كيف يعمل SPD (جهاز الحماية من زيادة التيار)؟

تعد أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) من الأجهزة الأساسية التي تحمي المعدات الكهربائية من التلف الناتج عن ارتفاع الجهد أو الارتفاعات المفاجئة. يمكن لهذه الزيادات المفاجئة، التي يمكن أن تحدث بسبب البرق أو انقطاع التيار الكهربائي، أن تتداخل مع الأجهزة الإلكترونية الحساسة بل وتدمرها.

تعمل أجهزة SPD عن طريق تحويل الجهد الزائد الذي يتم توليده أثناء زيادة التيار بعيدًا عن الأجهزة التي تتم حمايتها. يفعلون ذلك عن طريق تحريك الطاقة الزائدة عبر مسار يؤدي إلى الأرض، بعيدًا عن المعدات. يمكن تركيب أجهزة SPD عند النقطة التي تدخل فيها الطاقة الكهربائية إلى المبنى أو حتى على الأجهزة الفردية لحمايتها من ارتفاع الجهد.

المكونان الرئيسيان لـ SPDs هما مقاومات أكسيد المعدن (MOVs) وأنابيب تفريغ الغاز (GDTs). تصنع MOVs من أكسيد المعدن وهي مصممة لتوصيل الكهرباء عند حدوث زيادة في الجهد. عندما يتجاوز الجهد عتبة معينة، تقوم MOV بتوصيل الكهرباء، مما يؤدي إلى تحويل الجهد الزائد بعيدًا عن المعدات التي تحميها. تعمل أجهزة GDT بطريقة مماثلة، عن طريق تفكيك وتوصيل الجهد الزائد بعيدًا عن الجهاز.

بالإضافة إلى MOVs وGDTs، عادةً ما تتضمن SPDs أيضًا فتيلًا يسمى مُثبِّت الجهد العابر (TVS). يساعد TVS على حماية SPD والمعدات المتصلة به من أي دوائر قصيرة قد تحدث.

باختصار، تعد أجهزة SPD من الأجهزة المهمة التي تساعد على حماية المعدات الإلكترونية من ارتفاع الجهد الكهربي الذي قد يكون ضارًا. وبدونها، يمكن بسهولة تدمير الأجهزة بسبب الزيادات المفاجئة الناجمة عن البرق، أو انقطاع التيار الكهربائي، أو تقلبات الجهد الأخرى. مع الاستخدام الصحيح لأجهزة SPD، يمكنك التمتع براحة البال وحماية أجهزتك الإلكترونية القيمة من الزيادات المفاجئة وانقطاع التيار.

فئات أو أنواع SPD

النوعان الرئيسيان من SPDs هما مكونات تحديد الجهد وتبديل الجهد. تتغير مكونات تحديد الجهد في المعاوقة مع ارتفاع الفولتية، مما يؤدي إلى تثبيت الجهد العابر. “يتم تشغيل” مكونات تبديل الجهد بمجرد تجاوز عتبة الجهد وتنخفض على الفور إلى مقاومة منخفضة. تدمج معظم الأنظمة اليوم كلا النوعين من المكونات معًا لتجميع نقاط القوة والحد من نقاط الضعف في كل جزء على حدة.

من أمثلة مكونات تحديد الجهد: مقاومات أكسيد الفلز (MOVs) وثنائيات قمع الجهد العابر (TVS). تشتمل مكونات تبديل الجهد على أنابيب تفريغ الغاز (GDTs) وفجوات الشرارة.

مبدأ العمل

يمكن أن تختلف أنواع SPDs ولكن لديها مبدأ عمل مشترك: عند الجهد العادي، لا يؤثر ذلك على تشغيل الدائرة. بمجرد توليد الجهد العالي، ستنخفض مقاومة جهاز الحماية من زيادة التيار بسرعة كبيرة. وبالتالي، فإن تيار التيار المتدفق سوف يتدفق إلى الأرض من خلال واقي التيار بدلاً من دخوله إلى المعدات لحماية الدوائر والمعدات الأخرى المتصلة به.

أنواع SPD

تعتمد أنواع SPD على الموقع الذي تم تركيبه فيه،,

النوع 1 SPDs – لوحة التوزيع الرئيسية

النوع 2 SPDs – لوحة التوزيع الفرعية

النوع 3 SPDs - لوحة حماية الحمل

حسب التكنولوجيا، هناك نوعان من أجهزة SPD، وهما،,

• أنبوب تفريغ الغاز (GDT) - يستخدم فجوة شرارة عبر الأقطاب الكهربائية الموضوعة في زجاج مغلق مملوء بالغازات النبيلة المصممة للتحلل عند جهد أعلى من جهد التشغيل مما يؤدي إلى توصيله. هذا هو نظام تبديل الجهد (يعمل بشكل أبطأ من MOV).
• مكثف أكسيد المعدن (MOV) - MOV عبارة عن جسم دائري/مستطيل الشكل من أكسيد الزنك الملبد وأكاسيد أخرى من شطيرة مفردة/متعددة الطبقات من نفس الشيء. عندما يحدث ارتفاع، تنخفض المقاومة عبر MOV بسرعة مما يؤدي إلى تدفق تيار كبير. MOVs هي نظام تحديد الجهد (يعمل بشكل أسرع من GDT).
• صمام ثنائي للانهيار الجليدي (ABD) - صمام ثنائي تقاطع PN مصمم لتجربة انهيار جليدي (ظاهرة كهربائية في أشباه الموصلات تسمح بتدفق كميات كبيرة من التيار) عند تطبيق جهد أكبر من الجهد المقنن.