ماو شويهوا يحلل بعمق أسباب فشل التسرب العكسي عالي الجهد في إضاءة الأيونات السالبة وتقنيات الوقاية والعلاج
في 4 أغسطس، نظّمت حلقة «المينغ رن أونلاين» ضمن معرض غوتشنغ الدولي للإضاءة بالتعاون مع سلسلة صالونات «تشجيانغ تشي غوانغ» فعالية خاصة استضافت فيها الباحث ماو شيويه هوا، مؤسس مركز جيانتشانغ لتطوير تقنيات الهندسة الفيزيائية والبيولوجية في هانغتشو، ليقدّم عرضًا بعنوان: «تأثير التدفّق العكسي للجهد الفائق على شبكة الكهرباء وسلامة الأجهزة المشتركة، وتقنيات الوقاية والعلاج». يمتلك الدكتور ماو خبرة تزيد عن ثلاثين عامًا في مجال تقنيات الإضاءة، وقد ركّز هذا الصالون على التحديات التقنية الجوهرية المتعلقة بالتكامل بين وظائف الأيونات السالبة وأمان المصابيح والأجهزة المنزلية، مقدّمًا حلولًا رائدة للقطاع.
البداية
1
تراكم الشحنات الساكنة:
تراكم الشحنات الساكنة، وهي المصدر الأساسي لأضرار الكهرباء الساكنة ذات الجهد العالي. فخلال عملية نقل الجسيمات المشحونة، لا تختفي الطاقة في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى تشكّل كتل من الجسيمات المشحونة التي تظهر على أسطح الأجسام، وهي الأساس الذي ينتج عنه الشرر الكهربائي في الفضاء.
2
3
الطاقة الزائدة المنبعثة من الملف الثانوي عالي الجهد لمصدر الأيونات السالبة هي السبب الحقيقي وراء تلف الشرائح وتعطّل المحركات.
الحلول
1
1. تعرّض المحول للتلف بسبب الاشتعال أو التسرب الكهربائي مع مرور الوقت، مما يستلزم إحكام الغلق بالراتنج بشكل كامل؛
2. حجمه الكبير وارتفاع تكلفة المواد والتصنيع، ما يجعله غير مناسب لمحركات المصابيح المدمجة مثل المصابيح الأنبوبية أو المصابيح السطحية، وبالتالي يصعب تطبيقه على نطاق واسع في منتجات الإضاءة المنزلية.
2
1. مبدأ العمل: يتم توصيل عنصرين لتحويل الطاقة، أحدهما بالخط الكهربائي المتردد، والآخر بموصل الأرض الخاص بالملف عالي الجهد للأيونات السالبة، بحيث يمتصان ويبددان الطاقة الزائدة عالية الجهد، بينما تُستهلك الكميات الضئيلة المتبقية تلقائيًا عبر الإشارات المتناوبة للتيار الكهربائي.
2. المزايا الأساسية: صغير الحجم، لا يحتاج إلى الغلق بالراتنج، ولا يولد حرارة زائدة، ولا يؤثر على إشارات تشغيل الإضاءة، كما يتناسب مع معظم المساحات الداخلية للمصابيح والأجهزة المنزلية.
3. التوافق: يتوافق مع جميع أنواع أجهزة الأيونات السالبة التي تعمل على التيار المتردد 220 فولت، وكذلك مع أجهزة تعمل بالتيار المستمر 12 فولت أو 24 فولت، مع توفير مخططات دوائر إنتاج قياسية متكاملة.
3
1. تقنية تدفق الهواء
تستخدم تيارات الهواء لنقل الأيونات السالبة والإيجابية إلى الأماكن البعيدة داخل الغرفة، مما يمنع تراكم الجسيمات حول المولد وتكوّن الشحنات الساكنة؛ كما تُحافظ على تيار الجسيمات تحت عتبة الإحساس البشري، لتبقى تركيزات الأيونات في الفضاء ضمن نطاق 2,000–50,000 أيون/سم³، مع نسبة ثابتة بين الأيونات السالبة والإيجابية تتراوح بين 1.25 و1.5، بما يحاكي المجال الكهربائي الطبيعي، فيعمل على تنقية الهواء ومقاومة الجراثيم دون أن يتسبب في تراكم الشحنات الساكنة.
2. مواد مقاومة للتسرب الكهربائي من السيليكون الخالي من الكربون
تحتوي بلاستيك ABS وPC العادية على الكربون، والذي يتحول في البيئات الرطبة إلى مواد موصلة، مما يؤدي إلى اشتعال الأقطاب الكهربائية وحدوث تسرب كهربائي؛ أما مواد السيليكون العضوية المصبوبة بالحقن، فهي شائعة في قطاع الكهرباء، ولا تحتوي على أي عناصر كربونية موصلة، ما يجعلها فعّالة في توفير عزل طويل الأمد داخل المصابيح المغلقة في مواسم الأمطار أو في المطابخ والحمامات الرطبة، مما يطيل عمر الأجهزة بشكل كبير.
التطبيقات والتوجهات المستقبلية
1
1. إعادة تجهيز المصابيح والأجهزة المنزلية
2. مجال كهربائي خاص بالمصانع الزراعية
تعتبر الأيونات السالبة آمنة للبشر، لكنها قد تؤدي إلى ذبول النباتات؛ أما الأيونات الإيجابية فتساعد على نمو المحاصيل لكنها تضرّ البشر، ولذلك فإن المجال الكهربائي المتوازن بين الأيونات السالبة والإيجابية هو الأنسب لبيئات الزراعة. وقد تم بالفعل تطبيق هذه التقنية في ورشات زراعة داركسيوم وفطر تشانهوا، حيث يمكن الاستغناء عن ورشات التنظيف التقليدية عالية التكلفة، مع الحد من الجراثيم والحشرات وتخفيض الرطوبة في نفس الوقت.
3. أجهزة جديدة لإزالة الرطوبة تعمل بالأيونات السالبة
بالاعتماد على مبدأ التأيين العالي باستخدام مكثفات الهواء، تُفكّك جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين، مما يحقق إزالة فعّالة للرطوبة؛ وبالمقارنة مع أجهزة إزالة الرطوبة التقليدية التي تعتمد على الضواغط، ينخفض استهلاك الطاقة بشكل هائل، كما تقل تكلفة التشغيل الإجمالية بنحو 60%، مع استقرار أكبر في الأداء على المدى الطويل في الأقبية وغرف النوم الرطبة وورشات الزراعة.
2
3
1. هل يمكن إضافة مكوّنات الجيل الثاني المعالجة بالإشارات المتناوبة إلى المصابيح والأجهزة المتوفرة حاليًا والتي تعمل بالأيونات السالبة، لإجراء تعديلات تصحيحية بعد البيع؟
2. إذا كان التركيز السائد في الصناعة على الأيونات السالبة فقط، فلماذا يُقال إن التوجه المستقبلي هو الجمع بين الأيونات السالبة والإيجابية؟
3. ما هو المبدأ الأساسي الذي يميّز أجهزة إزالة الرطوبة بالأيونات السالبة مقارنة بأجهزة الضواغط التقليدية؟ وما مدى فرق استهلاك الطاقة بينهما؟
4. هل يمكن دمج مكوّنات تحويل الطاقة الجديدة مباشرةً داخل حجرة تشغيل المصابيح الضيقة؟
5. في مواسم الأمطار الجنوبية وظاهرة «الطقس الجنوبي» الرطبة، هل يمكن لتركيبة مواد السيليكون المقاومة للتسرب الكهربائي مع تقنية تدفق الهواء أن تقضي تمامًا على مشكلة تراكم الشحنات الساكنة واشتعالها؟
6. بالإضافة إلى مواد السيليكون والمواد المطلية بالذهب، ما هي المواد الأخرى المقاومة للتسرب الكهربائي الموجودة في الصناعة؟
الخاتمة