ما هو جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 2؟

مقدمة

A جهاز الحماية من الطفرة من النوع 2 (النوع 2 SPD) هو العمود الفقري للحماية من زيادة التيار داخل الأنظمة الكهربائية الحديثة. يتم تثبيته على لوحة التوزيع الرئيسية أو خزانة التحكم، ويعمل بمثابة الدرع الثاني في استراتيجية الدفاع متعددة الطبقات - حيث يلتقط الاندفاعات المتبقية التي خلفتها وحدات SPD من النوع 1 في المنبع ويقمع العابرين المتولدين داخل الشبكة.

تحمي هذه الأجهزة من التيارات النبضية البالغة 8/20 ميكروثانية التي تحدث نتيجة للزيادات الناجمة عن البرق أو أحداث التبديل أو اضطرابات المرافق.

لضمان حماية موثوقة وطويلة الأمد، يحتاج المهندسون والمشترون الفنيون إلى فهم العديد من الجوانب الرئيسية لـ SPD من النوع 2:

• تعريف: ما هذا؟
• كيف يعمل: مبادئ عملها.
• المعايير: ما هي اللوائح التي تلبيها؟
• التثبيت والاختيار: قواعد اختياره وتثبيته بشكل صحيح.

تعريف جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع الثاني

وفقا ل معيار IEC/EN 61643-11, ، **النوع 2 SPD** هو جهاز من الدرجة الثانية. وهي مصممة للمواقع التي لا تتعرض لضربات صاعقة مباشرة. ومع ذلك، لا تزال هذه المواقع تواجه خطر زيادة الجهد الزائد العابر.

الخصائص الرئيسية:

• تم اختباره باستخدام أشكال موجية حالية تبلغ 8/20 ميكروثانية.

• يتراوح تيار التفريغ الاسمي النموذجي (In) بين 5-20 كيلو أمبير، مع أقصى تيار تفريغ (Imax) يصل إلى 40-80 كيلو أمبير.

• مثبتة على جانب التحميل من لوحة الخدمة الكهربائية.

• يحمي من كل من الزيادات الخارجية المتبقية والطفرات التبديلية الداخلية.

في التطبيق العملي، يوجد جهاز SPD من النوع 2 بعد جهاز من النوع 1 وقبل أي حماية لنقطة الاستخدام من النوع 3، مما يشكل جزءًا من نظام حماية من زيادة التيار متعدد المراحل.

كيف أ جهاز الحماية من الطفرة من النوع 2 عمل؟

يعمل النوع 2 SPD على مبدأ تثبيت الجهد. في ظل الجهد العادي، فإنه يبقى سلبيا. عندما يتجاوز التدفق العابر الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر (Uc)، تتحول مكوناته الداخلية بسرعة إلى حالة موصلة، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة الزائدة إلى الأرض.

تشمل المكونات النموذجية ما يلي:

• MOV (مكثف أكسيد المعدن): عنصر التثبيت الأساسي، يمتص الطاقة الزائدة ويقلل الجهد.

• الدوائر الهجينة (MOV + GDT): اجمع بين قدرة التدفق العالية والموثوقية المحسنة على المدى الطويل.

• نظام الفصل الحراري: يعزل SPD في نهاية العمر للحفاظ على السلامة.

• مؤشر الحالة: نافذة مرئية أو مخرج جهة اتصال لإظهار الحالة التشغيلية.

تسلسل العملية:

1. الوضع العادي: مقاومة عالية، لا يوجد تأثير على الدائرة.

2. حدث الطفرة: يرتفع الجهد فوق عتبة Uc.

3. لقط: يقوم SPD بتحويل تيار التيار إلى الأرض، مما يخفض الجهد إلى مستوى آمن (مستوى حماية الجهد).

4. استعادة: يعود SPD إلى حالة الاستعداد عالية المقاومة.

وظيفة جهاز الحماية من الطفرة من النوع 2

يتمثل الدور الأساسي لجهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 2 في الحد من الجهد الزائد العابر إلى مستوى يمكن أن تتحمله المعدات النهائية دون حدوث ضرر.

الوظائف الرئيسية:

• الحد من الطفرة المتبقية - يقلل الجهد بعد أن يمتص النوع 1 SPD الجزء الأكبر من الطاقة.

• تبديل قمع الطفرة - يخفف من العابرين من بدء تشغيل المحرك، أو تبديل المضخة، أو عمليات التحميل الاستقرائي الأخرى.

• حماية المعدات — يمنع تلف الإلكترونيات الحساسة، وأجهزة PLC، وأنظمة التشغيل الآلي، ومعدات التحكم.

• موثوقية النظام - يقلل من وقت التوقف عن العمل بسبب الأعطال المرتبطة بالزيادة المفاجئة.

• جزء من سلسلة - يقع بين حماية مدخل الخدمة (النوع 1) وأجهزة نقطة الاستخدام (النوع 3).

تطبيقات أجهزة الحماية من الطفرة من النوع الثاني

يتم تثبيت أجهزة SPD من النوع 2 في:

• المنشآت الصناعية المزودة بأنظمة الحماية من الصواعق.

• المباني التجارية لحماية أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والمصاعد والإضاءة وأنظمة تكنولوجيا المعلومات.

• خزائن التحكم في الماكينات للأتمتة الصناعية.

• تتطلب أنظمة الطاقة المتجددة - مثل محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية وأجهزة التحكم في توربينات الرياح - قوة حماية الطفرة (انظر لدينا دليل اختيار أجهزة الحماية من اندفاع الطاقة الشمسية و الحماية من زيادة التيار لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية).

• المستشفيات ومراكز البيانات حيث يكون وقت التشغيل أمرًا بالغ الأهمية.

• الألواح الرئيسية السكنية لحماية المنزل بأكمله.

أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوع 1 والنوع 2 والنوع 3

أجهزة الحماية من زيادة التيار لديها ثلاثة أنواع رئيسية. ولكل نوع وظيفة مختلفة في النظام الكهربائي. يمكنك قراءة المزيد في دليلنا التفصيلي هنا: الفرق بين أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوع 1 والنوع 2 والنوع 3.

ملخص:

• النوع 1 SPD يوقف معظم تدفقات الطاقة العالية الناتجة عن البرق.

• النوع 2 SPD هو خط الدفاع الأوسط. إنه يقلل من الجهد الزائد المتبقي ويتحكم في تحويل العواصف.

• النوع 3 SPD هي الخطوة الأخيرة. إنه يحمي الإلكترونيات الحساسة من الزيادات الصغيرة والسريعة.

كيفية اختيار جهاز الحماية من زيادة التيار المناسب؟

عند اختيار أفضل جهاز للحماية من زيادة التيار من النوع 2، يجب أن يعتمد الاختيار على توافق النظام ومستوى مخاطر زيادة التيار وحساسية المعدات.

1. مطابقة جهد النظام وترتيب التأريض
تتطلب الأنظمة المختلفة - TT، وTN-S، وTN-C، وIT - تكوينات مختلفة لـ SPD:

• 4P (حماية شاملة) لأنظمة TN.

• 3+1 التكوين (حماية L-N بالإضافة إلى وحدة N-PE) لأنظمة TT للتعامل مع أحداث الجهد الزائد N-PE.

2. تحديد Uc (الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر)
يجب أن يكون Uc أعلى قليلاً من جهد النظام الاسمي لمنع التشغيل غير الضروري ولكنه منخفض بدرجة كافية لتوفير الحماية الفعالة.

3. تحقق من قدرة التفريغ الحالية

• تيار التفريغ الاسمي (في): 5-20 كيلو أمبير.

• الحد الأقصى لتيار التفريغ (إيماكس): 20-80 كيلو أمبير حسب مستوى الخطر.

4. مستوى حماية الجهد (أعلى)
يعني المستوى السفلي حماية أفضل - استهدف ≥ 2.5 كيلو فولت للمعدات العامة، و ≥ 1.5 كيلو فولت للإلكترونيات الحساسة.

5. تحمل الجهد الزائد المؤقت (TOV).
تأكد من قدرة SPD على النجاة من ظروف الجهد الزائد المؤقتة الناتجة عن الأعطال أو أحداث التبديل.

6. ميزات إضافية

• وحدات قابلة للتوصيل للصيانة السريعة.

• اتصالات التنبيه عن بعد للرصد.

• الفصل الحراري والمؤشرات البصرية.

كيفية تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 2

أفضل ممارسات التثبيت من الخبرة الهندسية الميدانية:

1. موقع - قم بالتركيب في أقرب مكان ممكن من قضبان التوصيل الرئيسية للوحة التوزيع أو المعدات التي تريد حمايتها.

2. اتصال متوازي — عادةً ما يتم توصيل أجهزة SPD من النوع 2 بالتوازي مع مصدر الطاقة.

3. طول الرصاص - حافظ على الطول المشترك للموصلات الطورية والمحايدة والأرضية أقل من 0.5 متر لتجنب رفع جهد الحماية.

4. المقطع العرضي للموصل — ما لا يقل عن 6 مم² من النحاس للنوع 2؛ أحجام أكبر للأجهزة ذات السعة العالية.

5. التأريض - الاتصال مباشرة بشريط الربط الرئيسي المتساوي الجهد بأقصر مسار.

6. حماية التيار الزائد — استخدم الصمامات أو قواطع الدائرة الكهربائية ذات الحجم المناسب وفقًا للحد الأقصى لتحمل دائرة القصر SPD.

7. التنسيق في الأنظمة المتتالية — إذا تم تركيبه أسفل جهاز SPD من النوع 1، فحافظ على مسافة فصل (> 10 أمتار) أو قم بتركيب محث فصل لضمان تقاسم الطاقة بشكل مناسب.

8. الأسلاك الخاصة بالنظام — بالنسبة لأنظمة TT، قم بتضمين وحدة حماية N-PE للتعامل مع الزيادات المحايدة للأرض.

يضمن اتباع هذه الإرشادات أن يعمل SPD وفقًا للمواصفات ويتوافق مع المعايير الكهربائية.

خاتمة

A جهاز الحماية من الطفرة من النوع 2 هو عنصر حيوي في الحماية الكهربائية ذات الطبقات. فهو يحمي من الزيادات المتبقية الناتجة عن البرق وأحداث التبديل الداخلي، مما يضمن طول عمر المعدات واستقرار التشغيل.

من خلال فهم مبدأ العمل وقواعد التثبيت ومعلمات الاختيار، يمكن للمهندسين ومديري المشتريات تحديد الأجهزة التي تلبي متطلبات النظام، وتتوافق مع IEC/EN 61643-11، وتوفر حماية موثوقة لسنوات قادمة.

تم تثبيت جهاز SPD من النوع 2 بشكل صحيح، وهو ليس مجرد مكون - بل هو بوليصة تأمين لنظامك الكهربائي. تعلم المزيد عن تطبيقات SPD الشمسية وكيفية اختيار المناسب.