جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) عبارة عن أجهزة حماية مصممة للحد من الجهد الزائد العابر وتحويل التيارات المفاجئة، مما يقلل من خطر تلف المعدات الكهربائية بسبب ضربات البرق وعمليات تبديل الشبكة وغيرها من الاضطرابات العابرة. يؤثر الوضع الصحيح بشكل مباشر على أداء SPD. بالنسبة للمنشآت الصناعية والمباني التجارية ومراكز البيانات وأنظمة الاتصالات والعديد من أنظمة توزيع الجهد المنخفض-، يعد التخطيط الاستراتيجي لـ SPE جانبًا مهمًا من تصميم الحماية الكهربائية.
1. أين يتم تطبيق SPD بشكل عام؟
يتم تركيب SPD عادة في النقاط الرئيسية في نظام التوزيع، مثل خزانة التوزيع الرئيسية للمبنى، ولوحة التوزيع الأرضية، ولوحات توزيع المعدات، ومباشرة في مرحلة ما قبل المعدات الكهربائية الهامة.
بالنسبة لأنظمة توزيع الجهد المنخفض القياسية، يمكن استخدام استراتيجيات حماية SPD اعتمادًا على الهيكل والنظام الكهربائي للمبنى. تقع المرحلة الأولى عادةً عند مدخل الطاقة للمبنى للتعامل مع تيارات البرق العالية والطاقة المفاجئة. يمكن تركيب المرحلة الثانية على الأرض أو على لوحات التوزيع المنطقية. بالنسبة للمعدات الحساسة لتقلبات الجهد، يمكن تركيب حماية جيدة بالقرب من الجهاز نفسه.
يسمح هذا النهج متعدد الطبقات لـ SPEs في مواقع مختلفة بمشاركة أحمال الحماية من زيادة التيار، مما يمنع أي جهاز منفرد من مواجهة زيادة الطاقة الزائدة.
2. خزانة التوزيع الرئيسية هي موضع التثبيت الرئيسي.
غالبًا ما تكون خزانة التوزيع الرئيسية للمبنى واحدة من أهم المواقع لتثبيت SPD.
عندما تتأثر خطوط الطاقة الخارجية بموجات كبيرة ناجمة عن البرق أو عمليات تبديل الشبكة أو غيرها من الأحداث العابرة، يمكن أن تنتقل الموجات الكبيرة على طول الخطوط وداخل المباني. تركيب SPD عند نقطة التوزيع الرئيسية-حيث يدخل مصدر الطاقة إلى المبنى-يمكن أن يحول التدفق قبل أن ينتشر بشكل أكبر في شبكة التوزيع الداخلية.
بالنسبة للمباني ذات أنظمة الحماية من الصواعق الخارجية، يجب أن يأخذ تصميم تكوين SPD في الاعتبار أنظمة الحماية من الألغام وأنظمة المناولة الأرضية وتكوينات خطوط إمداد الطاقة.
3. لوحات التوزيع الأرضية والمناطقية
في المنشآت الصناعية الكبيرة، ومباني المكاتب، ومراكز التسوق، والمباني العامة، قد لا يكون تركيب SPD في خزانة التوزيع الرئيسية كافيًا فقط لتغطية جميع-معدات الاستخدام النهائي.
لذلك، اعتمادًا على هيكل نظام التوزيع، يمكن تركيب المزيد من أجهزة التفريغ ذات الأغراض الخاصة في مواقع مثل ألواح الأرضية وألواح التوزيع المنطقية وألواح تقسيم المناطق. في المباني متعددة الطوابق، على سبيل المثال، يمكن تركيب الحماية الأولية في خزانة التوزيع الرئيسية، في حين يعتمد تخطيط توزيع الطاقة SPD اللاحق على طابق أو منطقة معينة. تعمل هذه الطريقة على تقصير مسافة الحماية وتقليل تأثير ارتفاع الكابلات الطويلة على المعدات النهائية.
4. يمكن أيضًا تثبيت SPD على جانب الإدخال للأجهزة الرئيسية
بالنسبة للأجهزة الحساسة للجهد الزائد العابر، مثل PLC، وأنظمة التحكم الصناعية، والخوادم، ومعدات الاتصالات، وأنظمة المراقبة ومعدات التشغيل الآلي - ضع في اعتبارك أنه يمكن النظر في تركيب SPD طرفي بالقرب من دائرة إمداد الطاقة الخاصة بالجهاز.
عادةً ما تعطي أجهزة SPD الطرفية الأولوية للاستجابة السريعة ومستوى جهد الحماية المنخفض. يمكن أن يؤدي SPD الطرفي إلى تقليل تأثير الجهد الزائد المتبقي على الأجهزة الحساسة بعد معالجة SPD الأولية لكمية كبيرة من الطاقة المفاجئة.
لاحظ أن مجرد تثبيت المزيد من SPD ليس بالضرورة أفضل. يجب ترشيد المستويات المختلفة لمستويات مستوى الصوت (SPL) وفقًا لمعلمات النظام ومناطق الحماية ومتطلبات التنسيق.
5. العلاقة المكانية بين SPD والنظام الأرضي
بعد تحديد موضع تركيب SPD، يجب دراسة الاتصال الأرضي بعناية.
عندما يولد تفريغ SPD تيارًا مفاجئًا، يجب أن تتبدد طاقة التدفق بسرعة من خلال نظام التأريض أو الدوائر المخصصة الأخرى. لذلك، يجب أن تكون وصلات توصيل SPD قصيرة ومستقيمة قدر الإمكان، مما يقلل من الانحناءات أو الانعطافات غير الضرورية.
إذا كان SPD بعيدًا جدًا عن نقطة الاتصال أو كان خط الاتصال طويلًا جدًا، فإن التقلب السريع لتيار التدفق يمكن أن يحفز SPD نفسه على إنتاج جهد كبير، وبالتالي يؤثر على فعالية الحماية الفعلية لـ SPD.
6. مواقع تركيب مختلفة لـ SPD وSignal SPD
تم تصميم أنواع مختلفة من SPD لأنواع مختلفة من الدوائر.
تُستخدم أجهزة SPD الخاصة بالطاقة بشكل أساسي في أنظمة التيار المتردد أو التيار المستمر وعادةً ما يتم تثبيتها على خطوط الطاقة في خزانات التوزيع أو الصناديق أو المعدات الكهربائية.
من ناحية أخرى، يتم استخدام الإشارة SPDs للاتصالات والبيانات والتحكم وقياس الخطوط. على سبيل المثال، قد يتم تجهيز خطوط الإشارة ذات الجهد المنخفض- مثل خطوط الاتصال وخطوط وصلات RS485 وخطوط Ethernet في أنظمة الأتمتة الصناعية بمعالجات الإشارات المقابلة وفقًا لمتطلبات محددة.
إذا كان الجهاز متصلاً بخط كهرباء وخط اتصال، فإن حماية خط الطاقة فقط لا تضمن بالضرورة الحماية الشاملة. في التطبيقات الهندسية العملية، يجب مراعاة نوع الواجهة وبنية الدائرة الخاصة بالجهاز، كما ينبغي أن يكون النهج العام كذلك
7. يجب مراعاة مواقع التثبيت على أساس كل حالة-على حدة-.
تحتوي الأنواع المختلفة من المباني والمعدات على بيئات كهربائية مختلفة، لذلك يمكن تركيب SPD في مواقع مختلفة.
في المباني السكنية والتجارية،-يتم عادةً تثبيت المكونات ذات الأغراض الخاصة أولاً على نقطة دخول مزود الطاقة ولوحات التوزيع.
في البيئة الصناعية، ينبغي الاهتمام ليس فقط بنظام التوزيع الرئيسي، ولكن أيضًا بالمحرك الكبير، ومحرك محول التردد، وخزانات التحكم الأوتوماتيكية، ومنطقة تركيب آلات الإنتاج.
في بيئة مراكز البيانات وغرف الاتصالات، يتم التركيز على الحماية المتعددة-لنظام الطاقة وخط الاتصالات والمعدات الرئيسية.
يجب أن يأخذ تكوين SPD في الاعتبار أطوال الخطوط الفعلية، وظروف التأريض، ومواصفات تصميم الحماية من الصواعق للمعدات الخارجية، وخطوط المسافات الطويلة-، والمعدات في المناطق ذات نشاط البرق العالي.
8. ما هي العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها عند تثبيت SPD؟
لا يمكن تحديد موقع الحماية من زيادة التيار من خلال المسافة المادية فقط؛ يجب أيضًا التحقق من التوافق بين SPD ونظام الطاقة.
أولاً، تأكد من أن الجهد المقنن للنظام يتوافق مع الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر (MCOV) الخاص بـ SPD. بعد ذلك، حدد نوع SPD المناسب وسعة التفريغ ومستوى الحماية بناءً على بيئة التدفق المتوقعة.
يجب أيضًا مراعاة التنسيق بين حماية التيار الزائد ووضع التأريض وطول الخط ومستوى SPD.
تختلف أنظمة التوزيع وطرق الأسلاك المختلفة، لذا يجب أن يتبع التثبيت الفعلي والتصميم والبناء مواصفات المنتج ومعايير الحماية من الصواعق الكهربائية المعمول بها.
الأسئلة المتداولة
هل يمكن تركيب أدوات الحماية من زيادة التيار بجوار الأجهزة مباشرة؟
نعم، يمكن تركيب نظام SPD "في نقطة الاستخدام" قبل المعدات الحساسة، اعتمادًا على مدى أهمية المعدات وهيكل النظام الكهربائي. ومع ذلك، يوفر هذا عادةً حماية متعددة الطبقات عبر SPD المنبع، بدلاً من الاعتماد فقط على SPD على مستوى الجهاز-.
هل يجب تركيب الحماية من زيادة التيار في لوحات التوزيع؟
يتم تركيب العديد من أجهزة -SPD ذات الجهد المنخفض على خزانات أو لوحات توزيع الطاقة. تعتمد طرق التثبيت المحددة على تصميم SPD وتوافر اللوحة ومتطلبات تثبيت المنتج.
هل SPD قريب من الجهاز قدر الإمكان؟
بالنسبة إلى حماية نقطة-الاستخدام-، يساعد عادةً تقليل طول الكابل بين SPD وجهاز الحماية على تقليل تأثير الجهد الزائد المتبقي؛ ومع ذلك، فمن المهم النظر في مستوى الحماية في جميع أنحاء نظام التوزيع.
كم عدد الحراس الإضافيين المطلوبين لشبكة التوزيع؟
لا يوجد رقم ثابت. يجب أن يعتمد التصميم على هيكل المبنى والتسلسل الهرمي لتوزيع الطاقة وطول الدائرة وأهمية المعدات والمخاطر المرتبطة بالبرق والارتفاعات المفاجئة.
ملخصات
يؤثر موضع تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار بشكل مباشر على فعالية جهاز الحماية من زيادة التيار. تستخدم أنظمة التوزيع عادةً إستراتيجية حماية متعددة الطبقات - تغطي نهاية الإدخال لخزانة التوزيع الرئيسية، أو القسم أو صندوق التوزيع الأرضي، والمعدات الرئيسية - وتخصيص SPD لخصائص خطوط الطاقة، وخطوط الإشارة، والمعدات نفسها. يجب أيضًا الانتباه إلى مسافة الاتصال بين SPD ونظام التأريض، وتوافق جهد النظام وتنسيق الحماية الأولية.
بالنسبة لمشاريع محددة، يجب تحديد نماذج SPD ومواقع التركيب والكميات على أساس الأنظمة الكهربائية الفعلية والمعايير المعمول بها، كما يجب تصميمها وتركيبها بواسطة متخصصين مؤهلين.