يمكن أن تدمر زيادات الطاقة المعدات الكهربائية، مما يسبب توقفًا مكلفًا وأضرارًا. بدون حماية، تخاطر الشركات بفقدان الأنظمة الحيوية. الحل؟ جهاز حماية من الزيادة الكهربائية (SPD)مصممة لمنع الضغط الكهربائي من إضرار معداتك.

جهاز الحماية من الزيادة الكهربائية (SPD) هو جهاز حماية كهربائي أساسي يحد من الجهد العابر ويقلب تيارات الزيادة الكهربائية لحماية الأنظمة المتصلة من الأضرار.

أجهزة الحماية من التيار الكهربائي

تحمي أجهزة SPD المعدات الكهربائية والإلكترونية من العابرين، المشتقين من البرق، وتحويل المحولات، والإضاءة والمحركات.

ويمكن لهذه العوامل أن تسبب شيخوخة مبكرة للمعدات، أو وقت توقف، أو تدمير كامل للمكونات والمواد الإلكترونية.

جهاز حماية من زيادة الطاقة هو جهاز يحمي نظام الكهرباء في منزلك في حالة زيادة الطاقة، مثل ضربة البرق. عندما يكون هناك اختلاف في التيار،حماية زيادة الحرارة سوف إعادة توجيه التيار إلى الأرض أو أكسيد المعدن في داخل الجهاز بدلا من من خلال الأسلاك الكهربائية الرئيسية.

الـ SPDات حاسمة للتطبيقات الصناعية والتجارية والسكنية، وتمنع فشل المعدات، والإصلاحات المكلفة، وتوقف النظام.و أنظمة الطاقة الشمسية عرضة لارتفاعات في الجهد.

معايير الاختيار

يتم تصنيف أجهزة حماية من التهابات الطاقة حسب وظائفها:

النوع 1
SPD التي يمكن أن تفريغ التيار البرق الجزئي مع شكل موجة نموذجي 10/350 ميكرو ثانية. عادة ما تستخدم تكنولوجيا الفجوة الشرارة.سيتم تثبيتها في لوحة التوزيع الرئيسية في المنشأة الكهربائيةلا توفر أداة SPD من النوع 1 بمفردها مستوى الحماية المطلوب ويجب استخدامها مع أجهزة منسقة من النوع 2.يطلب التثبيت الذي يحتوي على نظام حماية من البرق إصدار 1 من وثيقة حماية خاصة.

النوع 2
SPD الذي يمكن أن يمنع انتشار الجهد الزائد في المنشآت الكهربائية ويحمي المعدات المرتبطة به.عادةً ما تستخدم تقنية أكسيد المعدن (MOV) ويتميز بموجة تيار 8/20 μsهذا الجهاز سيكون عادة في لوحات التوزيع الفرعية وفي لوحة التوزيع الرئيسية إذا لم تكن هناك حاجة إلى جهاز من النوع 1.

النوع 3
هذه الأجهزة ذات القدرة على التفريغ منخفضة، وبالتالي لا ينبغي تركيبها إلا كإضافة إلى أجهزة التفريغ ذات النوع 2 وفي محيط الأحمال الحساسة.يتميز SPDs من النوع 3 بمزيج موجات الجهد (1).2/50 μs) وموجات التيار (8/20 μs).

كيف تعمل الحمايات ضد التفوق؟

تحتوي أجهزة SPD على موصل أكسيد معدني (MOV) ، والذي يعمل كجهاز استشعار. عندما يتجاوز التيار مستوى معين ، فإنه يقلل من المقاومة. إذا كان الجهد منخفضًا جدًا ، فسيزيد من المقاومة.الحفاظ على MOV الحالية متسقة وحماية الأجهزة الخاصة بك.

المركبات المتحركة تتكون من أكسيد معدني و نصف موصلين أكسيد المعدن يشعر بالتيار الكهربائيبينما اثنين من أشباه الموصلات رفع أو خفض المقاومة حسب الحاجة وتحويل أي تيار فائض إلى الأرض.

تعمل أجهزة SPD من خلال مراقبة مستويات الجهد والاستجابة الفورية للزيادات. وهي تتكون من مكونات غير خطية تتحول بين حالات المعوقة العالية والمنخفضة بناءً على تقلبات الجهد.

- الظروف الطبيعية: يبقى SPD في حالة عالية العائق، مما يسمح بالتدفق الكهربائي الطبيعي دون تداخل.

- حدث زيادة: عندما يحدث ارتفاع في الجهد ، يتحول SPD بسرعة إلى حالة انخفاض في العائق ، وإعادة توجيه التيار الزائد إلى الأرض أو العودة إلى مصدره.

- عملية إعادة التشغيل: بعد تحويل التيار، يعود SPD تلقائيًا إلى حالة عالية العائق، مما يضمن استئناف التشغيل الطبيعي.

المصطلحات

Iimp ­ ‬ تيار نبض من 10/350 μs شكل الموجة المرتبط مع SP-Ds من النوع 1
في التيار المتزايد من 8/20 ميكروسكيلات شكل موجة مرتبطة مع SPDs من النوع 2
أعلى - الجهد المتبقي الذي يقاس عبر محطة SPD عندما يتم تطبيق In
Uc - أقصى جهد يمكن أن يتم تطبيقه بشكل مستمر على SPD دون أن يتم توصيله.

إيجابيات وسلبيات الحماية

في حين أن الحماية من التوترات لديها العديد من الفوائد والقدرات ، إلا أن لديها قيود. فيما يلي بعض المزايا والسلبيات الرئيسية لحماية التوترات.

حماية الأجهزة:

في بعض الحالات، يمكن أن يؤدي التيار الكهربائي إلى تدمير أسلاك الأجهزة والمعدات باهظة الثمن. يمكن أن يكون إصلاح أو استبدال الأجهزة الكهربائية مكلفًا وغير مريح.في حين أن طفرات الطاقة قد لا تدمر دائما معداتكيمكن أن يضعوا ضغوطاً على الأسلاك. ويمكن أن يقلل هذا من عمر الجهاز أو الأجهزة. ويحتوي واقي التموجات على وسيلة بسيطة لمنع التلف.

أجهزة الحماية من التفوق لديها قيود في الجهد:

لا يمكن لجميع مضادات التيار الكهربائي التعامل مع التوترات العالية. يمكن أن تتحمل المضادات الأساسية تقلبات طفيفة. قد يؤدي التعرض المفرط للتوترات العالية إلى فشل مضاد التيار الكهربائي.توجد حمايات عالية الجهد ولكن قد تكون أكثر تكلفة.

فئات أو أنواع الوثيقة الموحدة

يتم تصنيف SPDs إلى نوعين رئيسيين: وحدات الحد من الجهد ومكونات تبديل الجهد. تستخدم معظم SPDs الحديثة نهجًا هجينًا يجمع بين الطريقتين.

1مكونات تقييد الجهد

تقوم هذه المكونات بتعديل عائقها بناءً على مستويات الجهد ، وتضغط الزحام قبل أن يصل إلى مستويات خطيرة. تشمل الأمثلة:

- أكسيد المعادن Varistors (MOVs) Common في حماية الطفرات الشمسية و DC SPDs.

- ثنائيات قمع الجهد العابر (TVS) تقدم أوقات استجابة سريعة ولكنها محدودة في القدرة على التعامل مع الطفرات.

2مكونات تبديل الجهد

تبقى هذه المكونات غير موصلة حتى يتجاوز عتبة الجهد المحددة ، وعندها يتم تشغيلها بسرعة وتوصيل التيار إلى الأرض. تشمل الأمثلة:

- أنابيب تفريغ الغاز (GDT) تستخدم في تطبيقات حماية الطاقة العالية.

- فجوات الشرارة ‬ توفير حماية موثوقة من التيار المستمر والبرق.

تصاميم الهجينة توازن بين مزايا كلا نوعي المكونات ، وتقدم حماية فعالة وموثوقة من التفوق.

الصيانة

معظم المستندات المشتركة لديها نافذة إشارة إلى أنها تعمل. إذا كان المؤشر أخضر، فإنها توفر الحماية.إذا كانت حمراء فهي قد وصلت إلى نهاية حياتها وستحتاج إلى استبدالهاغالباً ما يكون هناك علبة قابلة للإستبدال يمكن ببساطة سحبها واستبدالها بجهاز تشغيل جديد.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار أجهزة الحماية من الارتفاع

لتحديد جهاز حماية من التيار الكهربائي، تحقق أولاً من مدى تكرار حدوث التيار الكهربائي في منزلك. إذا كنت تواجه طقسًا سيئًا بشكل متكرر أو تستخدم معدات عرضة للتيار الكهربائي،يمكن أن تكون وثيقة إضافية للمنازل كلها مفيدة.

بعد ذلك، فكر في نوع المعدات والأجهزة التي ستستخدمها. إذا كان لديك الكثير من الأجهزة أو الآلات أو التكنولوجيا باهظة الثمن، فقد يستحق الاستثمار في أداة إضافية للمنزل بأكمله.ستكون تكلفة برنامج التشغيل المشترك والتركيب أقل بكثير من إصلاح أو استبدال المعدات القيمة.

كيفية المقارنة بين الـ SPD المختلفة؟

لتقييم المستندات الموحدة المختلفة، يجب النظر في عوامل الأداء التالية:

1وقت الاستجابة

السرعة التي يتفاعل بها الـ SPD مع موجة حرجة.

ثنائيات TVS لديها أسرع أوقات الاستجابة.

توفر المركبات المتحركة توازن جيد بين السرعة والمتانة.

2. متابعة الحالية

يحدث التيار التالي عندما يفشل SPD في العودة إلى حالتها عالية العائق بعد زيادة.

أنظمة التيار المتردد تتعامل مع هذا بشكل طبيعي بسبب الصفر في شكل الموجة الترددية.

تتطلب أنظمة التيار المباشر، مثل إعدادات الطاقة الشمسية، أجهزة حماية خاصة من التيار المباشر.

3دعوا التوتر خلال

هذا هو الجهد الذي يصل إلى المعدات المتصلة خلال زيادة.

ثنائيات التلفزيون توفر أدنى فولتاج إدخال.

توفر المركبات المتحركة حماية معتدلة مع تحقيق التوازن بين عوامل الأداء الأخرى.

كل نوع له مبادلات تفضيلية، مما يجعل من أجهزة التشغيل المشتركة الهجينة الخيار المفضل لمعظم التطبيقات.

خصائص أداء جهاز الحماية من التفوق

عند اختيار أداة خاصة، فإن مقاييس الأداء الرئيسية تضمن الموثوقية والتوافق مع الأنظمة الكهربائية:

- أقصى جهد تشغيل مستمر (MCOV): أعلى جهد يمكن أن يتحمل SPD أثناء العمل بشكل طبيعي. عادة ما يكون أعلى بنسبة 25٪ من جهد النظام الاسمي.

- تصنيف حماية الجهد (VPR) أو مستوى حماية الجهد (أعلى): يشير إلى الجهد المرور أثناء زيادة. القيم الأقل تشير إلى حماية أفضل.

- راتين التيار الاسمي (داخل): يقيس قدرة SPD على تحمل أحداث زيادة متكررة. القيم الأعلى تشير إلى استمرارية أكبر.

- حالة الإشارة: المؤشرات البصرية أو البعيدة تظهر حالة تشغيل SPD. يمكن أن تكون ميكانيكية، قائمة على LED، أو مراقبة عن بعد.

- قدرة التيار الكهربائي: تمثل أقصى طاقة التيار الكهربائي التي يمكن أن تتعامل معها SPD. ليست موحدة ، لذلك تختلف المواصفات حسب الشركة المصنعة.يضمن SPD الكهروضوئي المسموح به بشكل صحيح أو واقي الزحام الشمسي حماية الطاقة الشمسية والأنظمة الكهربائية على المدى الطويل.

الاستنتاج

بشكل عام، جهاز حماية SPD من زيادة الطاقة هو استثمار يستحق الاستثمار، خاصة بالنسبة لأولئك الذين هم عرضة لزيادات الطاقة.حماية المنزل بأكمله سوف توفر أفضل حماية وتوفير لك على المدى الطويل.