2025-07-15
تشير موجة الطاقة إلى زيادة مفاجئة وجزيئة في الجهد الكهربائي الذي يتدفق من خلال منفذ الطاقة أو النظام الكهربائي. يمكن أن تحدث هذه الموجات بسبب أسباب مختلفة ،مثل ضربات البرق، تقلبات شبكة المرافق، أو تشغيل الأجهزة الكهربائية عالية الطاقة.
النظم الكهربائية عرضة لارتفاعات التيار الكهربائي والإرتفاعات التي يمكن أن تؤدي إلى تلف المعدات، وتسبب وقت توقف مكلف، وتعرض موثوقية النظام للخطر.يمكن أن يسبب ارتفاع في الجهد العابر من قبل عدد من الحالات بما في ذلك عمليات مفاتيح الدوائر، VFDs، المحركات، المحولات، بنوك مكثفات أو تبديل شبكات الطاقة.أجهزة الحماية من التوتر المنخفض (SPDs) تلعب دورًا حاسمًا في حماية المعدات الحساسة من هذه الاضطرابات الكهربائية الضارة.
ما هو SPD؟
يتم استخدام أجهزة حماية التفوق (SPD) لحماية المنشأة الكهربائية من زيادات الطاقة الكهربائية المعروفة باسم التفوق العابر.
لماذا الـ SPD مهم؟
منع تلف المعدات: تقييد SPDs لارتفاعات الجهد عن طريق تحويل تيار التمديد بعيداً عن الأنظمة الكهربائية ، مما يساعد على منع الأضرار التي لا رجعة فيها للمعدات الحساسة.
تحسين الموثوقية: من خلال حماية الأنظمة من الإفراط في الجهد العابر ، تضمن أجهزة SPD أداءً ثابتًا ، مما يقلل من خطر الإخفاقات غير المتوقعة والوقت المتوقف.
الحماية الفعالة من حيث التكلفة: تعد أجهزة الحماية الفردية وسيلة بأسعار معقولة لحماية الأنظمة الكهربائية ، حيث توفر حماية طويلة الأجل بتكلفة منخفضة مقارنة بالتكاليف المحتملة لإصلاح أو استبدال.
تطبيقات متعددة الأبعاد: تتناسب أجهزة التشغيل الفريدة مع مجموعة واسعة من المنشآت، بما في ذلك الأنظمة الصناعية، وبنية التحتية للاتصالات، وأنظمة التحكم في العمليات،وحتى الألواح الكهربائية السكنية لحماية الأجهزة المنزلية.
كيف تعمل الـ SPDs؟
تعمل أجهزة SPD عن طريق الحد من الجهد المقدم إلى الدائرة أثناء حدث زيادة.يوفر SPD مسار عائق منخفض للارتفاع من خلال أكسيد المعدن Varistor (MOV) امتصاص أو تحويل زيادة التيار إلى الأرض، لضمان أن الأجهزة الكهربائية تستمر في العمل ضمن مستويات الجهد الآمن. عند الجهد العادي للعمل ، تبقى أجهزة SPD في حالة عائق عالية ،حتى لا تتداخل مع أداء النظام.
أنواع الوثائق الموحدة
يتم تصنيف أدوات البيانات الموحدة إلى ثلاثة أنواع رئيسية بناءً على وضعها المقصود وتطبيقها:
نوع 1 SPD
- الغرض: مصممة لحماية من موجات الطاقة العالية، مثل تلك الناجمة عن ضربات البرق المباشرة
- التثبيت: يتم تثبيته عند مدخل الخدمة الرئيسي قبل مفك الدوائر الرئيسي، بين المنشأة والنظام الكهربائي للمبنى.
- حالة الاستخدام: تستخدم عادة في المناطق المعرضة لضربات البرق أو حيث تحتوي المباني على أنظمة حماية خارجية من البرق (على سبيل المثال ، الصاعق).
نوع 2 SPD
- الغرض: يحمي من التيارات المتبقية التي تمر من خلال SPDs من النوع 1 أو يتم إنشاؤها داخلياً من خلال عمليات التبديل.
- التثبيت: يتم تثبيته في لوحة التوزيع أو الألواح الفرعية ، بعد مفك الدوائر الرئيسي.
- حالة الاستخدام: مناسبة لحماية المعدات والأجهزة الحساسة داخل المبنى.
نوع 3 SPD
الغرض: يوفر حماية محلية للأجهزة الفردية.
- التثبيت: يتم تثبيته بالقرب من الحمل (على سبيل المثال، خطوط الطاقة أو SPDs على مستوى المخرج).
- حاوية الاستخدام: تحمي أجهزة محددة مثل أجهزة الكمبيوتر والتلفزيون والمعدات الطبية.
تطبيقات مرحلة واحدة مقابل ثلاث مراحل
يعتمد اختيار تكوين SPD على ما إذا كان النظام أحادي المرحلة أو ثلاثي المرحلة ، لأن هذه الأنظمة تختلف في الهيكل ومستويات الجهد.
أنظمة مرحلة واحدة
- التكوين: عادةً ما يتضمن سلكًا واحدًا فعالًا (L) ، سلكًا واحدًا محايدًا (N) ، واتصال بالأرض (E).
-الجهد الشائع: 120 فولت أو 230 فولت
- اختيار SPD: أجهزة SPD أحادية المرحلة سهلة التثبيت ، تتطلب اتصالًا بين L-N و L-E و N-E ، اعتمادًا على نظام الأرض.
أنظمة ثلاثية المراحل
- التكوين: يتضمن ثلاثة أسلاك حية (L1، L2، L3) ، محايدة (N) ، والأرض (E).
- الجهد المشترك: 400 فولت بين المراحل أو 230 فولت بين المراحل والمستقيم.
- اختيار SPD: تتطلب الأنظمة ثلاثية المراحل SPD متعددة القطب القادرة على التعامل مع الموجات عبر جميع الأسلاك الحية ، المحايدة ، والأرض.
أنظمة التأرجح وتطبيقات برنامج البيانات المشتركة
يؤثر نظام التأرجح في المنشأة الكهربائية على وضع وربط أجهزة SPD. تشمل أنظمة التأرجح الشائعة أنظمة TN-S و TT و TN-C-S.
TN-C-S (Terra Neutral combined and Separate)
يُعرف هذا النظام أيضًا باسم نظام الترسيم المتعدد الوقائي (PME).
في نظام TN-C-S ، يتم الجمع بين الموصلات المحايدة (N) والأرض (PE ، الأرض الوقائية) في موصل واحد (PEN ،الحماية المحايدة للأرض) في شبكة التوريد ومن ثم فصل في مرفق المستهلك.
TT (تيرارا-تيرارا)
في نظام TT، يوفر المستهلك اتصال الأرض المحلي الخاص به باستخدام كهرباء الأرض، منفصلة عن نظام الأرض في شبكة التوريد.
TN-S (Terra Neutral منفصلة)
في نظام TN-S ، يتم فصل الموصلات الأرضية (PE) والمحايدة (N) في جميع أنحاء شبكة التوريد بأكملها.
أفضل الممارسات لتثبيت أجهزة التشغيل المشتركة
تنسيق أوراق التوقيع الموحدة:
استخدم نهج التسلسل مع أجهزة SPD من النوع 1 في مدخل الخدمة الرئيسي وأجهزة SPD من النوع 2 في لوحات التوزيع.
يمكن أن توفر أجهزة SPD من النوع 3 حماية محلية إضافية للمعدات الحساسة.
الاعتبارات المتعلقة بالأرضية:
تأكد من أن نظام التأرجح مصمم بشكل جيد ويتم الحفاظ عليه ، حيث أن فعالية SPD تعتمد على اتصال أرضي منخفض العائق.
تحقق من الامتثال للوائح المحلية فيما يتعلق بقيم مقاومة الأرض.
معدل الجهد:
تحديد أجهزة SPD مع مستويات حماية الجهد (أعلى) التي تتماشى مع قدرة العزل على تحمل النظام.
بالنسبة للأنظمة ثلاثية المراحل ، تأكد من أن أجهزة SPD يمكن أن تتعامل مع مستويات الجهد من مرحلة إلى مرحلة ومستويات الجهد من مرحلة إلى الأرض.
صيانة منتظمة:
يجب فحص أجهزة التشغيل الفريدة بشكل دوري لضمان وظائفها ، لأنها تتدهور بمرور الوقت وقد تتطلب استبدالها بعد حوادث زيادة كبيرة.
الاستنتاج
تلعب أجهزة SPD دورًا حيويًا في حماية الأنظمة الكهربائية من الإفراط في الجهد.اختيار نوع SPD المناسب وضمان التوافق مع نظام التأريض أمر بالغ الأهمية للحماية الفعالة من الزيادة في التطبيقات أحادية المرحلة وثلاثة المراحلمن خلال الالتزام بأفضل الممارسات والحفاظ على نظام أرضي قوي، يمكن للمرافق تقليل الأضرار التي لحقت بالبنية التحتية الكهربائية والمعدات الحساسة إلى الحد الأدنى.تعزيز السلامة واستمرارية التشغيل.
