لطالما كانت السلامة من الحرائق من العوامل المهمة في تصميم المنتجات الكهربائية والإلكترونية. فمع تناقص حجم الدوائر الكهربائية وتسارع تسخين المكونات، تُستخدم الآن المواد البلاستيكية في صناعة العلب، مما يتطلب إجراء اختبارات مقاومة اللهب الحالية بدقة أكبر. اختبار توهج الأسلاك أداة خاصة تُستخدم لاختبار تفاعل المواد مع الحرارة الشديدة الناتجة عن الأعطال الكهربائية. يُحاكي هذا الاختبار الاشتعال الناتج عن ارتفاع درجة حرارة الموصلات، أو أعطال المقاومة، أو زيادة تحميل المكونات، أو ضعف الاتصال الكهربائي. عند تعريض المواد لعنصر سلكي ساخن، يتمكن المصنعون من معرفة ما إذا كان الغلاف سيشتعل، أو ينطفئ ذاتيًا، أو ينصهر دون التسبب في حرائق ثانوية.
يُحلل هذا بناءً على معيار أسلاك التوهج الموحد عالميًا، وخاصةً سلسلة IEC 60695-2، الذي ينظم مستويات درجة حرارة أسلاك التوهج وظروف الاختبار ومتطلبات الأداء. تعتمد الصناعات العالمية على هذا النوع من الاختبار لضمان سلامة منتجاتها في ظروف التشغيل الاستثنائية. ستناقش هذه الورقة التطبيقات الصناعية الرئيسية لاختبار أسلاك التوهج وأسباب أهميته في تطوير المنتجات الحالية.

لماذا تعتمد الصناعات على اختبار الأسلاك المتوهجة

هذا هو الحال مع الأعطال الكهربائية، التي تُسبب الحرائق في البيئات السكنية والتجارية والصناعية في أغلب الأحيان. كما يُمكن استخدام البلاستيك لإشعال الحرائق في البيئة المحيطة عند ارتفاع درجة حرارته أو ذوبانه أو تقطيره، أو عند انتشاره إلى المواد المحيطة. يُتيح اختبار سلك التوهج للمهندسين اكتشاف مخاطر الحريق قبل طرح المنتج في السوق. فبدلاً من استخدام اختبار اللهب المكشوف وحده، يُوفر جهاز اختبار سلك التوهج مصدرًا لإمدادات حرارية مُتحكم بها ومستمر، مما يُتيح قياس النتائج وتكرارها.
يستخدم المصنعون اختبارات مقاومة الاشتعال، وانتشار اللهب، ومدة الاحتراق، وقدرتها على الإطفاء الذاتي للمواد. وتُعدّ هذه الاختبارات فعّالة بشكل خاص في المواد البلاستيكية المستخدمة في الأغلفة، والموصلات، والمفاتيح، والمكونات العازلة، ومجموعات الكابلات.

حالة الاستخدام 1: الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية

تُجرى أكبر نسبة من اختبارات أسلاك التوهج في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والأجهزة المنزلية. قد ترتفع درجة حرارة الأسلاك الداخلية، ومكونات التبديل، والمحولات، ولوحات التحكم الموجودة في أجهزة مثل الثلاجة، والغسالة، والميكروويف، والتلفزيونات، والشواحن، ومكيفات الهواء، في حال حدوث عطل.
اختبار الأسلاك المتوهجة، المعروف أيضًا باسم اختبار الأسلاك المتوهجة، هو اختبار يُستخدم لقياس المواد المستخدمة في الهياكل، وكتل الوصلات، والحوامل البلاستيكية، ووحدات مدخل الطاقة، ودعامات العزل. في حال استطاع عنصر سلك متوهج ذو درجة حرارة محددة تسخين المادة، فيجب إعادة تصميم المنتج. المواد ذاتية الإطفاء: تُعتبر المواد التي تذوب دون أن تُنتج لهبًا، أو المعادن التي تنطفئ تلقائيًا خلال فترة زمنية محددة، أكثر أمانًا.
سيعمل هذا على حماية المنازل من اندلاع الحرائق إما من خلال انهيار العزل أو ارتفاع درجة حرارة المفاصل.

حالة الاستخدام 2: الإضاءة ومنتجات LED

يتم إجراء اختبار الأسلاك المتوهجة أيضًا على أنظمة الإضاءة نظرًا لأن برامج تشغيل LED والمثبتات وأجهزة الطاقة تخلق حرارة موضعية، خاصة في التركيبات المدمجة.
تقوم شركات مصابيح LED ومصابيح السقف المعلقة والمصابيح الكاشفة الصناعية ومصنعو مصابيح الشوارع باختبار الأسلاك المتوهجة باستخدام أجهزة اختبار الأسلاك المتوهجة لاختبار:
• حاملات المصابيح
• إطارات عاكسة
• مواد الغلاف البصري
• مكونات دعم الأسلاك
• عوازل بلاستيكية مثبتة داخل الجسم
نظراً لكثرة تركيب المصابيح إما في الأسقف أو في حجرات مغلقة، فإن نشوب حريق يُعدّ خطراً كبيراً. يضمن اختبار سلك التوهج عدم اشتعال هيكل السيارة أو احتراقه حتى مع ارتفاع درجة حرارة السائق. أنظمة اختبار سلك التوهج المستخدمة من قِبل LISUN تحظى بشعبية كبيرة في مختبرات الإضاءة.

حالة الاستخدام 3: المكونات الكهربائية للسيارات

تتضمن أنظمة السيارات المتطورة مئات الوحدات الكهربائية المتنوعة التي يجب أن تعمل في درجات حرارة عالية. تزيد المحركات وأنظمة البطاريات ومخاطر التعرض للعوامل الجوية من احتمالية اشتعال البلاستيك. تشمل المكونات التي يتم اختبارها باستخدام أسلاك التوهج في المركبات ما يلي:
• أغلفة الموصلات
• كتل الصمامات
• تجميعات لوحة التحكم
• مكونات لوحة المعلومات
• أغلفة المستشعر
• السيارات الكهربائية تحتوي على وحدات شحن
يُحدد معيار أسلاك التوهج معايير خاصة لدرجة الحرارة في نظام السيارات. على سبيل المثال، قد يُشترط أن تتمتع المكونات الملامسة لغرف المحرك بقدرة عالية على مقاومة جرعات أسلاك التوهج التي تتجاوز 850 درجة مئوية. قد تؤدي المضاعفات في هذه المجالات إلى حرائق في السيارات، ومن الضروري اختبارها من قِبل مُصنّعي السيارات.

حالة الاستخدام 4: معدات التحكم الصناعية

تُعدّ الخزانات الكهربائية، ومفاتيح التشغيل، ومحركات الأقراص، والمرحلات، ووحدات الطاقة، وأنظمة التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC)، بالغة الأهمية في المصانع والمنشآت الصناعية. ترتبط هذه الأجهزة بأحمال كهربائية عالية، وقد ترتفع حرارتها عند تشغيلها بشكل غير صحيح.
يُستخدم اختبار الأسلاك المتوهجة لاختبار ألواح العزل، وعوازل الوصلات الطرفية، وحوامل الكابلات، ومكونات البوليمر المستخدمة في أنظمة التحكم الصناعية. كما تُعد مقاومة الحرائق أمرًا بالغ الأهمية، نظرًا لاكتظاظ الغرف الصناعية بالغبار القابل للاشتعال والمواد الكيميائية والعديد من الآلات.
يقوم المهندسون بتحديد المواد التي يمكنها تحمل الحرارة الزائدة للحمل الزائد دون الاحتراق وإشعال حريق باستخدام جهاز اختبار الأسلاك المتوهجة للقضاء على استخدام المواد التي تشتعل وتنتشر في جميع أنحاء خزائن التحكم مما يؤدي إلى حوادث صناعية باهظة الثمن.

حالة الاستخدام 5: توزيع الطاقة والتركيبات الكهربائية

تحتوي التركيبات الكهربائية على لوحات توزيع، وقواطع دوائر، ومقابس، وموصلات، كنقاط اشتعال محتملة. يساعد الاختبار باستخدام سلك التوهج في اختبار:
• أغطية المفاتيح
• حاملات الصمامات
• وحدات منفذ الطاقة
• أغطية لوحة التوزيع
• مكونات العزل البلاستيكي
يجب أن تكون المواد المستخدمة مطابقة لدرجة حرارة أسلاك التوهج المطلوبة لفئة التركيب. هذا يجعل المباني السكنية والتجارية آمنة من حيث الأداء، إذ يمنع احتمالية اشتعال القوس الكهربائي، أو الحرائق الكهربائية، أو التحميل الزائد، أو ضعف التوصيلات.

حالة الاستخدام 6: معدات الاتصالات والشبكات

تعمل أجهزة التوجيه، وخزانات التوزيع، وعلب محطات القاعدة، وصناديق توزيع الألياف الضوئية على مدار الساعة، وعادةً في ظروف تشغيل عالية الحرارة. كما قد ترتفع درجة حرارة هذه الوحدات بشدة بسبب الوحدات الإلكترونية، والمحولات، ومحولات الطاقة الموجودة بداخلها. يهدف اختبار الأسلاك المتوهجة إلى ضمان عدم احتراق أغلفة البوليمر عند تعرضها لارتفاع حراري غير طبيعي.
تُختبر أيضًا نقاط دخول الكابلات، والأطر البلاستيكية، وحوامل الوحدات البصرية. وتُطبق اختبارات مُشتركة للأسلاك المتوهجة والعمر البيئي على معدات الاتصالات الخارجية لضمان مقاومة المواد للحريق حتى بعد مرور سنوات على تعرضها للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة.

حالة الاستخدام 7: أجهزة المكاتب وأنظمة الحوسبة

يُعد تقييم أسلاك التوهج ضروريًا في هياكل الطابعات، ووحدات طاقة أجهزة الكمبيوتر، وخزانات وحدات UPS، ومكونات هياكل الخوادم، وكتل الموصلات، ورفوف المعدات، على سبيل المثال. تُنتج أنظمة الحواسيب الكبيرة حرارةً دائمة، وبالتالي، قد تحدث حوادث حرارية تلقائية تُوفر مصادر اشتعال. يُعد اختبار أسلاك التوهج شرطًا أساسيًا لضمان عدم اشتعال الهياكل أثناء الحمل الزائد، وبالتالي عدم تلف المعدات الحساسة بسبب الحرائق في المكاتب ومراكز البيانات.

الشكل: جهاز اختبار سلك التوهج

ما الذي يجعل أجهزة اختبار الأسلاك المتوهجة ضرورية؟

يقدم اختبار الأسلاك المتوهجة محاكاة حرارية محكومة، وهي تمثيل أكثر واقعية للتدفئة الكهربائية الداخلية، على عكس اختبارات اللهب المفتوح حيث يتم استخدام اشتعال الغاز.
يتيح جهاز اختبار الأسلاك المتوهجة للمهندسين القيام بما يلي:
• تطبيق درجات حرارة دقيقة
• احصل على دورات تدفئة منتظمة.
• تقييم سلوك الاشتعال
• انظر إلى أنماط التنقيط والذوبان.
• قياس زمن إخماد اللهب.
وسوف يعمل هذا التوحيد على تعزيز سلامة الالتزام بمعيار الأسلاك المتوهجة ومساعدة الشركات المصنعة على استخدام مواد آمنة من الحرائق أثناء مراحل التصميم الأولية.

خاتمة

يُعد اختبار الأسلاك المتوهجة ضروريًا للغاية لضمان السلامة من الحرائق الكهربائية في مختلف البيئات الصناعية. الأجهزة الاستهلاكية ومنتجات الإضاءة، وقطع غيار السيارات، وأنظمة التنظيم الصناعي، ومعدات الاتصالات، وأجهزة المكاتب، ليست سوى أمثلة قليلة على المنتجات التي يعتمد عليها المصنعون عند اختبار استجابة المواد للحرارة الشديدة باستخدام جهاز اختبار الأسلاك المتوهجة الدقيق والقابل للتكرار. سلك متوهج قياسي يقدم نهجًا منهجيًا للتعرف على مخاطر الاشتعال، وتحسين جودة التصميم، ومنع وقوع حوادث الحريق على المستخدم النهائي. يُعد اختبار أسلاك التوهج أحد أهم اختبارات السلامة في تطوير المنتجات المعاصرة، وهو مدعوم بأنظمة موثوقة مثل LISUNللتأكد من أن العبوات والمكونات قادرة على تحمل الظروف الحرارية القاسية للتطبيقات في العالم الحقيقي.