أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD)

تُستخدم أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) لحماية التركيبات الكهربائية، التي تتكون من وحدة المستهلك والأسلاك والملحقات، من ارتفاعات الطاقة الكهربائية المعروفة باسم الجهد الزائد العابر.

تتعرض كل قطعة من المعدات الإلكترونية الموجودة في بيئة صناعية لزيادات الطاقة المتولدة على شبكة المرافق، والتي يتم نقلها إلى المعدات عبر خطوط الكهرباء الواردة. يقوم المستخدمون بتثبيت أجهزة الحماية من زيادة التيار لحماية أجهزتهم من الزيادات المفاجئة.

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من أجهزة الحماية من زيادة التيار:

1. نوع 1 SPD مثبت في الأصل، على سبيل المثال. لوحة التوزيع الرئيسية .
2. يتم تثبيت SPD من النوع 2 في لوحات التوزيع الفرعية (تتوفر SPDs من النوع 1 و 2 المجمعة ويتم تثبيتها عادةً في الوحدات الاستهلاكية).
3. النوع 3 SPD مثبت بالقرب من الحمل المحمي. يجب أن يتم تثبيتها فقط كملحق لـ Type 2 SPD.

عندما تكون هناك حاجة إلى أجهزة متعددة لحماية التثبيت، يجب تنسيقها لضمان التشغيل الصحيح. يجب التأكد من توافق العناصر التي توفرها الشركات المصنعة المختلفة، ويكون القائمون على التثبيت والمصنعون للأجهزة هم الأفضل لتقديم الإرشادات في هذا الشأن.

النوع 1 SPD

يجب أن يتم توصيل SPD من النوع 1 قبل النظام، عند نقطة توصيل طاقة الطاقة. يحمي SPD المباني والأشخاص من خطر الصواعق المباشرة (الحريق والموت) ويتميز بما يلي:

تيار النبض Iimp 10/350: يتوافق Iimp مع قيمة الذروة لشكل موجة النبض الحالي 10/350 μs.

النوع 2 SPD

تم تصميم أجهزة SPD من النوع 2 لإزالة كل الجهد الزائد من دوائر الإمداد التي من غير المحتمل أن تتعرض للصواعق بشكل مباشر. يتم توصيل SPD من النوع 2 أسفل SPD من النوع 1 أو SPD من النوع 1+2، (الحد الأدنى للمسافة 1 متر) وهي تحمي الآلات والأدوات المتصلة بالأرض وتقلل من مخاطر الخسارة الاقتصادية.

يتميز SPD النوع 2 بما يلي:

في 8/20 تيار التفريغ الاسمي: تيار الذروة (وشكل الموجة) من خلال SPD وفقًا للشروط المنصوص عليها في EN 62305 لتمثيل تيار الارتفاع نتيجة لضربة صاعقة لخط الإمداد الكهربائي.

Imax 8/20 الحد الأقصى لتيار التفريغ: قيمة الذروة لأعلى تيار لشكل موجة 8/20 μs الذي يمكن لـ SPD تفريغه مرة واحدة على الأقل دون انقطاع.

النوع 3 SPD

يتم استخدام أجهزة SPD من النوع 3 لحماية المستخدم النهائي من الجهد الزائد. وقد يتم تثبيتها في شبكات الإمداد حيث يوجد بالفعل أنواع SDP 1 و/أو 2. يمكن تركيبها في مآخذ ثابتة أو متنقلة ولها المعلمات المميزة التالية:

Uoc: اختبار الجهد. هذه هي القيمة القصوى لجهد عدم التحميل لمولد الاختبار المدمج؛ يحتوي هذا على شكل موجة يبلغ 1.2/50 ميكروثانية ويمكنه توفير تيار في نفس الوقت بشكل موجة يبلغ 8/20 ميكروثانية

ما هو الجهد الزائد العابر؟

يتم تعريف الجهد الزائد العابر على أنه زيادات قصيرة الأمد في الكهرباء والتي تحدث بسبب الإطلاق المفاجئ للطاقة المخزنة مسبقًا أو المستحثة بوسائل أخرى. الجهد الزائد العابر يمكن أن يحدث بشكل طبيعي أو من صنع الإنسان.

يمكن أن تكون مصادر ارتفاع الطاقة خارجية أو داخلية.

الجهد الزائد العابر الخارجي هو:

البرق (الأكثر ضررا)

تبديل البنوك مكثف

تبديل الأحمال الكهربائية الكبيرة

قطع خط الكهرباء وإعادة توصيله

تبديل المحولات

التفريغ الكهروستاتيكي

ضعف جودة شبكة نقل وتوزيع الطاقة

الجهد الزائد العابر الداخلي هو:

المصهر وقاطع الدائرة الكهربائية (MCCB، ACB، إلخ.)

المحركات الكهربائية ومشغلات المحركات

أجهزة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

محركات التردد المتغير

الأجهزة المنزلية مثل فرن الميكروويف والكمبيوتر والثلاجة

كوابح الإلكترونية

تقنيات أجهزة الحماية من الطفرة

المكثف:

يمكن اعتبار ذلك بمثابة مقاومة متغيرة لها قيمة أومية عالية جدًا عند الجهد الاسمي. لكن المقاومة تنخفض بسرعة إلى ما يقرب من الصفر مع ارتفاع الجهد. بهذه الطريقة، يطبق المكثف دائرة قصر قريبة تعمل على تثبيت جهد الارتفاع. ومع ذلك، فإن المكثف يتعرض للتدهور التدريجي بسبب تيار التسرب الصغير الذي يحدث عند الجهد الاسمي، ومع عدد التدخلات. مع كل جهد زائد يحدث، يرتفع تيار التسرب ويتسارعنهاية العمر الافتراضي للجهاز – والذي يُشار إليه في النهاية بالتغيير من اللون الأخضر إلى اللون الأحمر في نافذة الإشارة.

فجوة الشرارة:

يتكون هذا من قطبين كهربائيين مفصولين بالهواء أو الغاز. عندما يحدث ارتفاع في الجهد، يقوم القوس الكهربائي بسد الفجوة وتدفق تيار التيار للحد من ارتفاع الجهد إلى مستوى منخفض وثابت. ينطفئ القوس فقط عندما يقل التيار المفاجئ عن حوالي 10 أمبير. يضمن الغاز مستوى ثابتًا من جهد الانهيار نظرًا لضرب القوس في بيئة محمية؛ عدم تعرضه لتغيرات الضغط أو الرطوبة أو الشوائب كما يحدث لو حدث في الهواء. هنالك،ومع ذلك، هناك تأخير قبل قوس الجهاز وتحويل التيار المتصاعد، وهذا يعتمد على حجم زيادة الجهد الأصلي ومعدل ارتفاعه. لذلك، يمكن أن يختلف مستوى حماية الجهد، على الرغم من أنه مضمون أن يكون أقل من أعلى.

هل يجب أن أقوم بتثبيت SPDs؟

تنص النسخة الحالية من لوائح الأسلاك IET، BS 7671:2018، على أنه ما لم يتم إجراء تقييم للمخاطر، يجب توفير الحماية ضد الجهد الزائد العابر حيث يمكن أن تكون العواقب الناجمة عن الجهد الزائد:

• تؤدي إلى إصابة خطيرة أو خسارة في حياة الإنسان؛;
• يؤدي إلى انقطاع الخدمات العامة و/أو الإضرار بالتراث الثقافي؛;
• يؤدي إلى توقف النشاط التجاري أو الصناعي.;
• تؤثر على عدد كبير من الأفراد الموجودين في مكان واحد.

تنطبق هذه اللائحة على جميع أنواع المباني بما في ذلك المنازل والتجارية والصناعية.

القرار بشأن شراء SPDs هو في يد العميل، ولكن يجب تزويده بالمعلومات الكافية لاتخاذ قرار مستنير بشأن ما إذا كان يرغب في حذف SPDs.

يمكن تثبيت الحماية من زيادة التيار في وحدة استهلاكية موجودة إذا توفرت مساحة فعلية مناسبة، أو إذا لم تكن هناك مساحة كافية، فيمكن تركيبها في حاوية خارجية مجاورة لوحدة المستهلك الحالية.