في كهربائي الأنظمة، عادةً ما يتم تثبيت SPDs في تكوين النقر (بالتوازي) بين الموصلات الحية والأرض. مبدأ تشغيل SPD يمكن تكون مشابهة لقاطع الدائرة الكهربائية.
في الاستخدام العادي (لا الجهد الزائد): يشبه SPD قاطع الدائرة المفتوحة.
عندما يكون هناك الجهد الزائد: يصبح SPD نشطًا ويقوم بتفريغ تيار البرق إلى أرض. ويمكن تشبيهه بإغلاق قاطع الدائرة الذي من شأنه أن قصور الشبكة الكهربائية مع الأرض عن طريق تساوي الجهد نظام التأريض والأجزاء الموصلة المكشوفة للحظة قصيرة جدًا، يقتصر على مدة الجهد الزائد.
بالنسبة للمستخدم، إن تشغيل SPD شفاف تمامًا لأنه لا يدوم سوى جزء صغير من الوقت ثانية.
عندما تم تفريغ الجهد الزائد، ويعود SPD تلقائيًا إلى وضعه الطبيعي الحالة (قاطع الدائرة مفتوح).
1. مبادئ الحماية
1.1 أوضاع الحماية
هناك اثنان أوضاع الجهد الزائد البرق: الوضع المشترك ووضع التيار المتبقي.
برق تظهر الفولتية الزائدة بشكل رئيسي في الوضع الشائع وعادة ما تكون في أصل الجهد التركيبات الكهربائية. عادة ما تظهر الفولتية الزائدة في الوضع الحالي المتبقي في وضع TT ويؤثر بشكل رئيسي على المعدات الحساسة (المعدات الإلكترونية، أجهزة الكمبيوتر وغيرها).
حماية الوضع المشترك بين الطور/المحايد والأرض
المرحلة / محايدة يتم تبرير الحماية في نظام التأريض TT عندما يكون الوضع المحايد على يرتبط جانب الموزع باتصال ذو قيمة منخفضة (قليل من الأوم بينما قطب التأريض الخاص بالتركيب هو عدة عشرات من الأوم).
المتبقية الحالية حماية الوضع بين المرحلة والمحايدة
العائد الحالي من المحتمل بعد ذلك أن تكون الدائرة عبر التثبيت المحايد بدلاً من أرض.
المتبقية يمكن أن يزيد جهد الوضع الحالي U، بين الطور والمحايد، إلى قيمة يساوي مجموع الفولتية المتبقية لكل عنصر من عناصر SPD، أي. مضاعفة مستوى الحماية في الوضع المشترك.
المرحلة / محايدة الحماية في نظام التأريض TT
مشابه قد تحدث هذه الظاهرة في نظام التأريض TN-S إذا كانت الموصلات N وPE منفصلة أو ليست متساوية الجهد بشكل صحيح. ومن المرجح بعد ذلك أن يكون التيار كذلك اتبع الموصل المحايد عند عودته بدلاً من الموصل الواقي ونظام الترابط.
نظري نموذج الحماية الأمثل، الذي ينطبق على جميع أنظمة التأريض، يمكن أن يكون محددة، على الرغم من أن SPDs في الواقع تجمع دائمًا بين حماية الوضع المشترك و حماية الوضع الحالي المتبقي (باستثناء موديلات IT أو TN-C).
من الضروري أن تأكد من أن أجهزة SPD المستخدمة متوافقة مع نظام التأريض.
1.2 الحماية المتتالية
نحن فقط يجب توفير الحماية من التيار الزائد بواسطة أجهزة ذات تصنيفات مناسبة لـ يتم التنسيق مع كل مستوى من مستويات التثبيت (الأصل، الثانوي، الطرفي). بعضها البعض، وتستند الحماية ضد الجهد الزائد العابر على مماثلة النهج باستخدام مزيج "متتالي" من عدة SPDs.
اثنان أو ثلاثة تعد مستويات SPDs ضرورية بشكل عام لاستيعاب الطاقة والحد منها الجهد الزائد الناجم عن الاقتران بسبب ظاهرة التذبذب عالية التردد.
المثال أدناه يعتمد على فرضية مفادها أن 80٪ فقط من الطاقة يتم تحويلها إلى الأرض (80%: القيمة التجريبية تعتمد على نوع SPD والكهرباء التثبيت، ولكن دائما أقل من 100٪).
مبدأ تُستخدم الحماية المتتالية أيضًا في التطبيقات ذات التيار المنخفض (الاتصالات الهاتفية، شبكات الاتصالات والبيانات)، والجمع بين المستويين الأولين من الحماية في جهاز واحد عادةً ما يكون موجودًا في أصل التثبيت.
شرارة الفجوة على أساس يتم دمج المكونات المصممة لتصريف معظم الطاقة إلى الأرض مع المكثفات أو الثنائيات التي تحد من الفولتية إلى مستويات متوافقة مع المعدات المراد حمايتها.
صالة يتم دمج الحماية عمومًا مع حماية الأصل هذه. المحطة الحماية قريبة من المعدات، ويتم توفيرها باستخدام أجهزة SPD القرب.
1.2.1 مزيج من عدة SPDs
من أجل الحد الجهد الزائد قدر الإمكان، يجب دائمًا تثبيت SPD بالقرب من المعدات اللازمة للحماية 3.
ومع ذلك، هذا الحماية تحمي فقط المعدات المتصلة بها مباشرة، ولكن أعلاه كل ذلك، فإن قدرتها المنخفضة على الطاقة لا تسمح بتفريغ كل الطاقة.
للقيام بذلك، SPD ضروري في أصل التثبيت 1.
وبالمثل، SPD 1 لا يمكن حماية التثبيت بأكمله لأنه يسمح بمبلغ من الطاقة المتبقية لتمرير وأن البرق ظاهرة عالية التردد.
يعتمد على حجم التركيب وأنواع المخاطر (التعرض وحساسية المعدات، أهمية استمرارية الخدمة)، حماية الدائرة 2 هو ضروري بالإضافة إلى 1 و 3.
الحماية المتتالية
نلاحظ أن يجب تثبيت المستوى الأول من SPD (1) في أقصى مكان ممكن من المنبع التثبيت من أجل تقليل التأثيرات الناجمة عن ذلك قدر الإمكان البرق عن طريق الاقتران الكهرومغناطيسي.
1.3 موقع SPDs
لفعالية الحماية باستخدام SPDs، قد يكون من الضروري الجمع بين عدة SPDs:
1. SPD الرئيسي ➀
2. دائرة SPD ➁
3. القرب SPD ➂
إضافي قد تكون الحماية ضرورية اعتمادًا على المقياس (أطوال الخطوط) و حساسية المعدات المراد حمايتها (الحوسبة، الإلكترونية، الخ). لو يتم تثبيت العديد من أجهزة SPD، ويجب تطبيق قواعد تنسيق دقيقة للغاية.
|
اصل من تثبيت |
توزيع مستوى |
طلب مستوى |
|
ال
الحماية في أصل التثبيت (الحماية الأولية) يحول أكثر من غيرها
من الطاقة الحادثة (المشتركة |
دائرة كهربائية الحماية (الحماية الثانوية) تكمل حماية الأصل بواسطة التنسيق ويحد من الجهد الزائد في الوضع الحالي المتبقي الناتج عن تكوين التثبيت. |
القرب الحماية (الحماية الطرفية) تؤدي إلى تحديد الذروة النهائية لل الجهد الزائد، وهو الأكثر خطورة على المعدات. |
من المهم أن ضع في اعتبارك أن حماية التركيب والمعدات الشاملة فعالة بشكل كامل فقط إذا:
1. مستويات متعددة يتم تثبيت SPDs (المتتالية) لضمان حماية المعدات الموجودة بعض المسافة من أصل التثبيت: مطلوب للمعدات تقع على بعد 30 مترًا أو أكثر (IEC 61643-12) أو تكون مطلوبة إذا كان مستوى الحماية مرتفعًا SPD الرئيسي أعلى من فئة المعدات (IEC 60364-4-443 و 62305-4)
2. جميع الشبكات هم محميون:
2.1. قوة شبكات تغذي المبنى الرئيسي وأيضا جميع المباني الثانوية الخارجية أنظمة الإضاءة لمواقف السيارات، الخ.
2.2. تواصل الشبكات: الخطوط الواردة والخطوط بين المباني المختلفة
1.4 الأطوال المحمية
هو ضروري أن تصميم نظام فعال للحماية من زيادة الجهد يأخذ بعين الاعتبار طول الخطوط التي تغذي أجهزة الاستقبال المراد حمايتها (انظر الجدول 1). أقل).
في الواقع، فوق أ بطول معين، قد يكون الجهد المطبق على جهاز الاستقبال، عن طريق أ ظاهرة الرنين، تتجاوز إلى حد كبير الجهد المحدد المتوقع. ال يرتبط مدى هذه الظاهرة ارتباطًا مباشرًا بخصائص التثبيت (الموصلات وأنظمة الربط) وبقيمة التيار الناجم عن تفريغ الإضاءة.
SPD بشكل صحيح سلكي عندما:
1. المحمية يتم ربط المعدات بشكل متساوي بنفس الأرض التي يوجد بها SPD متصل
2. الحزب الاشتراكي الديمقراطي وحزبه حماية النسخ الاحتياطي المرتبطة متصلة:
2.1. الى الشبكة (الأسلاك الحية) وإلى شريط الحماية الرئيسي (PE/PEN) للوحة أطوال الموصلات قصيرة قدر الإمكان وأقل من 0.5 متر.
2.2. مع الموصلات التي تكون مقاطعها العرضية مناسبة لمتطلبات SPD (انظر الجدول أدناه).
الجدول 1 - الحد الأقصى طول الخط بين SPDe والجهاز المراد حمايته
|
موقف SPD |
في أصل التثبيت |
ليس في أصل التثبيت |
|||
|
موصل المقطع العرضي |
الأسلاك |
الكابلات الكبيرة |
الأسلاك |
الكابلات الكبيرة |
|
|
تعبير من نظام الربط |
على موصل |
< 10 م |
10 م |
< 10 م* |
20 م* |
|
متشابك / متساوي الجهد |
10 م |
20 م |
20 م* |
30 م* |
|
* حماية يوصى به عند نقطة الاستخدام إذا كانت المسافة أكبر
1.4.1 تأثير الجهد المزدوج
فوق معين الطول d، ستبدأ الدائرة المحمية بواسطة SPD في الرنين عندما يكون الحث والسعة متساويان:
Lω = -1 / Cω
الدائرة ثم يتم تقليل المعاوقة إلى مقاومتها. على الرغم من الجزء الذي استوعبه الحزب الاشتراكي الديمقراطي، لا يزال تيار البرق المتبقي I في الدائرة قائمًا على النبضات. إنه الزيادة، بسبب الرنين، ستؤدي إلى زيادات كبيرة في Ud، Uc و أورم الفولتية.
تحت هذه في الظروف، يمكن أن يتضاعف الجهد المطبق على جهاز الاستقبال.
تأثير مزدوج الجهد االكهربى
أين:
•C – السعة التي تمثل الحمولة
•Ld – محاثة خط إمداد الطاقة
•Lrm – محاثة نظام الربط
التثبيت يجب ألا تؤثر SPDs سلبًا على استمرارية الخدمة، وهو ما سيكون يتعارض مع الهدف المنشود. يجب أن يتم تثبيتها، ولا سيما في أصل التركيبات المنزلية أو التركيبات المشابهة (أنظمة التأريض TT)، في بالتزامن مع جهاز التيار المتبقي المتأخر من النوع S.
حذر! إن كان هناك هي ضربات البرق الكبيرة (> 5 كيلو أمبير)، والتيار الثانوي المتبقي قد لا تزال الأجهزة تتعثر.
2. تثبيت أجهزة SPD
2.1 توصيل أجهزة SPD
2.1.1 نظام الربط أو التوصيل الأرضي
هيئات المعايير استخدم المصطلح العام "جهاز التأريض" للإشارة إلى مفهومي الترابط النظام وقطب التأريض، دون التمييز بين اثنين. وخلافا للرأي السائد، لا توجد علاقة مباشرة بين قيمة قطب التأريض، المقدمة بتردد منخفض لضمان السلامة من الناس، وفعالية الحماية التي تقدمها SPDs.
كما هو موضح أدناه، يمكن إنشاء هذا النوع من الحماية حتى في حالة عدم وجود التأريض القطب.
مقاومة يمكن تقسيم دائرة التفريغ للتيار المحول بواسطة SPD إلى جزئين.
الأول، قطب التأريض، يتكون من الموصلات، والتي عادة ما تكون أسلاك، وبواسطة مقاومة الأرض. طبيعتها الاستقرائية تعني في الأساس أنها تتناقص الفعالية مع التردد، على الرغم من احتياطات الأسلاك (تحديد الطول، قاعدة 0.5 متر). الجزء الثاني من هذه المعاوقة أقل مرئية ولكنها ضرورية عند الترددات العالية لأنها في الواقع مكونة من القدرة الضالة بين التثبيت والأرض.
بالطبع وتختلف القيم النسبية لكل من هذه المكونات حسب النوع و حجم التثبيت وموقع SPD (النوع الرئيسي أو القريب) و وفقا لنظام القطب التأريض (نظام التأريض).
ومع ذلك فقد ثبت أن نصيب حامي زيادة الجهد من تيار التفريغ يمكن أن تصل إلى 50 إلى 90% على نظام تكافؤ الجهد بينما المبلغ مباشرة يبلغ تفريغها بواسطة قطب التأريض حوالي 10 إلى 50٪. نظام الترابط هو ضروري للحفاظ على الجهد المرجعي المنخفض، والذي هو نفسه إلى حد ما عبر التثبيت بأكمله.
ينبغي أن يكون SPDs متصلة بنظام الربط هذا لتحقيق أقصى قدر من الفعالية.
الحد الأدنى المقطع العرضي الموصى به لموصلات التوصيل يأخذ في الاعتبار الحد الأقصى لقيمة التفريغ الحالية وخصائص نهاية العمر جهاز الحماية.
هذا غير واقعي لزيادة هذا المقطع العرضي للتعويض عن أطوال الاتصال التي لا تفعل ذلك الامتثال لقاعدة 0.5 م. في الواقع، عند الترددات العالية، تكون مقاومة ترتبط الموصلات مباشرة بطولها.
في الكهربائية لوحات المفاتيح واللوحات كبيرة الحجم، قد يكون من الجيد تقليل حجمها مقاومة الرابط باستخدام الأجزاء المعدنية الموصلة المكشوفة من الهيكل والألواح والمرفقات.
الجدول 2 - الحد الأدنى المقطع العرضي لموصلات اتصال SPD
|
قدرة SPD |
المقطع العرضي (مم2) |
|
|
فصل الثاني SPD |
سقياسي: Imax < 15 كيلو أمبير (x 3-class II) |
6 |
|
هتمت الزيادة: Imax < 40 كيلو أمبير (x 3-class II) |
10 |
|
|
حعالي: Imax < 70 كيلو أمبير (x 3-class II) |
16 |
|
|
فصل أنا الحزب الديمقراطي الاشتراكي |
16 |
|
استخدام الأجزاء المعدنية الموصلة المكشوفة من العبوات كموصلات واقية مسموح به بموجب المعيار IEC 60439-1 طالما تم اعتماده من قبل الصانع.
دائما من الأفضل الاحتفاظ بموصل سلكي لتوصيل الموصلات الواقية إلى الكتلة الطرفية أو المجمع، الذي يقوم بعد ذلك بمضاعفة الارتباط الذي تم إجراؤه عبره الأجزاء الموصلة المكشوفة لهيكل العلبة.
2.1.2 طول الاتصال
في الممارسة العملية هو عليه يوصى بأن لا يتجاوز الطول الإجمالي لدائرة SPD 50 سم. ليس من السهل دائمًا تنفيذ هذا المطلب، ولكن باستخدام ما هو متاح قد تساعد الأجزاء الموصلة المكشوفة القريبة.
الطول الإجمالي لل دائرة SPD
* يجوز التثبيت على نفس السكك الحديدية DIN. ومع ذلك، سيتم حماية التثبيت بشكل أفضل إذا كان كلاهما يتم تثبيت الأجهزة على قضبان DIN مختلفة (SPD أسفل الحماية)
عدد ال ستنخفض ضربات البرق التي يمكن أن يمتصها SPD مع قيمة تيار التفريغ (من 15 ضربة للتيار بقيمة In إلى ضربة واحدة في آيماكس/Iimp).
قاعدة 0.5 متر في من الناحية النظرية، عندما يضرب البرق الجهد U الذي يكون عليه جهاز الاستقبال الموضوع هو نفس جهد الحماية لأعلى من زيادة الجهد حامي (لأنه في)، ولكن في الممارسة العملية هذا الأخير أعلى.
في الواقع، فإن انخفاضات الجهد الناتجة عن ممانعات موصلات توصيل SPD وملحقاتها تتم إضافة جهاز الحماية إلى هذا:
Ut = UI1 + Ud + واجهة المستخدم 2 + أعلى + واجهة المستخدم 3
على سبيل المثال، انخفاض الجهد في 1 متر من الموصل الذي ينتقل بواسطة تيار نبضي قدره 10 كيلو أمبير 10 μs سوف تصل إلى 1000 فولت.
Δu = L × di / dt
• دي – الاختلاف الحالي 10000 أ
• د - تغير الوقت 10 ميكروثانية
• ل - محاثة 1 متر من الموصل = 1 ميكروثانية
• قيمة Δu ليتم إضافتها إلى الجهد لأعلى
الطول الإجمالي ولذلك يجب أن تكون قصيرة قدر الإمكان. في الممارسة العملية فمن المستحسن أن لا يتجاوز 0.5 م. في حالة الصعوبة، قد يكون من المفيد استخدام واسعة ومسطحة الموصلات (الضفائر المعزولة، والقضبان المعزولة المرنة).
0.5 م سبد قاعدة الاتصال
الرابط الارضي يجب ألا يكون موصل واقي زيادة التيار الكهربائي أخضر/أصفر في معنى تعريف موصل PE.
الممارسة الشائعة هي بحيث يتم استخدام هذه العلامة بشكل متكرر.
بعض الأسلاك يمكن للتكوينات إنشاء أدوات توصيل بين المنبع والمصب موصلات SPD، والتي من المحتمل أن تتسبب في انتشار موجة البرق في جميع أنحاء التثبيت.
الأسلاك SPD التكوين رقم 1
المنبع و الموصلات النهائية المتصلة بطرف حماية زيادة الجهد باستخدام أ المسار المشترك.
الأسلاك SPD التكوين 1
الأسلاك SPD التكوين رقم 2
الإدخال والإخراج الموصلات منفصلة بشكل جيد ومتصلة على نفس المحطة.
الأسلاك SPD التكوين 2
الأسلاك SPD التكوين رقم 3
اتصال الموصلات طويلة جدًا، موصلات الإخراج منفصلة فعليًا.
الأسلاك SPD التكوين 3
الأسلاك SPD التكوين رقم 4
اتصال الموصلات قصيرة قدر الإمكان مع موصل العودة من المحطة الأرضية بالقرب من الموصلات الحية.
الأسلاك SPD التكوين 4
2.2 حماية نهاية عمر أجهزة SPD
الحزب الاشتراكي الديمقراطي هو أ الجهاز الذي تتطلب نهاية عمره الافتراضي اعتبارًا خاصًا. عمر مكوناته في كل مرة يكون هناك صاعقة.
في نهاية الحياة يقوم جهاز داخلي في SPD بفصله عن مصدر الإمداد. مؤشر (على الحامي) وملاحظات إنذار اختيارية (ملحق تعليقات الحالة (مجهز) تشير إلى هذه الحالة، الأمر الذي يتطلب استبدال الوحدة قلقان.
إذا تجاوز SPD قدراتها المحدودة، قد يتم تدميرها عن طريق ماس كهربائي نفسها. أ ولذلك يجب تركيب جهاز حماية من قصر الدائرة والحمل الزائد سلسلة المنبع من SPD (يشار إلى هذا عادةً بفرع SPD).
الشكل العاشر – مبادئ التثبيت SPDs مع الحماية المرتبطة بها
خلافا ل بعض الآراء الواردة، يجب دائمًا حماية واقي زيادة الجهد ضد الدائرة القصيرة المحتملة والتيارات الزائدة. وهذا ينطبق على الجميع واقيات زيادة الجهد، من الفئتين الثانية والأولى، بغض النظر عن أنواعها المكونات أو التقنيات المستخدمة.
هذه الحماية يجب أن يتم توفيرها وفقا لقواعد التمييز المعتادة.
2.3 تنسيق SPDs
ترتيب العديد من SPDs في التتالي يتطلب تنسيقهم بحيث يستوعب كل منهم الطاقة بالطريقة المثلى ويحد من انتشار الصاعقة من خلال التثبيت قدر الإمكان.
التنسيق إن SPDs هو مفهوم معقد يجب أن يشكل موضوع دراسات محددة والاختبارات. الحد الأدنى للمسافات بين SPDs أو إدخال اختناقات الفصل لا ينصح بها الشركات المصنعة.
الابتدائي و يجب تنسيق SPDs الثانوية بحيث يتم تبديد إجمالي الطاقة (E1 + E2) يتم تقاسمها فيما بينهم حسب سعة التصريف الخاصة بهم. ال المسافة الموصى بها d1 تمكن من فصل واقيات زيادة الجهد وبالتالي يمنع مرور الكثير من الطاقة مباشرة إلى SPD الثانوي مع خطر تدميرها.
هذا ال الوضع الذي يعتمد في الواقع على خصائص كل من SPDs.
الشكل العاشر – تنسيق SPDs
اثنان متطابقان حماة زيادة الجهد. على سبيل المثال يمكن أن يكون أعلى: 2 كيلو فولت وإيماكس: 70 كيلو أمبير يتم تثبيتها دون أن تكون المسافة d1 ضرورية: سيتم تقاسم الطاقة أكثر أو أقل بالتساوي بين اثنين من SPDs. لكن اثنين من SPDs مختلفين (على سبيل المثال لأعلى: 2 كيلو فولت/حد أقصى: 70 كيلو أمبير، وأعلى: 1.2 كيلو فولت/حد أقصى: 15 كيلو أمبير) يجب أن تكون المسافة بينهما 8 أمتار على الأقل تجنب وضع الكثير من الطلب على واقي زيادة الجهد الثاني.
إذا لم يتم الإشارة إليها، خذ d1 دقيقة (بالأمتار) باعتبارها 1% من الفرق بين Up1 وUp2 (بوصة). فولت). على سبيل المثال:
Up1 = 2.0 كيلو فولت (2000 V) وUp2 = 1.2 كيلو فولت (1200 فولت)
⇒ d1 = 8 م دقيقة. (2000 – 1200 = 800 >> 1% من 800 = 8 م)
مثال آخر، لو:
Up1 = 1.4 كيلو فولت و Up2 = 1.2 كيلو فولت ⇒ d1 = 2 م دقيقة
