أجهزة الحماية من الصواعق (مانع الصواعق) (SPD)

يعد جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) أحد مكونات نظام حماية التركيبات الكهربائية.

يتم توصيل هذا الجهاز بالتوازي على دائرة إمداد الطاقة للأحمال التي يجب عليه حمايتها (انظر الشكل J17). ويمكن استخدامه أيضًا على جميع مستويات شبكة إمداد الطاقة.

هذا هو النوع الأكثر استخدامًا والأكثر كفاءة للحماية من الجهد الزائد.

لقد أجرى العلماء دراسات مهمة حول خصائص وتأثيرات ضربات البرق لسنوات، وطوروا منتجات تكنولوجية وفقًا لذلك. واليوم، يمكن أيضًا إجراء اختبارات على هذه المنتجات من خلال محاكاة ضربة البرق في هذا السياق.

أنواع موجة ضربة البرق:

يمكن دراسة ضربة البرق بطولين موجيين مختلفين.

1. ضربة البرق المباشرة 10/350 ميكروثانية:

تحدث التيارات الدافعة في شكل موجة 10/350 ميكروثانية في ضربات البرق المباشرة. تؤدي هذه الزيادة السريعة في جهد النبض إلى إطلاق طاقة كبيرة مع نبض تيار كبير.

اليوم، يتم اختبار مواد نظام الحماية من الصواعق الخارجية وعناصر دائرة صواعق الصواعق من النوع 1 / الفئة الأولى وفقًا لهذه المعايير وفقًا للمعايير.

2. ضربة البرق وتبديل الفولتية في منطقة نائية 8 / 20 ميكروثانية:

ضربات البرق في مكان بعيد وتحدث تيارات دافعة مع تبديل الفولتية 8/20 ميكروثانية.

محتوى الطاقة لهذه النبضة أقل بكثير من موجة تيار نبض اختبار البرق البالغة 10/350 ميكروثانية. يتم اختبار عناصر الدائرة من النوع 2 / الفئة II والنوع 3 / الفئة III من الحماية من زيادة التيار (صواعق الصواعق) وفقًا لهذه المعايير وفقًا للمعايير.

المعايير

تتضمن بعض المعايير المدرجة بشكل متكرر ما يلي:

• IEC 61643-11 أجهزة الحماية من زيادة الجهد المنخفض - الجزء 11: أجهزة الحماية من زيادة الجهد المتصلة بأنظمة الطاقة ذات الجهد المنخفض - المتطلبات وطرق الاختبار (تحل محل المواصفة IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 أجهزة الحماية من زيادة الجهد المنخفض - الجزء 21: أجهزة الحماية من زيادة التيار المتصلة بشبكات الاتصالات والإشارات - متطلبات الأداء وطرق الاختبار
• IEC 61643-22 أجهزة الحماية من الطفرة المنخفضة الجهد - الجزء 22: أجهزة الحماية من الطفرة المتصلة بشبكات الاتصالات والإشارات - مبادئ الاختيار والتطبيق
• إن 61643-11، 61643-21 و61643-22
• المرجع الفني لتقنيات Telcordia TR-NWT-001011
• أنسي/IEEE C62.xx
• مختبرات أندررايترز (UL) 1449.
• أس / نزس 1768

يحدد كل معيار خصائص الحماية المختلفة، أو نواقل الاختبار، أو الغرض التشغيلي.

يحدد المعياران EN 62305 وANSI/IEEE C62.xx الارتفاعات التي من المتوقع أن يقوم الحامي بتحويلها. يحدد المعياران EN 61643-11 و61643-21 متطلبات أداء المنتج وسلامته. في المقابل، تقوم اللجنة الكهرتقنية الدولية (IEC) بكتابة المعايير فقط ولا تصادق على أي منتج معين يفي بهذه المعايير. يتم استخدام معايير IEC من قبل أعضاء مخطط CB للاتفاقيات الدولية لاختبار واعتماد المنتجات من أجل الامتثال للسلامة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن المعايير التالية ليست معايير لأجهزة الحماية من زيادة التيار المستقلة، ولكنها بدلاً من ذلك مخصصة لاختبار مناعة زيادة التيار في المعدات الكهربائية والإلكترونية ككل. وبالتالي، يتم استخدامها بشكل متكرر في تصميم واختبار دوائر الحماية من زيادة التيار.

• IEC 61000-4-2 اختبار مناعة التفريغ الكهروستاتيكي
• IEC 61000-4-4 اختبار المناعة الكهربائية السريعة العابرة/الانفجارية
• IEC 61000-4-5 اختبار مناعة الطفرة

مبدأ

تم تصميم SPD للحد من الجهد الزائد العابر من أصل جوي وتحويل موجات التيار إلى الأرض، وذلك للحد من سعة هذا الجهد الزائد إلى قيمة لا تشكل خطورة على التركيبات الكهربائية والمفاتيح الكهربائية ومعدات التحكم.

SPD يزيل الجهد الزائد

• في الوضع الشائع، بين الطور والمحايد أو الأرضي؛;
• في الوضع التفاضلي، بين المرحلة والمحايدة.

في حالة تجاوز الجهد الزائد عتبة التشغيل، يتم تشغيل SPD

• يوصل الطاقة إلى الأرض، في الوضع المشترك؛;
• يوزع الطاقة على الموصلات الحية الأخرى، في الوضع التفاضلي.

الأنواع الثلاثة من SPD

النوع 1 SPD

يوصى باستخدام SPD من النوع 1 في حالة خاصة لقطاع الخدمات والمباني الصناعية، المحمية بنظام الحماية من الصواعق أو القفص الشبكي.

يحمي التركيبات الكهربائية من ضربات البرق المباشرة. يمكنه تفريغ التيار الخلفي من البرق المنتشر من الموصل الأرضي إلى موصلات الشبكة.

يتميز النوع 1 SPD بموجة تيار تبلغ 10/350 ميكروثانية.

النوع 2 SPD

إن النوع 2 SPD هو نظام الحماية الرئيسي لجميع التركيبات الكهربائية ذات الجهد المنخفض. يتم تركيبه في كل لوحة مفاتيح كهربائية، وهو يمنع انتشار الجهد الزائد في التركيبات الكهربائية ويحمي الأحمال.

يتميز النوع 2 SPD بموجة تيار تبلغ 8/20 ميكروثانية.

النوع 3 SPD

تتمتع أجهزة SPD هذه بقدرة تفريغ منخفضة. ولذلك يجب تركيبها بشكل إلزامي كمكمل لنظام SPD من النوع 2 وعلى مقربة من الأحمال الحساسة.

يتميز النوع 3 SPD بمزيج من موجات الجهد (1.2/50 ميكروثانية) وموجات التيار (8/20 ميكروثانية).

التعريف المعياري لـ SPD

الشكل J18 - التعريف القياسي لـ SPD

• ملاحظة 1: يوجد + +  SPD (أو النوع 1 + 2 SPD) يجمع بين حماية الأحمال ضد ضربات البرق المباشرة وغير المباشرة.
• الملاحظة 2: يمكن أيضًا تعريف بعض SPD كـ .

ووفقا لهذا؛;

المرحلة الأولى: النوع 1 / الفئة 1 / الفئة ب مانعة الصواعق للحماية من الصواعق هي وحدات الحماية الأمامية للمنشأة / الهيكل. إنها عناصر دائرة قادرة على امتصاص وتخميد ضربات البرق المباشرة التي قد تأتي من خطوط الكهرباء.

يجب تركيبها في لوحة التوزيع/المحولات الرئيسية داخل و/أو خارج المبنى.

كان ينبغي أن يتم اختباره في شكل موجة 10/350 μSec. يجب أن تكون قادرة على تفريغ حمولة لا تقل عن 50 كيلو أمبير بين المرحلة المحايدة، و100 كيلو أمبير على الأقل بين المراحل والأرض المحايدة.

المرحلة الثانية: أجهزة الحماية من الصواعق من النوع 2 / الفئة 2 / فئة C (مانعات الصواعق) هي عناصر دائرة تستخدم في اللوحات الثانوية و/أو الثانوية السفلية للمنشأة/المبنى. بالمقارنة مع مانعات الصواعق من النوع 1 / الفئة الثانية، فإن قوتها أقل ولكن حساسيتها أفضل.

كان ينبغي أن يتم اختباره في شكل موجة 8/20 μSec. يجب أن تكون قادرة على تفريغ حمولة لا تقل عن 10 كيلو أمبير بين المرحلة المحايدة، و25 كيلو أمبير على الأقل بين المراحل والأرض المحايدة.

تم استخدام عناصر الحماية المدمجة من النوع 1 + 2 / الفئة 1 + 2 / B + C كحماية من المستوى الثاني في السنوات الأخيرة.

كان ينبغي أن يتم اختباره في شكل موجة 10/350 μSec. يجب أن تكون قادرة على تفريغ حمولة لا تقل عن 40 كيلو أمبير بين المرحلة المحايدة، و100 كيلو أمبير على الأقل بين المراحل والأرض المحايدة.

يتم استخدامه في اللوحة الكهربائية لإمدادات الطاقة غير المنقطعة و/أو في اللوحات الثانوية الموجودة مثل اللوحة الرئيسية.

المرحلة الثالثة: النوع 3 / الفئة 3 / الفئة D، مانعات الصواعق للحماية من الجهد الزائد المفاجئ هي عناصر دائرة تستخدم في خطوطها لحماية الأجهزة الإلكترونية الحساسة.

مجموعة المنتجات واسعة جدًا حيث يمكن توصيلها بأجهزة مختلفة باستخدام بروتوكولات اتصال / مقابس / منافذ مختلفة.

فيما يلي بعض مانعات الصواعق من النوع 3 / الفئة 3 / الفئة D للدوائر / الأجهزة المختلفة.