دليل تصنيفات الجهد الكهربائي: Ue مقابل Ui مقابل Uimp

أنت تقارن قاطعين MCCB لهما نفس قيم التيار المقنن - كلاهما 100 أمبير، أجهزة ثلاثية الأقطاب. ولكن مواصفات الجهد الكهربائي تختلف: أحدهما يظهر “Ue 400V, Ui 690V, Uimp 8kV” بينما الآخر يسرد “Ue 690V, Ui 800V, Uimp 6kV”. أي واحد يناسب نظامك ثلاثي الأطوار 400 فولت؟ هل يمكنك استخدام القاطع الأول بأمان على الرغم من أن Ue الخاص به يطابق جهد نظامك ولكن Uimp مختلف؟

تظهر معلمات الجهد الثلاث هذه - Ue و Ui و Uimp - في كل ورقة بيانات للمعدات الكهربائية من MCCBs و المقاولون إلى مرحلات و كتل طرفية. لكن الارتباك بشأن ما تعنيه في الواقع يؤدي إلى معدات غير محددة بشكل كافٍ تفشل قبل الأوان، ومكونات مبالغ فيها تهدر الميزانية، وقضايا امتثال أثناء الموافقة على المشروع.

المشكلة ليست مجرد قراءة ثلاثة أرقام. يختبر كل تصنيف إجهادًا كهربائيًا مختلفًا: التشغيل في الحالة المستقرة، وسلامة العزل، وتحمل الاندفاع العابر. تخضع لمعايير IEC مختلفة، ويتم التحقق منها من خلال إجراءات اختبار مختلفة، وتخدم أدوارًا متميزة في اختيار المعدات. إن التعامل معها على أنها قابلة للتبديل - أو الأسوأ من ذلك، تجاهل اثنين منها - يخلق مخاطر حقيقية على السلامة والموثوقية.

يفكك هذا الدليل جميع تصنيفات الجهد الثلاثة بدقة. ستتعلم بالضبط ما الذي تقيسه Ue و Ui و Uimp، وما هي اختبارات IEC التي تتحقق من صحة كل معلمة، وكيف ترتبط بمعايير تنسيق العزل، والأهم من ذلك - أي تصنيف مهم لأي قرار مواصفات. بحلول النهاية، ستقرأ أوراق بيانات المعدات بثقة وتختار المكونات التي تتطابق مع كل من جهد نظامك وملف تعريف الإجهاد الكهربائي الكامل الذي يواجهه التثبيت الخاص بك.

ما هو Ue (جهد التشغيل المقنن)؟

أوي هو جهد التشغيل المقنن- الجهد الذي صممت المعدات الكهربائية للعمل عنده في ظل ظروف طبيعية وغير مضطربة. هذا هو الرقم الذي تطابقه مع الجهد الاسمي لنظامك عند الاختيار مركبات MCCBs, ، الموصلات، المرحلات، أو معدات التحكم الأخرى.

في مصطلحات IEC 60947، تحدد Ue مجال جهد تطبيق المعدات. وهي تعمل جنبًا إلى جنب مع معلمتين حاسمتين أخريين: Ie (التيار التشغيلي المقنن) و فئة الاستخدام (مثل AC-3 للمحركات أو AC-23 للأحمال المختلطة). معًا، تصف هذه المواصفات الثلاثة مغلف الأداء التشغيلي للجهاز.

ما الذي تختبره Ue بالفعل

لا تتوافق Ue مع جهد اختبار مستقل محدد. بدلاً من ذلك، فهي تحدد الجهد المرجعي لاختبار الأداء:

• اختبارات التحمل التشغيلي: يجب أن تكمل المعدات دورات التشغيل المقننة (إجراء وقطع التيار المقنن) عند Ue دون فشل
• التحقق من ارتفاع درجة الحرارة: عند التيار المقنن وجهد التشغيل، يجب أن تظل درجات حرارة الجهاز ضمن الحدود
• تنسيق الأداء: يعلن المصنعون عن قدرة تبديل التيار وأداء الدائرة القصيرة وبيانات التنسيق عند قيم Ue محددة

بالنسبة للموصل المقنن Ue 400V AC-3 مع Ie 95A، فهذا يعني أنه تم اختباره لتبديل أحمال المحرك الاستقرائي 95A عند 400V لتحمله الميكانيكي والكهربائي المعلن.

قيم Ue النموذجية للمعدات الصناعية

تتبع تصنيفات Ue القياسية جهود النظام الشائعة:

• 230 فولت / 240 فولت تيار متردد: أنظمة أوروبية ودولية أحادية الطور
• 400 فولت / 415 فولت تيار متردد: أنظمة أوروبية وآسيوية وثلاثية الأطوار والعديد من الأنظمة الصناعية
• 480 فولت تيار متردد: أنظمة صناعية ثلاثية الأطوار في أمريكا الشمالية
• 690 فولت تيار متردد: تطبيقات صناعية عالية الجهد، معدات التعدين
• 24 فولت / 48 فولت / 110 فولت تيار مستمر: دوائر التحكم، أنظمة الأتمتة، التركيبات المدعومة بالبطاريات

يمكنك تحديد المعدات حيث تتطابق Ue المعلنة مع الجهد الاسمي لنظامك أو تتجاوزه. يمكن لجهاز مقنن Ue 690V أن يعمل في نظام 400V (إنه مبالغ فيه للجهد)، ولكن لا يمكن استخدام جهاز مقنن Ue 230V في تطبيق 400V - إنه غير محدد بشكل كافٍ.

علاقة Ue-Ie-Category

لا توجد Ue أبدًا بمعزل عن غيرها. قد يُظهر MCCB قيمة Ue 400V مع تصنيفات Ie متعددة (40A، 63A، 100A) اعتمادًا على حجم الإطار وإعدادات التعثر الحراري. قد يسرد الموصل قيم Ie مختلفة عند مستويات Ue مختلفة - على سبيل المثال، Ie 95A عند Ue 400V ولكن فقط Ie 80A عند Ue 690V، لأن الجهد العالي يجهد جهات الاتصال أثناء انقطاع القوس.

تحقق دائمًا من جميع المواصفات الثلاثة. يمكن أن يفشل الجهاز المصنف لجهدك ولكن فئة الاستخدام الخاطئة حتى إذا كانت Ue متطابقة تمامًا.

ما هو Ui (جهد العزل المقنن)؟

يوي هو جهد العزل المقنن- مرجع الجهد المستخدم لتحديد مستويات اختبار العزل الكهربائي ومسافات الزحف الدنيا. على عكس Ue (الذي يصف الأداء التشغيلي)، تحدد Ui قدرة عزل المعدات. إنه ليس جهد تشغيل مسموح به؛ إنه مرجع تصميم يضمن قوة عزل كافية.

القاعدة الأساسية: يجب ألا تتجاوز Ue أبدًا Ui. تُظهر أوراق بيانات المعدات هذه العلاقة بشكل صريح - سيُظهر الموصل المقنن Ue 400V عادةً Ui 690V أو 800V، مما يعني أنه يمكن أن يعمل بأي جهد يصل إلى 400V مع الحفاظ على عزل مصمم لمستويات إجهاد 690V أو 800V.

ما الذي تختبره Ui بالفعل: قوة العزل الكهربائي

تحدد Ui اختبار تحمل العزل الكهربائي بتردد الطاقة الجهد االكهربائي. يتحقق هذا الاختبار من أن العزل يمكنه تحمل الإجهاد الكهربائي المستمر دون انهيار:

• جهد الاختبار: عادةً 2 × Ui + 1000 فولت للمعدات ذات Ui ≤ 690 فولت (لكل IEC 60947-1)
• مدة الاختبار: 60 ثانية (دقيقة واحدة من جهد التيار المتردد المستمر)
• تردد الاختبار: 50 هرتز أو 60 هرتز تيار متردد (تردد الطاقة)
• معايير النجاح: لا يوجد تفريغ مدمر، لا يوجد انهيار، تيار الزحف ضمن الحدود المحددة

على سبيل المثال، تخضع كتل الأطراف المقننة Ui 690V لاختبار العزل الكهربائي عند حوالي 2380 فولت تيار متردد لمدة دقيقة واحدة. يحاكي هذا سنوات من شيخوخة العزل والإجهاد المكثف في اختبار واحد خاضع للرقابة.

لماذا تتجاوز Ui قيمة Ue: هامش الأمان

تتعرض المعدات الكهربائية لإجهاد الجهد الكهربائي بما يتجاوز المستويات الاسمية:

• الفولتية الزائدة العابرة: طفرات التبديل، عمليات بنك المكثفات
• اختلافات جهد النظام: تقلبات الشبكة، مشاكل تنظيم المولد
• شيخوخة العزل: الرطوبة والتلوث والدورات الحرارية تقلل من عزل الأسلاك بمرور الوقت
• هامش الأمان: تتطلب معايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) عزلًا مصممًا لتحمل إجهاد أعلى من جهد التشغيل

: نادرًا ما يشهد نظام 400 فولت 400 فولت بالضبط بشكل مستمر. يمكن أن يتأرجح الجهد ±10% في الظروف العادية، وتدفعه الأحداث العابرة إلى أعلى. يضمن تحديد المعدات بـ Ui أعلى بكثير من Ue سلامة العزل طوال عمر خدمة المعدات.

: متطلبات Ui ومسافة التسرب

: تحدد Ui مباشرة الحد الأدنى : مسافات التسرب: —أقصر مسار بين الأجزاء الموصلة مقاسًا على طول السطح العازل. تحدد جداول IEC 60664-1 التسرب المطلوب بناءً على:

• جهد العزل المقدر (Ui)
• درجة التلوث : (مستوى التلوث: نظيف، عادي، موصل)
• : مجموعة المواد العازلة : (مقاومة التتبع: I، II، IIIa، IIIb)

: يتطلب Ui الأعلى تسربًا أكبر. تحتاج كتل الأطراف الطرفية لـ Ui 1000 فولت إلى تباعد أكبر بكثير من كتل Ui 400 فولت، حتى لو كان كلاهما يعمل في نفس نظام 400 فولت. يؤثر هذا على الحجم الفعلي وكثافة الأطراف الطرفية.

: قيم Ui الشائعة

: تصنيفات Ui القياسية لمعدات الجهد المنخفض:

• : 300 فولت: مكونات التحكم الخفيفة، تطبيقات الجهد المنخفض
• : 500 فولت / 690 فولت: الأكثر شيوعًا لقواطع التيار المقولبة (MCCBs) الصناعية، والموصلات، والمرحلات في أنظمة 400 فولت / 480 فولت
• : 800 فولت / 1000 فولت: عزل أعلى للتطبيقات الصعبة، وتغطية نطاق جهد ممتد

: تحقق دائمًا من أن المعدات المحددة تظهر Ui ≥ أقصى جهد متوقع للنظام لديك. بالنسبة لنظام 480 فولت، يوفر اختيار المكونات بـ Ui 500 فولت هامشًا ضئيلًا؛ يوفر Ui 690 فولت أو 800 فولت موثوقية أفضل على المدى الطويل.

: ما هو Uimp (جهد تحمل النبض المقدر)؟

أويمب هو : جهد تحمل النبض المقدر: —قيمة الجهد القصوى التي يمكن أن تتحملها المعدات عند تعرضها لنبضات الجهد الزائد العابرة القياسية دون فشل العزل. بينما تختبر Ui قوة العزل الكهربائي لتردد الطاقة، تتحقق Uimp من قدرة المعدات على النجاة من الاندفاعات السريعة عالية الطاقة الناتجة عن ضربات الصواعق وأحداث التبديل واضطرابات الشبكة.

: يتم التعبير عن Uimp بالكيلوفولت (kV) الذروة ويستخدم شكل موجة نبضي قياسي: : 1.2/50 ميكروثانية : (وقت صعود 1.2 ميكروثانية إلى الذروة، ووقت اضمحلال 50 ميكروثانية إلى نصف القيمة). يحاكي شكل الموجة هذا التوقيع الكهربائي للاندفاعات الناتجة عن الصواعق والعابرين الناتجين عن التبديل.

: ما الذي تختبره Uimp فعليًا: مناعة الاندفاع

: يخضع اختبار تحمل النبض المعدات لنبضات عابرة عالية الجهد:

• : شكل موجة الاختبار: نبضة جهد 1.2/50 ميكروثانية (شكل IEC قياسي)
• جهد الاختبار: Uimp المعلنة للمعدات (6 كيلو فولت، 8 كيلو فولت، 12 كيلو فولت، إلخ)
• إجراء الاختبار: يتم تطبيق نبضات متعددة بكلتا القطبين (موجبة وسالبة)
• : الفاصل الزمني بين النبضات: 1 ثانية كحد أدنى
• معايير النجاح: لا يوجد وميض، ولا يوجد انهيار للعزل، ولا يوجد تدهور في الخلوص

: بالنسبة لقاطع الدائرة المقدر بـ Uimp 8 كيلو فولت، يطبق مهندسو الاختبار نبضات ذروة 8000 فولت بشكل متكرر للتحقق من أن الخلوص الداخلي والعزل يتحملان هذه الإجهادات العابرة دون فشل.

: اتصال فئة الجهد الزائد

: قيم Uimp ليست اعتباطية—يتم تنسيقها مع : فئات الجهد الزائد : المحدد في IEC 60664-1. تصنف هذه الفئات التركيبات حسب تعرضها للجهود الزائدة العابرة:

• الفئة الأولى: المعدات ذات التعرض المنخفض للعابرين (الدوائر الإلكترونية المحمية)
• الفئة الثانية: الأجهزة والمعدات المحمولة (الأحمال السكنية النموذجية)
• الفئة الثالثة: التركيبات الثابتة (لوحات التوزيع، الآلات الصناعية)
• الفئة الرابعة: أصل التركيب (مدخل الخدمة، عدادات المرافق، الخطوط العلوية)

: تواجه الفئات الأعلى عابرين أكثر حدة. تحدد جداول IEC 60664-1 جهود النظام الاسمية بمستويات تحمل النبض المطلوبة لكل فئة. بالنسبة لنظام ثلاثي الأطوار 400 فولت:

• الفئة الثانية: Uimp 2.5 كيلو فولت نموذجي
• الفئة الثالثة: Uimp 6 كيلو فولت نموذجي
• الفئة الرابعة: Uimp 8 كيلو فولت نموذجي

: تحتاج المعدات الصناعية المثبتة في أنظمة توزيع ثابتة (الفئة الثالثة) إلى Uimp أعلى من الأجهزة الموصولة بمآخذ الحائط (الفئة الثانية)، على الرغم من أن كلاهما يعمل بنفس الجهد الاسمي.

: قيم Uimp النموذجية للمعدات الصناعية

: تصنيفات Uimp القياسية للمفاتيح الكهربائية ومعدات التحكم ذات الجهد المنخفض:

• : 4 كيلو فولت: تطبيقات الفئة الأدنى، المعدات السكنية
• : 6 كيلو فولت: شائع لقواطع التيار المقولبة (MCCBs) المنزلية/السكنية، معدات الفئة الثانية/الثالثة
• : 8 كيلو فولت: قياسي لقواطع التيار المقولبة (MCCBs) الصناعية، والموصلات، والتركيبات الثابتة من الفئة الثالثة/الرابعة
• : 12 كيلو فولت: التطبيقات الصناعية الصعبة، المعدات ذات درجة المرافق، المواقع ذات التعرض العالي

: تعرض أوراق بيانات المعدات عادةً قيم Uimp المقابلة لفئة التثبيت المقصودة. تفتراضيًا، تكون المكونات الصناعية بدرجة 8 كيلو فولت أو أعلى، بينما قد تعرض المنتجات السكنية 4-6 كيلو فولت.

: لماذا تهم Uimp: أحداث الاندفاع في العالم الحقيقي

: تواجه الأنظمة الكهربائية جهودًا زائدة عابرة بانتظام:

• ضربات البرق: تتسبب الضربات المباشرة أو القريبة في حدوث اندفاعات عالية الجهد في شبكات التوزيع
• : عمليات التبديل: فتح/إغلاق الأحمال الكبيرة، أو بنوك المكثفات، أو المحولات يخلق ارتفاعات مفاجئة في الجهد
• أعطال الشبكة: عمليات إزالة الأعطال وإعادة الإغلاق تولد عابرات
• بدء تشغيل المحرك: تبديل الأحمال الاستقرائية ينتج ارتفاعات موضعية في الجهد

المعدات ذات Uimp غير الكافية تفشل بشكل غير متوقع - أحيانًا مباشرة بعد عاصفة رعدية، وأحيانًا بعد تلف تراكمي ناتج عن زيادة التيار يضعف العزل على مدى أشهر. يضمن تحديد Uimp المناسب بقاء المعدات على قيد الحياة في البيئة العابرة الخاصة بموقع التثبيت وفئته.

الاختلافات الرئيسية: Ue مقابل Ui مقابل Uimp

تقيس تصنيفات الجهد الثلاثة هذه إجهادات كهربائية مختلفة بشكل أساسي. إن فهم الفروق بينها يمنع أخطاء التحديد ويساعدك على مطابقة المعدات بظروف التشغيل الفعلية.

التشغيل مقابل العزل مقابل زيادة التيار: أسئلة مختلفة

يجيب كل تصنيف على سؤال تصميم محدد:

• Ue (جهد التشغيل): “ما هو جهد النظام الذي يمكن لهذا الجهاز أن يعمل فيه في ظل الظروف العادية والمستمرة؟”
• Ui (جهد العزل): “ما هو مرجع الجهد الذي يحدد قوة عزل هذا الجهاز ومسافات التسرب؟”
• Uimp (جهد تحمل النبض): “ما هو جهد الذروة العابر الذي يمكن لهذا الجهاز أن يتحمله دون انهيار العزل؟”

إنها متكاملة وليست قابلة للتبديل. لا يمكنك استبدال Ui بـ Ue، ولا يعوض Uimp العالي عن Ue غير الكافي. يجب أن تتوافق الثلاثة مع متطلبات التطبيق الخاص بك.

اختلافات طريقة الاختبار

التقييم	نوع الاختبار	اختبار الجهد	مدة	ما الذي يتحقق منه
أوي	اختبارات الأداء التشغيلي	جهد النظام الاسمي	آلاف الدورات	قدرة التبديل، والتحمل، وارتفاع درجة الحرارة
يوي	تحمل العزل الكهربائي لتردد الطاقة	~2 × Ui + 1000 فولت تيار متردد	60 ثانية	سلامة العزل ضد إجهاد التيار المتردد المستمر
أويمب	اختبار تحمل النبض	ذروة كيلو فولت للنبض المقدر	ميكروثانية (طلقات متعددة)	كفاية الخلوص ضد ارتفاعات التيار العابر السريعة

تستخدم اختبارات Ui تيارًا مترددًا بتردد 50/60 هرتز مستمرًا لمدة دقيقة واحدة - وهو إجهاد بطيء وطاحن على العزل. تستخدم اختبارات Uimp نبضات 1.2/50 ميكروثانية - ارتفاعات حادة وسريعة في الجهد تضغط على الخلوص والفجوات الهوائية بشكل مختلف. لا يضمن اجتياز أحد الاختبارات اجتياز الاختبار الآخر.

علاقات حجم الجهد

تُظهر المعدات النموذجية تسلسلًا هرميًا محددًا للجهد:

Ue ≤ Ui < Uimp

مثال: قد يُظهر قاطع دارة مصغر صناعي لنظام 400 فولت ما يلي:

• Ue = 400 فولت (يتطابق جهد التشغيل مع النظام)
• Ui = 690 فولت (عزل مصمم لإجهاد أعلى)
• Uimp = 8 كيلو فولت (تحمل النبض لتركيبات الفئة الثالثة)

لاحظ ترتيب الحجم: Ue و Ui بالمئات من الفولتات، بينما يقفز Uimp إلى آلاف الفولتات. هذا يعكس الطبيعة المختلفة للارتفاعات العابرة مقابل التشغيل في الحالة المستقرة.

أي تصنيف يحكم أي قرار؟

تعتمد قرارات التحديد المختلفة على تصنيفات مختلفة:

استخدم Ue لتحديد:

• توافق النظام (هل تتطابق المعدات مع جهدك الاسمي؟)
• تنسيق تصنيف التيار (قيم Ie المعلنة عند مستويات Ue محددة)
• إمكانية تطبيق فئة الاستخدام (AC-3، AC-23، إلخ.)
• تكوينات متوازية/متسلسلة (اعتبارات مشاركة الجهد)

استخدم Ui للتحقق من:

• هامش أمان عزل كافٍ (يجب أن يتجاوز Ui قيمة Ue بشكل كبير)
• الامتثال لمتطلبات مسافة التسرب لدرجة التلوث
• موثوقية العزل على المدى الطويل في بيئتك
• ملاءمة المعدات عبر نطاقات الجهد (جهاز واحد، تطبيقات متعددة)

استخدم Uimp لضمان:

• حماية من زيادة التيار العابر لفئة الجهد الزائد للتركيب
• التنسيق مع أجهزة الحماية من زيادة التيار في المنبع
• تصميم خلوص كافٍ للمواقع ذات التعرض العالي
• الامتثال لمعايير تنسيق العزل (IEC 60664-1)

معايير IEC ومتطلبات الاختبار

تصنيفات الجهد الثلاثة ليست ادعاءات تعسفية من الشركة المصنعة - فهي تخضع لمعايير IEC الدولية الصارمة التي تحدد إجراءات الاختبار ومعايير الأداء الدنيا ومتطلبات التوثيق.

سلسلة IEC 60947: أجهزة التبديل والتحكم ذات الجهد المنخفض

توفر سلسلة IEC 60947 الأساس لتعريفات تصنيف الجهد عبر مركبات MCCBs, المقاولون, مرحلات, ، وبادئات تشغيل المحركات، ومعدات التحكم:

• IEC 60947-1: قواعد عامة تحدد تعاريف Ue و Ui و Uimp، ومتطلبات تنسيق العزل، وإجراءات الاختبار المطبقة على جميع المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض
• IEC 60947-2: متطلبات محددة لقواطع الدائرة (MCCBs، ACBs)، بما في ذلك قدرة قطع التيار في حالة قصر الدائرة، وفئات الانتقائية، وتطبيق تصنيف الجهد
• IEC 60947-4-1: الموصلات وبادئات تشغيل المحركات، وتحديد فئات الاستخدام (AC-3، AC-4، إلخ) وكيفية ارتباط Ue بقدرة تبديل المحرك
• IEC 60947-5-1: أجهزة دائرة التحكم وعناصر التبديل (مفاتيح الحد، ومفاتيح الاختيار، وأزرار الضغط)

تشير جميع الأجزاء إلى IEC 60947-1 لتعريفات تصنيف الجهد الأساسية، ثم تضيف تفاصيل اختبار خاصة بالمنتج.

IEC 60947-7-1: كتل طرفية للموصلات النحاسية

تتبع الكتل الطرفية المعايير ذات الصلة:

• IEC 60947-7-1: يحدد ارتفاع درجة الحرارة، وتحمل العزل الكهربائي (التحقق من Ui)، وتحمل التيار لفترة قصيرة، واختبارات النبض (التحقق من Uimp) للكتل الطرفية
• يتضمن الاختبار: اختبار العزل الكهربائي بتردد الطاقة (60 ثانية عند جهد الاختبار المشتق من Ui) واختبار جهد النبضة (شكل موجة 1.2/50 ميكروثانية عند Uimp المقدر)

تستخدم الكتل الطرفية نفس الإطار الأساسي لـ Ui و Uimp مثل MCCBs والموصلات، مما يضمن اتساق تنسيق العزل عبر جميع مكونات اللوحة.

IEC 60664-1: تنسيق العزل داخل الأنظمة ذات الجهد المنخفض

يوفر IEC 60664-1 الجداول الهندسية التي تربط جهد النظام بـ Uimp والتخليصات المطلوبة:

• فئات الجهد الزائد (من الأول إلى الرابع) تصنف تعرض التركيب للظواهر العابرة
• درجات التلوث (من 1 إلى 4) تصنف مستويات التلوث البيئي
• جداول جهد النبضة المقدر: تعيين جهد النظام الاسمي وفئة الجهد الزائد إلى الحد الأدنى المطلوب من Uimp
• جداول التخليص والزحف: تحديد الحد الأدنى للمسافات الهوائية والسطحية بناءً على Ui ودرجة التلوث ومجموعة المواد العازلة

يستخدم المهندسون IEC 60664-1 لتحديد Uimp والتخليصات التي يتطلبها تطبيقهم، ثم يختارون المعدات التي تحتوي على أوراق بيانات توضح التصنيفات الكافية.

IEC 61810-1: المرحلات الكهروميكانيكية

تتبع المرحلات الكهروميكانيكية معيارها الخاص ولكنها تستخدم مفاهيم تصنيف الجهد المتطابقة:

• IEC 61810-1: يحدد Ue (جهد التبديل) و Ui (جهد العزل) و Uimp (جهد تحمل النبضة) لملامسات وملفات المرحل
• إجراءات الاختبار: تعكس اختبارات العزل الكهربائي بتردد الطاقة واختبارات النبض منهجية IEC 60947-1

يستخدم المرحل المصنف Ue 400V و Ui 690V و Uimp 6 kV نفس الإطار التفسيري مثل MCCB بهذه التصنيفات - يختلف نوع المنتج فقط.

اختبار النوع مقابل الاختبار الروتيني

يتضمن التحقق من تصنيف الجهد مستويين من الاختبار:

اختبار النوع (يتم إجراؤه مرة واحدة لكل تصميم):

• التحقق الشامل بما في ذلك تحمل العزل الكهربائي واختبارات النبض وارتفاع درجة الحرارة ودورات التحمل
• يتم إجراؤه على عينات تمثيلية في مختبرات اختبار معتمدة
• يتم توثيق النتائج في تقارير اختبار النوع ونشرها في أوراق البيانات
• مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً - لا يكررها المصنعون لكل وحدة إنتاج

الاختبار الروتيني (يتم إجراؤه على كل وحدة أو دفعة إنتاج):

• التحقق الأساسي: الفحص البصري، وفحوصات الأبعاد، واختبار العزل الكهربائي المبسط (جهد أقل، مدة أقصر)
• يضمن اتساق التصنيع دون تكرار مجموعة اختبار النوع الكاملة
• مراقبة الجودة سريعة وفعالة من حيث التكلفة

عندما تقرأ ورقة بيانات تعرض Ue و Ui و Uimp، فإن هذه القيم تمثل أداءً معتمدًا تم اختباره من النوع. يؤكد الاختبار الروتيني أن كل وحدة إنتاج تلبي تصميم اختبار النوع.

دليل الاختيار العملي: استخدام تصنيفات الجهد بشكل صحيح

يتطلب اختيار المعدات ذات تصنيفات الجهد المناسبة اتباع نهج منظم. اتبع إطار القرار هذا لمطابقة التصنيفات بمتطلبات التثبيت الخاصة بك.

الخطوة 1: تحديد الجهد الاسمي للنظام الخاص بك

ابدأ بحقائق النظام الأساسية:

• أنظمة أحادية الطور: 120 فولت، 230 فولت، 240 فولت تيار متردد
• أنظمة ثلاثية الطور: 208 فولت، 380 فولت، 400 فولت، 415 فولت، 480 فولت، 600 فولت، 690 فولت تيار متردد
• أنظمة التيار المستمر: 24 فولت، 48 فولت، 110 فولت، 220 فولت تيار مستمر (شائع في تطبيقات التحكم/البطارية)

هذا هو الخاص بك الحد الأدنى لمتطلبات Ue. لا يمكن استخدام المعدات المصنفة Ue أقل من جهد النظام الخاص بك؛ المعدات المصنفة Ue مساوية أو أعلى من جهد النظام مقبولة من وجهة نظر جهد التشغيل.

الخطوة 2: تحديد فئة الجهد الزائد للتثبيت

استشر IEC 60664-1 أو قوانين الكهرباء المحلية لتصنيف التثبيت الخاص بك:

الفئة الأولى: معدات إلكترونية حساسة مع حماية محلية من زيادة التيار (نادر في التطبيقات الصناعية)

الفئة الثانية: دوائر الأجهزة ومآخذ التوصيل، والمعدات المحمولة على بعد 10 أمتار على الأقل من مصادر الفئة الثالثة (سكني، تجاري خفيف)

الفئة الثالثة: المعدات الثابتة في المباني، ولوحات التوزيع، والآلات الصناعية (التطبيق الصناعي الأكثر شيوعًا)

الفئة الرابعة: أصل التركيب، ومعدات مدخل الخدمة، وعدادات المرافق، والخطوط العلوية

تحدد فئة التثبيت الخاصة بك الحد الأدنى المطلوب من Uimp. لنظام 400 فولت:

• الفئة الثانية ← Uimp ≥ 2.5 كيلو فولت
• الفئة الثالثة ← Uimp ≥ 6 كيلو فولت (غالبًا ما يتم تحديدها على أنها 8 كيلو فولت لتحسين الهامش)
• الفئة الرابعة ← Uimp ≥ 8 kV

الخطوة 3: تقييم درجة تلوث البيئة

تقييم مستويات التلوث وفقًا للمعيار IEC 60664-1:

• درجة التلوث 1: بيئات نظيفة، حاويات محكمة الإغلاق (نادرًا)
• درجة التلوث 2: ظروف داخلية عادية، تلوث غير موصل فقط (معظم خزائن التحكم)
• درجة التلوث 3: تلوث موصل أو تلوث جاف غير موصل يصبح موصلًا عند البلل (البيئات الصناعية، التركيبات الخارجية)
• درجة التلوث 4: تلوث موصل مستمر من المطر أو الثلج أو التلوث الشديد

تتطلب درجات التلوث الأعلى معدات ذات مسافات تسرب أكبر، مما يعني تصنيفات Ui أعلى لنفس قدرة الخلوص. يحتاج نظام 400 فولت في درجة التلوث 3 إلى تسرب أكبر من نفس الجهد في الدرجة 2.

الخطوة 4: حدد معدات Ui بهامش كافٍ

قاعدة عامة: حدد معدات بـ Ui لا يقل عن 1.5 ضعف الجهد الاسمي للنظام الخاص بك، ويفضل أن يكون أعلى.

للأنظمة الشائعة:

• نظام ثلاثي الأطوار 400 فولت: حدد Ui ≥ 690 فولت (هامش 1.73×)
• نظام ثلاثي الأطوار 480 فولت: حدد Ui ≥ 690 فولت أو 800 فولت
• نظام أحادي الطور 230 فولت: حدد Ui ≥ 400 فولت أو 500 فولت

يراعي هذا الهامش اختلافات الجهد، والجهود الزائدة العابرة، وشيخوخة العزل على مدى عمر خدمة المعدات.

الخطوة 5: تحقق من تطابق Uimp مع فئة التركيب

تحقق من صحة أوراق بيانات المعدات مقابل فئة التركيب الخاصة بك من الخطوة 2:

• تأكد من أن Uimp المعلن ≥ الحد الأدنى وفقًا للمعيار IEC 60664-1 لجهد النظام والفئة الخاصين بك
• تحتاج التركيبات الثابتة الصناعية (الفئة الثالثة) عادةً إلى Uimp 6-8 كيلو فولت كحد أدنى
• لا تقلل من المواصفات لتوفير التكلفة - أعطال زيادة التيار لا يمكن التنبؤ بها ومكلفة

الخطوة 6: تحقق من صحة تصنيفات التيار عند Ue المحدد

يتم الإعلان عن تصنيفات تيار المعدات (Ie, In) عند قيم Ue محددة. تحقق من أن:

• تصنيف التيار كافٍ للحمل الخاص بك عند Ue المعلن
• إذا كانت المعدات تسرد خيارات Ue متعددة، فتحقق من أن التيار لا ينخفض عند الجهد الذي اخترته
• تُظهر الموصلات بشكل خاص انخفاض Ie عند مستويات Ue أعلى - لا تفترض أن التيار يظل ثابتًا

الخطوة 7: وثق التحديدات للتحقق من الامتثال

احتفظ بسجل مواصفات يوضح:

• الجهد الاسمي للنظام وفئة التركيب
• قيم Ue و Ui و Uimp للمعدات المحددة
• درجة التلوث ومسافات التسرب المطلوبة
• تبرير أي انحرافات عن الممارسة القياسية

تدعم هذه الوثائق عمليات الموافقة ومراجعات التفتيش وقرارات الصيانة/الاستبدال المستقبلية.

ملخص مخطط انسيابي للقرار

1. جهد النظام ← يحدد الحد الأدنى Ue
2. فئة التركيب (IEC 60664-1) ← يحدد الحد الأدنى Uimp
3. درجة التلوث + الفولتية ← يحدد التسرب المطلوب (يتحقق من صحة تحديد Ui)
4. خصائص الحمل + أوي ← يحدد Ie وفئة الاستخدام المطلوبة
5. تحقق من جميع التصنيفات ← يضمن Ue ≤ Ui، Uimp كافٍ، التيار كافٍ

إذا كان أي تصنيف هامشيًا أو غير واضح، فحدد التصنيف القياسي الأعلى التالي. الفرق في التكلفة ضئيل مقارنة بالأعطال الميدانية والاستبدالات الطارئة.

أخطاء المواصفات الشائعة التي يجب تجنبها

حتى المهندسين ذوي الخبرة يرتكبون أخطاء في تصنيف الجهد عند العمل تحت ضغط الوقت أو التعامل مع أنواع معدات غير مألوفة. فيما يلي الأخطاء الأكثر شيوعًا وكيفية تجنبها.

الخطأ 1: استخدام Ue فقط وتجاهل Ui/Uimp

خطأ: تحديد المعدات بناءً على مطابقة Ue لجهد النظام فقط، دون التحقق من Ui و Uimp.

لماذا هو خطأ: يؤكد Ue التوافق التشغيلي ولكنه لا يقول شيئًا عن قوة العزل أو تحمل زيادة التيار. تفشل المعدات ذات Ue الصحيح ولكن Uimp غير الكافي بشكل غير متوقع بعد الأحداث العابرة.

النهج الصحيح: تحقق دائمًا من جميع التصنيفات الثلاثة. بالنسبة لنظام 400 فولت، تحقق من أن Ue ≥ 400 فولت و Ui ≥ 690 فولت و Uimp ≥ 6-8 كيلو فولت (حسب فئة التركيب).

الخطأ 2: التعامل مع Ui كأقصى جهد تشغيل

خطأ: افتراض أن المعدات المصنفة Ui 690 فولت يمكن أن تعمل باستمرار عند 690 فولت.

لماذا هو خطأ: Ui هو جهد مرجعي للعزل، وليس حدًا تشغيليًا. القاعدة الأساسية هي Ue ≤ Ui - يجب ألا يتجاوز جهد التشغيل Ue المعلن، بغض النظر عن قيمة Ui.

النهج الصحيح: قم بمطابقة جهد النظام مع Ue، وليس Ui. بالنسبة لنظام 690 فولت، حدد معدات مصنفة Ue 690 فولت (أو أعلى) مع Ui 800 فولت أو 1000 فولت. لا تستخدم معدات مصنفة Ue 400 فولت لمجرد أن Ui الخاص بها هو 690 فولت.

الخطأ 3: إغفال فئة التركيب عند تحديد Uimp

خطأ: تحديد معدات من الدرجة السكنية (Uimp 4-6 كيلو فولت) للتركيبات الثابتة الصناعية (الفئة الثالثة).

لماذا هو خطأ: يتطلب المعيار IEC 60664-1 Uimp أعلى للتركيبات الأقرب إلى أصل الإمداد الكهربائي. تواجه البيئات الصناعية من الفئة الثالثة عابرًا أكثر حدة من دوائر الأجهزة من الفئة الثانية. تعاني المعدات ذات Uimp غير الكافي من تدهور تراكمي للعزل وفشل غير متوقع.

النهج الصحيح: حدد فئة التركيب أولاً، ثم حدد المعدات ذات Uimp المناسب. بالنسبة لمعظم التطبيقات الصناعية (الفئة الثالثة)، حدد Uimp ≥ 8 كيلو فولت. بالنسبة لمعدات مدخل الخدمة (الفئة الرابعة)، استخدم Uimp ≥ 12 كيلو فولت.

خطأ رقم 4: تجاهل تأثير درجة التلوث على مسافة التسرب

خطأ: اختيار المعدات بناءً على تصنيفات الجهد فقط دون مراعاة التلوث البيئي.

لماذا هو خطأ: تتطلب درجات التلوث الأعلى مسافات تسرب أكبر بين الأجزاء الموصلة. قد تكون المعدات المناسبة لدرجة التلوث 2 (خزانة تحكم نظيفة) غير كافية لدرجة التلوث 3 (بيئة صناعية بها غبار/رطوبة). يتسبب هذا في حدوث تتبع وفشل الوميض.

النهج الصحيح: قم بتقييم البيئة بصدق (معظم المواقع الصناعية من الدرجة 3، وليست الدرجة 2)، ثم اختر المعدات ذات Ui الكافية ومسافات التسرب التي تم التحقق منها لدرجة التلوث لديك. عند الشك، حدد تصنيف Ui الأعلى التالي لضمان تباعد كافٍ.

خطأ رقم 5: افتراض أن تصنيفات التيار مستقلة عن الجهد

خطأ: اختيار موصل بتصنيف Ie 95A عند Ue 400V وتوقع نفس القدرة 95A عند Ue 690V.

لماذا هو خطأ: تزيد الفولتية الأعلى من الضغط على مقاطعة قوس التلامس بشكل أكثر حدة. تُظهر الموصلات والمفاتيح عادةً قدرة تيار منخفضة عند الفولتية الأعلى. تسرد أوراق البيانات مجموعات Ue/Ie متعددة - تنخفض قيمة Ie مع زيادة Ue.

النهج الصحيح: اقرأ دائمًا تصنيفات التيار عند جهد التشغيل المحدد لديك. إذا كنت تصمم للتشغيل بجهد 690 فولت، فاستخدم قيمة Ie المعلنة عند Ue 690 فولت، وليس القيمة (الأعلى) المعلنة عند Ue 400 فولت.

خطأ رقم 6: خلط المعدات السكنية والصناعية

خطأ: تحديد قواطع MCCB السكنية (المصنفة Uimp 6 kV) في لوحات التحكم الصناعية لتوفير التكلفة.

لماذا هو خطأ: يتم اختبار المعدات السكنية واعتمادها لتطبيقات الفئة الثانية مع تعرض عابر أقل. تتجاوز البيئات الصناعية (الفئة الثالثة/الرابعة) نطاق تصميم المعدات السكنية. يؤدي خلط المكونات السكنية والصناعية إلى حدوث فجوات في التنسيق ومشكلات في الامتثال.

النهج الصحيح: قم بمطابقة درجة المعدات مع نوع التركيب. استخدم مكونات مصنفة صناعيًا (Uimp 8 kV كحد أدنى) للمصانع والمباني الثابتة. احتفظ بالمعدات ذات الدرجة السكنية (Uimp 4-6 kV) للتطبيقات السكنية الفعلية.

خطأ رقم 7: نسيان التحقق من تصنيفات معدات الاستبدال

خطأ: استبدال المعدات المعطلة بأجهزة “مكافئة” تتطابق مع تصنيفات التيار ولكن لديها تصنيفات جهد أقل.

لماذا هو خطأ: تم تحديد المعدات الأصلية بتصنيفات جهد كاملة (Ue، Ui، Uimp) لسبب ما. قد تتناسب أجهزة الاستبدال ذات Ui أو Uimp غير الكافية فعليًا وتعمل في البداية، ولكنها تفشل قبل الأوان تحت الضغط الكهربائي.

النهج الصحيح: قم بتوثيق مواصفات المعدات الأصلية بما في ذلك جميع تصنيفات الجهد. تحقق من أن البدائل تطابق أو تتجاوز جميع التصنيفات الثلاثة (Ue، Ui، Uimp)، وليس فقط سعة التيار والبصمة المادية.

الختام

Ue و Ui و Uimp ليست ثلاث طرق لقول الشيء نفسه. إنها ثلاثة قياسات متميزة تعالج ضغوطًا كهربائية مختلفة: القدرة التشغيلية (Ue)، وقوة العزل (Ui)، وتحمل الاندفاع العابر (Uimp). يتطلب اختيار المعدات تقييم جميع القياسات الثلاثة مقابل جهد النظام وفئة التركيب والظروف البيئية.

السؤال الافتتاحي - أي قاطع MCCB يناسب نظام 400 فولت عندما يُظهر أحدهما “Ue 400V، Ui 690V، Uimp 8kV” والآخر “Ue 690V، Ui 800V، Uimp 6kV” - لديه الآن إجابة واضحة. يتطابق قاطع MCCB الأول مع جهد التشغيل الخاص بك (Ue 400V) مع هامش عزل مناسب (Ui 690V) وتحمل اندفاع من الدرجة الصناعية (Uimp 8 kV) مناسب للتركيبات من الفئة الثالثة. الثاني مبالغ فيه لجهد التشغيل (Ue 690V يتجاوز حاجتك إلى 400 فولت) وغير محدد بشكل كافٍ للحماية من زيادة التيار (Uimp 6 kV هامشي للفئة الصناعية الثالثة). الجهاز الأول هو الخيار الصحيح.

يعني التحديد المناسب التقييم المنهجي: تحديد جهد النظام لتحديد الحد الأدنى من Ue، وتصنيف فئة التركيب لتحديد Uimp المطلوب، وتقييم درجة التلوث للتحقق من صحة Ui وكفاية التسرب، والتحقق المتبادل من تصنيفات التيار عند جهد التشغيل الخاص بك. عندما تكون التصنيفات هامشية، حدد القيمة القياسية الأعلى التالية - تكلف هندسة تصنيفات الجهد الزائدة أقل بكثير من حالات الفشل المبكرة والاستبدال في حالات الطوارئ.

الأهم من ذلك، قم بتوثيق اختياراتك. تمثل أوراق بيانات المعدات التي تعرض Ue و Ui و Uimp أداءً تم اختباره واعتماده. تخبرك هذه الأرقام الثلاثة ما إذا كان الجهاز يمكنه التعامل مع ملف تعريف الإجهاد الكهربائي الكامل لتطبيقك - ليس فقط تشغيل الحالة المستقرة اليوم، ولكن سنوات من اختلافات الجهد والتلوث البيئي والاندفاعات العابرة. اقرأها بشكل صحيح، وحددها بعناية، وستوفر أنظمتك الكهربائية الأداء الموثوق الذي تعد به هذه المعايير.