أجهزة الحماية الداخلية من الصواعق وأجهزة الحماية من زيادة التيار: ما الفرق؟

1. العلاقة بين الحماية الداخلية من الصواعق و الحماية من زيادة التيار

الحماية الداخلية من الصواعق (LPS الداخلي):

هذا جزء من نظام الحماية من الصواعق. وهو يشمل التوصيل المتساوي الجهد للحماية من الصواعق و/أو العزل الكهربائي عن نظام الحماية الخارجي من الصواعق.

تدابير الحماية من زيادة التيار (SPM):

هذه إجراءات تُتخذ لحماية الأنظمة الداخلية من النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق. كما يُعدّ نظام الحماية من الصواعق جزءًا من نظام الحماية الشامل من الصواعق.

وفقًا للشكل 1 في GB/T 21714.1، تشمل الحماية الكاملة من الصواعق كلاً من نظام الحماية من الصواعق (LPS) وتدابير الحماية من زيادة التيار (SPM). يتم تغطية الحماية من زيادة التيار (SPM) في GB/T 21714.4، بينما تعد الحماية الداخلية من الصواعق جزءًا من نظام الحماية من الصواعق (LPS) (الذي يشمل الأجزاء الخارجية والداخلية)، ويتم وصفها في GB/T 21714.3.

الشكل 1 – العلاقة بين أجزاء GB/T 21714

2. أصل الحماية الداخلية من الصواعق و الحماية من زيادة التيار

2.1 IEC 1024-1:1990

في معيار IEC 1024-1:1990، "حماية المنشآت من الصواعق - الجزء 1: المبادئ العامة"، يُعرّف القسم 1.2.7 الحماية الداخلية من الصواعق بأنها جميع التدابير الإضافية التي تتجاوز نظام الحماية الخارجي من الصواعق. تُساعد هذه التدابير على تقليل التأثيرات الكهرومغناطيسية لتيارات الصواعق داخل الحيز المحمي. لذا، ووفقًا لمعيار IEC 1024-1:1990، يشمل نظام الحماية الداخلي من الصواعق كل ما عدا نظام الحماية الخارجي، والذي يشمل أيضًا الحماية من النبضات الكهرومغناطيسية.

2.2 IEC 62305-1:2006

بحلول وقت صدور معيار IEC 62305-1:2006، "الحماية من الصواعق - الجزء 1: المبادئ العامة" (الطبعة الأولى)، أصبحت التعريفات أكثر تحديدًا:

3.42 نظام الحماية الداخلي من الصواعق (LPS): جزء من نظام الحماية من الصواعق يتكون من وصلة متساوية الجهد و/أو عزل كهربائي عن نظام الحماية الخارجي. 3.49 نظام تدابير الحماية من النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق (LPMS): نظام متكامل من التدابير لحماية الأنظمة الداخلية من النبضات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الصواعق (LEMP).

حلت سلسلة معايير IEC 62305-1 إلى 4:2006 محل المعايير السابقة، حيث جمعت عدة وثائق من اللجنة الفنية 81 التابعة للجنة الكهروتقنية الدولية. وقد قسمت التعريف القديم لنظام الحماية من التيار المنخفض الداخلي (LPS) الوارد في معيار IEC 1024 إلى جزأين: نظام الحماية من التيار المنخفض الداخلي (LPS) ونظام الحماية من التيار المنخفض (LPMS) (للحماية من التيار المنخفض الكهرومغناطيسي). وفي معيار IEC 62305-1:2024، أُعيد تسمية نظام الحماية من التيار المنخفض (LPMS) رسميًا إلى تدابير الحماية من زيادة التيار (SPM).

3 تدابير الحماية الداخلية من الصواعق

تُعدّ الحماية الداخلية من الصواعق ضرورية لضمان عمل نظام الحماية من الصواعق بكفاءة. ففي حال عدم وجود حماية داخلية، قد تتسبب تيارات الصواعق المتدفقة عبر وحدة الحماية الخارجية أو الأجزاء الموصلة الأخرى في المبنى في حدوث شرارات خطيرة. ويمكن أن تؤدي هذه الشرارات إلى حرائق أو إصابات أو أضرار في البنية التحتية. وبغض النظر عن اختلاف مسافات الفصل، فإن الحماية الداخلية موحدة في جميع مستويات الحماية من الصواعق. وقد تحدث الشرارات بين وحدة الحماية الخارجية والمكونات التالية: المنشآت المعدنية، والأنظمة الداخلية للمبنى، والأجزاء الموصلة الخارجية أو الأنابيب المتصلة بالمبنى المحمي.

وفقًا للمعايير، تُعتبر الشرارات التي تحدث في المناطق القابلة للانفجار في الهيكل خطرة دائمًا. ولمنع تشكل الشرارات، ينبغي استخدام إحدى الطريقتين التاليتين: التوصيل المتساوي الجهد، أو العزل الكهربائي بين الأجزاء المعدنية.

تشمل تدابير الترابط متساوية الجهد (انظر الشكل 2) ما يلي:

موصلات الربط، المستخدمة عندما لا توفر الوصلات الطبيعية استمرارية كهربائية، على سبيل المثال، عن طريق التوصيل المباشر بأنابيب المياه أو التدفئة؛

أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD)، المستخدمة عندما يتعذر التوصيل المباشر، على سبيل المثال، لخطوط الجهد المنخفض؛ و

فجوات الشرارة المعزولة (ISG)، المستخدمة عندما لا يُسمح بتوصيل الموصلات، على سبيل المثال، لأنابيب الحماية الكاثودية أو خطوط أنابيب الغاز.

الشكل 2

الترابط متساوي الجهد لـ الحماية من الصواعق يتميز بالخصائص التالية بناءً على أنواع مختلفة من أنظمة الحماية من الضوء الخارجية:

نظام الحماية من التيار المنخفض المعزول: يتم الربط فقط على مستوى الأرض؛

مرفق LPS: يجب إجراء عملية الربط عند:

(1) الطابق السفلي أو الطابق الأرضي، و؛

(2) أي موقع لا يتم فيه تحقيق العزل المطلوب أو مسافة الفصل.

نظام الحماية من التيار المنخفض المعزول كهربائياً: بالإضافة إلى التوصيل على مستوى الأرض، يمكن أيضًا إجراء التوصيل في أنظمة إنهاء الهواء أو الموصلات الهابطة.

4 تدابير للحماية من زيادة التيار

يتضمن نظام إدارة الأداء الأساسي المكونات التالية:

(1) شبكة التأريض والربط

يقوم نظام التأريض بتوصيل وتبديد تيار البرق بأمان في الأرض.

تعمل شبكة الربط على تقليل الفروق المحتملة وتقليل تأثيرات المجال المغناطيسي.

(2) الحماية الكهرومغناطيسية والتوصيلات الكهربائية المناسبة

تعمل الحماية المكانية على تقليل المجالات المغناطيسية داخل منطقة الحماية من الصواعق الناتجة عن ضربات الصواعق المباشرة أو الضربات القريبة من المبنى، وتساعد على تقليل الارتفاعات الداخلية.

يؤدي استخدام الكابلات أو القنوات المحمية لحماية الكابلات الداخلية إلى تقليل الارتفاعات المفاجئة في التيار الكهربائي.

يساعد تصميم الأسلاك الداخلية بشكل صحيح على تقليل حلقات الحث وتقليل الارتفاعات المفاجئة في التيار الكهربائي داخل المبنى. كما أن حماية الخطوط الخارجية عند نقطة دخول المبنى تقلل من الارتفاعات المفاجئة التي تنتقل إلى الأنظمة الداخلية.

(3) نظام SPD منسق

يحد نظام الحماية من الصواعق المنسق من تأثير كل من الارتفاعات الخارجية والداخلية.

(4) واجهات العزل

تعمل واجهات العزل على تقليل تأثير الارتفاعات الموصلة على الخطوط الداخلة إلى منطقة الضغط المنخفض.

يجب ضمان التأريض والربط متساوي الجهد دائمًا، وخاصة عند نقاط دخول المبنى - إما عن طريق التوصيل المباشر أو عن طريق توصيل كل خدمة موصلة بجهاز حماية من الصواعق كجزء من الربط متساوي الجهد.

(5) استخدام أنظمة الإنذار المبكر بالعواصف الرعدية (TWS)

تنص الفقرة 7.1 من معيار IEC 62305-1:2024 على أن تفعيل TWS بما يتوافق مع معيار IEC 62793 يمكن أن يكون بمثابة إجراء وقائي عن طريق فصل الخدمات الخارجية، مما يساعد على تقليل تكرار حدوث الأضرار للأنظمة الكهربائية والإلكترونية.

5. الخاتمة

تهدف تدابير النظام الداخلي إلى منع حدوث شرارات خطيرة، بما في ذلك ربط الجهد المتساوي مع جهاز الحماية من الصواعق من المستوى الأول. وتعالج الحماية من الصواعق بشكل أساسي الصواعق التي تؤثر على الأنظمة الداخلية، ويجب تنسيق أجهزة الحماية من الصواعق المستخدمة لهذا الغرض مع جهاز الحماية من الصواعق من المستوى الأول، ولكنها لا تشمل جهاز الحماية من الصواعق من المستوى الأول. SPD نفسها.