الفرق بين جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) ثلاثي الأقطاب ورباعي الأقطاب لا يقتصر ببساطة على أن أحدهما أصغر والآخر يحمي موصلات أكثر. في التركيبات الكهربائية ثلاثية الطور، يعتمد التكوين الصحيح على ما إذا كان النظام يحتوي على محايد موزع، وما إذا كان المحايد والأرضي الوقائي مدمجين أو منفصلين، ومكان حدوث هذا الفصل، وما إذا كانت الحماية مطلوبة للنمط المشترك والنمط التفاضلي.
كنقطة بداية عملية:
- يستخدم نظام TN-C عادةً تكوين 3+0 بين L1 و L2 و L3 و PEN.
- قد يستخدم نظام TN-S تكوين 4+0 أو 3+1, ، وذلك وفقاً للقواعد الوطنية المعمول بها، وأهداف الحماية، وتصميم المنتج.
- يستخدم نظام TT عادةً تكوين 3+1, مع ثلاثة مسارات حماية بين الطور والمحايد ومسار منفصل بين المحايد والأرضي (PE).
- يجب تقييم نظام TN-C-S عند نقطة التركيب.قبل نقطة تقسيم موصل الحماية والمحايد (PEN)، يعمل النظام كـ TN-C؛ وبعد التقسيم يعمل كـ TN-S.
لذلك، لا يعتبر جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) رباعي الأقطاب أكثر أماناً أو أفضل تلقائياً من جهاز ثلاثي الأقطاب. يجب أن يتوافق الجهاز مع طوبولوجيا النظام.
النطاق: تتناول هذه المقالة التركيبات الكهربائية ثلاثية الطور ذات الجهد المنخفض القائمة على معايير IEC. وهي لا تقدم قاعدة اختيار عالمية لأنظمة التيار المستمر الكهروضوئية، أو بطاريات التيار المستمر، أو أنظمة دلتا/الطرف عالي الجهد في أمريكا الشمالية، أو شبكات IT المتخصصة.
الوجبات الرئيسية
- لا يعادل “عدد أقطاب” جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) عدد أقطاب قاطع الدائرة. يتم توصيل جهاز SPD على التوازي ولا يقوم عادةً بتبديل موصلات الحمل.
3+0,4+0و3+1تصف مسارات الحماية أو ترتيبات التوصيل، وليس مجرد عرض الغلاف.- قد يشغل كل من جهاز SPD بنمط (3+1) وجهاز SPD بنمط (4+0) أربع وحدات DIN مع توفير أنماط حماية داخلية مختلفة.
- يحتوي نظام TN-C على موصل PEN، لذا لا يوجد مسار منفصل لـ N-PE عند تلك النقطة؛ ويعد ترتيب 3+0 هو نقطة البداية المعتادة.
- بعد فصل الموصل المحايد (N) وموصل الحماية (PE)، يجب أن يراعي التصميم الموصل المحايد والحماية المطلوبة للنمط المشترك والنمط التفاضلي.
- تصنيف النوع 1 أو النوع 2 أو النوع 1+2 مستقل عن تكوين الأقطاب.
- لا يزال الاختيار النهائي يتطلب
Uc,أعلى,في,ImaxأوIimp, ، وسلوك القصر الكهربائي، والحماية الاحتياطية، والتحقق من طول التركيب.
مقارنة سريعة: 3 أقطاب، 4 أقطاب، 3+0، 4+0، و 3+1
| مصطلح الكتالوج | ترتيب الحماية النموذجي | نقطة البدء الشائعة للتطبيق | القيد المهم |
|---|---|---|---|
| جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) ثلاثي الأقطاب | غالباً ما يرتبط بثلاثة مسارات حماية للموصلات L1 و L2 و L3 | أنظمة ثلاثية الطور بدون مسار حماية محايد منفصل عند تلك النقطة | “مصطلح ”ثلاثي الأقطاب" وحده لا يحدد الموصل المرجعي أو الدائرة الداخلية |
| جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) رباعي الأقطاب | غالباً ما يتضمن أربعة مسارات حماية من الموصلات النشطة إلى الأرض | أنظمة ثلاثية الطور ذات موصل محايد موزع حيث يُسمح بتصميم 4+0 | لا يوفر تلقائياً نفس سلوك النمط التفاضلي كما في نظام 3+1 |
| 3+0 | L1-PEN و L2-PEN و L3-PEN في تطبيق TN-C نموذجي | نظام TN-C أو جزء TN-C من نظام TN-C-S | ليس الخيار الافتراضي بعد فصل PEN إلى N و PE |
| 4+0 | عادةً L1-PE و L2-PE و L3-PE و N-PE | بعض تطبيقات TN-S | يجب التأكد من العناصر الدقيقة وأنماط الحماية من مخطط الدائرة |
| 3+1 | L1-N و L2-N و L3-N بالإضافة إلى N-PE | تطبيقات TT والعديد من تطبيقات TN-S | يجب أن يتناسب عنصر N-PE وقدرة تحمل تيار المتابعة مع النظام ومعيار المنتج |
لا يستخدم المصنعون مصطلحات “قطب” (pole) أو “وحدة” (module)” 3P+N, 3+1و 4P بشكل متسق. يعد مخطط الدائرة المطبوع على المنتج أو ورقة البيانات أكثر موثوقية من الاسم المختصر في الكتالوج.
أولاً، يجب توضيح ماذا يعني مصطلح “قطب” في جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD)
في قاطع الدائرة، يشير عدد الأقطاب عادةً إلى عدد الموصلات الحاملة للتيار التي يتم فصلها أو حمايتها بواسطة آلية القاطع. يعمل جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) بشكل مختلف؛ حيث يتم توصيله على التوازي مع مصدر الطاقة ويوفر مساراً مؤقتاً منخفض المعاوقة أثناء الجهد الزائد العابر.
بالنسبة لأجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs)، قد يستخدم المصنعون مصطلح “قطب” لوصف:
- عدد الموصلات النشطة المحمية؛;
- عدد الخراطيش القابلة للاستبدال؛;
- عدد مسارات الحماية الداخلية؛;
- عدد وحدات DIN؛;
- أو تسمية عائلة المنتج التجارية.
قد تتطابق هذه الأوصاف، ولكن ليس من الضروري أن تكون كذلك. قد تدمج مجموعة 3+1 المدمجة عدة عناصر حماية في عدد أقل من الخراطيش المرئية، بينما قد يستخدم تصميم آخر خرطوشة واحدة لكل نمط.
قبل الاختيار بناءً على عدد الأقطاب، افحص المخطط التوضيحي للتعرف على التوصيلات الفعلية بين L1 و L2 و L3 و N و PE و PEN.
ماذا تعني 3+0 و 4+0 و 3+1؟
تكوين جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) بنظام 3+0
ترتيب نموذجي 3+0 يوفر ثلاثة مسارات للحماية:
- من الطور الأول (L1) إلى الموصل المحايد الوقائي (PEN)؛;
- من الطور الثاني (L2) إلى الموصل المحايد الوقائي (PEN)؛;
- من الطور الثالث (L3) إلى الموصل المحايد الوقائي (PEN).
يتوافق هذا مع نظام (TN-C)، حيث يتم دمج وظائف المحايد (N) والوقاية (PE) في موصل واحد (PEN). ونظراً لعدم فصل المحايد عن الأرضي عند تلك النقطة، لا يوجد مسار حماية مستقل بين المحايد والأرضي (N-PE).
لا تعني “+0” أن النظام يفتقر إلى توصيل أرضي، بل تعني عدم وجود عنصر حماية إضافي منفصل بين المحايد والأرضي في التجميعة.
تكوين مانعة الصواعق (SPD) من نوع 4+0
ترتيب نموذجي 4+0 يوفر هذا الترتيب أربعة مسارات للوضع المشترك:
- من الطور الأول (L1) إلى الأرضي الوقائي (PE)؛;
- من الطور الثاني (L2) إلى الأرضي الوقائي (PE)؛;
- من الطور الثالث (L3) إلى الأرضي الوقائي (PE)؛;
- من المحايد (N) إلى الأرضي الوقائي (PE).
يمكن استخدام هذا الترتيب في تطبيقات الأنظمة ثلاثية الأطوار ذات الأربعة أسلاك (TN-S) المناسبة، وذلك رهناً بتصميم المنتج وقواعد التركيب المعمول بها. تعتمد المسارات الأربعة عادةً على مكونات تحديد الجهد، ولكن يجب التحقق من التقنية الداخلية الدقيقة بدلاً من افتراضها.
تتميز بنية (4+0) بقوتها في الحماية من الوضع المشترك المباشر بين الموصلات النشطة والأرضي. قد يتم تحديد جهد الوضع التفاضلي بين الطور والمحايد بشكل غير مباشر من خلال عنصرين للحماية على التوالي، اعتماداً على التصميم. وهذا لا يعادل وجود عناصر حماية مخصصة بين الطور والمحايد (L-N).
تكوين جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) بنظام (3+1)
ترتيب نموذجي 3+1 يستخدم الترتيب:
- ثلاثة مسارات لتحديد الجهد من L1 و L2 و L3 إلى N؛;
- مسار حماية واحد من نوع التبديل من N إلى PE، يتم تنفيذه عادةً باستخدام فجوة شرارة أو تقنية تفريغ الغاز.
يؤدي هذا إلى إنشاء حماية مباشرة للوضع التفاضلي بين الخط والمحايد، ومسار تفريغ منسق للوضع المشترك بين المحايد والأرضي. كما يمنع عنصر N-PE وجود مسار موصل مستمر عادي بين المحايد و PE.
تظل تقنية المكونات الدقيقة، وسلوك الجهد الزائد المؤقت، وقدرة تيار المتابعة بتردد الطاقة، والتنسيق داخل المجموعة خاصة بكل مصنع. يحدد مصطلح “3+1” الهيكلية؛ ولا يثبت بحد ذاته كل خصائص الأداء.
الوضع المشترك مقابل الوضع التفاضلي: الفرق الهندسي الحقيقي
عدد الأقطاب هو مجرد مؤشر تقريبي. الهدف الفعلي هو التحكم في الجهد الذي يظهر عبر عزل وأطراف المعدات.
جهد الاندفاع في الوضع المشترك
يظهر جهد النمط المشترك بين الموصلات النشطة والأرضي:
- L1-PE;
- L2-PE;
- L3-PE;
- وعند توزيع المحايد، N-PE.
غالباً ما تهيمن تأثيرات النمط المشترك على العوابر الناتجة عن الصواعق. لذلك، يحتاج ترتيب جهاز حماية من زيادة التيار (SPD) الأساسي إلى مسار تفريغ موثوق من الموصلات النشطة إلى PE أو PEN.
جهد زيادة التيار في النمط التفاضلي
يظهر جهد النمط التفاضلي بين الموصلات النشطة، وتحديداً:
- L1-N و L2-N و L3-N؛;
- أو بين الموصلات الخطية.
في أنظمة TN-S و TT، يمكن أن يؤدي تأريض المحايد وعدم تماثل المعاوقة إلى تحويل جزء من حدث النمط المشترك إلى جهد تفاضلي. وبالتالي، قد تتطلب الأحمال الحساسة المتصلة بين الخط والمحايد أكثر من مجرد افتراض بسيط بأن كل عابر سيظل مرجعياً للأرض فقط.
يوفر ترتيب 3+1 مسارات مباشرة بين الخط والمحايد (L-N). بينما يوفر ترتيب 4+0 في المقام الأول مسارات من الموصلات النشطة إلى موصل الحماية (PE)، على الرغم من أن الحماية الكاملة للمعدات تعتمد على دائرتها الداخلية والجهد الناتج عبر كل طرف من أطراف الحمل.
الاختيار حسب نظام التأريض
الجدول أدناه هو إطار عمل أولي، وليس بديلاً عن الاعتماد الوطني المعمول به لمعيار IEC 60364، أو مخطط الشركة المصنعة لجهاز الحماية من الصواعق (SPD)، أو دراسة الحماية الخاصة بالمشروع.
| نظام التأريض وموقع جهاز الحماية من الصواعق (SPD) | الموصلات الموجودة | التكوين المبدئي النموذجي | السبب الهندسي |
|---|---|---|---|
| تي إن-سي | L1, L2, L3, PEN | 3+0 | يجمع موصل PEN بين وظائف المحايد والحماية؛ ولا يوجد مسار منفصل لـ N-PE |
| نظام TN-C-S قبل نقطة تقسيم PEN | L1, L2, L3, PEN | 3+0 | يتبع هذا القسم مبادئ TN-C كهربائياً |
| نظام TN-C-S بعد نقطة تقسيم PEN | L1, L2, L3, N, PE | يُعامل كنظام TN-S: يتم التقييم وفقاً لـ 4+0 أو 3+1 | أصبح كل من المحايد (N) والأرضي الوقائي (PE) موصلين منفصلين |
| TN-S | L1, L2, L3, N, PE | 4+0 أو 3+1، حسب القواعد المحلية | يجب مراعاة الحماية من النمط المشترك (common-mode) وعند الحاجة، الحماية من النمط التفاضلي (differential-mode) |
| TT | L1, L2, L3, N, PE مع تأريض التركيبات المحلي | عادة 3+1 | الحماية المباشرة بين الطور والمحايد (L-N) بالإضافة إلى مسار تبديل منسق بين المحايد والأرضي (N-PE) تناسب ترتيب التأريض المنفصل |
| تكنولوجيا المعلومات | تختلف حسب توزيع المحايد ومعاوقة المصدر | خاص بالمشروع | يتغير سلوك الجهد بالنسبة للأرض عند حدوث العطل الأول؛ لذا فإن قاعدة 3P/4P العامة غير آمنة |
للحصول على شرح أوسع لهذه الشبكات، انظر أنظمة التأريض TN مقابل TT مقابل IT.
نظام TN-C: لماذا يُستخدم عادةً تكوين 3+0
في نظام TN-C، يقوم موصل PEN بوظيفتي التأريض الوقائي والمحايد معاً. يتم توصيل جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) عادةً من كل موصل خط إلى موصل PEN.
إضافة “قطب محايد” منفصل يعد خطأً من الناحية المفاهيمية إذا لم يوجد موصل محايد مستقل في ذلك الموقع. والأهم من ذلك، يجب ألا يُعامل موصل PEN أبداً كموصل محايد عادي قابل للقطع. فوظيفته الوقائية لها الأولوية.
السؤال الصحيح ليس “هل توفر الأقطاب الأربعة حماية إضافية؟” بل هو “ما هي الموصلات ومسارات العزل الموجودة في هذه النقطة المحددة من الشبكة؟” بالنسبة لنظام TN-C، تؤدي الإجابة المعتادة إلى ثلاثة أنماط توصيل من الخط إلى PEN.
نظام TN-S: هل نستخدم 4+0 أم 3+1؟
يحتوي نظام TN-S على موصلات محايدة وتأريض وقائي منفصلة في جميع أنحاء قسم التركيب المعني. وهذا يعني أن تصميم جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) يجب أن يأخذ في الاعتبار إجهادات L-PE و N-PE وربما L-N.
يوجد كل من ترتيب 4+0 و 3+1 في أنظمة TN-S:
- اختر تصميم 4+0 مناسباً حيثما تسمح القواعد المعمول بها وتكون الأولوية للحماية المباشرة بالنمط المشترك من كل موصل نشط إلى موصل التأريض (PE).
- اختر تصميم 3+1 مناسباً حيثما تكون الحماية المباشرة بالنمط التفاضلي بين الخط والمحايد ومسار تبديل منفصل بين المحايد والتأريض (N-PE) مطلوبة أو مفضلة.
يجب أن يأخذ القرار أيضاً في الاعتبار ترتيب جهاز التيار المتبقي (RCD) في التركيبات، والجهود الزائدة المؤقتة، وتنسيق العزل، والمعدات التي يتم حمايتها. لا تفسر “4P” على أنها ترقية شاملة لـ “3+1”. فكلاهما يعالج مسار الجهد العابر بشكل مختلف.
نظام TT: لماذا يعتبر 3+1 الخيار النموذجي
في أنظمة TT، يتم تأريض المحايد الخاص بالمصدر وتوصيل الأجزاء الموصلة المكشوفة بقطب تأريض محلي. وبالتالي، فإن تأريض المصدر وتأريض التركيبات لا يشكلان نفس مسار الموصل الوقائي كما هو الحال في أنظمة TN.
يضع جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) بنظام 3+1 عناصر تحديد الجهد بين كل خط ومحايد، مع عنصر منفصل من نوع التبديل بين المحايد والأرضي الوقائي (PE). هذا الترتيب:
- يوفر حماية مباشرة بين الخط والمحايد (L-N) للمعدات التي تعمل بهذا النظام؛;
- يوفر مسار تفريغ بين المحايد والأرضي الوقائي (N-PE) أثناء حدوث الاندفاع؛;
- يتجنب تيار التسرب الطبيعي عبر مسار (N-PE) عند استخدام عنصر تبديل مناسب؛;
- ويدعم التنسيق مع ترتيب حماية نظام (TT) عند اختياره وتركيبه بشكل صحيح.
يجب أن يتبع موقع جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) بالنسبة لقاطع التيار المتبقي (RCD)، ونمط فشل الجهاز، والحماية الاحتياطية، قواعد التركيب المعمول بها. “استخدام 3+1” هو البنية الأساسية، وليس المواصفات الكاملة.
نظام (TN-C-S): حدد دائماً الجانب الذي تتواجد فيه من نقطة تقسيم الموصل المحايد والأرضي المشترك (PEN).
يسبب نظام (TN-C-S) العديد من أخطاء الاختيار بين القواطع ثلاثية الأقطاب ورباعية الأقطاب لأن التركيب نفسه يحتوي على ترتيبين مختلفين للموصلات.
قبل نقطة الفصل:
- النظام هو TN-C؛;
- يتم دمج المحايد والأرضي الوقائي في موصل واحد (PEN)؛;
- ترتيب 3+0 هو نقطة البداية المعتادة.
بعد نقطة الفصل:
- النظام هو TN-S؛;
- يجب أن يظل المحايد (N) والأرضي الوقائي (PE) منفصلين؛;
- قم بتقييم ترتيب 4+0 أو 3+1 وفقاً لأنماط الحماية المطلوبة والقواعد المحلية.
لا تعتمد أبداً على وصف المرافق فقط لاستنتاج جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) الصحيح. تحقق من نقطة التركيب الفعلية على المخطط أحادي الخط وافحص المكان الذي ينفصل فيه موصل PEN إلى موصلات N و PE منفصلة.
إطار عمل الاختيار المكون من ثلاث خطوات
الخطوة 1: تحديد ترتيب الموصلات والتأريض في موقع جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD)
السجل:
- ما إذا كان المحايد موزعاً؛;
- ما إذا كان موصل الحماية هو PE أو PEN؛;
- ما إذا كان جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) يقع قبل أو بعد نقطة فصل PEN؛;
- ما إذا كان نظام التركيب هو TN-C أو TN-S أو TT أو TN-C-S أو IT عند تلك النقطة.
تحدد هذه الخطوة ما إذا كان 3+0, 4+0أو 3+1 له دلالة كهربائية فعلية.
الخطوة 2: تحديد أوضاع الحماية المطلوبة
تحديد مسارات عزل المعدات التي يجب حمايتها:
- الخط إلى الأرضي الوقائي (PE) / أو الخط إلى الموصل المحايد الأرضي (PEN)؛;
- المحايد إلى الأرضي الوقائي (PE)؛;
- الخط إلى المحايد؛;
- الخط إلى الخط حيثما كان ذلك مناسباً.
ثم قارن هذه المتطلبات مع مخطط دائرة جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) المقدم من الشركة المصنعة. لا تستنتج الأوضاع بناءً على عدد الأقطاب فقط.
الخطوة 3: التحقق من مواصفات جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) بالكامل
بعد اختيار الطوبولوجيا، تحقق مما يلي:
- النوع 1، أو النوع 2، أو النوع المدمج 1+2, ، بناءً على التعرض للصواعق، ونظام الحماية الخارجية من الصواعق، وموقع التركيب، وطريقة التصميم المعمول بها؛;
Uc, ، بما يتناسب مع أقصى جهد مستمر عبر كل نمط حماية وترتيب التأريض؛;أعلى, ، بالتنسيق مع جهد تحمل النبضات للمعدات المحمية؛;في,Imax, ، وحيثما ينطبق ذلكIimp;- تيار القصر المحتمل وسلوك جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) عند حدوث قصر في الدائرة؛;
- المصهر الاحتياطي أو قاطع الدائرة المطلوب؛;
- قدرة تحمل تيار المتابعة بتردد الطاقة عند استخدام عناصر التبديل؛;
- متطلبات مؤشر الحالة والإنذار عن بُعد؛;
- المقطع العرضي للموصل، وعزم دوران الأطراف، والتصنيف البيئي.
للتمييز بين المعلمات، استخدم أدلة VIOX لـ جهد التشغيل المستمر (Uc) مقابل مستوى حماية الجهد (Up) في أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) و الفرق بين التيار الأقصى (Imax) والتيار الاسمي (In) في أجهزة الـ SPD.
عدد الأقطاب لا يحدد نوع جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD)
من أخطاء المواصفات الشائعة افتراض أن:
- ثلاثة أقطاب تعني النوع 1؛;
- أربعة أقطاب تعني النوع 2؛;
- أو عدد وحدات أكبر يعني تصنيف تيار اندفاع أعلى.
هذه خصائص منفصلة.
| أبعاد الاختيار | ما يصفه | أمثلة |
|---|---|---|
| القطب/التكوين | الموصلات والأنماط المتصلة بواسطة جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) | 3+0, 4+0, 3+1 |
| نوع جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD)/فئة الاختبار | واجب النبض ودور التركيب | النوع 1، النوع 2، النوع 3، النوع 1+2 |
| تصنيف الجهد | الجهد المستمر ومستوى الحماية | Uc, أعلى |
| التصنيف الحالي | قدرة التفريغ أو تيار النبض | في, Imax, Iimp |
| الشكل الميكانيكي | مساحة التركيب وطريقة الخدمة | مدمج، متعدد الوحدات، قابل للتوصيل، ثابت |
يمكن أن يكون تجميع 3+1 من النوع 1 أو النوع 2 أو النوع 1+2 المدمج. وينطبق الشيء نفسه على 3+0 و 4+0 إذا كانت الشركة المصنعة توفر هذه التصميمات وتتحقق منها. انظر جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) النوع 1 مقابل النوع 2 مقابل النوع 3 لاتخاذ قرار التصنيف المنفصل.
تفاصيل التركيب يمكن أن تلغي ميزة الطوبولوجيا الصحيحة.
حتى التكوين الصحيح 3+0 أو 4+0 أو 3+1 يمكن أن يوفر حماية ضعيفة إذا تم تركيبه بشكل سيء.
حافظ على موصلات التوصيل قصيرة.
يتغير تيار الصواعق بسرعة. يتولد جهد حثي على طول موصلات توصيل جهاز الحماية من الصواعق (SPD) ويضاف إلى الجهد المتبقي للجهاز. لذا، فإن الأسلاك الطويلة أو الملتفة أو الموجهة بشكل سيء يمكن أن ترفع الجهد الفعلي الذي تتعرض له المعدات.
التوصيل بنقاط التأريض (PE) والمحايد المؤرض (PEN) والنقاط المحايدة الصحيحة.
لا تقم بإنشاء رابط غير مصرح به بين المحايد والأرضي (N-PE) لجعل توصيلات جهاز الحماية من الصواعق تبدو مريحة. في أنظمة TN-C-S، يعد موقع تقسيم خط PEN نقطة محددة للنظام، وليس تفضيلاً في التمديدات.
قم بتركيب الحماية الاحتياطية المحددة.
جهاز الحماية من زيادة الجهد (SPD) ليس جهاز حماية من التيار الزائد. قد تتطلب الشركة المصنعة صماماً أو قاطع دائرة معيناً في المنبع اعتماداً على تيار القصر المتوقع للنظام والحماية الموجودة مسبقاً في المنبع.
التنسيق مع أجهزة التيار المتبقي (RCDs) والمعدات الموجودة في المصب.
يؤثر وضع جهاز الحماية من زيادة الجهد (SPD) بالنسبة لحماية التيار المتبقي على التشغيل غير المرغوب فيه وسلوك الفشل. اتبع قواعد التركيب المعمول بها وإرشادات التنسيق الخاصة بالشركة المصنعة لجهاز (SPD/RCD).
لمخاطر التركيب العملية، انظر أخطاء تركيب أجهزة الحماية من اندفاع التيار (SPD): طول الموصلات، التأريض، تكوين الأسلاك، ومؤشرات الحالة.
أخطاء الاختيار الشائعة
الخطأ 1: افتراض أن الأقطاب الأربعة توفر دائماً حماية أكبر.
الوحدات المادية الأربع ليست متفوقة تلقائياً. إذا كان التكوين لا يتطابق مع نظام التأريض، فقد تكون الوحدة الإضافية غير ذات صلة أو قد تكون مسارات الحماية غير صحيحة للحمل.
الخطأ 2: التعامل مع (4+0) و (3+1) على أنهما قابلان للتبديل.
كلاهما قد يتضمن أربعة عناصر حماية، لكن مسارات توصيلهما تختلف. قارن المخطط التخطيطي، وليس فقط عرض المنتج.
الخطأ 3: تجاهل تقسيم موصل الحماية المحايد (PEN) في نظام TN-C-S
المنتج المناسب قبل نقطة التقسيم ليس بالضرورة هو الطوبولوجيا الصحيحة بعد فصل الموصل المحايد (N) وموصل الحماية (PE).
الخطأ 4: الاختيار بناءً على عدد الأقطاب قبل التحقق Uc
الطوبولوجيا الصحيحة مع جهد تشغيل مستمر غير مناسب قد تظل تسبب تقادماً مبكراً أو حماية غير كافية. Uc يجب التحقق من كل وضع حماية وحالة شبكة على حدة.
الخطأ 5: استخدام قاعدة طوبولوجيا التيار المتردد (AC) لأنظمة التيار المستمر (DC) أو أنظمة التأريض (IT)
سلاسل الخلايا الكهروضوئية، وأنظمة البطاريات، وشبكات التيار المستمر غير المؤرضة، وأنظمة (IT) المؤرضة بممانعة لها سلوك مختلف تجاه الأعطال والجهد الزائد المؤقت. وهي تتطلب معايير منتجات منفصلة وتحليلاً دقيقاً للاختيار.
الخطأ 6: نسيان مخطط الدائرة الكهربائية الخاص بالشركة المصنعة
تختلف مصطلحات الكتالوجات. يُعد مخطط التوصيل وأنماط الحماية المعلنة الدليل النهائي على ما يقوم به الجهاز فعلياً.
قائمة التحقق من المواصفات
قبل اعتماد جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) ثلاثي الأطوار، قم بتسجيل كل ما يلي:
- جهد النظام وتردده
- نظام التأريض في نقطة التركيب المحددة
- ترتيب الموصلات L1/L2/L3/N/PE/PEN
- التكوين المطلوب: 3+0 أو 4+0 أو 3+1
- مسارات النمط المشترك والنمط التفاضلي المطلوبة
- نوع جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) ومعيار المنتج المطبق
Ucلكل نمط من أنماط الحمايةأعلى,في,ImaxوIimpحيثما ينطبق ذلك- تيار القصر المحتمل
- الحماية الاحتياطية المطلوبة
- قدرة تحمل تيار المتابعة حيثما كان ذلك ذا صلة
- تنسيق جهاز التيار المتبقي (RCD)
- مسار وطول موصلات التوصيل
- مؤشر الحالة والإشارات عن بُعد
- المخطط التوضيحي للشركة المصنعة وشهادات الاعتماد
إذا لم يتمكن المورد من تقديم مخطط توصيل داخلي واضح، فلا تعتمد جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) بناءً على مسمى المنتج “3P” أو “4P” فقط.
الإجابة النهائية
استخدم جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) ثلاثي الأقطاب (3-pole) أو (3+0) عندما تحتوي نقطة التركيب على ثلاثة موصلات طور وموصل PEN مشترك، كما هو الحال في أنظمة TN-C أو جزء TN-C من أنظمة TN-C-S. وفي الحالات التي يكون فيها المحايد (Neutral) والأرضي (PE) منفصلين، كما في أنظمة TN-S، قم بتقييم خياري (4+0) و(3+1) بناءً على الحماية المطلوبة للنمط المشترك (common-mode) ونمط التباين (differential-mode) والقواعد الوطنية المعمول بها. بالنسبة لأنظمة TT، يعتبر التكوين (3+1) هو التكوين المبدئي النموذجي.
تسلسل الاختيار هو:
- تحديد نظام التأريض وترتيب الموصلات في نقطة التركيب.
- تحديد أنماط الحماية المطلوبة.
- اختيار (3+0) أو (4+0) أو (3+1).
- التحقق من جميع متطلبات الجهد، وتيار التفريغ، وقصر الدائرة، والحماية الاحتياطية، ومتطلبات التركيب.
جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) الصحيح ليس هو الذي يحتوي على أكبر عدد من الأقطاب، بل هو الذي تتطابق مسارات الحماية الداخلية فيه مع الفولتيات التي يمكن أن تظهر في الشبكة الفعلية.
لتقييم المنتج، راجع مجموعة أجهزة الحماية من الاندفاع الكهربائي VIOX يرجى تقديم المخطط أحادي الخط، وترتيب التأريض، وجهد النظام، وموقع التركيب، وسياق الحماية من الصواعق، وتيار القصر المتوقع.
الأسئلة المتداولة
هل جهاز الحماية من الصواعق (SPD) رباعي الأقطاب أفضل من ثلاثي الأقطاب؟
لا. يتعامل جهاز الحماية من الصواعق رباعي الأقطاب مع ترتيب مختلف للموصلات. عادة ما يكون جهاز الحماية (3+0) مناسباً عند نقطة نظام (TN-C) التي تحتوي على موصل (PEN)، بينما قد تكون هناك حاجة إلى ترتيب رباعي المسارات حيث يكون الموصل المحايد (N) وموصل التأريض (PE) منفصلين. الملاءمة أهم من عدد الأقطاب.
ما الفرق بين جهاز الحماية (4+0) و(3+1)؟
يوفر جهاز الحماية (4+0) النموذجي مسارات حماية بين (L1-PE) و(L2-PE) و(L3-PE) و(N-PE). بينما يوفر جهاز الحماية (3+1) النموذجي مسارات تحديد جهد بين (L1-N) و(L2-N) و(L3-N) بالإضافة إلى مسار تبديل منفصل بين (N-PE). يرجى التأكد من الدائرة الدقيقة من الشركة المصنعة.
أي جهاز حماية من الصواعق يُستخدم عادةً لنظام (TN-C)؟
يُعد ترتيب (3+0) المتصل من (L1 وL2 وL3) إلى (PEN) هو نقطة البداية المعتادة، لأن نظام (TN-C) لا يحتوي على موصلات (N) و(PE) منفصلة في ذلك الموقع.
أي جهاز حماية من الصواعق يُستخدم عادةً لنظام (TN-S)؟
قد يستخدم نظام TN-S تكوين 4+0 أو 3+1، وذلك بناءً على أوضاع الحماية المطلوبة، واللوائح المحلية، وحساسية المعدات، وترتيب قواطع التيار المتبقي (RCD)، وتصميم منتج الشركة المصنعة.
ما هو جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) المستخدم عادةً في أنظمة TT؟
يُعد جهاز الحماية من اندفاع التيار بتكوين 3+1 الحل النموذجي لأنظمة TT ثلاثية الطور: ثلاثة مسارات حماية بين الطور والمحايد بالإضافة إلى مسار تبديل منسق بين المحايد والأرضي (PE).
ما الذي يجب استخدامه في أنظمة TN-C-S؟
حدد موقع جهاز الحماية من اندفاع التيار بالنسبة لنقطة تقسيم موصل PEN. قبل التقسيم، استخدم منطق TN-C وقم عادةً بتقييم تكوين 3+0. بعد التقسيم، تعامل مع القسم كنظام TN-S وقم بتقييم تكوين 4+0 أو 3+1.
هل 3P+N هو نفسه جهاز الحماية من اندفاع التيار رباعي الأقطاب (4-pole)؟
ليس بالضرورة. تستخدم بعض الكتالوجات كلا الوصفين بشكل غير دقيق، ولكن 3P+N يمكن أن يشير إلى طوبولوجيا داخلية بتكوين 3+1، بينما يمكن أن يشير “4P” إلى 4+0. قارن دائماً مخطط التوصيل وأوضاع الحماية.
هل يحمي جهاز الحماية من الصواعق (SPD) رباعي الأقطاب من ارتفاعات الجهد بين الأطوار (Phase-to-Phase)؟
ليس تلقائياً من خلال مكون مخصص للربط بين الأطوار (L-L). قد تحدث الحماية بشكل غير مباشر عبر مسارات داخلية متعددة، ولكن مستوى الحماية الناتج يعتمد على دائرة جهاز الحماية من الصواعق. تحقق من الأنماط المعلنة و أعلى القيم بدلاً من افتراض وجود حماية مباشرة بين الأطوار (L-L).
هل يمكنني استخدام نفس قاعدة اختيار الأقطاب لجهاز حماية من الصواعق (SPD) يعمل بالتيار المستمر (DC) للطاقة الشمسية؟
لا. يتم اختيار أجهزة الحماية من الصواعق (SPD) للأنظمة الكهروضوئية (PV DC) باستخدام جهد التيار المستمر، وتأريض المصفوفة، وظروف الأعطال، والمعايير مثل IEC 61643-31. لا يمكن نقل مصطلحات التيار المتردد مثل TN-C 3+0 مباشرة إلى سلسلة الألواح الكهروضوئية.
المراجع الفنية
- المعيار IEC 60364-5-53:2019 – اختيار وتركيب المعدات الكهربائية
- IEC 61643-11:2025 – أجهزة الحماية من اندفاع التيار المتصلة بأنظمة طاقة التيار المتردد منخفضة الجهد.
- دليل التركيبات الكهربائية – خصائص أجهزة الحماية من الصواعق (SPD) وفقاً للتركيب ونظام التأريض
- إيتون (Eaton) – دليل اختيار أجهزة الحماية من الصواعق