الجمعة. 4:47 مساءً.
اجتماع الميزانية على وشك الانتهاء. يقوم مدير المنشأة الخاص بك بتحريك عرض أسعار الكهرباء عبر الطاولة وينقر على أحد بنود السطر بقلمه.
“جهاز الحماية من زيادة التيار للوحة الرئيسية: وحدة 300 كيلو أمبير، $1,500. جهاز الحماية من زيادة التيار للوحات الفرعية: وحدات 50 كيلو أمبير، $150 لكل منها.”
ينظر إلى الأعلى. “لماذا نحتاج إلى الوحدة باهظة الثمن في الرئيسية؟ ألا يمكننا استخدام وحدات $150 الرخيصة في كل مكان وتوفير $1,200؟”
لقد سمعت هذا السؤال عشرات المرات. وفي كل مرة، يتم دفن الإجابة الحقيقية تحت المصطلحات التقنية حول “تصنيفات تيار الاندفاع” و “تدهور MOV” الذي يجعل العيون تتجمد في ثلاث ثوانٍ مسطحة.
إليك الحقيقة التي تقضي على الارتباك:
تصنيف kA لا يتعلق بمدى جودة منع SPD للجهد. يتعلق الأمر بالمدة التي يبقى فيها على قيد الحياة.
اخلط هذا - قم بتثبيت وحدة 50kA الرخيصة في مدخل الخدمة الخاص بك “لتوفير المال” - وستقوم بإغلاق منشأتك بأكملها في غضون 18 شهرًا لاستبدال SPD ميت. في الساعة 2 صباحًا. خلال نوبة الإنتاج الأكثر ازدحامًا. بينما يحسب مدير المصنع التكلفة: $12,000 في الإنتاج المفقود، و $800 في العمل الإضافي لفني الكهرباء في حالات الطوارئ، بالإضافة إلى $150 الذي اعتقدت أنك وفرته.
الحل ليس شراء أكبر رقم في كل مكان. إنه نشر نظام دفاع تكتيكي نسميه استراتيجية حارس البوابة. إليك كيفية تحديد حجم SPDs الخاص بك بشكل صحيح، من الخطوط الأمامية الوحشية في مدخل الخدمة الخاص بك إلى المناطق المحمية في أرضية الماكينة الخاصة بك.
أكبر مفهوم خاطئ: تصنيفات kA ليست أداءً، إنها عمر افتراضي
قبل أن نتحدث عن مكان تثبيت ماذا، نحتاج إلى تدمير الأسطورة التي تقتل معظم استراتيجيات تحديد حجم SPD.
الأسطورة: “تصنيف kA أعلى = حماية أفضل للجهد”
الواقع: “تصنيف kA أعلى = عمر افتراضي أطول”
إليك سبب أهمية هذا التمييز.
المكون الأساسي داخل كل SPD هو MOV - المقاوم المتغير لأكسيد المعادن. إنه يعمل مثل صمام تنفيس الضغط في نظام البخار. عندما يرتفع الجهد فوق الحد، يقوم MOV بالتوصيل، وتحويل الطاقة الزائدة إلى الأرض وتقييد الجهد الذي يصل إلى جهازك.
قد يحتوي SPD بقدرة 50 كيلو أمبير على واحد MOV لكل مرحلة.
قد يحتوي SPD بقدرة 300 كيلو أمبير على مجموعة من 10 MOVs موصولة بالتوازي لكل مرحلة.
إليك السر الذي لن يؤكده مندوب المبيعات الخاص بك:
ستقوم كلتا الوحدتين بتثبيت زيادة قياسية تبلغ 10 كيلو أمبير إلى نفس مستوى الجهد تقريبًا - عادةً حوالي 800-1,200 فولت لنظام 480 فولت.
لا توفر وحدة 300 كيلو أمبير حماية “أفضل” خلال حدث الاندفاع الفردي هذا. لا تمنع الجهد إلى مستوى أقل. لا تستجيب بشكل أسرع. خلال هذا الاندفاع الواحد، يؤدي كلا SPDs نفس الأداء تقريبًا.
ما هو مختلف هو ما يحدث بعد 500 من أحداث الاندفاع هذه.
فكر في “عمق مداس الإطار”، وليس “السرعة القصوى”
أفضل تشبيه لفهم تصنيفات kA يأتي من سيارتك.
تخيل إطارين:
إطار السباق (50kA SPD): مداس رفيع، مُحسَّن للأداء. خفيف الوزن وفعال وبأسعار معقولة بسعر $150.
إطار شاحنة الطرق الوعرة (300kA SPD): مداس عميق، مصمم للعقاب. شديد التحمل، مكلف بسعر $1,500.
الآن إليك السؤال: أي إطار يمكنه القيادة بسرعة 60 ميلاً في الساعة؟
كلاهما. تصنيف kA لا يتعلق بالسرعة القصوى - بل يتعلق بالمدة التي يدوم فيها الإطار عند القيادة فوق الحصى كل يوم.
كيف تتآكل MOVs
في كل مرة يقوم فيها SPD بقمع زيادة، تتدهور MOVs الداخلية قليلاً. تعاني حبيبات أكسيد الزنك داخل المقاوم المتغير من الإجهاد الحراري. يتغير التركيب المجهري. يتحول جهد التثبيت إلى الأعلى. يتباطأ وقت الاستجابة.
قد يؤدي ارتفاع واحد بقوة 10 كيلو أمبير إلى تدهور MOV بنسبة 2-3%. هذا غير مرئي. لا يزال SPD يعمل بشكل مثالي.
ولكن بعد 20 ارتفاعًا، تكون قد انخفضت بنسبة 40-60% من السعة. بعد 50 ارتفاعًا، يقترب MOV من نهاية العمر الافتراضي. بعد 100 ارتفاع، يفشل - إما بالدخول في دائرة قصر (تنشيط الفاصل الحراري إذا كنت محظوظًا) أو الدخول في دائرة مفتوحة (ترك جهازك غير محمي إذا لم تكن كذلك).
يحتوي SPD بقدرة 50 كيلو أمبير على “مداس” رفيع من سعة MOV. قد يتعامل مع 20-30 حدثًا كبيرًا من أحداث الاندفاع قبل الاستبدال.
يحتوي SPD بقدرة 300 كيلو أمبير على “مداس” سميك.” يمكنه التعامل مع 200-300 حدثًا كبيرًا من أحداث الاندفاع قبل نفس مستوى التدهور.
لا يجعل تصنيف kA الأعلى كل حدث اندفاع “أكثر أمانًا”. هذا يعني فقط أن لديك المزيد من أحداث الاندفاع في البنك قبل أن تحتاج الوحدة إلى الاستبدال.
هذا هو السبب يحدد مكان تثبيت SPD تصنيف kA الذي تحتاجه. تتعرض بعض المواقع للضرب اليومي. يرى البعض الآخر ارتفاعات فقط من حين لآخر.
دعنا نرسم خريطة ساحة المعركة.
المنطقة 1: “حارس البوابة” في مدخل الخدمة الخاص بك (150-300 كيلو أمبير)
المهمة: البقاء على قيد الحياة
الموقع: لوحة مفاتيح رئيسية أو لوحة مدخل الخدمة أو مجموعة العدادات الرئيسية.
التصنيف الموصى به: 150 كيلو أمبير كحد أدنى، 300 كيلو أمبير للمنشآت الصناعية أو المناطق ذات الإضاءة العالية.
لماذا يختلف هذا الموقع:
SPD مدخل الخدمة الخاص بك هو بوابة القلعة. يواجه الوحشية الخام وغير المفلترة لشبكة المرافق. إليك ما يضرب هذا الموقع كل يوم:
ضربات البرق على الأعمدة القريبة: عندما يضرب البرق عمودًا للمرافق على بعد 500 قدم، ينتشر الاندفاع عبر خطوط الطاقة إلى المبنى الخاص بك. في حين أن الضربات المباشرة نادرة، إلا أن هذه الارتفاعات المستحثة تحدث عشرات المرات في السنة في المناطق ذات الإضاءة المعتدلة.
عابرون للتبديل الشبكي: في كل مرة تقوم فيها شركة المرافق بتبديل بنوك المكثفات أو إعادة الإغلاق أو مفاتيح التقسيم على نظام التوزيع الخاص بها، فإنها تولد عابرًا للجهد. ترى هذه على أنها وميض لحظي. يرى SPD مدخل الخدمة الخاص بك هذه على أنها أحداث اندفاع.
الارتفاعات المستحثة من الجيران: عندما تبدأ المنشأة الصناعية المجاورة تشغيل محرك بقوة 200 حصان، أو عندما يقوم المستشفى عبر الشارع بتشغيل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الخاص به، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إنشاء ترهل في الجهد يرتد كارتفاع. يلتقط مدخل الخدمة الخاص بك كل شيء.
أحداث إزالة الأعطال: عندما يتسبب فرع شجرة في حدوث عطل في خط التوزيع وتقوم حماية المرافق بإزالته، فإن الانقطاع المفاجئ والاستعادة يخلقان ارتفاعًا.
الضرب اليومي
إليك الحقيقة غير المريحة بشأن الحماية من زيادة التيار عند مدخل الخدمة:
في حين أنه صحيح أن 99٪ من الاندفاعات الناتجة عن الصواعق تقيس أقل من 10 كيلو أمبير (وفقًا لبيانات IEEE)، فإن تكرار الأحداث في هذا الموقع هائل. قد يشهد مرفق تجاري نموذجي ما يلي:
- 50-200 حدث تبديل للشبكة سنويًا (اندفاعات 2-8 كيلو أمبير)
- 10-30 حدثًا ناتجًا عن الصواعق سنويًا في المناطق المعتدلة (اندفاعات 5-15 كيلو أمبير)
- 100-500 حدث تبديل للجيران/الأحمال سنويًا (اندفاعات 1-5 كيلو أمبير)
هذا هو 160-730 حدث زيادة في التيار سنويًا تضرب جهاز SPD الخاص بمدخل الخدمة الخاص بك.
إذا قمت بتثبيت وحدة رخيصة بقدرة 50 كيلو أمبير هنا “لتوفير 1200 دولار”، فإليك ما يحدث:
السنة الأولى: يعمل SPD بشكل مثالي. تهنئ نفسك على المدخرات. تتدهور MOVs، ولكن بشكل غير مرئي.
السنة الثانية: بعد امتصاص 400 اندفاع صغير و 5 أحداث صواعق معتدلة، يكون “مداس” MOV مهترئ بنسبة 60٪. لا تزال الوحدة تعمل، لكن جهد التثبيت قد انحرف صعودًا من 800 فولت إلى 950 فولت. تبدأ إلكترونياتك الحساسة في اتجاه المصب في التعرض لعمليات إغلاق مزعجة.
الشهر 18-24: فشل SPD. إما أن تتعثر أداة الفصل الحراري (أفضل سيناريو - تحصل على مؤشر مرئي على أنه ميت)، أو تفشل في فتح الدائرة (أسوأ سيناريو - تعتقد أنك محمي ولكنك لست كذلك).
حدث الاستبدال: تحتاج الآن إلى جدولة إغلاق للمرفق للوصول إلى اللوحة الرئيسية بأمان. توقف الإنتاج. أنت تدفع أسعارًا طارئة لفني الكهرباء. أنت تشحن SPD بديل بين عشية وضحاها. التكلفة الإجمالية: 150 دولارًا (SPD جديد) + 800 دولار (عمل إضافي لفني الكهرباء) + 12000 دولار (وقت توقف الإنتاج) = 12950 دولارًا.
وسوف تفعل ذلك كل 18-24 شهرًا طوال عمر المرفق.
اقتصاديات حارس البوابة
الآن دعونا نجري العمليات الحسابية على وحدة 300 كيلو أمبير:
التكلفة المبدئية: $1,500
العمر المتوقع عند مدخل الخدمة: 15-20 سنة (يمكنه امتصاص 10000+ حدث زيادة في التيار قبل الوصول إلى تدهور بنسبة 50٪)
دورات الاستبدال على مدى 20 عامًا: 1 (قم بالتثبيت مرة واحدة، وانساها)
التكلفة الإجمالية: 1500 دولار + رسوم تركيب واحدة
قارن ذلك باستراتيجية 50 كيلو أمبير:
التكلفة المبدئية: $150
دورة الاستبدال: كل 18-24 شهرًا
عدد الاستبدالات على مدى 20 عامًا: 10-13 استبدالًا
التكلفة لكل استبدال: 12950 دولارًا (SPD + إغلاق + عمل)
التكلفة الإجمالية: 150 دولارًا + (11 × 12950 دولارًا) = $142,600
لقد “وفرت” 1200 دولار مقدمًا وأنفقت 141100 دولار على مدار 20 عامًا.
هذا هو السبب في أن المهندسين الكهربائيين ذوي الخبرة لا يترددون في شراء SPDs بقيمة 1500 دولار لتطبيقات مدخل الخدمة. إنهم لا يدفعون مقابل الأداء. إنهم يدفعون لتجنب إغلاق الساعة 2 صباحًا.
الاستراتيجية: اشترِ سعة “مفرطة” عند مدخل الخدمة. أنت لا تشتري حماية أفضل - أنت تشتري راحة البال وتتخلص من كابوس الصيانة المتكرر.
المنطقة 2: “الحارس الشخصي” في لوحات الفروع (50-100 كيلو أمبير)
المهمة: التنظيف
الموقع: لوحات التوزيع في كل طابق، ولوحات الإضاءة، ومراكز التحكم في الماكينات (MCC)، ووحدات التحكم في المصاعد.
التصنيف الموصى به: 50-80 كيلو أمبير (النقطة المثالية)، حتى 100 كيلو أمبير للدوائر الفرعية الهامة.
لماذا يختلف هذا الموقع:
بحلول الوقت الذي تنتقل فيه زيادة التيار من مدخل الخدمة الخاص بك عبر 200 قدم من أسلاك المبنى للوصول إلى لوحة فرعية في الطابق الثالث، يكون شيء رائع قد حدث:
لقد استوعب حارس البوابة بالفعل الجزء الأكبر من الطاقة. قام SPD الخاص بمدخل الخدمة الخاص بك بتثبيت زيادة الصواعق الواردة البالغة 15 كيلو أمبير إلى بقايا 2 كيلو أمبير تنتشر الآن عبر أسلاك المبنى الخاص بك.
أعاقتها مقاومة الأسلاك بشكل أكبر. تعمل مقاومة وحث 200 قدم من النحاس AWG رقم 3 كمرشح، مما يقلل من بقايا 2 كيلو أمبير إلى حدث 0.5-1 كيلو أمبير بحلول الوقت الذي يصل فيه إلى اللوحة الفرعية.
ما تبقى هو زيادة صغيرة يمكن التحكم فيها - عادة ما تكون أقل من 2 كيلو أمبير.
لكن اللوحات الفرعية تواجه تهديدًا مختلفًا لا يراه مدخل الخدمة أبدًا:
توليد زيادة التيار الداخلي
كل قطعة من المعدات الدوارة أو الاستقرائية في المبنى الخاص بك تولد اندفاعات عند تبديلها:
محركات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC): عندما تبدأ وحدة على السطح بقدرة 10 حصان، يمكن أن يكون تيار التدفق 60-80 أمبير. عندما يتوقف، يولد المجال المغناطيسي المنهار في لفائف المحرك ارتفاعًا في الجهد - عادةً 1-3 كيلو أمبير - يرتد عبر أسلاك الدائرة الفرعية.
محركات المصاعد: يؤدي بدء وإيقاف المصعد إلى إنشاء كل من التدفق (البدء) والارتداد الاستقرائي (الإيقاف). هذه عادة ما تكون أحداث 2-5 كيلو أمبير اعتمادًا على حجم المصعد.
معدات اللحام: تخلق آلات اللحام بالقوس، وآلات اللحام بالمقاومة، وسخانات الحث عابرًا عالي التردد عند تبديلها. تتراوح هذه من 0.5-2 كيلو أمبير.
مشغلات LED ومحركات VFD: عندما يتم تشغيل صفائف LED الكبيرة أو محركات التردد المتغير، فإن مكثفات الإدخال الخاصة بها تشحن بعنف، مما يخلق زيادة صغيرة تنتشر للخلف في اللوحة الفرعية.
آلات التصوير، وطابعات الليزر، وآلات صنع القهوة: نعم، حتى المعدات المكتبية تخلق اندفاعات. آلة النسخ الملونة الكبيرة التي تقوم بتسخين المصهر الخاص بها؟ هذا حدث زيادة في التيار 0.2-0.5 كيلو أمبير.
مهمة مانع الصواعق في لوحة التوزيع الفرعية هي تنظيف هذا التشويش الداخلي لحماية أجهزة الكمبيوتر الحساسة، ووحدات التحكم PLC، والمعدات الرقمية.
لماذا تعمل قيمة kA المنخفضة هنا
لأن مستويات الطاقة منخفضة (معظمها أقل من 2 كيلو أمبير)، ولأن التردد أقل (ربما 50-100 حدث في السنة بدلاً من 500+)، فأنت لا تحتاج إلى السعة الهائلة لوحدة مدخل الخدمة.
عادةً ما يدوم مانع الصواعق بقدرة 50 كيلو أمبير في لوحة فرعية لمدة 10-15 عامًا قبل الحاجة إلى الاستبدال. هذا مقبول - خاصةً وأن استبدال مانع الصواعق في لوحة فرعية لا يتطلب إغلاقًا كاملاً للمنشأة. يمكنك القيام بذلك خلال فترة صيانة مجدولة عن طريق نقل الحمل مؤقتًا.
النقطة المثالية: 50-80 كيلو أمبير للوحات الفروع القياسية. احتفظ بتقييمات 150 كيلو أمبير + لمدخل الخدمة حيث تحدث العقوبة الحقيقية.
الاستراتيجية: لا تفرط في الإنفاق هنا. توفر وحدة 50 كيلو أمبير حماية كافية من الاندفاعات الداخلية والاندفاعات الخارجية المتبقية التي تجاوزت البوابة. إذا كانت اللوحة الفرعية تخدم معدات مهمة (مثل لوحة غرفة الخادم أو مركز التحكم في آلة CNC)، فقم بالترقية إلى 100 كيلو أمبير لإطالة العمر الافتراضي.
تحذير هام: لا تخلط بين kA و SCCR (أو تخاطر بحدوث انفجار)
لقد ناقشنا “تقييمات kA” لـ 1500 كلمة. الآن نحن بحاجة إلى معالجة الالتباس الذي تسبب في انفجارات حرفية في اللوحات الكهربائية.
هناك رقمان مختلفان “kA” على كل ملصق مانع الصواعق، ويمكن أن يؤدي الخلط بينهما إلى تحويل مانع الصواعق الخاص بك إلى قنبلة يدوية.
تقييمان kA
1. تصنيف تيار الاندفاع (على سبيل المثال، 200 كيلو أمبير)
هذا هو كل ما ناقشناه - “شريط الصحة”، وهو مقياس لعدد أحداث الاندفاع التي يمكن أن يمتصها مانع الصواعق قبل أن يتآكل. الأعلى هو الأفضل لطول العمر.
2. SCCR - تصنيف تيار الدائرة القصيرة (على سبيل المثال، 200 كيلو أمبير)
هذا هو تصنيف الانفجار- الحد الأقصى لتيار العطل الذي يمكن لمانع الصواعق مقاطعته بأمان دون التسبب في حريق أو خطر انفجار. يجب أن يتطابق هذا مع تيار العطل المتاح للوحة أو يتجاوزه.
لماذا SCCR مهم
إليك ما يحدث داخل مانع الصواعق عندما يصل إلى نهاية عمره الافتراضي:
من الناحية المثالية، يتم تنشيط فاصل الحرارة الخاص بمانع الصواعق. يفصل بأمان MOVs المتدهورة عن الدائرة. يتحول مؤشر LED إلى اللون الأحمر أو يظهر علم. ترى أن مانع الصواعق قد مات وتقوم بجدولة الاستبدال.
ولكن إذا فشل مانع الصواعق بشكل كارثي (دائرة قصر داخلية)، فإنه يبدو فجأة وكأنه ماس كهربائى من الخط إلى الأرض. تحاول اللوحة الخاصة بك توصيل كل تيار العطل الذي يمكنها توفيره- والذي يمكن أن يكون 65 كيلو أمبير في منشأة صناعية - من خلال جهاز مصمم فقط للتعامل بأمان مع 5 كيلو أمبير.
إذا كان SCCR الخاص بمانع الصواعق 5 كيلو أمبير فقط، ويمكن للوحة الخاصة بك توفير 65 كيلو أمبير، فلن يتم فصل مانع الصواعق بأمان.
بدلاً من ذلك، سوف:
- قوس كهربائي داخليًا حيث تحاول جهات الاتصال الفتح تحت تيار هائل
- توليد البلازما داخل العلبة
- تنفجر, ، وإرسال شظايا ومعدن منصهر إلى اللوحة
- إشعال حريق في حاوية اللوحة
هذا ليس نظريًا. هذا حدث. مرارا وتكرارا.
كيفية تجنب ذلك
القاعدة 1: تحقق دائمًا من تيار العطل المتاح (AFC) في موقع التثبيت. تتم طباعة هذا عادةً على ملصق اللوحة أو يمكن حسابه من حجم المحول والمعاوقة.
القاعدة 2: حدد مانع صواعق مع SCCR يلبي أو يتجاوز AFC. إذا كانت اللوحة الخاصة بك تعرض 65 كيلو أمبير AFC، فيجب أن يكون لمانع الصواعق الخاص بك حد أدنى 65 كيلو أمبير SCCR. تحتوي معظم موانع الصواعق عالية الجودة على 200 كيلو أمبير SCCR، والتي تغطي الغالبية العظمى من التركيبات.
القاعدة 3: لا تفترض أن “200 كيلو أمبير” على ملصق مانع الصواعق يعني 200 كيلو أمبير SCCR. اقرأ التفاصيل الدقيقة. تحتوي بعض موانع الصواعق الرخيصة على تصنيف اندفاع 200 كيلو أمبير ولكن فقط 5 كيلو أمبير SCCR. هذه غير مناسبة للتركيبات الصناعية.
التحذير: تصنيف تيار الاندفاع و SCCR هما مواصفات مستقلة تمامًا. يمكن أن يكون لمانع الصواعق تصنيف اندفاع 300 كيلو أمبير و 5 كيلو أمبير SCCR (خطير للاستخدام الصناعي)، أو تصنيف اندفاع 50 كيلو أمبير و 200 كيلو أمبير SCCR (آمن للاستخدام الصناعي، ولكنه لن يدوم طويلاً).
تحقق دائمًا من كلا الرقمين.
استراتيجية حارس البوابة: أين تنفق ميزانيتك
لا توجد “صيغة سحرية” واحدة لتحديد حجم موانع الصواعق، ولكن هناك منطق اقتصادي واضح. تصميم نظام حماية يدور حول تخصيص ميزانيتك حيث يكون التآكل هو الأعلى.
المنطقة 1: مدخل الخدمة (اللوحة الرئيسية)
التقييم: 150-300 كيلو أمبير
لماذا: يأخذ هذا الموقع الضرب اليومي من اندفاعات الشبكة والبرق وأحداث الجيران. تردد الأحداث: 200-700 في السنة.
الاقتصاد: أنفق 1500 دولار مرة واحدة لعمر افتراضي 15-20 عامًا مقابل إنفاق 150 دولارًا كل 18 شهرًا بالإضافة إلى 2000 دولار لكل إغلاق.
الإستراتيجية: شراء قدرة زائدة. أنت تريد أن تنجو هذه الوحدة عقدًا من الزمن دون صيانة.
تيار الدائرة القصيرة المقنن (SCCR): الحد الأدنى 200 كيلو أمبير للمنشآت الصناعية.
المنطقة 2: لوحات الفروع (لوحات التوزيع)
التقييم: 50-100 كيلو أمبير
لماذا: استوعب البواب معظم الاندفاعات الخارجية. يتعامل هذا الموقع بشكل أساسي مع ارتداد المحرك الداخلي وتبديل المعدات. التردد: 50-150 حدثًا في السنة.
الاقتصاد: ستستمر وحدة 50 كيلو أمبير لمدة 10-15 عامًا في هذا الموقع، ولا يتطلب استبدالها إغلاقًا كاملاً للمنشأة.
الإستراتيجية: وفر المال هنا. لا تفرط في الشراء. 50-80 كيلو أمبير هي النقطة المثالية.
تيار الدائرة القصيرة المقنن (SCCR): طابق AFC للوحة الخاصة بك (عادةً 65 كيلو أمبير للوحات الفروع، 200 كيلو أمبير لـ MCCs).
المنطقة 3: نقطة الاستخدام (المعدات الحيوية)
التقييم: وحدات مخصصة 20-50 كيلو أمبير
لماذا: بالنسبة للآلات التي تبلغ قيمتها مليون دولار (معدات CNC، ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي، أدوات تصنيع أشباه الموصلات)، قم بتثبيت SPD مخصص مباشرة في المعدات.
الاقتصاد: تكلف المعدات نفسها 500,000 دولار - 5,000,000 دولار. إن SPD مخصص بقيمة 500 دولار هو بمثابة تأمين.
الإستراتيجية: هذه هي الطبقة الثالثة من الدفاع. لقد أزالت SPDs الخاصة بمدخل الخدمة ولوحة الفروع بالفعل 95٪ من طاقة الاندفاع. تحمي هذه الطبقة النهائية من آخر 5٪ ومن الضوضاء المحلية.
تيار الدائرة القصيرة المقنن (SCCR): تطابق مواصفات لوحة اسم المعدات.
عائد الاستثمار للدفاع متعدد الطبقات
عندما تقوم بنشر جميع المناطق الثلاث، فإنك تنشئ ما يسميه معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات “تنسيق متتالي” - تقلل كل طبقة من طاقة الاندفاع، لذلك تتعامل الطبقة التالية مع أحداث أصغر تدريجيًا:
مدخل الخدمة (300 كيلو أمبير): يثبت اندفاع البرق بقوة 20 كيلو أمبير إلى 2 كيلو أمبير
↓
لوحة الفروع (50 كيلو أمبير): يثبت المتبقي 2 كيلو أمبير إلى 0.3 كيلو أمبير
↓
نقطة الاستخدام (20 كيلو أمبير): يثبت المتبقي النهائي 0.3 كيلو أمبير إلى 0.05 كيلو أمبير (لا شيء تقريبًا)
ترى معداتك الحساسة تخفيض بنسبة 99.75٪ من طاقة الاندفاع الأصلية.
إجمالي الاستثمار:
- مدخل الخدمة: 1,500 دولار
- 5 لوحات فروع: 5 × 200 دولار = 1,000 دولار
- 3 وحدات معدات حيوية: 3 × 500 دولار = 1,500 دولار
- الإجمالي: 4,000 دولار
بديل: SPDs رخيصة في كل مكان
- مدخل الخدمة 50 كيلو أمبير: 150 دولارًا (تم استبدالها 11 مرة على مدار 20 عامًا = 2,950 دولارًا لكل استبدال × 11 = 142,450 دولارًا)
- 5 لوحات فروع: لا توجد حماية (توفير 1,000 دولار)
- أعطال المعدات على مدار 20 عامًا: $250,000-$1,000,000 (تقدير بناءً على متوسط وقت التوقف وتكاليف الإصلاح)
ليست إستراتيجية البواب هي الأرخص مقدمًا. إنها الأرخص على مدار عمر المنشأة.
المعايير الفنية وحلول VIOX
المعايير الحاكمة
IEEE C62.41.2-2002: الممارسة الموصى بها بشأن توصيف الاندفاعات في دوائر طاقة التيار المتردد ذات الجهد المنخفض
- يحدد فئات بيئة الاندفاع:
- الفئة C: مدخل الخدمة، الدوائر الخارجية (تعرض عالي: اندفاعات 10 كيلو فولت/10 كيلو أمبير ممكنة)
- الفئة ب: دوائر الفروع، المغذيات (تعرض متوسط: اندفاعات 6 كيلو فولت/3 كيلو أمبير نموذجية)
- توجه هذه الفئات اختيار SPD لكل منطقة
UL 1449 (الإصدار الخامس): معيار لأجهزة الحماية من الاندفاع.
- نُشر في يناير 2021، وتمت الموافقة عليه من قبل ANSI في ديسمبر 2022
- يحدد متطلبات الاختبار ومعايير SCCR ومتطلبات فصل السلامة
- يجب أن تكون جميع SPDs مدرجة في قائمة UL 1449 للتركيبات في أمريكا الشمالية وفقًا لمتطلبات NEC
فهم تدهور MOV
يتم تعريف تدهور MOV من خلال تحول في جهد الفارستور (V₁mA - الجهد الذي يبدأ عنده MOV في توصيل 1 مللي أمبير من التيار). تتسبب الاندفاعات المتكررة في الشيخوخة الحرارية لحدود حبيبات أكسيد الزنك.
يتم تحقيق تصنيفات كيلو أمبير أعلى عن طريق توصيل MOVs متعددة بالتوازي، مما يشارك تيار الاندفاع عبر أجهزة متعددة. هذا يقلل من الإجهاد الحراري على كل MOV فردي، مما يطيل العمر الإجمالي للتجميع.
مثال على ذلك: قد يتسبب اندفاع 10 كيلو أمبير عبر MOV واحد في تدهور بنسبة 5٪. قد يتسبب نفس الاندفاع بقوة 10 كيلو أمبير عبر 10 MOVs متوازية (يحمل كل منها 1 كيلو أمبير) في تدهور بنسبة 0.5٪ فقط لكل MOV. يستمر التجميع 10 مرات أطول.
حلول VIOX SPD
تقوم VIOX بتصنيع خط كامل من أجهزة الحماية من زيادة التيار المدرجة في قائمة UL 1449 والمصممة لإستراتيجية البواب:
SPDs لمدخل الخدمة (النوع 1):
- التصنيفات: تيار اندفاع 150 كيلو أمبير، 200 كيلو أمبير، 300 كيلو أمبير
- SCCR: 200 كيلو أمبير قياسي (يفي بمتطلبات اللوحة الصناعية)
- تكوينات تركيب DIN أو تركيب اللوحة
- إشارة إنذار مرئية وعن بعد.
- فصل حراري مع تصميم آمن من الفشل
SPDs للوحة الفروع (النوع 2):
- التصنيفات: تيار اندفاع 50 كيلو أمبير، 80 كيلو أمبير، 100 كيلو أمبير
- SCCR: خيارات 65 كيلو أمبير أو 200 كيلو أمبير
- تركيب DIN مضغوط
- مؤشرات حالة LED
- وحدات استبدال قابلة للتوصيل لسهولة الصيانة
جميع أجهزة الحماية من زيادة التيار VIOX (SPDs) تتميز بما يلي:
- إدراج كامل في قائمة UL 1449 الإصدار الخامس
- توافق واسع مع نطاقات الجهد (120 فولت - 690 فولت)
- نطاق درجة حرارة التشغيل: -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
- ضمان لمدة خمس سنوات.
- مصممة ومختبرة لأنظمة الكهرباء في أمريكا الشمالية
عندما تكون مستعدًا لتطبيق استراتيجية "حارس البوابة" باستخدام أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) التي تجمع بين الموثوقية الصناعية والاقتصاد المباشر، فإن VIOX توفر الحل.
الخلاصة: لا تنظر إلى قيمة kA على أنها قوة - انظر إليها على أنها استثمار في “الوقت حتى الاستبدال”
لقد بدأت هذه المقالة في اجتماع ميزانية، وأنت تحدق في فرق سعر قدره 1200 دولار أمريكي وتتساءل عما إذا كان ذلك مهمًا.
الآن أنت تفهم:
تصنيف kA ليس مقياسًا لمدى جودة جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) في منع الجهد أثناء حدث زيادة التيار المفرد. كل من الوحدة ذات 50 كيلو أمبير والوحدة ذات 300 كيلو أمبير تثبتان الجهد تقريبًا عند نفس القيمة. كلاهما يوفران نفس “الحماية” خلال هذا الحدث الواحد.
تصنيف kA هو مقياس لعدد أحداث زيادة التيار التي يمكن أن ينجو منها جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) قبل أن يتلف.
فكر في الأمر على أنه عمق مداس الإطار. كل من إطار السباق وإطار الشاحنة يسيران بسرعة 60 ميلاً في الساعة. ولكن إذا قدت فوق الحصى كل يوم، فسيكون إطار السباق أصلعًا في غضون شهر. بينما يدوم إطار الشاحنة 10 سنوات.
استراتيجية "حارس البوابة" بسيطة:
المنطقة 1 (مدخل الخدمة): قم بتركيب سعة 150-300 كيلو أمبير. هذا الموقع يتلقى "الضرب اليومي" - 200 إلى 700 حدث زيادة في التيار سنويًا بسبب البرق وتبديل الشبكة وأحمال الجيران. أنفق المال مرة واحدة. واحصل على 15-20 عامًا من التشغيل بدون صيانة. وتجنب الإغلاق في الساعة 2 صباحًا.
المنطقة 2 (لوحات الفروع): قم بتركيب سعة 50-100 كيلو أمبير. لقد امتص "حارس البوابة" بالفعل الزيادات الخارجية. هذا الموقع يتعامل مع الارتداد الداخلي للمحرك وتبديل المعدات. ستدوم وحدة 50 كيلو أمبير لمدة 10-15 عامًا هنا. هذا هو المكان الذي توفر فيه المال دون التضحية بالحماية.
المنطقة 3 (المعدات الحيوية): قم بتركيب أجهزة حماية من زيادة التيار (SPDs) مخصصة بنقطة استخدام 20-50 كيلو أمبير للآلات التي تبلغ قيمتها مليون دولار. هذا هو التأمين.
وتحقق دائمًا من تطابق SCCR مع تيار العطل في اللوحة الخاصة بك. لا تدع جهاز حماية من زيادة التيار (SPD) رخيصًا بـ SCCR غير كافٍ يتحول إلى قنبلة شظايا.
الأرقام واضحة: أنفق 1500 دولار أمريكي مرة واحدة عند مدخل الخدمة، أو أنفق 42600 دولار أمريكي على مدار 20 عامًا لاستبدال الوحدات الرخيصة ودفع تكاليف إغلاق المنشأة.
الخيار ليس شراء أكبر رقم. يتعلق الأمر بنشر السعة المناسبة في الموقع المناسب - وفهم أنك لا تشتري الأداء، بل تشتري الوقت.
