عندما تفتح كتالوج مورد منصهرات أو تفحص علامة منصهر في لوحة صناعية، ستصادف رموزًا حرفية غامضة: gG، aM، gPV، gR، aR. هذه ليست تعيينات تصنيعية اعتباطية - بل تمثل فئات استخدام IEC 60269، وهو تصنيف منهجي يحدد نوع الحمل الكهربائي الذي تم تصميم كل منصهر لحمايته وتحت أي ظروف يعمل.
التمييز مهم للغاية في الممارسة العملية. سيفشل منصهر gG للأغراض العامة يحمي كابلًا قبل الأوان إذا تم تطبيقه بشكل خاطئ على مهمة المحرك (حيث يكون aM صحيحًا)، مما يسمح للأحمال الزائدة الضارة بالوصول إلى ملف المحرك. يوفر منصهر حماية المحرك aM المستخدم في دائرة توزيع عامة حماية غير كافية من الحمل الزائد، مما يعرض الكابلات لخطر التلف أو الحريق. قد يفشل منصهر التيار المتردد القياسي المطبق على دائرة التيار المستمر الكهروضوئية بشكل كارثي لأن أقواس التيار المستمر لا تنطفئ ذاتيًا عند التيار الصفري مثل التيار المتردد.
بالنسبة للمهندسين الكهربائيين الذين يحددون حماية التيار الزائد، وبناة اللوحات الذين يختارون المكونات، وفنيي الصيانة الكهربائية الذين يستبدلون المنصهرات، فإن فهم فئات استخدام IEC 60269 أمر ضروري. ومع ذلك، يظل نظام التصنيف غير مفهوم بشكل جيد خارج الدوائر المتخصصة. يشرح هذا الدليل هيكل معيار IEC 60269، ويفك رموز فئات المنصهرات الثلاث الأكثر شيوعًا - gG (للأغراض العامة)، و aM (لحماية المحرك)، و gPV (الكهروضوئية) - ويقدم معايير اختيار عملية لمطابقة أنواع المنصهرات مع التطبيقات الواقعية.
ما هو IEC 60269؟
IEC 60269 هو المعيار الدولي الذي يحكم منصهرات الجهد المنخفض لدوائر التيار المتردد بتردد الطاقة حتى 1000 فولت ودوائر التيار المستمر حتى 1500 فولت. يحدد هذا المعيار، الذي نشرته اللجنة الفنية 32/اللجنة الفرعية 32B التابعة للجنة الكهروتقنية الدولية، متطلبات الأداء وإجراءات الاختبار وأنظمة التصنيف لوصلات المنصهرات المحددة للتيار المغلقة ذات قدرات القطع المقدرة التي لا تقل عن 6 كيلو أمبير.
يتكون المعيار من سبعة أجزاء، يتناول كل منها مجالات تطبيق محددة:
IEC 60269-1 (المتطلبات العامة، الإصدار 5.0، 2024) يضع المتطلبات الأساسية لجميع وصلات المنصهرات، بما في ذلك تصنيفات الجهد/التيار، وتعريفات قدرة القطع، والتحقق من خصائص الوقت والتيار، وبروتوكولات الاختبار الأساسية. يحدد هذا الجزء الإطار الذي تبني عليه جميع الأجزاء اللاحقة.
IEC 60269-2 (المنصهرات الصناعية، الإصدار الموحد 2024) يوفر متطلبات تكميلية للمنصهرات التي يتم التعامل معها واستبدالها فقط من قبل الأشخاص المصرح لهم في التطبيقات الصناعية. يسرد أنظمة المنصهرات القياسية من A إلى K - بما في ذلك منصهرات NH ذات الشفرة السكين، ومنصهرات BS المثبتة بمسامير، والمنصهرات الأسطوانية، وغيرها - ويحدد متطلبات الأداء لدورات العمل الصناعية ذات تيارات الأعطال المحتملة العالية.
IEC 60269-3 (المنصهرات المنزلية، الإصدار 5.0، 2024) يغطي المنصهرات للتشغيل من قبل أشخاص غير مهرة في التطبيقات السكنية والمماثلة. يفرض ميزات عدم التبادل الميكانيكي لمنع الاستبدال غير الصحيح للتصنيف ويضمن التعامل الآمن من قبل المستخدمين غير المدربين.
IEC 60269-4 (حماية أشباه الموصلات، الإصدار 6.0، 2024) يتناول وصلات المنصهرات سريعة المفعول المصممة خصيصًا لحماية أجهزة أشباه الموصلات (المقومات، الثايرستورات، ترانزستورات الطاقة) من تلف ماس كهربائى، مما يتطلب خصائص وقت-تيار أسرع بكثير من المنصهرات للأغراض العامة.
IEC 60269-5 (إرشادات التطبيق) يوفر معايير الاختيار وطرق التنسيق والإرشادات العملية للمهندسين الذين يحددون المنصهرات عبر مجالات مختلفة.
IEC 60269-6 (الأنظمة الكهروضوئية) يضع متطلبات تكميلية لوصلات المنصهرات التي تحمي أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ويتناول التحديات الفريدة لانقطاع التيار المستمر بدون أصفار تيار طبيعية وبيئة التشغيل الكهروضوئية.
IEC 60269-7 (أنظمة البطاريات) يحدد متطلبات وصلات المنصهرات التي تحمي أنظمة تخزين طاقة البطاريات، وهي إضافة حديثة نسبيًا تعكس نمو تركيبات البطاريات الثابتة.
يوحد المعيار الخصائص الكهربائية وسلوك الوقت والتيار للمنصهرات القابلة للتبديل الأبعاد، مما يحسن موثوقية النظام ويبسط الصيانة عبر ما كان تاريخيًا أنظمة وطنية مجزأة. بالنسبة لكل منصهر متوافق مع IEC 60269، يجب على الشركات المصنعة التحقق من الأداء من خلال اختبارات محددة: ارتفاع درجة الحرارة وتبديد الطاقة، وسلوك الانصهار وعدم الانصهار عند مضاعفات محددة للتيار المقنن، والتحقق من خصائص الوقت والتيار (“البوابات”)، والتحقق من صحة قدرة القطع.
فهم نظام تصنيف المنصهرات
يصنف IEC 60269 المنصهرات باستخدام حرفين رمز فئة الاستخدام الذي يحدد التطبيق المقصود للمنصهر وخصائصه التشغيلية. يدرك نظام التصنيف هذا أن حماية الكابل من الحمل الزائد تفرض متطلبات مختلفة بشكل أساسي عن حماية دائرة المحرك التي تشهد تيارات بدء عالية، أو سلسلة كهروضوئية للتيار المستمر تفتقر إلى أصفار تيار طبيعية لإطفاء القوس.
يعمل هيكل الرمز المكون من حرفين على النحو التالي:
الحرف الأول يشير إلى نطاق التشغيل:
- “g” (ألماني: gesamt, ، “إجمالي”) = للأغراض العامة، حماية كاملة النطاق تغطي كلاً من مناطق الحمل الزائد والماس الكهربائي. يعمل المنصهر من التيارات الزائدة المنخفضة طويلة الأمد (وصولاً إلى منطقة النفخ لمدة ساعة واحدة) من خلال ماس كهربائى عالي المقدار.
- “a” (ألماني: ausschalten, ، “جزئي”) = حماية جزئية النطاق، ماس كهربائى فقط. تم تصميم المنصهر لإزالة الأعطال ولكن ليس للعمل أثناء الأحمال الزائدة العادية أو عابرات بدء تشغيل المحرك. يجب توفير الحماية من الحمل الزائد بواسطة أجهزة منفصلة (مرحلات الحمل الزائد الحراري، قواطع حماية المحرك).
الحرف الثاني يشير إلى الكائن المحمي أو مجال التطبيق:
- “G” = حماية عامة للكابلات والأسلاك ودوائر التوزيع
- “M” = دوائر المحرك والمعدات المعرضة لتدفق داخلي عالٍ
- “PV” = الأنظمة الكهروضوئية (الشمسية) ذات ظروف تشغيل التيار المستمر
- “R” = أجهزة أشباه الموصلات (المقومات، الثايرستورات، ترانزستورات الطاقة) التي تتطلب استجابة فائقة السرعة
- “L” = الكابلات والموصلات (تم استبدالها إلى حد كبير بـ “G” في الممارسة الحديثة)
- “Tr” = المحولات
من خلال الجمع بين هذه الأحرف، تحدد فئة الاستخدام بدقة كلاً من السلوك التشغيلي للمنصهر وتطبيقه المقصود. gG يعني حماية كاملة النطاق للأغراض العامة للكابلات والتوزيع. أأ م يعني حماية جزئية النطاق (ماس كهربائى فقط) لدوائر المحرك. gPV يعني حماية كاملة النطاق للأغراض العامة مصممة خصيصًا لأنظمة التيار المستمر الكهروضوئية.
يحدد هذا التصنيف بشكل مباشر خاصية الوقت والتيار- المنحنى الذي يرسم المدة التي يستغرقها المنصهر للانفجار عند مستويات التيار الزائد المختلفة - و قدرة الكسر, ، أقصى تيار عطل يمكنه مقاطعته بأمان. يعد فهم هذه الفئات أمرًا ضروريًا لأن استخدام الفئة الخاطئة يخلق أوضاع فشل يمكن التنبؤ بها: حماية غير كافية، أو نفخ مزعج، أو فشل كارثي في مقاطعة القوس.
فئة gG: منصهرات للأغراض العامة
gG هي فئة المنصهرات الافتراضية لحماية الكابلات والموصلات في كل من التركيبات المنزلية والصناعية. يتم تقسيم التعيين على النحو التالي g (كامل النطاق، يغطي الحمل الزائد والماس الكهربائي) + G (حماية عامة للأسلاك/الكابلات/دوائر التوزيع). هذا هو المنصهر الذي تحدده عند حماية المغذيات والدوائر الفرعية وأنظمة التوزيع التي تحمل أحمالًا مختلطة أو مقاومة في الغالب.
الخصائص والسلوك الزمني للتيار
يوفر مصهر gG حماية مستمرة من الأحمال الزائدة المعتدلة إلى حالات القصر الشديدة. يغطي منحنى التيار الزمني الخاص به كامل نطاق التشغيل:
- منطقة الحمل الزائد لفترة طويلة: عند 1.5 ضعف التيار المقنن (In)، يستغرق مصهر gG النموذجي من ساعة إلى 4 ساعات للاحتراق، مما يوفر حماية حرارية للكابلات دون حدوث أعطال مزعجة من العابرين العابرين.
- منطقة الحمل الزائد المتوسط: عند 5×In، ينخفض وقت الاحتراق إلى 2-5 ثوانٍ، مما يؤدي إلى إزالة الأحمال الزائدة المستمرة قبل تلف عزل الكابل.
- منطقة قصر الدائرة: عند 10×In وما فوق، يزيل المصهر التيار في غضون 0.1-0.2 ثانية، مما يوفر حماية سريعة من الأعطال.
تتطابق هذه الاستجابة المتدرجة مع الحدود الحرارية للكابل: يتحمل المصهر العابرين العابرين غير الضارين ولكنه يزيل التيارات الزائدة المستمرة قبل أن يصل الموصل إلى درجات حرارة ضارة. يتم التحقق من منحنى التيار الزمني مقابل “البوابات” الموحدة المحددة في IEC 60269-1، مما يضمن أداءً ثابتًا عبر الشركات المصنعة.
قدرة القطع والأشكال الفيزيائية
تفرض IEC 60269 حدًا أدنى لقدرة القطع يبلغ 6 كيلو أمبير لجميع وصلات المصهر في السلسلة. تتجاوز مصهرات gG الصناعية - وخاصة أنظمة NH (شفرة السكين) الموحدة بموجب IEC 60269-2 - بشكل شائع قدرة القطع 100 كيلو أمبير، مما يجعلها مناسبة للتركيبات ذات تيارات الأعطال المحتملة العالية جدًا بالقرب من الملفات الثانوية للمحولات أو نقاط التوزيع الرئيسية.
تتوفر مصهرات gG بأشكال فيزيائية متعددة:
- مصهرات NH (جهات اتصال شفرة السكين على طراز DIN): الأحجام 000، 00، 0، 1، 2، 3، 4 تغطي 2 أمبير إلى 1250 أمبير، مع أجسام خزفية وأطراف شفرة لتركيب اللوحة المثبتة بمسامير
- مصهرات أسطوانية (نمط الخرطوشة): الأقطار القياسية 10×38 مم، 14×51 مم، 22×58 مم للتقييمات من 1 أمبير إلى 125 أمبير، تستخدم في حوامل المصهرات أو قواعد DIN
- مصهرات BS المثبتة بمسامير (جسم مربع قياسي بريطاني): أحجام صناعية لتطبيقات التيار العالي
- مصهرات خرطوشة منزلية لكل IEC 60269-3: مع ترميز ميكانيكي لمنع استبدال التصنيف غير الصحيح
التطبيقات النموذجية
مصهرات gG هي العمود الفقري للتوزيع الكهربائي:
- حماية المغذي: حماية الدائرة الرئيسية والفرعية في لوحات التوزيع ولوحات التحكم وخزائن التحكم
- حماية الكابل: مطابقة تصنيف المصهر مع سعة الكابل لمنع تلف العزل من الحمل الزائد المستمر
- دوائر الإضاءة: توزيع الإضاءة التجارية والصناعية (كل من الإضاءة المتوهجة المقاومة والإضاءة التفريغية الاستقرائية)
- التوزيع العام للطاقة: الأحمال المختلطة في المباني التجارية والمرافق الصناعية والبنية التحتية
- حماية المحول الأساسي/الثانوي: حيث لا يكون تيار التدفق المغناطيسي مفرطًا
التنسيق والانتقائية
بالنسبة لمصهرات gG المتتالية (المنبع والمصب في نفس الدائرة)، تحدد إرشادات تطبيق IEC 60269-5 وبيانات الشركة المصنعة قاعدة 1.6×: يتم تحقيق الانتقائية الكلية عادةً عندما يكون التيار المقنن للمصهر في المنبع 1.6 مرة على الأقل من التيار المقنن للمصهر في المصب. بالنسبة لمجموعات الأجهزة الأخرى (gG مع قواطع الدائرة الكهربائية, المقاولون, ، أو فئات المصهرات الأخرى)، يجب التحقق من الانتقائية من خلال مقارنة منحنيات التيار الزمني وطاقة المرور (I²t) عبر نطاق الأعطال الكامل.
معايير الاختيار
حدد gG عندما:
- يكون الحمل مقاومًا في الغالب أو مختلطًا (إضاءة، تدفئة، توزيع عام)
- مطلوب حماية كاملة من الحمل الزائد وقصر الدائرة في جهاز واحد
- لا يتضمن التطبيق تيار تدفق بدء تشغيل المحرك العالي أو واجب DC/PV متخصص
- يتوافق التثبيت مع مجالات IEC 60269-2 (صناعي) أو IEC 60269-3 (منزلي)
لا تستخدم gG لدوائر المحرك حيث يتسبب تيار التدفق عند البدء في حدوث احتراق مزعج (استخدم aM)، أو لأنظمة الخلايا الكهروضوئية DC حيث قد تفشل المصهرات المقدرة للتيار المتردد في مقاطعة أقواس التيار المستمر (استخدم gPV).
فئة aM: مصهرات حماية المحرك
أأ م تم تصميم المصهرات خصيصًا لدوائر المحرك والمعدات المعرضة لتيارات بدء التشغيل العالية (الدوار المقفل). يتم تقسيم التسمية على النحو التالي a (نطاق جزئي، حماية قصر الدائرة فقط) + M (دوائر المحرك). على عكس مصهرات gG التي توفر حماية كاملة من الحمل الزائد، فإن مصهرات aM تتحمل عن قصد العابرين العابرين لبدء تشغيل المحرك - والتي يمكن أن تصل إلى 5-8 أضعاف تيار الحمل الكامل للمحرك - مع الاستمرار في توفير إزالة قصر الدائرة القوية.
لماذا تحتاج دوائر المحرك إلى مصهرات متخصصة
عندما يبدأ المحرك الحثي، فإنه يسحب تيار الدوار المقفل عادةً 6-8 أضعاف تيار الحمل الكامل المقدر لعدة ثوانٍ حتى يتسارع الدوار إلى سرعة التشغيل. سينفجر مصهر gG بحجم تيار تشغيل المحرك في كل مرة يبدأ فيها التشغيل. يؤدي زيادة حجم مصهر gG لتحمل البدء إلى التخلص من الحماية من الحمل الزائد، مما يجعل ملف المحرك عرضة للتلف الناتج عن التيار الزائد المستمر.
تحل فئة aM هذه المعضلة من خلال توفير نطاق جزئي حماية:
- يسمح ببدء تشغيل المحرك: تم تصميم عنصر المصهر والخاصية الزمنية للتيار لتحمل تيار تدفق المحرك دون أن ينفجر، حتى من خلال دورات بدء متعددة.
- يزيل قصر الدائرة: على الرغم من تحمل تيارات البدء، فإن المصهر يزيل بسرعة تيارات الأعطال الحقيقية التي تتجاوز مستويات الدوار المقفل للمحرك.
- يتطلب حماية منفصلة من الحمل الزائد: نظرًا لأن مصهرات aM لا تعمل في منطقة الحمل الزائد، يجب توفير الحماية الحرارية للمحرك بواسطة أجهزة منفصلة (مرحلات الحمل الزائد الحراري، قواطع حماية المحرك).
هذا التقسيم للعمل - aM لحماية الأعطال، والأجهزة الحرارية للحمل الزائد - هو ممارسة قياسية في التحكم الصناعي في المحركات.
الخصائص والسلوك الزمني للتيار
تتميز مصهرات aM بمنحنيات تيار زمني مختلفة تمامًا عن gG:
- لا يوجد تشغيل للحمل الزائد لفترة طويلة: على عكس gG، لا تنفجر مصهرات aM عمدًا عند 1.5-2×In. إنها تتحمل التيارات المستمرة في نطاق بدء تشغيل المحرك دون تشغيل.
- إزالة قصر الدائرة: عند التيارات الأعلى بكثير من الدوار المقفل للمحرك (عادةً >10-15×In)، يزيل المصهر بسرعة، على غرار gG في منطقة الأعطال.
- تحمل واجب البدء: تسمح الكتلة الحرارية وتصميم عنصر المصهر بامتصاص طاقة I²t لبدء تشغيل المحرك دون تلف، ويتم التحقق من ذلك من خلال الاختبار وفقًا لـ IEC 60269-2.
قدرة القطع والأشكال الفيزيائية
يتم تصنيع مصهرات aM بنفس التنسيقات الفيزيائية لمصهرات gG - بشكل أساسي شفرة السكين NH وأسلوب الخرطوشة الأسطوانية - ولكن بتصميم عنصر داخلي مختلف. تحقق مصهرات NH aM الصناعية عادةً قدرة كسر تزيد عن 100 كيلو أمبير، وهي مطابقة لمكافئات gG، لأن كلاهما يجب أن يقاطع نفس تيارات الأعطال المحتملة في المنشآت الصناعية.
التطبيقات النموذجية
تعتبر مصهرات aM هي الخيار القياسي لحماية المحركات في التحكم الصناعي:
- مغذيات المحركات: المصهرات الرئيسية التي تحمي دوائر المحركات الفردية في مراكز التحكم في المحركات (MCCs)، مع الملامسات النهائية و مرحلات الحمل الزائد الحراري إكمال نظام الحماية
- بادئات التشغيل المباشر (DOL): يتم دمجها مع الملامسات والأحمال الزائدة في تجميعات البادئ للمضخات والمراوح والضواغط والناقلات
- معدات العملية: المحركات التي تدير الآلات الصناعية حيث يتم استخدام التشغيل المباشر
- أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: محركات الضواغط والمراوح الكبيرة في التحكم في المناخ التجاري/الصناعي
يتم تحديد aM أينما يتم تشغيل المحركات مباشرة (وليس التشغيل الناعم أو التحكم في VFD) وسيتسبب تيار الاندفاع في بدء التشغيل في إزعاج مصهرات gG.
متطلبات التنسيق
نظرًا لأن مصهرات aM توفر حماية من قصر الدائرة فقط،, التنسيق مع أجهزة التحميل الزائد إلزامي. يتضمن نظام حماية المحرك الكامل عادةً ما يلي:
- مصهر aM: حماية من قصر الدائرة (إزالة الأعطال)
- مرحل الحمل الزائد الحراري أو قاطع حماية المحرك: حماية من الحمل الزائد (تيار زائد مستمر ناتج عن الحمل الزائد الميكانيكي، أحادي الطور، إلخ.)
- المقاول: جهاز تبديل للتحكم في البدء/الإيقاف
يجب أن يضمن التنسيق تعثر جهاز التحميل الزائد قبل أن ينفجر المصهر أثناء ظروف التحميل الزائد، بينما يزيل المصهر قبل تلف جهاز التحميل الزائد أو الملامس أثناء أعطال قصر الدائرة. يتطلب ذلك مقارنة منحنيات الوقت والتيار والتحقق من أن منحنى تعثر جهاز التحميل الزائد يقع بالكامل أسفل منحنى انصهار المصهر في منطقة التحميل الزائد.
معايير الاختيار
حدد aM عندما:
- حماية دوائر المحركات مع بدء التشغيل المباشر
- سيتسبب تيار بدء تشغيل المحرك في انفجار مصهرات gG بشكل مزعج
- يتم توفير حماية حرارية منفصلة من الحمل الزائد في نظام التحكم
- يتوافق التطبيق مع واجب المحرك الصناعي IEC 60269-2
لا تستخدم aM لدوائر التوزيع العامة (بدون حماية من الحمل الزائد)، أو للكابلات/المغذيات التي تتطلب حماية كاملة النطاق (استخدم gG)، أو حيث يجب توفير حماية المحرك بواسطة المصهر وحده (استخدم قواطع الدائرة المقدرة للمحرك بدلاً من ذلك).
فئة gPV: مصهرات الخلايا الكهروضوئية
gPV تم تصميم المصهرات خصيصًا لحماية أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والتي تحكمها المتطلبات التكميلية IEC 60269-6. يتم تقسيم التسمية على النحو التالي g (كامل النطاق، يغطي الحمل الزائد والماس الكهربائي) + PV (أنظمة الخلايا الكهروضوئية). تعالج هذه المصهرات التحديات الفريدة لحماية دائرة التيار المستمر في التركيبات الشمسية - التحديات التي تجعل المصهرات القياسية المقدرة للتيار المتردد غير كافية وربما خطيرة.
لماذا تتطلب أنظمة PV مصهرات متخصصة
تتصرف دوائر التيار المستمر بشكل مختلف جوهريًا عن التيار المتردد أثناء مقاطعة الأعطال:
- لا يوجد صفر تيار طبيعي: يعبر تيار التيار المتردد الصفر 100 أو 120 مرة في الثانية (أنظمة 50 هرتز أو 60 هرتز)، مما يوفر نقاط إطفاء القوس الطبيعية عندما ينفجر المصهر. تيار التيار المستمر مستمر - لا يوجد عبور للصفر. يجب على المصهر أن يجبر بنشاط على إطفاء القوس من خلال التصميم المادي.
- جهد تشغيل عالي: تعمل سلاسل PV الحديثة على نطاق المرافق بجهود تيار مستمر تصل إلى 1500 فولت، وهي أعلى بكثير من جهود توزيع التيار المتردد النموذجية.
- سيناريوهات التيار العكسي: في تكوينات السلسلة/المجموعة، إذا طورت سلسلة واحدة عطلًا، يمكن لسلاسل متوازية أخرى أن تغذي التيار مرة أخرى في العطل من خلال مصهر السلسلة المتأثرة.
- التعرض البيئي: غالبًا ما يتم تركيب مصهرات PV في صناديق التجميع في الهواء الطلق، وتخضع لدرجات الحرارة القصوى والتعرض للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة.
لهذه الأسباب،, استخدام مصهرات gG أو aM المقدرة للتيار المتردد في دوائر التيار المستمر PV غير آمن. توفر مصهرات gPV فقط التي تفي بـ IEC 60269-6 أداء مقاطعة التيار المستمر تم التحقق منه.
الخصائص والسلوك الزمني للتيار
توفر مصهرات gPV حماية كاملة النطاق مماثلة لـ gG، ولكنها مُحسَّنة لبيئة تشغيل PV:
- حماية الكابلات والسلاسل: تحمي خاصية الوقت والتيار كابلات PV وأسلاك السلسلة من ظروف التحميل الزائد والأعطال.
- قدرة كسر مقدرة للتيار المستمر: تم التحقق منه من خلال اختبار مقاطعة التيار المستمر وفقًا لـ IEC 60269-6، مع تأكيد الأداء عند جهد النظام (حتى 1500 فولت تيار مستمر).
- مصنفة لدورات عمل PV: تشهد أنظمة PV ملفات تعريف تحميل فريدة - توليد نهاري مع تيار يعتمد على درجة الحرارة، وخمول ليلي، وتأثيرات حافة السحابة العابرة.
اختلافات التصميم المادي
بالمقارنة مع مصهرات التيار المتردد المكافئة، فإن مصهرات gPV عادةً ما تكون:
- أطول: يوفر الطول المتزايد مسافة أكبر لمقاطعة القوس.
- مادة تعبئة متخصصة: رمل محسن لإخماد القوس أو مواد عازلة أخرى لقمع أقواس التيار المستمر.
- تصنيف جهد كهربائي أعلى: مصنفة بشكل صريح لخدمة التيار المستمر حتى 1000 فولت أو 1500 فولت.
التطبيقات النموذجية في التركيبات الشمسية
- حماية السلسلة: مصهرات فردية تحمي كل سلسلة PV في صناديق التجميع.
- حماية المجموعة الرئيسية: المصهرات الرئيسية على مخرجات صندوق التجميع التي تغذي العاكسات.
- تجميع/توزيع التيار المستمر: حماية كابلات التيار المستمر ومعدات التوزيع بين المصفوفات والعاكسات.
- أنظمة خارج الشبكة وأنظمة البطاريات: حماية دائرة التيار المستمر في التركيبات الشمسية المستقلة.
معايير الاختيار
حدد gPV عندما:
- حماية دوائر التيار المستمر في الأنظمة الكهروضوئية
- التشغيل بجهود التيار المستمر من 100 فولت إلى 1500 فولت
- حماية السلاسل/المصفوفات في التركيبات الشمسية المتصلة بالشبكة أو خارج الشبكة
- أي تطبيق يتطلب مقاطعة تيار مستمر في المجال الكهروضوئي
لا تستخدم gG أو aM (صمامات مصنفة للتيار المتردد) في دوائر التيار المستمر الكهروضوئية - فهي تفتقر إلى قدرة مقاطعة التيار المستمر وتشكل مخاطر السلامة. تحقق دائمًا من أن الصمام مصنف صراحةً لخدمة التيار المستمر بجهد النظام.
الاختلافات الفنية الرئيسية بين gG و aM و gPV
| المستوى الحالي | سلوك gG | سلوك aM | سلوك gPV |
| 1.5×In (حمل زائد) | ينفجر في 1-4 ساعات | يتحمل إلى أجل غير مسمى | ينفجر في 1-4 ساعات |
| 5×In (حمل زائد مستمر) | ينفجر في 2-5 ثوانٍ | يتحمل أو استجابة بطيئة | ينفجر في 2-5 ثوانٍ |
| 10×In (قصر الدائرة) | ينفجر في 0.1-0.2 ثانية | ينفجر في 0.1-0.2 ثانية | ينفجر في 0.1-0.2 ثانية |
تُظهر المنحنيات أن gG و gPV يعملان عبر الطيف الكامل، بينما “تتجاهل” aM منطقة الحمل الزائد للسماح ببدء تشغيل المحرك.
دليل الاختيار العملي: مطابقة فئة الصمام للتطبيق
الخطوة 1: تحديد نوع الحمل والخصائص الكهربائية
- الكابلات، والمغذيات، ودوائر التوزيع العامة مع الأحمال المقاومة أو المختلطة ← ضع في اعتبارك gG
- موتور الدوائر مع بدء التشغيل المباشر وتيار الدوار المقفل العالي ← ضع في اعتبارك aM
- دوائر التيار المستمر الكهروضوئية في التركيبات الشمسية ← تتطلب gPV
- أجهزة أشباه الموصلات (المقومات، الثايرستورات، العاكسات) ← ضع في اعتبارك gR/aR
الخطوة 2: حساب التيارات المستقرة والعابرة
حساب تيارات الحمل وتيار الاندفاع (بدء تشغيل المحرك، إلخ). بالنسبة للمحركات، استخدم صمامات aM بحجم 1.5-2.5×FLC لتحمل البدء. بالنسبة للدوائر العامة، قم بمطابقة gG مع سعة الكابل.
الخطوة 3: التحقق من الجهد وسعة القطع
تأكد من أن تصنيفات الجهد (التيار المتردد مقابل التيار المستمر) وسعة القطع (Icn/Icu) تتجاوز معلمات النظام.
الخطوة 4: التحقق من التنسيق والانتقائية
تطبيق قاعدة 1.6× للانتقائية gG. تنسيق صمامات aM مع مرحلات الحمل الزائد.
سيناريوهات الاختيار الشائعة
السيناريو 1: 50 كيلو واط / 400 فولت مغذي توزيع ثلاثي الأطوار: الحمل هو توزيع مختلط ← استخدم gG.
السيناريو 2: 22 كيلو واط / 400 فولت محرك تحريضي ثلاثي الأطوار، بدء تشغيل مباشر: تيار اندفاع عالي ← استخدم أأ م + مرحل الحمل الزائد.
السيناريو 3: سلسلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، 450 فولت تيار مستمر: دائرة التيار المستمر مع خطر التيار العكسي ← استخدم gPV.
الختام
توفر فئات الاستخدام IEC 60269 - gG و aM و gPV - إطارًا منهجيًا لتصنيف صمامات الجهد المنخفض حسب التطبيق المقصود والخصائص التشغيلية. هذه التسميات ليست مصطلحات تسويقية؛ إنها تحدد متطلبات الأداء التي تم التحقق منها واختبارها وتوثيقها في المعيار الدولي.
gG (للأغراض العامة) توفر الصمامات حماية كاملة النطاق للكابلات والمغذيات ودوائر التوزيع، وتغطي الحمل الزائد من خلال قصر الدائرة. إنها الخيار الافتراضي لمعظم تطبيقات التوزيع الكهربائي في البيئات المنزلية والصناعية.
aM (حماية المحرك) توفر الصمامات حماية جزئية النطاق مصممة خصيصًا لدوائر المحرك، وتتحمل تيارات بدء تشغيل الدوار المقفل العالية مع إزالة أعطال قصر الدائرة. يجب إقرانها بحماية حرارية منفصلة من الحمل الزائد لتشكيل نظام حماية كامل للمحرك.
gPV (كهروضوئي) تعالج الصمامات المتطلبات الفريدة للأنظمة الشمسية DC - أجسام صمامات ممتدة ومواد إطفاء القوس المتخصصة لمقاطعة تيارات التيار المستمر دون معابر صفرية طبيعية، ومصنفة لجهود التيار المستمر حتى 1500 فولت.
بالنسبة للمهندسين الكهربائيين وبناة اللوحات وموظفي الصيانة، يعد فهم هذه الفروق أمرًا ضروريًا لتشغيل النظام بشكل موثوق. يؤدي سوء التطبيق إلى عواقب يمكن التنبؤ بها: تتسبب صمامات gG في مهمة المحرك في رحلات إزعاج؛ توفر صمامات aM في دوائر التوزيع حماية غير كافية من الحمل الزائد؛ صمامات التيار المتردد في دوائر التيار المستمر الكهروضوئية تخاطر بفشل كارثي في المقاطعة.
يتطلب الاختيار المناسب تحليل خصائص الحمل (مقاوم/محرك/تيار مستمر)، وحساب التيارات المستقرة والعابرة، والتحقق من تصنيفات الجهد وسعة القطع، وضمان التنسيق مع أجهزة الحماية الأخرى، ومراعاة الظروف البيئية. يحدد رمز فئة الاستخدام المكون من حرفين على كل صمام IEC 60269 المهمة التي تم اختبارها والظروف التي تنطبق عليها التصنيفات المنشورة.
تقوم VIOX Electric بتصنيع صمامات الجهد المنخفض المصممة وفقًا لمعايير IEC 60269 عبر فئات gG و aM و gPV، مع وثائق فنية شاملة ودعم التطبيقات. للحصول على إرشادات حول المواصفات أو دراسات التنسيق أو استشارة فنية بشأن متطلبات الحماية من التيار الزائد، اتصل بفريق الهندسة في VIOX.
حدد فئة الصمام المناسبة للحماية الموثوقة. للتواصل مع فيوكس إلكتريك لمناقشة متطلبات صمام IEC 60269 الخاص بك.
