ما معنى spd في الكهرباء؟

عند حدوث زيادة كهربائية ، يمكن أن تمر الجهد الكهربي الذي يتجاوز إلى حد كبير مستويات الجهد الذروة المقبولة عبر دوائر البناء إلى المعدات الكهربائية. بدون الحماية المناسبة ، يكون هذا الجهاز عرضة للتلف أو الفشل من زيادة الجهد. نوع الحماية المطلوب
يمكن توفير هذه المسامير من خلال جهاز حماية للارتفاع (SPD).

يتطلب تحديد SPD الصحيح أن تحدد وفهم التصنيفات المرتبطة بتطبيقه. هناك العديد من قيم الأداء والتصنيفات المرتبطة بـ SPD ، مثل الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر (MCOV) ، وتصنيف حماية الجهد (VPR) ، وتيار التفريغ الاسمي (في) ، وتصنيف تيار الدائرة القصيرة (SCCR). التصنيف الأكثر إساءة فهمه هو التصنيف الحالي للارتداد ، وعادة ما يتم تحديد كميات في كيلو أمبير (KA).

ما هو نوع الأجهزة الواقية للارتفاع (SPD)؟

نوع الأجهزة الوقائية للارتداد (SPD) هو طريقة تصنيف تستخدم لتصنيف الأجهزة التي تحمي الأنظمة الكهربائية من الجهدات الجهد ، بناءً على وظائف الحماية الخاصة بهم ، ومواقع التثبيت ، والقدرة على تحمل تيارات الطفرة المختلفة. يتم تصنيف SPDs وفقًا لمعايير رئيسية: IEC (اللجنة الكهربية الدولية) و UL (مختبرات الاكتتابين). كل معيار له تصنيفه ومتطلباته لضمان حماية الأجهزة الأنظمة الكهربائية من الحوادث المتعلقة بالارتفاع.

نوع الأجهزة الواقية للارتفاع وفقًا لمعايير IEC

يحدد معيار IEC 61643-11 متطلبات الأداء وطرق الاختبار لـ SPDS المستخدمة في أنظمة الطاقة AC. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تصنيف SPDs إلى ثلاثة أنواع رئيسية مع الخصائص التالية:

النوع 1 SPD (الفئة الأولى):

- الوظيفة: يحمي النظام الكهربائي من ضربات البرق المباشرة.
- موقع التثبيت: مثبت في مدخل النظام ، بالقرب من لوحة التوزيع الرئيسية.
- شكل موجة الطفرة: 10/350 µs. يحاكي هذا الشكل الموجي إضرابات البرق المباشرة ، مع وجود وقت صعود إلى ذروتها في 10 µs وتحلل إلى 50 ٪ في 350 µs.
- الصعود التيار الصمود (IIMP): عالية ، عادة من 10 كا أعلى.
- تيار التفريغ الاسمي (في): من 10 كا أعلى ، وفقًا لـ IEC 61643-11 ، الفئة الأولى. هذا هو التيار الذي يمكن أن يتحمله SPD عدة مرات دون ضرر.
- مستوى حماية الجهد (UP): من 1.5 كيلو فولت إلى 2 كيلو فولت. UP هو الحد الأقصى للجهد يسمح SPD بالمرور أثناء التفريغ.
- التطبيقات: مناسبة للمباني الشاهقة والمرافق الصناعية والمناطق ذات المخاطر العالية لضربات البرق.

النوع 2 SPD (الفئة الثانية):

- الوظيفة: يحمي النظام الكهربائي من الفولتية الطفرة الناتجة عن ضربات البرق غير المباشرة أو عمليات التبديل.
- موقع التثبيت: مثبت في لوحات التوزيع الفرعي أو بعد نوع 1 SPD.
- شكل موجة الطفرة: 8/20 µs. يحاكي هذا الشكل الموجي الفولتية للارتدادات التي يتم نشرها داخل النظام الكهربائي ، مع وجود وقت صعود إلى الذروة في 8 µs وامحل إلى 50 ٪ في 20 µs.
- تيار التفريغ الاسمي (في): متوسط ، عادة من 5 كا إلى 20 كا. هذا هو التيار الذي يمكن أن يتحمله SPD عدة مرات دون ضرر.
- مستوى حماية الجهد (UP): من 1.5 كيلو فولت إلى 2 كيلو فولت. UP هو الحد الأقصى للجهد يسمح SPD بالمرور أثناء التفريغ.
- التطبيقات: مناسبة للمناطق التجارية والسكنية والمناطق ذات المخاطر المعتدلة للبرق.

النوع 3 SPD (الفئة الثالثة):

- الوظيفة: تحمي المعدات الإلكترونية الحساسة من الفولتية المتبقية للارتفاع بعد أن تم تخفيفها حسب النوع 1 والنوع 2 SPDs.
- موقع التثبيت: مثبت بالقرب من المعدات الإلكترونية الحساسة مثل مآخذ التوزيع أو لوحات التوزيع الصغيرة أو الأجهزة الطرفية.
- شكل موجة الطفرة: 8/20 µs و 1.2/50 µs. هذه الأشكال الموجية تحاكي الطفحات المتبقية ، مع أوقات ارتفاع أسرع (1.2 µs) وأوقات الانحلال أبطأ (50 µs).
- تيار التفريغ الاسمي (في): منخفض ، عادة أقل من 5 كا.
- مستوى حماية الجهد (UP): من 1 كيلو فولت إلى 1.5 كيلو فولت. UP هو الحد الأقصى للجهد يسمح SPD بالمرور أثناء التفريغ.
- التطبيقات: مناسبة للأجهزة الإلكترونية الحساسة مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاتصالات والمعدات الطبية.

نوع الأجهزة الواقية للارتفاع وفقًا لمعايير UL

يحدد معيار UL 1449 متطلبات SPDs المستخدمة في الأنظمة الكهربائية في أمريكا الشمالية. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تصنيف SPDs إلى أربعة أنواع:

النوع 1 SPD:

- الوظيفة: تحمي من الفولتية للارتفاع الناتجة عن ضربات البرق المباشرة أو القريبة من خارج الشبكة الكهربائية.
- موقع التثبيت: مثبت قبل مقياس الكهرباء ، إما قبل أو بعد قاطع الدائرة الرئيسية.
- زيادة التيار الصمود: مصمم لتحمل التيارات العالية للارتداد.
- التطبيقات: مناسبة للمباني الصناعية والتجارية الكبيرة.

النوع 2 SPD:

- الوظيفة: تحمي من الفولتية الطفرة التي يتم نشرها داخل النظام أو من الشبكة الكهربائية.
- موقع التثبيت: مثبت بعد قاطع الدائرة الرئيسي أو في لوحات التوزيع الفرعي.
- الصعود الحالي الصمود: مصمم لتحمل التيارات الطفرة من شبكة الطاقة أو أخطاء النظام الداخلي.
- التطبيقات: مناسبة للمناطق السكنية والتجارية.

اكتب 3 SPD:

- الوظيفة: يحمي الأجهزة الإلكترونية الحساسة من الفولتية المتبقية.
- موقع التثبيت: مثبت في المنافذ الكهربائية أو بالقرب من الأجهزة الحساسة.
- الصعود الحالي الصمود: مصمم لتحمل تيارات الطفرة المتبقية بعد المرور عبر النوع 1 والنوع 2 SPDs.
- التطبيقات: مناسبة للأجهزة الإلكترونية المنزلية والمكاتب.

النوع 4 SPD:

- الوظيفة: SPDs المعيارية أو التجميع المدمجة في المعدات الكهربائية.
- موقع التثبيت: عادةً ما يتم دمجه داخل الأجهزة أو لوحات التوزيع.
- الصعود الحالي الصمود: مصمم لتلبية متطلبات المعدات الكهربائية المتكاملة.
- التطبيقات: مناسبة للأجهزة الكهربائية مع SPDs مدمجة.

SPD: مبدأ العمل

تشغيل SPD بسيط ولكنه فعال. عند حدوث زيادة في القوة ، تقلل MOVs بسرعة مقاومتها ، مما يزيد من توصيلها. يتيح لهم ذلك تحويل معظم التيار الطويلة بأمان إلى الأرض قبل أن يتمكن من الوصول إلى الأجهزة المتصلة وتلفها. من خلال القيام بذلك ، يتم تحييد الطفرة ، وتحمي المعدات المصب من الجهد العالي أو المسامير الحالية.

ما هي الجهد الزائد العابر؟

الجهد الزائد العابر هي موجز وعالي الجهد الجهد التي تحدث على مدى فترة قصيرة. تنشأ هذه العوامل من الإفراج المفاجئ للطاقة المخزنة أو تسببها عوامل خارجية. يمكن تصنيفها على أنها إما تحدث بشكل طبيعي ، مثل ضربات البرق ، أو من صنع الإنسان ، مثل عمليات التبديل في الأنظمة الكهربائية.

كيف تحدث الجهد الزائد العابر؟

غالبًا ما تنجم الجهد الزائد العابر الناجم عن النشاط البشري عن تشغيل المحركات والمحولات وأنظمة إضاءة معينة. في الماضي ، كانت هذه الأحداث غير شائعة في البيئات السكنية. ومع ذلك ، فإن ظهور التقنيات الحديثة مثل شواحن المركبات الكهربائية ومضخات حرارة مصدر الهواء والأرض والغسالات المتغيرة السرعة قد زاد بشكل كبير من احتمال وجود عابرين في النظم الكهربائية المحلية.

عادة ما يتم تشغيل الجهد العابر الطبيعي العابر بسبب ضربات البرق غير المباشرة. على سبيل المثال ، يمكن لضرب البرق المباشر على الطاقة العلوية القريبة أو خطوط الهاتف إرسال طفرة على طول الخطوط. هذا يمكن أن يؤدي إلى أضرار جسيمة للتركيبات الكهربائية والمعدات المتصلة.

كيفية حجم SPDS بشكل صحيح

هناك القليل جدًا من البيانات المنشورة أو حتى توصيات بشأن مستوى تصنيف زيادة التصنيف (KA) في المواقع المختلفة. قدم معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) بعض المدخلات حول تصنيفات الزيادة وكيفية تفسيرها ولكنها لا تنشر توصيات. لسوء الحظ ، لا توجد معادلة أو آلة حاسبة مثبتة متاحة لمتطلبات نظام الإدخال وتلقي حل. أي معلومات توفرها الشركة المصنعة ، عبر الآلات الحاسبة أو وسائل أخرى ، هي مجرد توصية.

هناك ميل إلى افتراض أنه كلما زادت اللوحة ، كلما زاد تصنيف جهاز KA للحماية. الاعتقاد الخاطئ الآخر هو أنه إذا كان 200 كيلو كا جيد ، فيجب أن يكون 400 كا أفضل مرتين. كما سترى في هذا الورقة البيضاء ، هذا ليس هو الحال دائمًا. نتيجة لسنوات عديدة من المعرفة والخبرات والخبرات في الصناعة الكهربائية ، أنشأت Emerson بعض التوجيهات حول كيفية تطبيق التصنيفات الحالية. (انظر الشكل 1 ، الصفحة التالية)

يعد اختيار النوع الصحيح من جهاز حماية الطفرة وفهم تصنيفاتها وفقًا لمعايير IEC و UL أمرًا ضروريًا لضمان حماية أنظمتك الكهربائية والأجهزة الإلكترونية بشكل كاف من الجهدات. يوفر كل معيار نهجًا مختلفًا لحماية الأنظمة الكهربائية ، اعتمادًا على المتطلبات المحددة للتطبيق والموقع.

يتمثل الغرض الأساسي من جهاز الحماية في زيادة الطفرة في التحويل وقمع الفولتية العابرة التي يتم إدخالها في نظام توزيع كهربائي من مصدر خارجي أو داخلي. يوفر اختيار SPDS الحالي للارتداد (KA) SPDs في جميع أنحاء نظام التوزيع الكهربائي أفضل حياة أداء للمعدات. عند اختيار SPDs المناسبة لمرفقك ، ضع هذه النقاط الرئيسية في الاعتبار:

1. توفير قمع الطفرة المناسبة لمرفق ما ، ويتطلب المعدات داخلها أكثر من SPD واحد موجود عند مدخل الخدمة. نوصي SPDs المتتالية مع تصنيف تيار زيادة مناسبة لكل موقع. سيوفر هذا قمعًا فائقًا لجنة الخدمة أو الحمل الحاسم. SPD واحد ، بغض النظر عن حجمه أو باهظ الثمن ، لن يوفر نفس المستوى من حماية النظام.

2. لا يمكن أن يؤدي الإفراط في حجم SPD لتطبيقه إلى إيذاء النظام ، ولكن يمكن أن يؤدي الحد من حجم الحزب الديمقراطي SPD إلى فشل سابق لأوانه في الحزب الديمقراطي الديمقراطي ، مما يترك الأنظمة المعرضة للعابرين وتأثيراتها.

3. بالنسبة لضربات البرق المباشرة ، فإن SPDs وحدها ليست بديلاً لنظام حماية البرق الشامل (راجع شهادة Lightning Master Master).

يحذر عند تثبيت SPD

لضمان عمل أجهزة الحماية (SPDS) بشكل فعال ، يعد التثبيت الدقيق ضروريًا. تشمل الاحتياطات الرئيسية:

- قم بتثبيت SPDs بالتوازي ، ويتم وضعه مباشرة قبل الدوائر أو الأجهزة ، لإعادة توجيه التيارات الطفرة بعيدًا عن المعدات الحساسة.
- احتفظ بأسلاك الاتصال داخل لوحة التبديل بأقصى قدر ممكن ، مع الحد الأقصى للطول 0.5 متر.
- قد لا يكون استخدام واقي الطفرة من النوع 1 كافيًا لإدارة العواصف عالية الطاقة وتقليل الجهد الزائد. يُنصح بإكماله بنوع 2 أو نوع 3 حامي الطفرة.
- يجب تنفيذ جميع المنشآت بواسطة كهربائيين مؤهلين بعد اللوائح الكهربائية المحلية لضمان التأريض المناسب وتثبيت الجهاز الآمن.

خاتمة

في الختام ، تعتبر أجهزة الحماية للارتفاع ضرورية لحماية الإلكترونيات في كل من البيئات الصناعية والتجارية. يوفر تثبيت SPD مصنفة بشكل صحيح ومعتمد حماية موثوقة ضد زيادة الطاقة التي تتجاوز قدرات قواطع الدوائر القياسية.