أي صناديق كهرباء مناسبة لتثبيت أعمدة إنارة الشوارع؟

التوافق المادي: مطابقة صناديق الكبس لأنواع قواعد الأعمدة والعلب

معايير التركيب للقواعد المصنوعة من الألومنيوم المصبوب مقابل الفولاذ المجلفن

عند تركيب قواعد الأعمدة المصنوعة من الألومنيوم المصبوب، من المهم استخدام دعامات تثبيت غير موصلة؛ لأن عدم ذلك قد يؤدي إلى مشاكل تآكل كهروكيميائي. أما بالنسبة للأعمدة الفولاذية المجلفنة، فإن الأجهزة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ تكون هي الأنسب لمكافحة الاهتزازات الهيكلية المزعجة التي تحدث مع مرور الوقت. ويمكن أن يؤدي اختيار هذه المكونات بشكل خاطئ إلى تقصير عمر المعدات بشكل كبير. وتدعم الأرقام هذا الاستنتاج أيضًا؛ فقد أظهرت دراسة حديثة أجريت في عام 2023 حول السلامة الهيكلية أن واجهات التوصيل غير المتوافقة تسرّع بالفعل من مشاكل إجهاد المعادن، مما يزيد من مخاطر الفشل بنسبة تقارب 37 بالمئة في المناطق المعرّضة لرياح قوية. ولضمان الأداء السليم على مدار الفصول، ينبغي للمثبتين النظر في استخدام شفرات مخروطية الشكل على أعمدة الألومنيوم والتأكد من أن القواعد الفولاذية مزودة بمسامير مقاومة للزلازل. ويساعد ذلك في الحفاظ على اتصالات تأريض جيدة حتى عند تقلبات درجات الحرارة اليومية.

تصنيفات IP65+ وNEMA 4X: ضمان المتانة الخارجية لاختيار صندوق الكيوز

تُعاني صناديق الفيوزات التي لا تمتلك شهادة IP65 أو NEMA 4X على الأقل من دخول الرطوبة وجزيئات الغبار ورذاذ الملح بسهولة نسبيًا. وتشكل هذه العوامل الثلاثة معًا حوالي نصف جميع مشكلات الأنظمة الكهربائية الخارجية وفقًا لبيانات الموثوقية الصادرة العام الماضي. تعني درجة الحماية IP65 في الأساس أن الصندوق يمكنه تحمل دخول الماء المنبعث من فوهة بزاوية، في حين توفر حماية NEMA 4X حماية ضد مواد مثل ملح الطرق والمواد المسببة للتآكل الأخرى. كما يتعين على معظم الصناديق المعتمدة أن تعمل بشكل صحيح ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، يتراوح بين ناقص 40 درجة مئوية وحتى 75 درجة مئوية. عند تركيب أعمدة الإنارة أو أنظمة الإضاءة العامة المشابهة، من المنطقي اختيار النماذج المزودة بـحشوات ضغط بدلًا من الحشوات الأساسية، إضافة إلى هيكل خارجي مصنوع من مادة البولي كربونيت المستقرة ضد الأشعة فوق البنفسجية. عادةً ما يستمر هذا التصميم نحو 15 عامًا قبل الحاجة إلى الاستبدال، مما يوفر المال على المدى الطويل في ميزانيات صيانة المدن.

التحديد الكهربائي: حساب سعة صندوق الفيوزات لأحمال إنارة الشوارع بلمبات LED

تحليل الأحمال لمصفوفات المصابيح من 4 إلى 12 مصباحًا (من 150 واط إلى 600 واط إجمالي)

إن الحصول على الحسابات الصحيحة للحمل أمر ضروري للحفاظ على مصابيح الشوارع LED من تلف الدوائر الكهربائية. خذ مثالاً بسيطًا: أربع مصابيح بقدرة 150 واط لكل منها تعني استهلاكًا إجماليًا يبلغ حوالي 600 واط. وعند التوسع إلى اثني عشر مصباحًا، فإننا نتحدث عن ما يقارب 1.8 كيلوواط من الكهرباء. وتعتمد شدة التيار الفعلية المارة في هذه الأنظمة بشكل كبير على الجهد الكهربائي المستخدم (عادةً ما يكون 120 فولت أو 277 فولت)، بالإضافة إلى ما يُعرف بمعامل القدرة الذي غالبًا ما يتراوح حول 0.9 في معظم تركيبات LED الحديثة. دعونا نجرِ بعض الحسابات السريعة لمثالنا البالغ 600 واط عند تشغيله على جهد قياسي مقداره 120 فولت. قم بقسمة 600 واط على الجهد ومعامل القدرة معًا (أي 120 مضروبًا في 0.9)، فنحصل على حوالي 5.5 أمبير تتدفق عبر السلك. لكن المُركّبين الأذكياء يضيفون دائمًا هامشًا إضافيًا بنسبة 25 بالمئة تحسبًا لحدوث انخفاضات غير متوقعة في الجهد أو فقدان في الكفاءة داخل المشغلات نفسها. وهذا يرفع الرقم العملي لدينا إلى نحو 7 أمبير. وعند التعامل مع أعمدة أكبر تحتاج إلى أكثر من 600 واط، فمن المنطقي تقسيم الحمل الكهربائي بين عدة لوحات كهربائية مختلفة بدلاً من تركيز كل شيء على لوحة واحدة فقط من قواطع الدوائر، حيث يساعد ذلك في منع حدوث انقطاعات غير مرغوب فيها عندما تُشغَّل وحدات إضاءة متعددة في آنٍ واحد خلال ساعات الذروة.

إرشادات تحديد حجم الفيوزات وفقًا للمادة NEC Article 430.52 وتخفيض الأحمال المستمرة

يجب أن يتبع اختيار الفيوزات بروتوكولات NEC بدقة:

1. قاعدة الحمل المستمر : وفقًا لـ NEC 210.20، تتطلب الإضاءة التي تعمل لأكثر من 3 ساعات فيوزات بتصنيف 125٪ من الحمل المحسوب. بالنسبة لـ 6.95 أمبير، يكون التصنيف الأدنى = 8.69 أمبير.
2. الحجم القياسي : قم بالتقريب إلى القيمة القياسية التالية – 10 أمبير – لاستيعاب الاندفاعات عند التشغيل مع حماية الموصلات مقاس 14 AWG (سعة تيار 15 أمبير).
3. تخفيض السعة بسبب درجة الحرارة المحيطة : عند درجات الحرارة المحيطة فوق 40°م، طبّق تخفيضًا بنسبة 15–20٪ وفقًا لجدول NEC 310.15(B)(1).

لا تتجاوز أبدًا 80٪ من السعة المحددة على صندوق الصمامات لضمان السلامة الحرارية. تحقق من التوافق مع أجهزة حماية الجهد الزائد في الدائرة الرئيسية لتجنب تعارضات التنسيق.

تكامل الحماية: تنسيق الصمامات، القواطع، وحماية الجهد الزائد في صندوق صمام واحد

دمج المصهرات، وقواطع الدوائر، وأجهزة الحماية من التيار الزائد (SPDs) في صندوق واحد مثبت على القطب يجعل النظام أكثر موثوقية ويُسهّل الصيانة في المستقبل. تعمل المصهرات بكفاءة على حماية كل دائرة لمبة من التيار الزائد، مما يحافظ على سلامة الأسلاك ويحمي السواقات المكلفة للإضاءة بتقنية LED التي نقوم بتركيبها مؤخرًا. أما بالنسبة للخط الكهربائي الرئيسي الداخل إلى النظام، فإن قواطع الدوائر أفضل من المصهرات التقليدية لأنها يمكن إعادة تعيينها بعد حدوث دائرة قصيرة بدلاً من الحاجة إلى استبدالها باستمرار. وهذا يقلل بشكل كبير من أوقات التوقف عند حدوث عطل. ثم تأتي أجهزة الحماية من التيار الزائد (SPDs) التي تعالج القفزات الكهربائية الكبيرة الناتجة عن ضربات البرق أو التقلبات غير المنتظمة في شبكة الكهرباء هذه الأيام. في الواقع، تتسبب هذه القفزات في معظم حالات الفشل المبكر التي نراها في وحدات الإضاءة بتقنية LED. عندما يعمل كل جزء بشكل صحيح، تقوم أجهزة SPDs بالتعامل مع الاندفاعات أولًا، ثم تتدخل المصهرات في حالة الأحمال الزائدة المستمرة، وأخيرًا يتم فصل القاطع فقط عند حدوث مشكلة خطيرة فعلًا. هذا الأسلوب الطبقي يعني حدوث عدد أقل من الفصلات الخاطئة، وبقاء المشاكل محصورة دون أن تنتشر في كامل النظام. علاوةً على ذلك، فإن وجود كل هذه وسائل الحماية في مكان واحد يوفر المساحة، ويقلل من تعقيد الأسلاك، ويساعد في الامتثال لمتطلبات NEC المتعلقة بتقليل مخاطر القوس الكهربائي. وقد بدأت المزيد من المدن تشترط هذه الترتيبات المتكاملة الآن لأنها توفر المال المخصص لزيارات الصيانة، وتجعل أعمدة الإنارة تدوم لفترة أطول قبل الحاجة إلى الاستبدال.

أساسيات الامتثال: مدونة NEC، المواصفات البلدية، ومتطلبات إمكانية الوصول لصناديق الفيوزات

NEC 410.36(ب) و225.39(د): متطلبات القواطع الإلزامية وارتفاع التركيب

يجب أن تستوفي صناديق فيوزات الإنارة العامة متطلبات صارمة تتعلق بإمكانية الوصول والسلامة. تتطلب المادة 410.36(ب) من مدونة NEC وجود قواطع مزودة بفيوزات ضمن مجال الرؤية للوحدات الضوئية، بينما تشترط المادة 225.39(د) ارتفاع تركيب يتراوح بين 1.8 م و2.3 م لمنع الوصول غير المصرح به. يشمل الامتثال طبقتين:

1. قواعد NEC الاتحادية : يجب أن تكون القواطع مصنفة بنسبة 125٪ من الأحمال المستمرة لـ LED، ويجب أن تستوفي الصناديق متطلبات مقاومة التآكل NEMA 4X.
2. التعديلات البلدية : غالبًا ما تحدد المناطق الساحلية استخدام عناصر تثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ؛ بينما تشدد المناطق الجافة على الختم الوقائي ضد الغبار.

تساهم التثبيتات غير المطابقة في 40٪ من حرائق الإضاءة البلدية (NFPA 2023). تُثبت الشهادات الخارجية — بما في ذلك UL وIEC 61439-3 — سلامة التحمل ضد العوامل الجوية ونوعية البناء. يجب الحفاظ على مسافة أمامية خالية بعرض 75 سم حول صناديق الفيوزات لضمان إمكانية الصيانة بأمان ووفقاً للمعايير NEC 110.26.

الأسئلة الشائعة

ما هي الاعتبارات المهمة لقواعد الأعمدة المصنوعة من الألومنيوم والصلب؟

ينبغي استخدام حوامل تركيب غير موصلة للقواعد المصنوعة من الألومنيوم لتجنب التآكل الغلفاني، بينما تعمل الأعمدة المصنوعة من الصلب المجلفن بشكل أفضل مع أدوات التثبيت المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لمكافحة الاهتزازات الهيكلية.

لماذا تعتبر التصنيفات IP65 وNEMA 4X ضرورية لصناديق الفيوزات؟

تضمن التصنيفات IP65 وNEMA 4X مقاومة صناديق الفيوزات للرطوبة، والغبار، ورشح أملاح البحر، التي تعد من العوامل الرئيسية في فشل الأنظمة الكهربائية الخارجية.

كيف ينبغي حساب الحمل الكهربائي لإضاءة الشوارع LED؟

خذ في الاعتبار إجمالي القدرة بالواط، والجهد الكهربائي، ومعامل القدرة لحساب التيار. يجب دائمًا تضمين هامش بنسبة 25% لاستيعاب أي انخفاض غير متوقع في الجهد أو خسائر في الكفاءة.

كيف أتأكد من أن حجم الفيوزات متوافق مع معايير NEC؟

يجب أن يتبع تحديد حجم الفيوزات المادة 430.52 من التعليمات الوطنية للطاقة الكهربائية (NEC)؛ حيث تحتاج الأضواء التي تعمل لأكثر من 3 ساعات إلى فيوزات بتصنيف 125% من الحمل المحسوب. وينبغي مراعاة تخفيض السعة البيئية عند درجات الحرارة فوق 40°م.

ما المقصود بدمج الفيوزات، والمفاتيح الكهربائية، وحماية الصواعق؟

يؤدي دمج هذه المكونات إلى جعل النظام أكثر موثوقية. فالمصاهر تحمي دوائر المصباح، وتتعامل المفاتيل الكهربائية مع الدوائر القصيرة، بينما تُنظم أجهزة حماية زيادة الجهد (SPDs) الاندفاعات الكهربائية الناتجة عن عوامل خارجية.

ما هي متطلبات الامتثال لصناديق الفيوزات الخاصة بإضاءة الشوارع؟

يجب أن تحتوي صناديق الفيوزات على وصلات فصل مرئية من وحدات الإضاءة، والالتزام بمعايير ارتفاع التركيب. كما ينبغي أيضًا مراعاة قواعد NEC والتعديلات البلدية لضمان السلامة ومقاومة التآكل.