أجهزة الحماية من التيار المستمر (DC SPD) ومصادر الطاقة 24V DC هي مكونات رئيسية تشكل معًا خط دفاع ضد الجهد الزائد العابر وتضمن استمرارية النظام. يعد فهم مبادئ عملهم ومعايير الاختيار والتأثيرات التآزرية أمرًا بالغ الأهمية لتصميم وصيانة الأنظمة الكهربائية الآمنة والفعالة.
أجهزة الحماية من زيادة التيار المستمر هي أجهزة حماية من الصواعق والطفرة مصممة خصيصًا لدوائر التيار المستمر. يمكنها الاستجابة في غضون نانو ثانية، وتفريغ الجهد الزائد العابر (الارتفاعات) بأمان الناتج عن تحريض البرق، أو عمليات التبديل، أو التفريغ الكهروستاتيكي على الأرض، وبالتالي حماية المعدات الإلكترونية الحساسة من التلف.
تتضمن مكونات الحماية الأساسية عادةً ما يلي:
مقاومات أكسيد الفلز (MOVs): استجابة سريعة، تستخدم لامتصاص الزيادات المتوسطة الطاقة.
أنابيب تفريغ الغاز (GDTs): سعة تيار عالية، تُستخدم عادةً لتصريف التيارات المفاجئة الأولية عالية الطاقة.
الثنائيات الكابتة للجهد العابر (TVS): تثبيت دقيق للجهد واستجابة سريعة للغاية، تُستخدم عادةً لحماية الدوائر الدقيقة.
الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر (Uc): أقصى جهد للتيار المستمر (على سبيل المثال، 24 فولت) يمكن للجهاز تحمله بأمان على مدى فترة طويلة.
تيار التفريغ الاسمي (In): القيمة القياسية لتحمل تيار تدفق موجة 8/20μs، مما يمثل قدرة الحماية التقليدية.
الحد الأقصى لتيار التفريغ (Imax): الحد الأقصى لتيار التدفق الذي يمكن للمعدات تحمله في حادث واحد دون ضرر.
مستوى حماية الجهد (أعلى): الجهد المتبقي عبر الجهاز تحت التدفق. كلما انخفضت هذه القيمة، كانت الحماية أفضل للمعدات النهائية.
وقت الاستجابة: الوقت من اكتشاف الجهد الزائد إلى بدء الإجراء. كلما كان ذلك أفضل.
مصدر الطاقة 24 فولت تيار مستمر هو جهاز يقوم بتحويل طاقة التيار المتردد الرئيسية (مثل 220 فولت تيار متردد) أو مصادر الطاقة الأخرى إلى طاقة ثابتة ونظيفة بقوة 24 فولت تيار مستمر. إنه “قلب” أنظمة التحكم الصناعية.
وتتمثل وظائفها الرئيسية في التحويل وتنظيم الجهد والتصفية، مما يضمن إمكانية توفير مصدر طاقة مستمر ومستقر بجهد 24 فولت إلى أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وأجهزة الاستشعار والمرحلات والمحركات وغيرها من المعدات، بغض النظر عن كيفية تقلب جهد الإدخال أو كيفية تغير الحمل.
الجهد الكهربائي الآمن: يقع ضمن نطاق الجهد المنخفض للغاية الآمن (SELV)، مما يشكل خطرًا منخفضًا للغاية لتعرض البشر لصدمة كهربائية.
توافق واسع: تم تصميم الغالبية العظمى من أجهزة الاستشعار الصناعية ووحدات التحكم والمحركات لإمدادات الطاقة بجهد 24 فولت.
توازن الخسارة والكفاءة: بالمقارنة مع 12 فولت، فإنه يسحب تيارًا أقل، وله فقد خط أقل وانخفاض الجهد لنفس الطاقة؛ بالمقارنة مع 48 فولت، فهو يوفر أمانًا أعلى ومكونات أكثر فعالية من حيث التكلفة.
التقييس: لقد أصبح اللغة المشتركة في مجال الأتمتة الصناعية العالمية.
دقة الخرج واستقراره: يجب التقليل من تقلبات الجهد والضوضاء المموجة.
الكفاءة: كفاءة التحويل العالية تعني فقدان أقل للطاقة وتوليد الحرارة.
تصنيف الحماية (IP): الحماية ضد الغبار والماء.
نطاق درجة حرارة التشغيل: مناسب لمتطلبات درجات الحرارة الواسعة في البيئات الصناعية.
يتم استخدام جهاز الحماية من زيادة التيار 24V على نطاق واسع في خطوط الإنتاج الآلية بالمصنع، وأنظمة التحكم في العمليات، وأتمتة المباني، ومحطات الاتصالات الأساسية، وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
يشكل مصدر الطاقة بجهد 24 فولت DC وDC SPD مزيجًا مثاليًا من تنقية المصدر والدفاع عن المسار. يضمن مصدر الطاقة توفير الطاقة “النظيفة”، بينما يركز SPD على مقاومة “التلوث” الخارجي (الارتفاعات) من خطوط الكهرباء أو خطوط الإشارة. عادة ما يتم توصيلها في سلسلة في الدائرة: بعد تحويل مصدر طاقة التيار المتردد إلى 24 فولت تيار مستمر، يتم “تصفيته” أولاً بواسطة DC SPD قبل إرساله إلى المعدات الطرفية، وبالتالي بناء حل حماية كامل المسار منالمصدر إلى النهاية.
مطابقة الجهد: تأكد من أن قيمة Uc الخاصة بـ SPD أعلى قليلاً من الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر للنظام. بالنسبة لنظام 24 فولت، عادةً ما يتم تحديد SPD مع Uc 30 فولت أو 35 فولت.
مستوى الحماية: حدد SPD بقيمة منخفضة بما فيه الكفاية بناءً على قدرة تحمل الجهد الكهربي للمعدات المحمية.
سعة المعالجة الحالية: حدد قيم In وImax المناسبة بناءً على موقع التثبيت (على سبيل المثال، محطة التوزيع الرئيسية، والواجهة الأمامية للمعدات) وظروف يوم العواصف الرعدية المحلية.
طريقة الأسلاك: تأكد مما إذا كان اتصالًا متوازيًا أو متسلسلًا وتطابق الكتل الطرفية المقابلة.
مؤشر الحالة: تُفضل المنتجات ذات أجهزة الإنذار عن بعد أو النوافذ المرئية (على سبيل المثال، الأخضر/الأحمر) لسهولة الصيانة.
التثبيت: قم بالتثبيت في أقرب مكان ممكن من المعدات المحمية. استخدم أسلاكًا قصيرة ومستقيمة وسميكة لتقليل الجهد المتبقي من محاثة الرصاص. ضمان التأريض السليم.
الصيانة: قم بالتحقق بانتظام من نافذة مؤشر الحالة (من الأفضل سنويًا أو في موسم الأمطار تقريبًا). إذا كان المؤشر معيبًا (على سبيل المثال، يتحول إلى اللون الأحمر)، فاستبدله على الفور. تذكرك الشركة المصنعة لـ DC SPD بتسجيل حوادث الصواعق والتحقق من حالة الحماية من زيادة التيار على الفور.
كيفية توصيل حامي عرام التيار المستمر
عادةً ما يتم توصيل أجهزة SPD للتيار المستمر بالتوازي بين الأطراف الموجبة والسالبة للدائرة المحمية، ويجب توصيل طرف التأريض الخاص بها بالأرض الواقية للنظام (PE) بأقصر وأسمك سلك ممكن. ينبغي اتباع دليل المنتج بدقة.
هل يمكن استخدام 24V DC SPD وAC SPD بالتبادل؟
بالتأكيد لا. تختلف مبادئ التصميم وإمكانيات إطفاء القوس ومعايرة المعلمات لكل منهما تمامًا. من الصعب استخدام DC SPD لقطع التيار المستمر. سيؤدي سوء استخدام AC SPD في دائرة التيار المستمر إلى عدم القدرة على إطفاء القوس بشكل صحيح، مما قد يتسبب في اشتعال النيران في الجهاز.
كيف يمكنني تحديد ما إذا كان DC 24V SPD لا يزال يعمل بشكل صحيح؟
الطريقة الأكثر بديهية هي مراقبة مؤشر الحالة الخاص به (عادةً ما يكون نافذة خضراء/حمراء أو مؤشر LED). يشير اللون الأخضر إلى التشغيل العادي، بينما يشير اللون الأحمر/الإيقاف إلى الفشل ويحتاج إلى الاستبدال. يمكنك أيضًا استخدام مقياس متعدد لقياس جهده عبر الإنترنت؛ إذا كان قريبًا من دائرة كهربائية قصيرة وكان الجهاز ساخنًا، فقد يتعرض للتلف.
لماذا تحتاج أنظمة الطاقة الشمسية إلى أجهزة حماية من زيادة التيار المستمر (SPD)؟
تغطي الوحدات الكهروضوئية مساحة كبيرة وتكون معرضة بشدة لضربات البرق المباشرة أو المستحثة. يمكن أن يدخل تيار البرق إلى العاكس ونظام التحكم من خلال خط ناقل DC، مما يسبب أضرارًا كبيرة. لذلك، يعد تركيب وحدة SPD كهروضوئية مخصصة على جانب التيار المستمر (بين الوحدات والعاكس) أمرًا بالغ الأهمية.
ما هي احتياطات الأسلاك التي يجب اتخاذها عند تثبيت 24V DC SPD؟
المبادئ الأساسية هي “قصيرة، مستقيمة، وسميكة”. 1) يجب أن يكون طول سلك التأريض أقل من 0.5 متر؛ 2) تجنب تشكيل الحلقات. 3) يجب أن تفي منطقة المقطع العرضي للموصل بمتطلبات تفريغ تيار كبير (عادة لا يقل عن 4 مم²)؛ 4) التأكد من أن جميع نقاط التوصيل محكمة وخالية من الأكسدة.
مقارنة بين مصدر الطاقة الخطي وتحويل الطاقة في تطبيقات 24 فولت
تتميز مصادر الطاقة الخطية بتموجات خرج منخفضة وضوضاء منخفضة، ولكنها كبيرة الحجم ومنخفضة الكفاءة (حوالي 40-60%)، مما يجعلها مناسبة لمعدات القياس الدقيقة الحساسة للغاية للضوضاء. تتميز مصادر تحويل الطاقة بأنها صغيرة الحجم وذات كفاءة عالية (عادة > 85%)، ويمكن أن تتكيف مع نطاق واسع من جهد الإدخال، مما يجعلها الاختيار السائد للتحكم الصناعي. ومع ذلك، فإن التبديل عالي التردد الخاص بهم يولد بعض الضوضاء الكهرومغناطيسية، وهو ما يحتاج إليهليتم التعامل معها بشكل صحيح.
في الأتمتة الصناعية ومجالات الطاقة الجديدة، تعد مصادر الطاقة 24V DC وأجهزة الحماية من زيادة التيار المستمر بمثابة مزيج أساسي مكمل ولا غنى عنه.
اتخذ إجراءً الآن لبناء دفاع قوي لأنظمتك المهمة! لا تنتظر حتى تسبب ضربة صاعقة أو زيادة في الطاقة أضرارًا لا يمكن إصلاحها حتى تدرك أهمية الحماية.
Optimized by Seraphinite Accelerator
