الرجل العصري ، الذي يحاول مواكبة العصر ، يشبع منزله بالأجهزة الكهربائية لأغراض مختلفة. لكن لا يعتقد كل صاحب منزل أنه في حالة وجود جهد نبضي قصير المدى في الشبكة أعلى بعدة مرات من الجهد الاسمي ، فقد يفشل أسطوله الكهربائي والإلكتروني الباهظ الثمن بالكامل. من اللافت للنظر أن تأثير الجهد الزائد على مستهلكي الكهرباء ضار لأن المعدات المتضررة ، كقاعدة عامة ، تصبح غير مناسبة للإصلاح. يمكن أن تكون هذه القوة القاهرة ، على الرغم من أنها ليست في كثير من الأحيان ، ولكنها مضمونة ، نتيجة للجهد الزائد في الشبكات الناتج عن العواصف الرعدية أو تداخل طور الطوارئ أو عمليات التبديل. تم تصميم ما يسمى بأجهزة الحماية من زيادة التيار لحماية المعدات الكهربائية. تتم مناقشة مبدأ تشغيل SPD والفئات والفرق بينهما أدناه.
تصنيف SPD
تعتبر أجهزة حماية الطفرة مفهومًا واسعًا ومعمومًا. تشمل هذه الفئة من الأجهزة الأجهزة التي يمكن تقسيمها إلى فئات:
- أنا صنف. الغرض منه هو الحماية من التأثير المباشر لفئة البرق. يجب أن تكون هذه الأجهزة مجهزة بأجهزة الإدخال والتوزيع (ASU) للمباني الإدارية والصناعية والمباني السكنية.
- الدرجة الثانية. إنها توفر الحماية لشبكات التوزيع الكهربائي من الجهد الزائد الناتج عن عمليات التحويل ، فضلاً عن أداء وظائف المرحلة الثانية من الحماية ضد تأثيرات الصواعق. مثبتة ومتصلة بالشبكة في لوحات التبديل.
- الدرجة الثالثة. يتم استخدامها لحماية المعدات من زيادة الفولتية الناتجة عن ارتفاعات الجهد المتبقية وتوزيع الجهد غير المتماثل بين الطور والسلك المحايد. تعمل أجهزة هذه الفئة أيضًا في وضع مرشحات الضوضاء عالية التردد. الأكثر ملاءمة لظروف منزل أو شقة خاصة ، يتم توصيلها وتركيبها مباشرة على المستهلكين. تحظى الأجهزة التي يتم تصنيعها كوحدات نمطية بشعبية خاصة بتركيب سريع التحرير للتثبيت عليها أو بها تكوين مآخذ كهربائية أو مقابس طاقة.
أنواع الأجهزة
تنقسم جميع الأجهزة التي توفر الحماية من زيادة التيار إلى نوعين يختلفان في التصميم ومبدأ التشغيل. ضع في اعتبارك كيف تعمل أنواع SPD المختلفة.
فجوات الصمام والشرارة. يعتمد مبدأ تشغيل الموانع على استخدام تأثير فجوات الشرارة. يوفر تصميم الموانع فجوة هوائية في العبور تربط مراحل خط الطاقة بالحلقة الأرضية. عند القيمة الاسمية للجهد ، يتم كسر الدائرة في العبور. في حالة حدوث تفريغ البرق ، نتيجة لذلك ، يحدث انهيار فجوة هوائية في خط نقل الطاقة ، وتغلق الدائرة بين المرحلة والأرض ، وتنتقل نبضات الجهد العالي مباشرة إلى الأرض. يوفر تصميم مانع الصمام في دائرة بها فجوة شرارة مقاومًا يتم إخماد نبضة الجهد العالي عليه. تستخدم الموانع في معظم الحالات في شبكات الجهد العالي.
مانعات تصاعد (SPDs). حلت هذه الأجهزة محل الموانع القديمة والكبيرة الحجم. لفهم كيفية عمل المحدد ، عليك أن تتذكر خصائص المقاومات غير الخطية ، المبنية على استخدام خصائص الجهد الحالي. تستخدم المتغيرات كمقاومات غير خطية في SPDs. بالنسبة للأشخاص الذين ليسوا من ذوي الخبرة في تعقيدات الهندسة الكهربائية ، هناك القليل من المعلومات حول ما تتكون منه وكيف تعمل. المادة الرئيسية لتصنيع المتغيرات هي أكسيد الزنك. في خليط مع أكاسيد معادن أخرى ، يتم إنشاء مجموعة تتكون من تقاطعات pn ، والتي لها خصائص الجهد الحالي. عندما تتوافق قيمة الجهد في الشبكة مع المعلمات الاسمية ، فإن التيار في دائرة المكثف يكون قريبًا من الصفر. في لحظة زيادة الجهد عند التقاطعات pn ، تحدث زيادة حادة في التيار ، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد إلى القيمة الاسمية. بعد تسوية معلمات الشبكة ، يعود المكثف إلى الوضع غير الموصّل ولا يؤثر على تشغيل الجهاز.
سمحت الأبعاد المدمجة لموانع الصواعق ومجموعة واسعة من هذه الأجهزة بتوسيع نطاق هذه الأجهزة بشكل كبير ، وأصبح من الممكن استخدام SPD كوسيلة للحماية من زيادة التيار لمنزل أو شقة خاصة. ومع ذلك ، فإن محددات الجهد الكهربي المُجمَّعة على المتغيرات ، على الرغم من كل مزاياها مقارنةً بالصواعق ، لها عيب كبير - الحد من عمر الخدمة. نظرًا للحماية الحرارية المضمنة فيها ، يظل الجهاز معطلاً لبعض الوقت بعد التشغيل ، ولهذا السبب ، يتم توفير جهاز سريع الانفصال على غلاف SPD ، مما يسمح باستبدال الوحدة بسرعة.
يمكنك معرفة المزيد حول ما هو SPD والغرض منه من الفيديو:
كيف ترتب الحماية؟
قبل الشروع في تركيب وتوصيل معدات الحماية من زيادة التيار ، من الضروري ، وإلا فإن كل الأعمال المتعلقة بترتيب SPD ستفقد كل معانيها. يوفر المخطط الكلاسيكي 3 مستويات من الحماية. يتم تثبيت مانعات الصواعق (SPD class I) عند الإدخال ، مما يوفر الحماية من الصواعق. جهاز الحماية التالي هو الفئة الثانية ، وعادة ما يتم توصيل مانع الصواعق في لوحة مفاتيح المنزل. يجب أن تضمن درجة حمايتها تقليل حجم الجهد الزائد إلى المعلمات الآمنة للأجهزة المنزلية وشبكة الإضاءة. في المنطقة المجاورة مباشرة للمنتجات الإلكترونية الحساسة لتقلبات التيار والجهد ، من المستحسن استخدام الفئة الثالثة.