس أو حريق كهربائي، تنشط أقرب إنذار لإطلاق النار وتخليص المنطقة إذا لم يكن بالإمكان إطفاء الحريق بأمان، ولا تستخدم سوى أجهزة إطفاء حريق من الدرجة جيم (المدرجة في حالة الحريق الكهربائي) على معدات لا تزال مشتعلة، ولا تستخدم أبدا الماء أو أجهزة إطفاء الرغاوي في الحرائق الكهربائية، وإذا أمكن إزالة المعدات من مكان آمن، فإنها تفعل ذلك من موقع بعيد للاستجابة إلى أدنى حد.

وثائق الحوادث والإبلاغ عنها

وبعد وقوع أي حادث أمني، توثق هذه الحادثة بالتفصيل، وتسجل تاريخ وزمان وزمان الأفراد المعنيين والمعدات المتضررة وتسلسل الأحداث المؤدية إلى الحادثة، وتلتقط صورا للموقع وأي معدات مضرورة، وتُبلغ عن الحادث إلى سلطة السلامة المناسبة حسب ما تقتضيه سياسة الشركة والأنظمة المنطبقة، وتستخدم المعلومات التي تم جمعها لإجراء تحليل الأسباب الجذرية، وتُنفذ إجراءات تصحيحية تمنع تكراره.

التدريب والامتثال

يتطلب التعامل الآمن مع المعدات القائمة على غرس الأنهار التدريب المستمر لجميع الموظفين المشاركين في التركيب والتشغيل والصيانة والإشراف، وينبغي أن تغطي برامج التدريب المخاطر المحددة الموجودة في المعدات، والاستخدام السليم للمعدات، وإجراءات الغلق، والاستجابة في حالات الطوارئ، وتوصيات الصانع بشأن النظم المعينة المستخدمة.

توثيق جميع أنشطة التدريب وحفظ سجلات شهادات الموظفين - استعراض واستكمال المواد التدريبية بانتظام لتعكس التغييرات في المعدات أو المعايير أو الأنظمة - إجراء تدريبات دورية للسيناريوهات الطارئة لضمان فهم إجراءات الاستجابة فهما جيدا ويمكن تنفيذها بفعالية تحت الضغط.

فالامتثال لمعايير السلامة المنطبقة ليس اختيارياً، ففي الولايات المتحدة، تحدد إدارة السلامة والصحة المهنيتين متطلبات السلامة الكهربائية بموجب 29 من الجزء الفرعي 1910 من قانون الجمارك وحماية الحرائق.() وتضع الرابطة الوطنية لحماية الحرائق توجيهات إضافية من خلال معايير مثل مجموعة الـ 70 هاء للسلامة الكهربائية في مكان العمل، و 70 باء من فرنكات الجماعة الاقتصادية الوطنية من أجل صيانة المعدات الكهربائية، وعلى الصعيد الدولي، تقوم المنظمات الدولية للكهرباء بنشر معايير للامتثال ذات صلة باستخدامها.

For additional resources on electrical safety, consult the OSHA electrical safety page at osha.gov/electrical] and the NFPA 70E information page at nfpa.org. كما تنشر الشبكة الدولية للطاقة الإلكترونية توجيهات بشأن موثوقية الطاقة الإلكترونية وسلامتها في معاييرها، وهي متاحة من خلال [Fee5]

خاتمة

وتوفر المعدات القائمة على الأثاث قدرات أساسية في مجال مراقبة الطاقة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية، ولكن ارتفاع حجم الفولط والتيار يتطلب ممارسات صارمة للسلامة، ومن إجراءات العزلة والتصريف في حالات الطوارئ إلى تقنيات ملائمة لاختيار ومعالجة المعدات المملوكة للوحدات، فإن كل خطوة في دورة حياة هذه النظم تتطلب الاهتمام بتفصيل المخاطر الموجودة واحترامها، إذ أن الصيانة المنتظمة والإدارة الحرارية والتأهب للطوارئ تكمل إطار الأمان الذي يحمي الأفراد والمعدات.

:: المنظمات التي تستثمر في التدريب الشامل في مجال السلامة، وتفرض التقيد الصارم بالإجراءات، وتحافظ على ثقافة الوعي بالسلامة، وتجني فوائد الحوادث المخفضة، وتضاءل الوقت، وطول مدة خدمة المعدات، وتطبق المبادئ التوجيهية المبينة في هذه المادة، وتتشاور مع وثائق الصانع والمعايير المنطبقة لكل منشأة بعينها، يمكن للفنيين والمهندسين العمل مع المعدات القائمة على الغرار بأمان وفعالية، ولا تعتبر السلامة أحد الاعتبارات ذات مرة واحدة بل التزاما مستمرا يجب إدماجه في كل يوم.