فهم إعدادات وحدة فصل قاطع التيار المقولب (MCCB): شرح Ir و Im و Isd و Ii

لماذا إعدادات وحدة فصل قاطع التيار المقولب (MCCB) مهمة: أساس الحماية الكهربائية

تتطلب أنظمة توزيع الطاقة الكهربائية الحديثة حماية دقيقة وموثوقة ضد الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة. في قلب هذه الحماية يكمن molded case circuit breaker (MCCB) وحدة الفصل - “الدماغ” الذي يحدد متى وكيف يستجيب القاطع لظروف الأعطال. على عكس قواطع الدائرة المصغرة ذات الفصل الثابت،, مركبات MCCBs المزودة بوحدات فصل قابلة للتعديل تمنح المهندسين المرونة اللازمة لتكييف خصائص الحماية مع تطبيقات محددة، وتحسين التنسيق بين أجهزة الحماية، ومنع التوقف غير الضروري الناتج عن الفصل المزعج.

فهم المعلمات الأربع الأساسية لوحدة الفصل -Ir (الحماية من الحمل الزائد طويل الأمد)،, Im (الحماية من التيار القصير)،, Isd (التقاط التيار القصير)، و Ii (الحماية الفورية) - أمر ضروري لأي شخص يشارك في تصميم النظام الكهربائي أو بناء اللوحات أو صيانة المرافق. يمكن أن تؤدي الإعدادات غير الصحيحة إلى حماية غير كافية أو فشل في التنسيق أو رحلات خاطئة متكررة تعطل العمليات. يشرح هذا الدليل الشامل كل معلمة، ويقدم طرق حساب عملية، ويوضح كيفية تكوين VIOX وحدات فصل قاطع التيار المقولب (MCCB) لتحقيق الأداء الأمثل والسلامة.

وحدات الفصل الحرارية المغناطيسية مقابل الإلكترونية: فهم التكنولوجيا

قبل الخوض في معلمات محددة، من الضروري فهم الاثنين الرئيسيين أنواع قواطع الدائرة تقنيات الفصل وكيف تختلف في الوظائف وقابلية التعديل.

الجدول 1: مقارنة بين وحدة الفصل الحرارية المغناطيسية والإلكترونية

الميزة	وحدة الفصل الحرارية المغناطيسية	وحدة الفصل الإلكترونية
مبدأ التشغيل	شريط ثنائي المعدن (حراري) + ملف كهرومغناطيسي (مغناطيسي)	محولات التيار (CTs) + معالج دقيق
تعديل Ir	محدود أو ثابت (عادةً 0.7-1.0 × In)	نطاق واسع (عادةً 0.4-1.0 × In)
تعديل Isd	غير متوفر (مدمج مع Ii)	قابل للتعديل بالكامل (1.5-10 × Ir)
تعديل Ii	نطاق ثابت أو محدود (عادةً 5-10 × In)	نطاق واسع (2-15 × Ir أو أعلى)
تعديل تأخير الوقت	منحنى عكسي ثابت	tsd قابل للتعديل (0.05-0.5 ثانية نموذجي)
حماية I²t	غير متوفر	متوفر في الوحدات المتقدمة
الدقة	±20% نموذجي	±5-10% نموذجي
حساسية درجة الحرارة	يتأثر بدرجة الحرارة المحيطة	يتم تعويضه إلكترونيًا
حماية من الأعطال الأرضية	يتطلب وحدة منفصلة	غالبًا ما يتم دمجه (إعداد Ig)
العرض/التشخيص	لا أحد	شاشة LCD، تسجيل الأحداث، الاتصال
التكلفة	أقل	أعلى
التطبيقات النموذجية	مغذيات بسيطة، أحمال ثابتة	المحركات والمولدات والتنسيق المعقد

رؤية أساسية: توفر وحدات الفصل الإلكترونية مرونة ودقة أكبر بكثير، مما يجعلها ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تنسيقًا محكمًا أو حماية المحرك أو التكامل مع أنظمة إدارة المباني. تقدم VIOX كلتا التقنيتين، مع التوصية بالوحدات الإلكترونية للمنشآت التي تتطلب ميزات حماية متقدمة.

معلمات الحماية الأساسية الأربعة: شرح Ir و Im و Isd و Ii

الجدول 2: مرجع سريع لمعلمات وحدة الفصل

المعلمة	الاسم الكامل	وظيفة الحماية	النطاق النموذجي	خاصية الوقت	الغرض الأساسي
Ir	تيار التقاط الوقت الطويل	الحماية الحرارية/من الحمل الزائد	0.4-1.0 × In	وقت عكسي (tr)	يحمي الموصلات من الأحمال الزائدة المستمرة
Im	الحماية من التيار القصير	غير متوفر (مدمج مع Isd)	غير متاح	غير متاح	مصطلح قديم، انظر Isd
Isd	تيار التقاط التيار القصير	الحماية من الدائرة القصيرة مع التأخير	1.5-10 × Ir	زمن محدد (tsd)	يسمح للأجهزة الموجودة في اتجاه المصب بإزالة الأعطال أولاً
Ii	تيار الالتقاط اللحظي	حماية فورية من قصر الدائرة	2-15 × Ir (أو أعلى)	لا يوجد تأخير (<0.05 ثانية)	يحمي من الأعطال الشديدة
tr	تأخير طويل الأمد	زمن فصل الحمل الزائد	منحنى عكسي ثابت	عكسي (I²t)	يطابق السعة الحرارية للموصل
tsd	تأخير قصير الأمد	تأخير قصر الدائرة	0.05-0.5 ثانية	زمن محدد	يتيح تنسيق الانتقائية

ملاحظة حول المصطلحات: يُستخدم مصطلح “Im” أحيانًا بالتبادل مع “Isd” في الأدبيات القديمة، ولكن معايير IEC 60947-2 و UL 489 الحديثة تشير بشكل أساسي إلى Isd لالتقاط التيار القصير الأمد و Ii لالتقاط التيار اللحظي. يستخدم هذا الدليل المصطلحات القياسية الحالية.

Ir (حماية طويلة الأمد): تحديد تصنيف التيار المستمر

Ir يمثل تصنيف التيار المستمر لوحدة الفصل - الحد الأقصى للتيار الذي سيحمله القاطع إلى أجل غير مسمى دون فصل. هذا هو الإعداد الأساسي ويجب مطابقته بعناية مع الحمل وسعة الموصل.

كيف يعمل Ir

تستخدم وظيفة الحماية طويلة الأمد إما شريطًا ثنائي المعدن (حراري-مغناطيسي) أو استشعارًا إلكترونيًا (وحدات فصل إلكترونية) لمراقبة تيار الحمل. عندما يتجاوز التيار إعداد Ir، تبدأ خاصية الزمن العكسي: كلما زاد الحمل الزائد، زادت سرعة الفصل. يحاكي هذا السلوك الحراري للموصلات والمعدات المتصلة، مما يوفر وقتًا للأحمال الزائدة المؤقتة (بدء تشغيل المحرك، تيار الاندفاع للمحول) مع الحماية من الأحمال الزائدة المستمرة التي قد تتلف العزل.

حساب Ir

الصيغة الأساسية:

Ir = تيار الحمل (IL) ÷ عامل التحميل

الممارسة القياسية:

• للأحمال المستمرة: Ir = IL ÷ 0.8 (تحميل 80٪ لكل NEC/IEC)
• للأحمال غير المستمرة: Ir = IL ÷ 0.9 (تحميل 90٪ مقبول)

مثال على ذلك:
يتطلب حمل مستمر 100 أمبير: Ir = 100A ÷ 0.8 = 125A

إذا كان MCCB الخاص بك يحتوي على In = 160A، فاضبط قرص Ir على: 125A ÷ 160A = 0.78 (تقريبًا إلى أقرب إعداد متاح، عادةً 0.8)

اعتبارات إعداد Ir

1. سعة الموصل: يجب ألا يتجاوز Ir سعة أصغر موصل في الدائرة
2. درجة الحرارة المحيطة: تعوض وحدات الفصل الإلكترونية تلقائيًا؛ قد تتطلب الوحدات الحرارية المغناطيسية تخفيض التصنيف
3. أحمال المحرك: ضع في الاعتبار عامل الخدمة ومدة تيار البدء
4. التوسع المستقبلي: يقوم بعض المهندسين بضبط Ir أعلى قليلاً لاستيعاب نمو الحمل، ولكن يجب ألا يؤدي ذلك إلى المساس بحماية الموصل

Isd (التقاط التيار القصير الأمد): حماية من قصر الدائرة منسقة

Isd يحدد مستوى التيار الذي يتم عنده تنشيط الحماية قصيرة الأمد. على عكس الحماية اللحظية، تتضمن الحماية قصيرة الأمد تأخيرًا مقصودًا (tsd) للسماح لأجهزة الحماية الموجودة في اتجاه المصب بإزالة الأعطال أولاً - جوهر تنسيق الانتقائية.

كيف يعمل Isd

عندما يتجاوز تيار العطل عتبة Isd، تبدأ وحدة الفصل مؤقتًا (tsd). إذا استمر العطل بعد تأخير tsd، يتم فصل القاطع. إذا قام قاطع في اتجاه المصب بإزالة العطل قبل انتهاء صلاحية tsd، يظل القاطع الموجود في اتجاه المنبع مغلقًا، مما يحد من الانقطاع في الفرع المعطل.

حساب Isd

الصيغة الأساسية:

Isd = (1.5 إلى 10) × Ir

معايير الاختيار:

• الحد الأدنى للإعداد: يجب أن يتجاوز الحد الأقصى للتيارات العابرة المتوقعة (بدء تشغيل المحرك، تيار الاندفاع للمحول)
• الإعدادات القصوى: يجب أن يكون أقل من تيار العطل المتاح في موقع القاطع
• شرط التنسيق: يجب أن يكون أعلى من إعداد Ii للقاطع الموجود في اتجاه المصب

مثال على ذلك:
لـ Ir = 400A:

• الحد الأدنى لـ Isd: 1.5 × 400A = 600A (يتجنب الفصل المزعج الناتج عن تيار الاندفاع)
• Isd النموذجي: 6 × 400A = 2,400A (شائع لحماية المغذي)
• الحد الأقصى لـ Isd: مقيد بتقييم القاطع لـ قدرة تحمل دائرة القصر (Icu/Ics)

Isd مقابل Ii: متى يتم استخدام كل منهما

• استخدم Isd (مع تأخير tsd): على القواطع الرئيسية والمغذية حيث تكون الانتقائية مع الأجهزة الموجودة في اتجاه المصب مطلوبة
• استخدم Ii (بدون تأخير): على الدوائر الفرعية النهائية حيث يكون التعثر الفوري مقبولاً ولا توجد حاجة إلى تنسيق في اتجاه المصب
• تعطيل Isd: في بعض التطبيقات، يتم ضبط Isd على “إيقاف التشغيل” ويتم استخدام Ii فقط للتبسيط

Ii (الحماية الفورية): حماية فورية من الأعطال العالية

Ii يوفر تعثرًا فوريًا (عادةً <50 مللي ثانية، غالبًا <20 مللي ثانية) عندما يصل تيار العطل إلى مستويات عالية للغاية. هذا هو خط الدفاع الأخير ضد الأعطال الكارثية التي يمكن أن تسبب تقوسًا أو حريقًا أو تدمير المعدات.

كيف يعمل Ii

عندما يتجاوز التيار حد Ii، ترسل وحدة الفصل على الفور إشارة فصل إلى آلية القاطع دون أي تأخير متعمد. تقلل هذه الاستجابة السريعة من طاقة القوس وتحد من الأضرار أثناء الأعطال الشديدة مثل دوائر القصر المثبتة بمسامير.

حساب Ii

الصيغة الأساسية:

Ii ≥ 1.5 × Isd

معايير الاختيار:

• الحد الأدنى للإعداد: يجب أن يكون أعلى بـ 1.5 مرة على الأقل من Isd لتجنب التداخل
• تطبيقات المحركات: يجب أن يتجاوز تيار الدوار المقفل (عادةً 8-12 × FLA)
• التنسيق: يجب أن يكون أقل من Isd للقاطع الموجود في اتجاه المنبع للحفاظ على الانتقائية
• تيار الخطأ المتاح: يجب أن يكون أقل من تيار دائرة القصر المحتمل في نقطة التركيب

مثال على ذلك:
بالنسبة إلى Isd = 2,400A:

• الحد الأدنى لـ Ii: 1. 5 × 2,400A = 3,600A
• Ii النموذجي: 12 × Ir = 12 × 400A = 4,800A (إعداد شائع)

اعتبارات خاصة لـ Ii

1. اندفاع المحولات: يجب أن يتجاوز Ii اندفاع المغنطة (عادةً 8-12 × التيار المقنن لمدة 0.1 ثانية)
2. بدء تشغيل المحرك: لـ تطبيقات حماية المحرك, ، يجب أن يتجاوز Ii تيار الدوار المقفل
3. تقليل الوميض القوسي: تقلل إعدادات Ii المنخفضة (حيثما يسمح بذلك) من طاقة الحوادث الناتجة عن الوميض القوسي
4. التعثر المزعج: يؤدي ضبط Ii منخفضًا جدًا إلى حدوث تعثرات خاطئة أثناء عمليات التبديل العادية

التأخيرات الزمنية: شرح tr و tsd

tr (تأخير طويل الأمد)

إن tr تحدد المعلمة خاصية الوقت العكسي للحماية طويلة الأمد. في معظم وحدات الفصل الإلكترونية، لا يمكن تعديل tr مباشرةً ولكنه يتبع منحنى I²t قياسيًا. يضمن المنحنى أن وقت الفصل يتناقص مع زيادة حجم الحمل الزائد:

• عند 1.05 × Ir: لا يوجد تعثر (نطاق التسامح)
• عند 1.2 × Ir: تعثر في <ساعتين (إلكتروني) أو <ساعة واحدة (حراري مغناطيسي)
• عند 6 × Ir: تعثر في ثوانٍ (انتقال إلى منطقة الوقت القصير)

نقطة رئيسية: يتم معايرة منحنى tr في المصنع لمطابقة الحدود الحرارية للموصل وفقًا للمعيارين IEC 60947-2 و UL 489. لا يقوم المهندسون عادةً بضبط tr مباشرةً ولكنهم يختارونه عن طريق اختيار نموذج وحدة الفصل المناسب.

tsd (تأخير قصير الأمد)

إن tsd المعلمة هي التأخير الزمني المحدد للحماية قصيرة الأمد. تتضمن الإعدادات الشائعة ما يلي:

• 0.05 ثانية: الحد الأدنى من التأخير للتنسيق الأساسي
• 0.1s: الإعداد القياسي لمعظم التطبيقات
• 0.2 ثانية: تنسيق محسن في الأنظمة المعقدة
• 0.4 ثانية: الحد الأقصى من التأخير للتنسيق العميق (يتطلب تصنيف Icw عاليًا)

قاعدة التنسيق: يجب أن يكون tsd في اتجاه المنبع أطول بـ 0.1-0.2 ثانية على الأقل من إجمالي وقت التصفية للقاطع الموجود في اتجاه المصب لضمان الانتقائية.

حماية I²t: الذاكرة الحرارية للتنسيق المحسن

تتضمن وحدات الفصل الإلكترونية المتقدمة حماية I²t, ، والتي تأخذ في الاعتبار التأثير الحراري التراكمي للأحمال الزائدة أو الأعطال المتكررة. تمنع هذه “الذاكرة الحرارية” التعثر المزعج الناتج عن ارتفاعات التيار القصيرة وغير الضارة مع الاستمرار في الحماية من الإجهاد الحراري المستمر.

متى يتم تمكين I²t:

• دوائر المحركات ذات البدايات المتكررة
• دوائر المحولات ذات الاندفاع المتكرر
• الأنظمة ذات الأحمال العابرة العالية
• التنسيق مع الصمامات الموجودة في اتجاه المنبع

متى يتم تعطيل I²t:

• حماية المولد (مطلوب استجابة فورية)
• الأحمال الحرجة حيث أي تأخير غير مقبول
• أنظمة شعاعية بسيطة بدون احتياجات تنسيق معقدة

أمثلة عملية للإعداد حسب التطبيق

الجدول 3: إعدادات وحدة الفصل النموذجية حسب التطبيق

التطبيق	تيار الحمل (IL)	إعداد Ir	إعداد Isd	إعداد Ii	إعداد tsd	الملاحظات
قاطع التيار الرئيسي (1600A)	1280A	1.0 × In = 1600A	10 × Ir = 16,000A	15 × Ir = 24,000A	0.4 ثانية	أقصى قدر من الانتقائية مع المغذيات
المغذي (400A)	320 أمبير	0.8 × In = 320A	6 × Ir = 1,920A	12 × Ir = 3,840A	0.2 ثانية	ينسق مع الرئيسي والفروع
فرع المحرك (100A)	75A FLA	0.9 × In = 90A	8 × Ir = 720A	12 × Ir = 1,080A	إيقاف (Ii فقط)	يستوعب 6 × LRA
الإضاءة / المقبس (63A)	50A	0.8 × In = 50A	إيقاف التشغيل	10 × Ir = 500A	غير متاح	حماية بسيطة، لا حاجة للتنسيق
الجانب الأولي للمحول (250A)	200 أمبير	0.8 × In = 200A	10 × Ir = 2,000A	12 × Ir = 2,400A	0.1s	يتحمل تيار الاندفاع 10 مرات لمدة 0.1 ثانية
المولد (800A)	640A	0.8 × In = 640A	3 × Ir = 1,920A	6 × Ir = 3,840A	0.05 ثانية	إزالة سريعة لحماية المولد
خرج UPS (160A)	128A	0.8 × In = 128A	إيقاف التشغيل	8 × Ir = 1,024A	غير متاح	فوري فقط، لا ضرر على البطارية

أمثلة حسابية للإعداد خطوة بخطوة

الجدول 4: أمثلة حسابية للإعداد

الخطوة	مثال 1: مغذي 400A	مثال 2: فرع محرك 100A	مثال 3: رئيسي 1600A
1. تحديد الحمل	حمل مستمر 320A	محرك 75A (FLA)، 450A LRA	حمل كلي 1280A
2. حساب Ir	320A ÷ 0.8 = 400A اضبط Ir = 1.0 × 400A = 400A	75A ÷ 0.9 = 83A قرّب إلى إطار 100A اضبط Ir = 0.9 × 100A = 90A	1280A ÷ 0.8 = 1600A ضبط Ir = 1.0 × 1600A = 1600A
3. حساب Isd	الحاجة إلى التنسيق مع فروع 100A ضبط Isd = 6 × 400A = 2,400A	بدء تشغيل المحرك: 450A LRA ضبط Isd = 8 × 90A = 720A (يتجاوز 450A LRA)	التنسيق مع مغذيات 400A ضبط Isd = 10 × 1600A = 16,000A
4. حساب Ii	يجب أن يتجاوز Isd بمقدار 1.5× ضبط Ii = 12 × 400A = 4,800A (2× Isd، هامش جيد)	يجب أن يتجاوز LRA ضبط Ii = 12 × 90A = 1,080A (2.4× LRA، كافٍ)	يجب أن يتجاوز Ii الخاص بالمغذي ضبط Ii = 15 × 1600A = 24,000A (5× Ii الخاص بالمغذي)
5. ضبط التأخيرات الزمنية	tsd = 0.2 ثانية (يسمح لفروع 100A بـ 0.1 ثانية للتصفية)	tsd = إيقاف (استخدم Ii فقط للتبسيط)	tsd = 0.4 ثانية (أقصى قدر من الانتقائية)
6. التحقق من التنسيق	✓ Isd (2,400A) > Ii الخاص بالفرع (1,080A) ✓ tsd (0.2 ثانية) > وقت تصفية الفرع	✓ Ii (1,080A) < Isd الخاص بالمغذي (2,400A) ✓ لا حاجة إلى تنسيق المنبع	✓ Isd (16,000A) > Ii الخاص بالمغذي (4,800A) ✓ tsd (0.4 ثانية) > tsd الخاص بالمغذي + 0.2 ثانية

الانتقائية والتنسيق: العلاقة الحاسمة

التنسيق السليم بين أجهزة الحماية في المنبع والمصب أمر ضروري لتقليل نطاق الانقطاع أثناء الأعطال. الهدف: يجب أن يفصل القاطع الأقرب إلى العطل فقط، مع ترك بقية النظام مزودًا بالطاقة.

الجدول 5: قواعد تنسيق الانتقائية

شرط التنسيق	القاعدة	مثال على ذلك
Ir في المنبع مقابل Ir في المصب	Ir في المنبع ≥ 2× Ir في المصب	رئيسي 1600A، مغذي 400A (نسبة 4×)
Isd في المنبع مقابل Ii في المصب	Isd في المنبع > Ii في المصب	Isd الرئيسي 16,000A > Ii الخاص بالمغذي 4,800A
tsd في المنبع مقابل وقت التصفية في المصب	tsd في المنبع ≥ إجمالي التصفية في المصب + 0.1-0.2 ثانية	tsd الرئيسي 0.4 ثانية > المغذي (0.2 ثانية + 0.1 ثانية تصفية)
Ii في المنبع مقابل Ii في المصب	Ii في المنبع ≥ 2× Ii في المصب	Ii الرئيسي 24,000A > Ii الخاص بالمغذي 4,800A (نسبة 5×)
تنسيق I²t	I²t في المنبع > I²t في المصب	I²t الرئيسي قيد التشغيل، I²t الخاص بالمغذي قيد التشغيل أو الإيقاف

مبدأ التنسيق الرئيسي: يجب أن يكون لكل جهاز في المنبع إعدادات التقاط أعلى وتأخيرات زمنية أطول من الجهاز الموجود في المصب الذي يحميه. هذا يخلق “تسلسلًا” من الحماية حيث يفصل أصغر قاطع أولاً، ثم الأكبر التالي، وهكذا.

التنسيق المتقدم: بالنسبة للأنظمة المعقدة، استخدم برنامج تحليل منحنى التيار الزمني (يقدم العديد من الشركات المصنعة أدوات مجانية) للتحقق من التنسيق عبر جميع مستويات تيار العطل. يمكن أن يساعد الدعم الفني لـ VIOX في اختيار حماية الدائرة ودراسات التنسيق.

أخطاء الإعداد الشائعة والحلول

الجدول 6: أخطاء الإعداد الشائعة والحلول

خطأ	العواقب	النهج الصحيح	وقاية
Ir مضبوطة على قيمة عالية جدًا	ارتفاع درجة حرارة الموصل، تلف العزل	حساب Ir بناءً على سعة الموصل، وليس حجم إطار القاطع	تحقق دائمًا من أن Ir ≤ سعة الموصل
ضبط Ir منخفضًا جدًا	التعثر المزعج أثناء التشغيل العادي	احتساب الحمل المستمر + هامش الأمان (قاعدة 80%)	قياس تيار الحمل الفعلي قبل الضبط
Isd = Ii (بدون فصل)	فقدان الانتقائية، كلتا الوظيفتين تتعثران في وقت واحد	التأكد من أن Ii ≥ 1.5 × Isd	استخدام النسب الموصى بها من قبل الشركة المصنعة
tsd قصير جدًا	قاطع التيار العلوي يتعثر قبل أن يزيل القاطع السفلي الخطأ	إضافة هامش 0.1-0.2 ثانية لوقت إزالة الخطأ في القاطع السفلي	حساب إجمالي وقت إزالة الخطأ بما في ذلك وقت القوس الكهربائي
tsd طويل جدًا	مدة تيار الخطأ المفرطة، تلف المعدات	موازنة احتياجات التنسيق مع تصنيفات تحمل المعدات	التحقق من أن تصنيف Icw للقاطع يدعم مدة tsd
ضبط Ii أقل من LRA للمحرك	تعثر القاطع عند بدء تشغيل المحرك	ضبط Ii ≥ 1.2 × تيار الدوار المقفل	الحصول على بيانات لوحة اسم المحرك قبل الضبط
تجاهل I²t	تعثر مبكر من العابرين غير الضارين	تمكين I²t للأحمال ذات التدفق الداخلي المتكرر	فهم خصائص الحمل
لا توجد دراسة تنسيق	أنماط تعثر عشوائية، انقطاعات كبيرة	إجراء تحليل منحنى التيار الزمني	استخدام برنامج التنسيق أو استشارة الشركة المصنعة
نسيان درجة الحرارة المحيطة	الوحدات الحرارية المغناطيسية تتعثر مبكرًا في البيئات الحارة	تطبيق عوامل تخفيض التصنيف أو استخدام وحدات تعثر إلكترونية	قياس درجة الحرارة الداخلية الفعلية للوحة

نصيحة احترافية: توثيق جميع إعدادات وحدة التعثر على مخططات اللوحة والحفاظ على قاعدة بيانات للإعدادات. تسمح العديد من وحدات التعثر الإلكترونية بتحميل/تنزيل الإعدادات عبر البرنامج، مما يجعل التشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها أسهل بكثير.

استكشاف أخطاء وحدة التعثر وإصلاحها

• العرض: تعثر مزعج متكرر
  • التحقق مما إذا كان Ir مضبوطًا منخفضًا جدًا للحمل الفعلي
  • التحقق من أن Ii ليس أقل من تيارات بدء تشغيل المحرك أو التدفق الداخلي للمحول
  • التأكد من أن درجة الحرارة المحيطة ضمن تصنيف القاطع
  • فحص التوصيلات غير المحكمة التي تسبب انخفاض الجهد وارتفاعات التيار
• العرض: فشل القاطع في التعثر أثناء الحمل الزائد
  • التحقق من أن إعداد Ir يطابق متطلبات الحمل
  • التحقق مما إذا كانت الوحدة الحرارية المغناطيسية معوضة لدرجة الحرارة
  • اختبار وظائف وحدة التعثر وفقًا لإجراءات الشركة المصنعة
  • التأكد من أن القاطع لم يصل إلى نهاية عمره الكهربائي
• العرض: فقدان الانتقائية (تعثر القاطع الخاطئ)
  • مراجعة دراسة التنسيق - قد يكون Isd العلوي منخفضًا جدًا
  • التحقق من أن إعدادات tsd توفر هامشًا زمنيًا كافيًا
  • التحقق مما إذا كان Ii للقاطع السفلي يتجاوز Isd العلوي
  • التأكد من أن مستويات تيار الخطأ تتطابق مع افتراضات التصميم
• العرض: لا يمكن ضبط قيمة Ir المطلوبة
  • التحقق مما إذا كانت قابس التصنيف (إذا كان مزودًا) يحد من نطاق الضبط
  • التحقق من أن نموذج وحدة التعثر يدعم نطاق Ir المطلوب
  • التفكير في التغيير إلى حجم إطار أو نموذج وحدة تعثر مختلف

بالنسبة للمشكلات المستمرة، يمكن لدعم VIOX الفني توفير تشخيصات عن بعد لوحدات التعثر الإلكترونية ذات إمكانات الاتصال، أو إرشادك خلال إجراءات الاختبار المنهجية.

التكامل مع الأنظمة الحديثة

توفر وحدات التعثر الإلكترونية المتقدمة من VIOX ميزات تتجاوز حماية LSI الأساسية:

• بروتوكولات الاتصال: Modbus RTU، Profibus، Ethernet للتكامل مع SCADA/BMS
• تسجيل الأحداث: يسجل أحداث التعثر وملفات تعريف الحمل وظروف الإنذار
• الصيانة التنبؤية: يراقب تآكل التلامس وعدد العمليات والإجهاد الحراري
• الضبط عن بعد: ضبط المعلمات عبر البرنامج دون فتح اللوحة
• حماية من الأعطال الأرضية: إعداد Ig مدمج لحماية الأفراد والمعدات
• تقليل الوميض القوسي: يقلل وضع الصيانة مؤقتًا من Ii لتقليل طاقة الحوادث

هذه الميزات ذات قيمة خاصة في شحن المركبات الكهربائية التجارية, ومراكز البيانات والبنية التحتية الحيوية حيث تكون تكاليف التوقف عن العمل مرتفعة والصيانة الاستباقية ضرورية.

الأسئلة الشائعة: إعدادات وحدة فصل قاطع التيار المقولب (MCCB)

س: ماذا يعني Ir في وحدة فصل قاطع التيار المقولب (MCCB)؟

ج: يرمز Ir إلى “تيار الالتقاط طويل الأمد” أو “إعداد التيار المقنن”. وهو يمثل التيار المستمر الذي سيحمله القاطع دون فصل، وعادة ما يكون قابلاً للتعديل من 0.4 إلى 1.0 ضعف التصنيف الاسمي للقاطع (In). على سبيل المثال، إذا كان لديك قاطع 400 أمبير (In = 400A) وقمت بتعيين Ir إلى 0.8، يصبح التصنيف المستمر الفعال 320 أمبير. يحمي Ir من الأحمال الزائدة المستمرة باستخدام خاصية الوقت العكسي - فكلما زاد الحمل الزائد، زادت سرعة الفصل.

س: كيف يمكنني حساب إعداد Ir الصحيح للحمل الخاص بي؟

ج: استخدم الصيغة: Ir = تيار الحمل ÷ 0.8 (للأحمال المستمرة وفقًا لقاعدة NEC/IEC 80%). على سبيل المثال، يتطلب الحمل المستمر 100 أمبير Ir = 100A ÷ 0.8 = 125A. إذا كان القاطع الخاص بك لديه In = 160A، فاضبط قرص Ir على 125A ÷ 160A = 0.78 (قرّب إلى 0.8 إذا كان هذا هو أقرب إعداد). تحقق دائمًا من أن Ir لا يتجاوز سعة الأمبير لأصغر موصل في الدائرة، و ضع في الاعتبار تخفيض القدرة بسبب درجة الحرارة المحيطة إذا لزم الأمر.

س: ما الفرق بين Isd و Ii؟

A: Isd (التقاط ماس كهربائي قصير الأمد) و Ii (التقاط فوري) كلاهما يحمي من ماس كهربائي، ولكن بأوقات استجابة مختلفة. يتضمن Isd تأخيرًا زمنيًا مقصودًا (tsd، عادةً 0.05-0.4 ثانية) للسماح للقواطع الموجودة في اتجاه المصب بإزالة الأعطال أولاً، مما يتيح الانتقائية. يوفر Ii فصلًا فوريًا (<50 مللي ثانية) بدون تأخير للأعطال الشديدة. فكر في Isd على أنه “حماية منسقة” و Ii على أنه “حماية الملاذ الأخير”. في نظام منسق بشكل صحيح، يجب تعيين Ii على الأقل 1.5 ضعف Isd لتجنب التداخل.

س: لماذا أحتاج إلى تأخير ماس كهربائي قصير الأمد (tsd) بدلاً من الفصل الفوري؟

ج: يتيح تأخير ماس كهربائي قصير الأمد selectivity—القدرة على عزل الدائرة المعيبة فقط مع الحفاظ على تنشيط بقية النظام. بدون tsd، يمكن أن يؤدي وجود عطل في أي مكان في النظام إلى فصل القاطع الرئيسي، مما يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي الكامل. من خلال إضافة تأخير من 0.1 إلى 0.4 ثانية للقواطع الموجودة في اتجاه المنبع، فإنك تمنح القواطع الموجودة في اتجاه المصب وقتًا لإزالة الأعطال أولاً. هذا يقلل من نطاق الانقطاع ويحسن موثوقية النظام. ومع ذلك، يتطلب tsd أن يكون القاطع قادرًا على تحمل تيار العطل لمدة التأخير (تحقق من تصنيف Icw).

س: هل يمكنني تعيين Ii أقل من Isd؟

ج: لا، هذا خطأ شائع يبطل الغرض من وجود منطقتي حماية منفصلتين. يجب أن يكون Ii دائمًا أعلى من Isd (عادةً ما يكون أعلى بـ 1.5-2 مرة) للحفاظ على التنسيق المناسب. إذا كان Ii ≤ Isd، فسيتم تنشيط كلتا الوظيفتين في وقت واحد أثناء العطل، مما يلغي فائدة الحماية من ماس كهربائي قصير الأمد مع تأخير الوقت. تمنع معظم وحدات الفصل الحديثة هذا الخطأ عن طريق ضبط Ii تلقائيًا إذا حاولت تعيينه أسفل Isd، ولكن تحقق دائمًا من إعداداتك بعد الضبط.

س: ما هي حماية I²t ومتى يجب أن أستخدمها؟

A: حماية I²t (تسمى أيضًا “الذاكرة الحرارية”) تأخذ في الاعتبار التأثير الحراري التراكمي للتيار بمرور الوقت. إنه يمنع الفصل المزعج الناتج عن ارتفاعات التيار القصيرة وغير الضارة (بدء تشغيل المحرك، تيار التدفق المحول) مع الاستمرار في الحماية من الإجهاد الحراري المستمر. قم بتمكين I²t من أجل: دوائر المحرك ذات البدايات المتكررة، أو الملفات الأولية للمحولات، أو أي حمل مع تيارات تدفق عالية متكررة. قم بتعطيل I²t من أجل: حماية المولد (حيث تكون الاستجابة الفورية ضرورية)، أو الأنظمة الشعاعية البسيطة، أو التطبيقات التي يكون فيها أي تأخير غير مقبول. يعتبر I²t مفيدًا بشكل خاص لتحقيق التنسيق مع الصمامات الموجودة في اتجاه المنبع.

س: كيف يمكنني تنسيق إعدادات الفصل بين القواطع الموجودة في اتجاه المنبع واتجاه المصب؟

ج: اتبع هذه القواعد: (1) Ir في المنبع ≥ 2× Ir في المصب للتعامل مع الأحمال المجمعة؛ (2) Isd في المنبع > Ii في المصب بحيث لا تتداخل الحماية الفورية للقاطع الموجود في اتجاه المصب مع ماس كهربائي قصير الأمد في اتجاه المنبع؛ (3) يجب أن يكون tsd في اتجاه المنبع ≥ وقت إزالة الإجمالي في اتجاه المصب + هامش 0.1-0.2 ثانية للتأكد من أن القاطع الموجود في اتجاه المصب يزيل العطل أولاً؛ (4) Ii في المنبع ≥ 2× Ii في المصب للنسخ الاحتياطي النهائي. استخدم برنامج تحليل منحنى التيار الزمني للتحقق من التنسيق عبر جميع مستويات العطل. توفر VIOX مساعدة تنسيق مجانية - اتصل بفريقنا الفني مع مخطط الخط الواحد لنظامك.

الوجبات الرئيسية

• Ir (حماية طويلة الأمد) يحدد تصنيف التيار المستمر ويجب حسابه بناءً على تيار الحمل الفعلي مقسومًا على 0.8 (قاعدة تحميل 80%)، ولا يتجاوز أبدًا سعة الأمبير للموصل.
• Isd (التقاط ماس كهربائي قصير الأمد) يتيح الانتقائية عن طريق إضافة تأخير مقصود (tsd) قبل الفصل، مما يسمح للقواطع الموجودة في اتجاه المصب بإزالة الأعطال أولاً - وهو أمر ضروري لتقليل نطاق الانقطاع في الأنظمة المنسقة.
• Ii (حماية فورية) يوفر فصلًا فوريًا للأعطال الشديدة ويجب تعيينه على الأقل 1.5 ضعف Isd للحفاظ على الفصل المناسب بين مناطق الحماية.
• وحدات الرحلات الإلكترونية توفر مرونة ودقة أكبر بكثير من الوحدات الحرارية المغناطيسية، مع نطاقات Ir قابلة للتعديل (0.4-1.0 × In)، و Isd (1.5-10 × Ir)، و Ii (2-15 × Ir) بالإضافة إلى ميزات متقدمة مثل حماية I²t والاتصال.
• يتطلب التنسيق تخطيطًا منهجيًا: يجب أن يكون للقواطع الموجودة في اتجاه المنبع إعدادات التقاط أعلى وتأخيرات زمنية أطول من الأجهزة الموجودة في اتجاه المصب، باتباع القواعد Isd في اتجاه المنبع > Ii في اتجاه المصب و tsd في اتجاه المنبع ≥ وقت الإزالة في اتجاه المصب + هامش.
• حماية I²t (الذاكرة الحرارية) تمنع الفصل المزعج الناتج عن تيارات التدفق القصيرة مع الحفاظ على الحماية من الأحمال الزائدة المستمرة - قم بتمكينها لتطبيقات المحركات والمحولات، وقم بتعطيلها للمولدات والأنظمة البسيطة.
• الأخطاء الشائعة تتضمن تعيين Ir مرتفعًا جدًا (مما يعرض الموصل للتلف)، وتعيين Ii ≤ Isd (فقدان الانتقائية)، وتجاهل تيارات بدء تشغيل المحرك (مما يتسبب في رحلات مزعجة) - تحقق دائمًا من الإعدادات مقابل خصائص الحمل ومتطلبات التنسيق.
• تحليل منحنى التيار الزمني ضروري للأنظمة المعقدة - استخدم البرنامج الذي توفره الشركة المصنعة أو استشر الدعم الفني لـ VIOX للتحقق من التنسيق عبر جميع مستويات تيار العطل وضمان الانتقائية المناسبة.
• التوثيق والاختبار أمران بالغا الأهمية: سجل جميع إعدادات وحدة الفصل على مخططات اللوحة، وقم بإجراء اختبارات التشغيل للتحقق من التشغيل، واحتفظ بقاعدة بيانات إعدادات لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والتعديلات المستقبلية.

للحصول على حماية موثوقة للدائرة تم تكوينها بدقة، استكشف مجموعة VIOX الكاملة من قواطع التيار المقولبة (MCCB) مع وحدات فصل إلكترونية متقدمة. يقدم فريقنا الهندسي دعمًا شاملاً لاختيار وحدة الفصل ودراسات التنسيق ومساعدة التشغيل لضمان تشغيل نظام التوزيع الكهربائي الخاص بك بأمان وكفاءة. اتصل بنا للحصول على إرشادات خاصة بالتطبيق حول تحسين إعدادات Ir و Isd و Ii لمتطلباتك الفريدة.