كيفية اختيار واقي التيار الزائد (SPD) بشكل صحيح.

إلى كم فئة يمكن تقسيم أجهزة الحماية من زيادة التيار؟

النوع 1 (نوع تبديل الجهد)

• وظيفة:
  يستخدم بشكل أساسي لتفريغ تيارات كبيرة (موجة 10/350 ميكروثانية) من ضربات البرق المباشرة أو المستحثة.
  يتم تطبيقها عادة عند مدخل توزيع الطاقة الرئيسي للمباني (منطقة الانتقال من LPZ0 إلى LPZ1).
• مبدأ العمل:

مقاومة عالية في الحالة الطبيعية: 

عندما لا يكون هناك ارتفاع مفاجئ في التيار، يظل جهاز الحماية من الصواعق في حالة مقاومة عالية، ولا يؤثر على الدائرة.
مقاومة منخفضة عند التشغيل:

عندما يتجاوز جهد الاندفاع العتبة (على سبيل المثال، 4 كيلو فولت)، فإن أنبوب تفريغ الغاز الداخلي (GDT) أو فجوة الشرارة ينهار، مما يشكل مسارًا منخفض المقاومة لتفريغ تيارات تصل إلى عشرات الكيلو أمبير على الفور.
إخماد القوس الكهربائي اللاحق: بعد أن يتبدد الارتفاع المفاجئ، يعود جهاز GDT إلى حالة مقاومة عالية من خلال عملية الاستعادة الذاتية.

• المكونات الأساسية:

أنبوب تفريغ الغاز (GDT):يتم التوصيل عن طريق تأين الغاز الخامل.
فجوة الشرارة:التفريغات من خلال انهيار الهواء، مع قدرة عالية على التعامل مع التيار (يمكن أن تتجاوز 100 كيلو أمبير).

يكتب 2 (نوع تحديد الجهد)

• وظيفة:

يحمي من الصواعق المستحثة والجهد الزائد الناتج عن التبديل (شكل الموجة 8/20 ميكروثانية).

يستخدم في لوحات التوزيع.

• مبدأ العمل:

خاصية المعاوقة غير الخطية: 

عندما يرتفع جهد الاندفاع، تنخفض مقاومة المقاومة المتغيرة الداخلية (MOV) بشكل حاد، مما يؤدي إلى تثبيت الجهد عند مستوى آمن (على سبيل المثال، Up ≤ 1.5 كيلو فولت).

تفريغ مستمر: 

يمكن لـ MOV أن يقوم بتفريغ تيارات معتدلة (20-40 كيلو أمبير) بشكل متكرر، ولكن التيارات العالية قد تؤدي إلى تدهور أدائه.

• المكون الأساسي:

المقاوم المتغير لأكسيد المعدن (MOV):يتكون من جزيئات أكسيد الزنك (ZnO)، وهو جهاز أشباه موصلات حساس للجهد.

النوع 3 (حماية مشتركة أو دقيقة)

• وظيفة

استجابة سريعة:يستخدم ثنائيات TVS أو مجموعات MOV+TVS مع زمن استجابة ≤1 نانوثانية.

جهد تثبيت منخفض للغاية (على سبيل المثال، Up ≤ 0.8 كيلو فولت)، مما يضمن سلامة المعدات الحساسة.

المكون الأساسي:

صمام ثنائي لكبح الجهد العابر (TVS):يستفيد من تأثير الانهيار الجليدي لوصلة PN للحصول على استجابة سريعة للغاية ولكنه يتمتع بقدرة محدودة على التعامل مع التيار (

يُعد اختيار جهاز الحماية من زيادة التيار الكهربائي (SPD) المناسب أمرًا بالغ الأهمية. كيف يمكنك اختيار الجهاز المناسب لمختلف السيناريوهات؟

1.تحديد متطلبات الحماية

1.1 تحديد مصادر الارتفاع المفاجئ

ضربة برق مباشرة (مثلاً، ضربة مبنى):  يتطلب النوع 1 SPD (شكل الموجة 10/350 ميكروثانية).

الصواعق المستحثة أو الفولتية الزائدة الناتجة عن عمليات التبديل (مثل تقلبات الشبكة، بدء تشغيل/إيقاف تشغيل المعدات): يتطلب النوع 2 أو النوع 3 SPD (شكل الموجة 8/20 ميكروثانية).

1.2 تحديد مناطق الحماية (LPZ)

منطقة LPZ0 → LPZ1 (على سبيل المثال، مدخل الطاقة الرئيسي):

 النوع 1 أو النوع 1+2 الهجين SPD.

منطقة LPZ1 → منطقة LPZ2 (على سبيل المثال، لوحة توزيع الأرضية):

النوع الثاني من اضطراب المعالجة الحسية.

منطقة LPZ2 → منطقة LPZ3 (على سبيل المثال، واجهة المعدات الأمامية):

النوع 3 أو SPD الدقيق.

2.اختيار المعلمات الرئيسية

2.1أقصى جهد تشغيل مستمر (Uc)

2.1.1 يجب أن يكون أعلى من الجهد المقنن للنظام (على سبيل المثال، بالنسبة لنظام 385 فولت، حدد Uc ≥ 385 فولت).

2.2.2 مراعاة تقلبات الشبكة (±10~20%).

2.2مستوى الحماية من الجهد الزائد (أعلى)

2.2.1 يوفر Lower Up حماية أفضل ولكن يجب أن يتوافق مع جهد تحمل المعدات المحمية.

2.2.2 القاعدة العامة: Up ≤ 80% من جهد تحمل المعدات (على سبيل المثال، إذا كانت المعدات قادرة على التعامل مع 2.5 كيلو فولت، فاختر Up ≤ 2.0 كيلو فولت).

2.3. قدرة معالجة التيار (In / Imax)

• النوع 1: في ≥ 12.5 كيلو أمبير (شكل الموجة 10/350 ميكروثانية).
• النوع 2: لوحة التوزيع الرئيسية: Imax ≥ 40kA (8/20μs).

لوحة التوزيع الفرعية: Imax ≥ 20kA (8/20μs).

• النوع 3: في ≥ 5 كيلو أمبير (موجة مركبة).

2.4 زمن الاستجابة

SPDs القياسية: ≤25ns.

بالنسبة للمعدات الدقيقة، اختر خيارات أسرع (مثل ثنائيات TVS، ≤1 نانوثانية).

3.الاختيار حسب سيناريو التطبيق

3.1أنظمة إمداد الطاقة

3.1.1 لوحة التوزيع الرئيسية: النوع 1+2 الهجين SPD (على سبيل المثال، Imax = 100kA، Up ≤ 2.5kV).

3.1.2 لوحة التوزيع الفرعية: النوع 2 SPD (على سبيل المثال، Imax = 40kA، Up ≤ 1.8kV).

3.1.3 طرف المعدات: النوع 3 أو جهاز الحماية من الصواعق المثبت على المقبس (على سبيل المثال، Up ≤ 1.2kV).

3.2 خطوط الإشارة/الاتصال

3.2.1 استخدم أجهزة SPD مخصصة للإشارة، تتوافق مع أنواع الواجهات (مثل RJ45، RS485).

انتبه إلى معدل الإرسال وفقدان الإدخال (إذا كنت تستخدم شبكة جيجابت، فاختر طرازًا متوافقًا مع الترددات العالية).

3.3 أنظمة PV/DC

اختر أجهزة الحماية من الصواعق ذات التيار المستمر التي يكون فيها Uc ≥ 1.2 × أقصى جهد للنظام.