التحكم بالحرائق والانفجارات الكهربائية

مقدمة حول التحكم بالحرائق والانفجارات الكهربائية:

أكثر من 25٪ من جميع الحرائق لها سبب مرتبط بخلل في قطعة من المعدات الكهربائية أو الأسلاك أو كليهما، كما أنه غالباً ما تحدث الحرائق الكهربائية بسبب نقص العناية المعقولة في صيانة واستخدام التركيبات والمعدات الكهربائية.

الكهرباء التي توفر الحرارة والضوء وتحرك المحركات الكهربائية قادرة على إشعال المواد العازلة أو غيرها من المواد القابلة للاحتراق إذا أسيء استخدام المعدات، أو لم تكن كافية لتحمل الحمل الكهربائي أو لم يتم تركيبها وصيانتها بشكل صحيح. كما أن الأسباب الأكثر شيوعاً لحدوث حريق في التركيبات الكهربائية، هي قُصر الدائرة وارتفاع درجة حرارة الكابلات والمعدات واشتعال الغازات والأبخرة القابلة للاشتعال واشتعال المواد القابلة للاحتراق عن طريق التفريغ الكهربائي الثابت.

تحدث دوائر قصيرة، إذا أصبح العزل معيباً، كما ويحدث تدفق غير مقصود للتيار بين موصلين أو بين موصل واحد والأرض، بحيث يعتمد مقدار التيار ومن بين أمور أخرى على الجهد وحالة المادة العازلة والمسافة بين الموصلات.

في البداية، سيكون التدفق الحالي منخفضاً، ولكن مع تطور العطل سيزداد التيار وستسخن المنطقة المحيطة به، وبمرور الوقت وإذا استمر الخطأ؛ سينتج عن ذلك انهيار كامل للعزل وسيتدفق التيار الزائد عبر الخطأ، لذلك إذا فشل المصهر في العمل أو إذا تجاوز معدل المنصهر الموصى به؛ فسيحدث ارتفاع في درجة الحرارة وينتج حريق، كما يمكن أن يحدث حريق أيضاً إذا كانت المواد القابلة للاحتراق على مقربة من السلك الساخن أو انطلقت شرارات ساخنة.

كما إنه من المرجح أن تحدث دوائر قصيرة عندما تكون المعدات أو الكابلات الكهربائية عرضة للتلف بسبب تسرب المياه أو التلف الميكانيكي، حيث يمكن أن تتسبب الكابلات الملتوية أو المثنية أيضاً في حدوث أعطال في مواد العزل.

لذا تعتبر أغطية الفحص وصناديق الكابلات هي مناطق مشكلة خاصة، حيث يجب اتخاذ خطوات فعالة لمنع دخول الرطوبة لأن ذلك سيقلل أو يقضي على المخاطر، كما يمكن أن تكون الأغطية نفسها مشكلة خاصة في المناطق المتربة، حيث يمكن أن يتراكم الغبار على الأسطح العازلة المسطحة، مما يؤدي إلى التتبع بين الموصلات عند الفولتية المختلفة وفشل العزل اللاحق.

كذلك يجب الحفاظ على نظافة الأجزاء الداخلية من لوحات الفحص، وخالية من الغبار باستخدام مكنسة كهربائية مناسبة، كما سيحدث ارتفاع درجة حرارة الكابلات والمعدات في حالة زيادة التحميل عليها؛ وعادةً ما يتم تصنيف المعدات والدوائر الكهربائية لتحمل تياراً آمناً معيناً؛ والذي سيحافظ على ارتفاع درجة حرارة الموصلات في الدائرة أو الجهاز ضمن الحدود المسموح بها وتجنب احتمال نشوب حريق، حيث تحدد هذه التيارات الآمنة الحجم الأقصى للمصهر (معدل المصهر) المطلوب للتركيب.

آثار الأحمال الزائدة على الحرائق والانفجارات الكهربائية:

كما أن أحد الأسباب الشائعة للحمل الزائد للدائرة هو استخدام المعدات والكابلات التي تكون صغيرة جداً بالنسبة للحمل الكهربائي المفروض، وغالباً ما يحدث هذا بسبب إضافة المزيد من المعدات إلى الدائرة، مما يجعلها تتجاوز مواصفات التصميم الأصلية.

مثلاً في المكاتب يمكن أن يؤدي الإفراط في استخدام محولات المنافذ غير المستخدمة متعددة المقابس إلى حدوث مشكلات في التحميل الزائد، حيث تعد المضاعفات الأكثر حداثة أكثر أماناً؛ لأنها تؤدي إلى قابس واحد مدمج ولا يمكن تحميلها بشكل زائد بسهولة.

كذلك هناك سبب آخر للحمل الزائد هو الانهيار الميكانيكي أو تآكل المحرك الكهربائي والآلات المدفوعة، حيث يجب صيانة المحركات في حالة جيدة مع إيلاء اهتمام خاص لأسطح المحمل، كما لا توفر الصمامات دائماً حماية كاملة ضد الحمل الزائد للمحركات؛ وفي بعض الحالات قد يحدث تسخين شديد دون تنشيط الصمامات.

لذلك تعتبر توصيلات الكابلات الفضفاضة أحد الأسباب الأكثر شيوعاً للسخونة الزائدة، ويمكن اكتشافها بسهولة (بالإضافة إلى الكابلات المحملة بشكل زائد) من خلال مسح التصوير الحراري (تقنية تشير إلى وجود نقاط ساخنة).

كما يمكن أن يؤدي تجميع الكابلات معاً أيضاً إلى زيادة الحرارة الزائدة داخل الكبل الداخلي، مما يؤدي إلى خطر نشوب حريق، حيث يمكن أن يحدث هذا مع بكرات تمديد الكابلات؛ والتي تم فكها جزئياً فقط، كما وتستخدم للأجهزة عالية الطاقة مثل السخان الكهربائي.

لذلك تعتبر التهوية ضرورية للحفاظ على درجات حرارة آمنة في معظم المعدات الكهربائية، وقد يحدث ارتفاع في درجة الحرارة إذا تم إعاقة التهوية أو تقليلها بأي شكل من الأشكال، ويجب أن تبقى جميع المعدات الكهربائية خالية من أي عوائق تقيد إمداد الجهاز بالهواء مجاناً؛ وخاصة فتحات التهوية.

أيضاً تتسبب معظم المعدات الكهربائية في حدوث شرر أثناء التشغيل العادي أو أنها عرضة للشرر في ظل ظروف الأعطال، حيث أن بعض الأجهزة الكهربائية مثل السخانات الكهربائية مصممة خصيصاً لإنتاج درجات حرارة عالية، كما تخلق هذه الظروف مخاطر الحريق والانفجار؛ والتي تتطلب تقييمًا دقيقاً للغاية في المواقع التي تستخدم فيها عمليات قادرة على إنتاج تركيزات قابلة للاشتعال من الغاز أو البخار أو حيث يتم تخزين السوائل القابلة للاشتعال، كذلك من المحتمل أن يكون سبب العديد من الحرائق هو التفريغ الكهربائي الاستاتيكي.

لاشك بأنه يمكن التخلص من الكهرباء الساكنة بشكل عام من خلال التصميم الدقيق واختيار المواد المستخدمة في المعدات والمصنع والمواد المستخدمة في المنتجات التي يتم تصنيعها، خاصةً عندما يكون من غير العملي تجنب توليد الكهرباء الساكنة، كما يجب ابتكار وسيلة للتحكم.

لذلك عند وجود مواد قابلة للاشتعال؛ خاصة إذا كانت غازات أو غبار، لذا فهناك خطر كبير من نشوب حريق وانفجار، وذلك حتى لو كان هناك تصريف بسيط للكهرباء الساكنة.

أيضاً يجب تجنب استخدام المعدات الكهربائية في الأجواء التي يحتمل أن تكون قابلة للاشتعال قدر الإمكان، ومع ذلك سيكون هناك العديد من الحالات التي يجب فيها استخدام المعدات الكهربائية؛ وفي هذه الحالات يجب أن تتوافق معايير بناء المعدات وأنظمة الحماية المخصصة للاستخدام في لوائح الغلاف الجوي التي يُحتمل أن تكون قابلة للانفجار والمعروفة باسم (ATEX).

يعتبر تركيب وصيانة المعدات الكهربائية في الأجواء القابلة للاشتعال مهمة متخصصة، كما يجب أن يتم إجراؤها فقط من قبل كهربائيين أو ميكانيكي الأدوات المدربين على معايير (ATEX)، وفي حالة نشوب حريق باستخدام معدات كهربائية، يجب أن يكون الإجراء الأول هو عزل مصدر الطاقة بحيث لا تعود الدائرة حية، حيث يتم تحقيق ذلك عن طريق إيقاف تشغيل مصدر الطاقة عند مفتاح عزل التيار الكهربائي أو في نقطة أخرى مناسبة في النظام.