يعد التحديد الصحيح لمواقع أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) هو العامل الأكثر أهمية لتحديد ما إذا كان مرفقك سيتحمل حدثًا كهربائيًا كارثيًا أو سيتكبد آلاف الدولارات من الأضرار التي تلحق بالمعدات. في حين أن اختيار تصنيف الجهد الصحيح وقدرة تيار التفريغ أمر مهم، إلا أن حتى الجهاز الأعلى تصنيفًا سيفشل في حماية أصولك إذا تم تركيبه في الموقع الخطأ أو بطول سلك مفرط.
بالنسبة للمهندسين الكهربائيين ومديري المرافق، فإن الهدف واضح: تحويل الطاقة العابرة قبل أن تصل إلى الأحمال الحساسة في اتجاه المصب. يتطلب ذلك اتباع نهج منسق للتثبيت - يُعرف باسم الحماية المتتالية - بدءًا من مدخل الخدمة وامتدادًا إلى الدوائر الفرعية الفردية.
فهم أنواع SPD والتصنيفات
قبل تحديد نقاط التثبيت المادية في اللوحة الخاصة بك، يجب عليك التمييز بين الفئات الثلاث الرئيسية لأجهزة الحماية من زيادة التيار التي تحددها معايير مثل UL 1449 و IEC 61643-11. يتم تحديد موقع التثبيت بدقة حسب نوع الجهاز.
- النوع 1 SPDs من النوع 1: مصممة لجانب الخط من مدخل الخدمة. تتعامل هذه الأجهزة شديدة التحمل مع ارتفاعات الطاقة العالية من مصادر خارجية، بما في ذلك ضربات الصواعق المباشرة وتبديل شبكة المرافق. لا تحتوي على حماية خارجية من التيار الزائد وهي مصممة لتحمل العبء الكامل للعابرين القادمين.
- النوع 2 SPDs من النوع 2: مخصصة لجانب الحمل من فاصل الخدمة الرئيسي. هذه هي القوة العاملة في الحماية الصناعية من زيادة التيار، المثبتة في لوحات التوزيع واللوحات الفرعية. إنها تحمي من الطاقة المتبقية التي تمرر أجهزة النوع 1 والارتفاعات المتولدة داخليًا من المحركات و محركات التردد المتغيرة (VFDs).
- النوع 3 SPDs من النوع 3: أجهزة نقطة الاستخدام المثبتة بالقرب من الحمل المحمي قدر الإمكان (عادةً في حدود 10 أمتار). إنها تتعامل مع العابرين المتبقين منخفضي المستوى لحماية الإلكترونيات الحساسة مثل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأجهزة الكمبيوتر والمعدات الطبية.
مواقع التثبيت الرئيسية لأجهزة الحماية من زيادة التيار
تتطلب الحماية الفعالة من زيادة التيار استراتيجية “الدفاع المتعمق”. نادرًا ما يكون الاعتماد على جهاز واحد في مدخل الخدمة الرئيسي كافيًا للمرافق الحديثة المليئة بالمعالجات الدقيقة الحساسة.
1. مدخل الخدمة الرئيسي
هذا هو خط الدفاع الأول الخاص بك. يجب تثبيت جهاز الحماية من زيادة التيار مباشرة بعد الجزء الثانوي من محول المرافق وقبل جهاز الحماية من التيار الزائد لمعدات الخدمة الرئيسية (للنوع 1) أو مباشرة بعد فاصل التيار الرئيسي (للنوع 2). الهدف هنا هو تحويل الطاقة الهائلة من الارتفاعات الخارجية إلى الأرض مباشرة عند نقطة الدخول، ومنعها من الدوران عبر نظام التأريض في المبنى.
2. لوحات التوزيع واللوحات الفرعية
غالبًا ما تحتوي المرافق الكبيرة على مسافات طويلة من الكابلات بين المفاتيح الرئيسية ولوحات التوزيع في اتجاه المصب. يمكن لهذه الكابلات التقاط ارتفاعات مستحثة من الصواعق أو معدات الجهد العالي القريبة. يؤدي تثبيت أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوع 2 في هذه اللوحات الوسيطة إلى تثبيت رنين الجهد وحماية الدوائر الفرعية.
3. مستوى المعدات (نقطة الاستخدام)
بالنسبة للأحمال الحرجة مثل خوادم مراكز البيانات أو آلات CNC أو لوحات التحكم في إنذار الحريق، يتم تثبيت جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 3 مباشرة عند مدخل المعدات. يعالج هذا أي ارتفاعات يتم إنشاؤها داخليًا في الدائرة الفرعية ويوفر تثبيتًا أكثر إحكامًا للجهد.
تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1: متطلبات مدخل الخدمة
يتطلب تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1 الالتزام ببروتوكولات السلامة والأداء الصارمة. نظرًا لأن هذه الأجهزة تقع على جانب الخط من فاصل الخدمة، فهي متصلة بشكل دائم ويجب أن تتعامل مع تيارات الأعطال العالية.
تفاصيل الموقع
قم بتركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1 بالقرب من موصلات الطور الواردة قدر الإمكان. في لوحة التوزيع الرئيسية القياسية، غالبًا ما يعني ذلك تركيب الجهاز مباشرة على العلبة عبر حلمة مطاردة أو داخل حجرة مخصصة إذا كنت تستخدم تصميم لوحة مفاتيح متكاملة.
طريقة الاتصال
عادةً ما تكون أجهزة النوع 1 متصلة بالتوازي. ستقوم بتوصيل الأطوار (L1، L2، L3) والمحايد (N) مباشرة من موصلات مدخل الخدمة أو قضبان التوصيل الرئيسية.
- ملاحظة السلامة: نظرًا لعدم وجود قاطع تيار في المنشأة لتعطيله، غالبًا ما تتضمن أجهزة النوع 1 صمامات داخلية أو فواصل حرارية لعزل الوحدة بأمان في حالة فشلها.
- التأريض: يجب توصيل موصل التأريض بموصل التأريض الرئيسي أو قضيب التأريض بأقصر مسار ممكن.
تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 2: موضع لوحة التوزيع
أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوع 2 هي الأجهزة الأكثر شيوعًا التي يواجهها كهربائيو التجارة. يتم تثبيتها على جانب الحمل من القاطع الرئيسي، وعادة ما يتم توصيلها عبر قاطع دائرة مخصص.
موضع التركيب المفضل
داخل لوحة التوزيع، يكون الموقع الأمثل لجهاز الحماية من زيادة التيار وقاطع الدائرة الذي يغذيه هو بجوار العروات الرئيسية أو قاطع الدائرة الرئيسي مباشرة.
- لماذا موضع مهم: يقلل وضع جهاز الحماية من زيادة التيار في الجزء العلوي من اللوحة (الأقرب إلى التغذية الواردة) من مقاومة مسار قضيب التوصيل. إذا قمت بتثبيت جهاز الحماية من زيادة التيار في الجزء السفلي من لوحة 42 دائرة، فيجب أن ينتقل التيار الزائد إلى أسفل طول قضيب التوصيل بالكامل، مما قد يؤدي إلى تحفيز فولتية أعلى عبر هيكل اللوحة قبل أن يتمكن جهاز الحماية من زيادة التيار من التنشيط.
قاطع الدائرة مقابل الاتصال المباشر
في حين أن الاتصال المباشر بالقضيب (باستخدام مجموعات العروة) يوفر أقل مقاومة، فإن استخدام قاطع دائرة مخصص (على سبيل المثال، 30 أمبير أو 60 أمبير، اعتمادًا على مواصفات الشركة المصنعة) هو الممارسة القياسية لأجهزة النوع 2. يتيح ذلك العزل الآمن لجهاز الحماية من زيادة التيار للصيانة أو الاستبدال دون إيقاف تشغيل اللوحة بأكملها.
تركيب جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 3: حماية نقطة الاستخدام
غالبًا ما يتم التغاضي عن أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوع 3 ولكنها ضرورية لحماية المعدات. يمكن توصيل هذه الأجهزة بصندوق التوصيل أو تركيبها على سكة DIN داخل خزانة التحكم أو دمجها في وعاء.
- القرب: قم بتثبيت هذه الأجهزة في نطاق 30 قدمًا (10 أمتار) من الحمل المحمي. إذا تجاوز طول السلك هذا، فإن فعالية تثبيت الجهد تقل بسبب التذبذب وتأثيرات انعكاس الجهد في الكابل.
- تنسيق: تأكد من تنسيق جهاز النوع 3 مع أجهزة النوع 1 والنوع 2 في اتجاه المنبع. يجب أن يكون جهد تثبيت جهاز المصب أقل من جهد تحمل المعدات التي يحميها، ولكنه مرتفع بدرجة كافية لضمان تعامل جهاز الحماية من زيادة التيار شديد التحمل في اتجاه المنبع مع الجزء الأكبر من طاقة التيار الزائد.
أفضل ممارسات التثبيت الهامة
يعد التثبيت المادي لجهاز الحماية من زيادة التيار بنفس أهمية المواصفات الداخلية للجهاز. جهاز الحماية من زيادة التيار 100 كيلو أمبير المثبت بأسلاك طويلة ومنحنية يعمل بشكل أسوأ بكثير من جهاز الحماية من زيادة التيار 50 كيلو أمبير المثبت بأسلاك قصيرة ومستقيمة.
قاعدة “طول السلك”
الارتفاعات هي أحداث عالية التردد. عند هذه الترددات، يخلق تحريض السلك انخفاضًا كبيرًا في الجهد. القاعدة العامة هي: حافظ على أسلاك التوصيل قصيرة قدر الإمكان، ويفضل أن تكون أقل من 10 بوصات (250 مم).
- معادلة: Vالسماح بالمرور = Vالتثبيت + (L × di/dt)
- أين L هو الحث (دالة لطول السلك) و di/dt هو معدل ارتفاع التيار.
- تضيف كل بوصة من السلك ما يقرب من 15-25 فولت إلى جهد السماح بالمرور أثناء زيادة التيار. يمكن أن يضيف كابل بطول 3 أقدام مئات الفولتات، مما يجعل الحماية عديمة الفائدة.
مسارات الأسلاك المستقيمة
تجنب الانحناءات الحادة بزاوية 90 درجة في الموصلات. تزيد الانحناءات من الحث والمقاومة. استخدم منحنيات كاسحة إذا كان الدوران ضروريًا. يجب أن يبدو السلك وكأنه خط مباشر ومشدود من القاطع/القضيب إلى أطراف جهاز الحماية من زيادة التيار.
أسس و الترابط
يقوم جهاز الحماية من زيادة التيار بتحويل الطاقة إلى الأرض. إذا كان مسار الأرض عالي المقاومة أو عالي المقاومة، فلن يكون هناك مكان تذهب إليه الطاقة. تأكد من ربط موصل التأريض الأخضر/الأصفر مباشرة بقضيب التأريض في اللوحة. لا تستخدم هيكل العلبة المعدنية كمسار التأريض الوحيد لجهاز الحماية من زيادة التيار؛ قم بتشغيل سلك مخصص.
أخطاء التثبيت الشائعة التي يجب تجنبها
حتى الكهربائيين ذوي الخبرة يمكن أن يرتكبوا أخطاء عند تركيب الحماية من زيادة التيار. تجنب هذه المزالق المتكررة:
- “أسلاك ”التضفير": لف السلك الزائد داخل اللوحة لجعله يبدو “أنيقًا”. يؤدي ذلك إلى إنشاء محث ذي قلب هوائي يمنع التيار الزائد من الوصول إلى جهاز الحماية من زيادة التيار، مما يجبره على الدخول إلى جهازك بدلاً من ذلك. قص الأسلاك حسب الطول.
- موصلات صغيرة الحجم: في حين أن تيارات الاندفاع قصيرة، إلا أنها مكثفة. اتبع مقياس الشركة المصنعة الموصى به (عادةً 10 AWG أو 8 AWG) للتعامل مع الإجهاد الميكانيكي وكثافة التيار.
- تركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) على الأنظمة غير المؤرضة: تتطلب معظم أجهزة الحماية من زيادة التيار القياسية (SPDs) مرجعًا إلى الأرض. قد يؤدي تركيب جهاز حماية من زيادة التيار (SPD) من نوع Wye القياسي على نظام Delta غير مؤرض دون التحقق من ورقة المواصفات إلى فشل فوري للجهاز أو مخاطر تتعلق بالسلامة.
- تجاهل أضواء المؤشر: قم بتركيب جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) حيث تكون مصابيح LED الخاصة بالحالة أو الشاشة مرئية. جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) المخفي الذي ضحى بنفسه لحماية النظام يوفر حماية صفرية ضد الاندفاع التالي.
اعتبارات التركيب الخاصة بالصناعة
المباني التجارية
في الأبراج المكتبية والمساحات التجارية، غالبًا ما يكون التركيز على أنظمة الإضاءة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).
- التنسيب: قم بتركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) من النوع 2 في لوحات توزيع الإضاءة. تعتبر مشغلات LED حساسة بشكل خاص لل transient.
- غرف البيانات: استخدم مزيجًا من النوع 2 في اللوحة والنوع 3 من أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) المثبتة على الرف لحماية الخادم.
المنشآت الصناعية
تتعامل المصانع الصناعية مع transient تبديل داخلية مستمرة من محركات VFD والمحركات.
- التنسيب: يجب أن يكون لكل مركز التحكم في المحركات (MCC) جهاز حماية من زيادة التيار (SPD) من النوع 2.
- لوحات PLC: أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) المخصصة المثبتة على قضبان DIN داخل خزائن التحكم إلزامية لمنع تلف المنطق ووقت التوقف.
سكني
المنازل الحديثة هي في الأساس شبكات ذكية مع الأجهزة وشواحن السيارات الكهربائية والعاكسات الشمسية.
- التنسيب: يلبي جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) من النوع 1 أو النوع 2 في وحدة المستهلك الرئيسية متطلبات NEC لعام 2020/2023 (المادة 242).
- الخارج: غالبًا ما تتطلب مكثفات التيار المتردد ومضخات حمامات السباحة أجهزة حماية من زيادة التيار (SPDs) مخصصة مثبتة على الفاصل.
الختام
تحديد مكان تركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) في اللوحة الكهربائية الخاصة بك ليس مسألة تخمين - بل هو قرار هندسي محسوب يعتمد على التسلسل الهرمي للجهاز والفيزياء. يحافظ جهاز من النوع 1 عند مدخل الخدمة على طاقة البرق الخارجية، بينما تتعامل الأجهزة من النوع 2 والنوع 3 في لوحات التوزيع ومدخلات المعدات مع transient التبديل الداخلية التي تقلل من جودة الإلكترونيات بمرور الوقت.
تذكر القاعدة الذهبية: الموقع والطول والاستقامة. قم بتركيب النوع الصحيح من جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) في المنطقة المناسبة، واجعل الموصلات أقصر من 10 بوصات، وتجنب الانحناءات الحادة.
في فيوكس كان سعره باهظا للغاية, ، نقوم بتصميم أجهزة الحماية من زيادة التيار لدينا لتلبية المتطلبات الصارمة للبنية التحتية الصناعية والتجارية الحديثة. تتوفر فرقنا الفنية للمساعدة في دراسات التنسيق وتقييمات الموقع لضمان تحقيق منشأتك لمستوى حماية تم التحقق منه. لا تترك أصولك الهامة عرضة لارتفاع الطاقة التالي - قم بتأمين نظامك مع فيوكس كان سعره باهظا للغاية اليوم.
