راهنمای SPDهای 3 پل در مقابل 4 پل: TN-C، TN-S و TT

تفاوت بین برق‌گیر (SPD) سه پل و چهار پل صرفاً در اندازه یا تعداد هادی‌های تحت حفاظت نیست. در یک تاسیسات سه فاز AC، پیکربندی صحیح به عواملی بستگی دارد از جمله: توزیع‌شده بودن نول، ترکیب یا تفکیک بودن نول و ارت حفاظتی، محل تفکیک آن‌ها، و نیاز به حفاظت در حالت‌های مشترک (Common-mode) و تفاضلی (Differential-mode).

به عنوان یک نقطه شروع کاربردی:

سیستم TN-C معمولاً از پیکربندی 3+0 استفاده می‌کند بین فازهای L1، L2، L3 و هادی PEN.
سیستم TN-S ممکن است از 4+0 یا 3+1 استفاده کند, که این امر تابع قوانین ملی مربوطه، اهداف حفاظتی و طراحی محصول است.
سیستم TT معمولاً از پیکربندی 3+1 استفاده می‌کند, ، با سه مسیر حفاظتی فاز به نول و یک مسیر مجزای نول به ارت (PE).
سیستم TN-C-S باید در محل نصب ارزیابی شود.: قبل از تفکیک PEN، رفتار آن مشابه TN-C است؛ پس از تفکیک، رفتار آن مشابه TN-S است.

بنابراین، یک برق‌گیر (SPD) چهار پل لزوماً ایمن‌تر یا بهتر از یک برق‌گیر سه پل نیست. دستگاه باید با توپولوژی سیستم مطابقت داشته باشد.

دامنه: این مقاله به تأسیسات ولتاژ پایین سه فاز AC مبتنی بر استاندارد IEC می‌پردازد. این مقاله قاعده انتخاب عمومی برای سیستم‌های DC فتوولتائیک، DC باتری، سیستم‌های دلتا/های-لگ آمریکای شمالی یا شبکه‌های تخصصی IT ارائه نمی‌دهد.

نکات کلیدی

“تعداد پل” در SPD معادل تعداد پل در کلیدهای مینیاتوری نیست. یک SPD به صورت موازی متصل می‌شود و به طور معمول هادی‌های بار را قطع نمی‌کند.
3+0, 4+0، و 3+1 مسیرهای حفاظتی یا آرایش‌های اتصال را توصیف می‌کنند، نه صرفاً عرض محفظه را.
یک SPD مدل 3+1 و یک SPD مدل 4+0 ممکن است هر دو چهار ماژول DIN را اشغال کنند، در حالی که حالت‌های حفاظتی داخلی متفاوتی را ارائه می‌دهند.
سیستم TN-C دارای یک هادی PEN است، بنابراین در آن نقطه مسیر مجزای N-PE وجود ندارد؛ آرایش 3+0 نقطه شروع معمول است.
پس از جداسازی N و PE، طراحی باید نول و حفاظت مورد نیاز در حالت مشترک (common-mode) و حالت تفاضلی (differential-mode) را در نظر بگیرد.
طبقه‌بندی نوع 1، نوع 2 یا نوع 1+2 مستقل از پیکربندی پل‌ها است.
انتخاب نهایی همچنان نیازمند موارد زیر است: یوسی, بالا, در, آی‌مکس یا آیمپ, رفتار اتصال کوتاه، حفاظت پشتیبان و تایید طول نصب.

مقایسه سریع: 3 پل، 4 پل، 3+0، 4+0 و 3+1

اصطلاح کاتالوگ	آرایش حفاظتی معمول	نقطه شروع کاربرد متداول	Important limitation
برق‌گیر (SPD) سه پل	اغلب شامل سه مسیر حفاظتی مرتبط با L1، L2 و L3	سیستم‌های سه‌فاز بدون مسیر حفاظتی نول مجزا در آن نقطه	“عبارت ”سه پل» به تنهایی مشخص‌کننده هادی مرجع یا مدار داخلی نیست
برق‌گیر (SPD) چهار پل	اغلب شامل چهار مسیر حفاظتی از هادی‌های برق‌دار به زمین	سیستم‌های سه‌فاز با نول توزیع‌شده که در آن‌ها طراحی 0+4 مجاز است	به طور خودکار همان رفتار حالت تفاضلی (differential-mode) را مانند 3+1 ارائه نمی‌دهد
3+0	L1-PEN، L2-PEN، L3-PEN در یک کاربرد معمول TN-C	TN-C یا بخش TN-C در سیستم TN-C-S	پس از تفکیک PEN به N و PE، دیگر حالت پیش‌فرض نیست
4+0	معمولاً L1-PE، L2-PE، L3-PE و N-PE	برخی از کاربردهای TN-S	عناصر دقیق و حالت‌های حفاظتی باید از روی نقشه مدار تأیید شوند
3+1	L1-N، L2-N، L3-N به اضافه N-PE	کاربردهای TT و بسیاری از کاربردهای TN-S	المان N-PE و قابلیت تحمل جریان پیرو باید با سیستم و استاندارد محصول مطابقت داشته باشد

تولیدکنندگان همیشه از اصطلاحات “پل” (pole) و “ماژول” (module)” 3P+N, 3+1، و 4P به صورت یکسان استفاده نمی‌کنند. نمودار مدار چاپ شده روی محصول یا برگه اطلاعات (دیتاشیت)، قابل‌اعتمادتر از نام کوتاه در کاتالوگ است.

ابتدا مشخص کنید که “پل” در یک SPD به چه معناست

در یک کلید مینیاتوری، تعداد پل‌ها معمولاً نشان‌دهنده تعداد هادی‌های حامل جریان است که توسط مکانیزم کلید قطع یا محافظت می‌شوند. عملکرد SPD متفاوت است. این دستگاه به صورت موازی با منبع تغذیه متصل شده و در هنگام اضافه ولتاژ گذرا، یک مسیر با امپدانس پایین موقت ایجاد می‌کند.

برای SPDها، تولیدکنندگان ممکن است از واژه “پل” برای توصیف موارد زیر استفاده کنند:

تعداد هادی‌های برق‌دار محافظت‌شده؛;
تعداد کارتریج‌های قابل تعویض؛;
تعداد مسیرهای حفاظتی داخلی؛;
تعداد ماژول‌های DIN؛;
یا نام‌گذاری تجاری خانواده محصول.

این توصیفات ممکن است با هم همپوشانی داشته باشند، اما لزوماً همیشه یکسان نیستند. یک مجموعه فشرده 3+1 ممکن است چندین عنصر حفاظتی را در تعداد کمتری کارتریج قابل مشاهده ادغام کند، در حالی که در طراحی دیگر ممکن است برای هر حالت از یک کارتریج مجزا استفاده شود.

پیش از انتخاب بر اساس تعداد پل، نقشه شماتیک را برای اتصالات واقعی بین L1، L2، L3، N، PE و PEN بررسی کنید.

3+0، 4+0 و 3+1 به چه معنا هستند؟

پیکربندی SPD مدل 3+0

یک چیدمان 3+0 معمول، سه مسیر حفاظتی فراهم می‌کند:

L1 به PEN؛;
L2 به PEN؛;
L3 به PEN.

این با سیستم TN-C مطابقت دارد، جایی که عملکردهای نول و حفاظتی در هادی PEN ترکیب شده‌اند. از آنجایی که N و PE در آن نقطه از هم جدا نشده‌اند، مسیر حفاظتی مستقل N-PE وجود ندارد.

عبارت “+0” به این معنی نیست که سیستم اتصال زمین ندارد. بلکه به این معناست که هیچ عنصر حفاظتی اضافی و مجزایی برای نول به زمین در مجموعه وجود ندارد.

پیکربندی SPD مدل 4+0

یک چیدمان 4+0 این آرایش چهار مسیر حالت مشترک (common-mode) فراهم می‌کند:

L1 به PE؛;
L2 به PE؛;
L3 به PE؛;
N به PE.

این آرایش می‌تواند در کاربردهای مناسب سه‌فاز چهارسیمه TN-S، با رعایت طراحی محصول و قوانین نصب مربوطه، استفاده شود. این چهار مسیر معمولاً بر پایه قطعات محدودکننده ولتاژ هستند، اما فناوری دقیق داخلی باید بررسی شود و نباید فرض گردد.

معماری 4+0 در حفاظت حالت مشترک مستقیم بین هادی‌های برق‌دار و زمین قوی است. ولتاژ حالت تفاضلی (differential-mode) بین فاز و نول ممکن است بسته به طراحی، به‌طور غیرمستقیم از طریق دو عنصر حفاظتی سری محدود شود. این با داشتن عناصر حفاظتی اختصاصی L-N یکسان نیست.

پیکربندی برق‌گیر (SPD) مدل 3+1

یک چیدمان 3+1 کاربرد آرایش:

سه مسیر محدودکننده ولتاژ از L1، L2 و L3 به N؛;
یک مسیر حفاظتی از نوع سوئیچینگ از N به PE، که معمولاً با استفاده از فناوری شکاف جرقه (Spark Gap) یا تخلیه گاز پیاده‌سازی می‌شود.

این امر باعث ایجاد حفاظت حالت تفاضلی مستقیم خط به نول و یک مسیر تخلیه حالت مشترک هماهنگ‌شده نول به زمین می‌شود. المان N-PE همچنین از ایجاد یک مسیر رسانای پیوسته عادی بین نول و PE جلوگیری می‌کند.

فناوری دقیق قطعات، رفتار در برابر اضافه ولتاژهای موقت، قابلیت تحمل جریان پیرو فرکانس شبکه و هماهنگی در داخل مجموعه، همگی وابسته به سازنده هستند. عبارت “3+1” تنها نشان‌دهنده توپولوژی است و به‌تنهایی اثبات‌کننده تمامی ویژگی‌های عملکردی نیست.

حالت مشترک در مقابل حالت تفاضلی: تفاوت مهندسی واقعی

تعداد پل‌ها تنها یک معیار تقریبی است. هدف اصلی، کنترل ولتاژ ظاهر شده در دو سر عایق و پایانه‌های تجهیزات است.

ولتاژ سرج حالت مشترک

ولتاژ مد مشترک بین هادی‌های برق‌دار و زمین ظاهر می‌شود:

L1-PE;
L2-PE;
L3-PE;
و در مواردی که نول توزیع شده است، N-PE.

گذراهای ناشی از صاعقه اغلب تحت تأثیر اثرات مد مشترک هستند. بنابراین، یک آرایش پایه SPD به یک مسیر تخلیه مطمئن از هادی‌های برق‌دار به PE یا PEN نیاز دارد.

ولتاژ سرج مد تفاضلی

ولتاژ مد تفاضلی بین هادی‌های برق‌دار ظاهر می‌شود، به‌ویژه:

L1-N, L2-N و L3-N؛;
یا بین هادی‌های فاز.

در سیستم‌های TN-S و TT، اتصال زمین نول و عدم تقارن امپدانس می‌تواند بخشی از یک رویداد مد مشترک (Common-mode) را به ولتاژ تفاضلی تبدیل کند. بنابراین، بارهای حساس متصل به صورت فاز به نول ممکن است به فرضیاتی فراتر از این تصور ساده نیاز داشته باشند که هر گذرا تنها نسبت به زمین مرجع‌گذاری می‌شود.

آرایش 3+1 مسیرهای مستقیم L-N را فراهم می‌کند. آرایش 4+0 عمدتاً مسیرهای هادی برق‌دار به PE را فراهم می‌آورد، اگرچه حفاظت کامل تجهیزات به مدار داخلی آن و ولتاژ حاصل در دو سر هر ترمینال بار بستگی دارد.

انتخاب بر اساس سیستم اتصال زمین

جدول زیر یک چارچوب اولیه است و جایگزینی برای پذیرش ملی استاندارد IEC 60364، نمودار سازنده SPD یا مطالعه حفاظتی پروژه محسوب نمی‌شود.

سیستم اتصال زمین و محل قرارگیری SPD	هادی‌های موجود	پیکربندی راه‌اندازی معمول	Engineering reason
TN-C	L1, L2, L3, PEN	3+0	PEN عملکردهای نول و حفاظتی را ترکیب می‌کند؛ مسیر مجزای N-PE وجود ندارد
TN-C-S قبل از تفکیک PEN	L1, L2, L3, PEN	3+0	این بخش از نظر الکتریکی از اصول TN-C پیروی می‌کند
TN-C-S بعد از تفکیک PEN	L1, L2, L3, N, PE	به عنوان TN-S در نظر گرفته شود: ارزیابی 4+0 یا 3+1	نول (N) و ارت حفاظتی (PE) اکنون هادی‌های مجزا هستند
TN-S	L1, L2, L3, N, PE	۴+۰ یا ۳+۱، بسته به قوانین محلی	حفاظت در حالت مشترک (Common-mode) و در صورت نیاز، حفاظت در حالت تفاضلی (Differential-mode) باید در نظر گرفته شود
TT	L1، L2، L3، N، PE به همراه ارت نصب محلی	معمولاً ۳+۱	حفاظت مستقیم فاز به نول (L-N) به همراه مسیر کلیدزنی هماهنگ نول به ارت (N-PE)، برای آرایش ارت مجزا مناسب است
فناوری اطلاعات	بسته به توزیع نول و امپدانس منبع متغیر است	مختص پروژه	رفتار ولتاژ نسبت به زمین در اولین خطا تغییر می‌کند؛ یک قاعده کلی ۳ پل یا ۴ پل ایمن نیست

برای توضیحات جامع‌تر در مورد این شبکه‌ها، مراجعه کنید به سیستم‌های اتصال زمین TN در مقابل TT در مقابل IT.

TN-C: چرا معمولاً از پیکربندی 3+0 استفاده می‌شود

در سیستم TN-C، هادی PEN وظایف حفاظتی زمین و نول را همزمان انجام می‌دهد. برق‌گیر (SPD) معمولاً از هر هادی فاز به PEN متصل می‌شود.

افزودن یک “پل نول” جداگانه از نظر مفهومی اشتباه است، اگر هادی نول مستقلی در آن نقطه وجود نداشته باشد. مهم‌تر اینکه، هادی PEN هرگز نباید به عنوان یک نول معمولی قابل قطع در نظر گرفته شود. عملکرد حفاظتی آن اولویت دارد.

پرسش درست این نیست که “آیا چهار پل حفاظت بیشتری فراهم می‌کند؟” بلکه این است که “در این نقطه خاص از شبکه، چه هادی‌ها و مسیرهای عایقی وجود دارند؟” برای TN-C، پاسخ معمول به سه حالت اتصال فاز به PEN منجر می‌شود.

TN-S: 4+0 یا 3+1؟

در سیستم TN-S، هادی‌های نول و زمین حفاظتی در سراسر بخش مربوطه از تأسیسات از هم جدا هستند. این بدان معناست که طراحی SPD باید تنش‌های L-PE، N-PE و احتمالاً L-N را در نظر بگیرد.

هر دو آرایش 4+0 و 3+1 در سیستم‌های TN-S یافت می‌شوند:

یک طراحی 4+0 مناسب را انتخاب کنید در مواردی که قوانین مربوطه اجازه می‌دهند و اولویت، حفاظت مستقیم حالت مشترک (common-mode) از هر هادی برق‌دار به PE است.
یک طراحی 3+1 مناسب را انتخاب کنید در مواردی که حفاظت مستقیم حالت تفاضلی (differential-mode) بین فاز و نول و یک مسیر سوئیچینگ مجزا برای N-PE مورد نیاز یا ترجیح داده می‌شود.

این تصمیم همچنین باید آرایش کلید جریان نشتی (RCD) تاسیسات، اضافه ولتاژهای موقت، هماهنگی عایقی و تجهیزات تحت حفاظت را در نظر بگیرد. عبارت “4P” را به عنوان یک ارتقای کلی نسبت به “3+1” تفسیر نکنید. آن‌ها مسیرهای گذرا را به روش‌های متفاوتی مدیریت می‌کنند.

سیستم TT: چرا 3+1 انتخاب معمول است

در سیستم‌های TT، نول منبع زمین شده و بخش‌های رسانای در دسترس به یک الکترود زمین محلی متصل می‌شوند. بنابراین، زمین منبع و زمین تاسیسات، مسیر هادی حفاظتی یکسانی مانند سیستم TN ندارند.

یک SPD مدل 3+1، عناصر محدودکننده ولتاژ را بین هر فاز و نول قرار می‌دهد و یک عنصر سوئیچینگ جداگانه نیز بین نول و ارت (PE) تعبیه می‌کند. این چیدمان:

حفاظت مستقیم L-N را برای تجهیزات فاز به نول فراهم می‌کند؛;
یک مسیر تخلیه N-PE را در هنگام بروز اضافه ولتاژ (سرج) ایجاد می‌کند؛;
در صورت استفاده از عنصر سوئیچینگ مناسب، از جریان نشتی عادی در مسیر N-PE جلوگیری می‌کند؛;
و در صورت انتخاب و نصب صحیح، با سیستم حفاظتی TT هماهنگی دارد.

موقعیت SPD نسبت به RCD، حالت خرابی SPD و حفاظت پشتیبان باید مطابق با قوانین نصب مربوطه باشد. عبارت “استفاده از 3+1” تنها معماری پایه است، نه مشخصات فنی کامل.

TN-C-S: همیشه مشخص کنید که در کدام سمتِ نقطه تفکیک PEN قرار دارید.

سیستم TN-C-S باعث بروز خطاهای بسیاری در انتخاب بین کلیدهای 3 پل و 4 پل می‌شود، زیرا یک تاسیسات واحد شامل دو چیدمان هادی متفاوت است.

بالادست نقطه جداسازی:

سیستم از نوع TN-C است؛;
نول و هادی حفاظتی به صورت PEN با هم ترکیب شده‌اند؛;
آرایش 3+0 نقطه شروع معمول است.

پایین‌دست نقطه جداسازی:

سیستم از نوع TN-S است؛;
نول (N) و هادی حفاظتی (PE) باید مجزا باقی بمانند؛;
بر اساس حالت‌های حفاظتی مورد نیاز و قوانین محلی، آرایش 4+0 یا 3+1 را ارزیابی کنید.

هرگز SPD مناسب را تنها از روی توضیحات شبکه برق حدس نزنید. نقطه نصب واقعی را در نقشه تک‌خطی بررسی کرده و محل تفکیک هادی PEN به هادی‌های مجزای N و PE را بازرسی کنید.

یک چارچوب انتخاب سه مرحله‌ای

مرحله ۱: شناسایی نوع هادی و سیستم اتصال زمین در محل نصب SPD

ثبت موارد زیر:

آیا نول توزیع شده است یا خیر؛;
آیا هادی حفاظتی از نوع PE است یا PEN؛;
آیا SPD قبل از نقطه تفکیک PEN نصب شده است یا بعد از آن؛;
آیا سیستم در آن نقطه از نوع TN-C، TN-S، TT، TN-C-S یا IT است.

این مرحله تعیین می‌کند که آیا 3+0, 4+0، یا 3+1 از نظر الکتریکی معنادار است.

گام ۲: تعیین حالت‌های حفاظتی مورد نیاز

مسیرهای عایقی تجهیزات که باید محافظت شوند را شناسایی کنید:

فاز به PE/PEN؛;
نول به PE؛;
فاز به نول؛;
فاز به فاز در موارد مربوطه.

سپس این الزامات را با نمودار مدار SPD ارائه‌شده توسط سازنده مقایسه کنید. حالت‌ها را صرفاً بر اساس تعداد پل‌ها استنباط نکنید.

Step 3: بررسی مشخصات کامل SPD

پس از انتخاب توپولوژی، موارد زیر را بررسی کنید:

نوع 1، نوع 2، یا ترکیبی از نوع 1+2, ، بر اساس میزان در معرض صاعقه بودن، حفاظت خارجی در برابر صاعقه، محل نصب و روش طراحی قابل اجرا؛;
یوسی, ، مناسب برای حداکثر ولتاژ کاری مداوم در هر حالت حفاظتی و سیستم اتصال زمین؛;
بالا, ، هماهنگ با سطح تحمل ضربه تجهیزات تحت حفاظت؛;
در, آی‌مکس, ، و در صورت لزوم آیمپ;
جریان اتصال کوتاه احتمالی و رفتار اتصال کوتاه SPD؛;
فیوز یا کلید مینیاتوری پشتیبان مورد نیاز؛;
قابلیت تحمل جریان دنباله فرکانس قدرت در مواردی که از المان‌های سوئیچینگ استفاده می‌شود؛;
الزامات مربوط به نمایش وضعیت و آلارم از راه دور؛;
سطح مقطع هادی، گشتاور ترمینال و درجه‌بندی محیطی.

برای تمایز پارامترها، از راهنماهای VIOX استفاده کنید تا Uc در مقابل Up در برق‌گیر (SPD) و Imax vs In in SPD.

تعداد پل‌ها تعیین‌کننده نوع SPD نیست

یک خطای رایج در مشخصات فنی این است که فرض شود:

سه پل به معنای نوع ۱ است؛;
چهار پل به معنای نوع ۲ است؛;
یا تعداد ماژول بیشتر به معنای درجه جریان ضربه‌ای بالاتر است.

این‌ها ویژگی‌های مجزایی هستند.

ابعاد انتخاب	مقایسه جامع جریان‌های نشتی، باقیمانده و زمین برای کمک به روشن شدن نقش‌های متمایز آنها در ایمنی الکتریکی.	مثال‌ها
پل/پیکربندی	هادی‌ها و حالت‌های متصل شده توسط SPD	3+0, 4+0, 3+1
نوع SPD/کلاس تست	وظیفه ضربه‌ای و نقش نصب	نوع ۱، نوع ۲، نوع ۳، نوع ۱+۲
ولتاژ نامی	ولتاژ مداوم و سطح حفاظت	`یوسی`, `بالا`
رتبه فعلی	ظرفیت تخلیه یا جریان ضربه‌ای	`در`, `آی‌مکس`, `آیمپ`
فرمت مکانیکی	فضای اشغالی نصب و روش سرویس‌دهی	فشرده، چند ماژوله، قابل تعویض (پلاگ‌ابل)، ثابت

یک آرایش ۳+۱ می‌تواند نوع ۱، نوع ۲ یا ترکیبی از نوع ۱+۲ باشد. همین امر برای ۳+۰ و ۴+۰ نیز صادق است، مشروط بر اینکه سازنده آن طراحی‌ها را ارائه و تأیید کرده باشد. مشاهده کنید SPD نوع ۱ در مقابل نوع ۲ در مقابل نوع ۳ برای تصمیم‌گیری طبقه‌بندی جداگانه.

جزئیات نصب می‌تواند مزیت توپولوژی صحیح را از بین ببرد.

حتی پیکربندی‌های صحیح 3+0، 4+0 یا 3+1 نیز در صورت نصب نامناسب، می‌توانند محافظت ضعیفی ارائه دهند.

هادی‌های اتصال را کوتاه نگه دارید.

جریان ضربه به سرعت تغییر می‌کند. ولتاژ القایی در طول هادی‌های اتصال برق‌گیر (SPD) ایجاد شده و به ولتاژ باقی‌مانده SPD اضافه می‌شود. بنابراین، سیم‌های بلند، حلقه‌شده یا با مسیر نامناسب می‌توانند ولتاژ موثر اعمال‌شده به تجهیزات را افزایش دهند.

به نقاط صحیح PE، PEN و نول متصل شوید.

برای سهولت در سیم‌کشی SPD، اتصال غیرمجاز N-PE ایجاد نکنید. در سیستم TN-C-S، محل تفکیک PEN یک نقطه تعیین‌کننده سیستم است، نه یک ترجیح در سیم‌کشی.

حفاظت پشتیبان مشخص‌شده را نصب کنید.

دستگاه SPD یک وسیله حفاظتی در برابر جریان اضافه نیست. سازنده ممکن است بسته به جریان اتصال کوتاه احتمالی سیستم و حفاظت بالادست موجود، استفاده از فیوز یا کلید مینیاتوری خاصی را در بالادست الزامی بداند.

هماهنگی با RCDها و تجهیزات پایین‌دست

محل قرارگیری SPD نسبت به حفاظت جریان نشتی، بر عملکرد ناخواسته و رفتار خرابی تأثیر می‌گذارد. از قوانین نصب مربوطه و دستورالعمل‌های هماهنگی سازنده SPD/RCD پیروی کنید.

برای خطرات عملی نصب، به بخش زیر مراجعه کنید اشتباهات نصب برق‌گیر (SPD): طول هادی، اتصال زمین، پیکربندی سیم‌کشی و نشانگرهای وضعیت.

اشتباهات رایج در انتخاب

اشتباه ۱: فرض اینکه چهار پل همیشه حفاظت بیشتری فراهم می‌کنند

چهار ماژول فیزیکی لزوماً برتر نیستند. اگر پیکربندی با سیستم زمین مطابقت نداشته باشد، ماژول اضافی ممکن است بی‌اثر باشد یا مسیرهای حفاظتی برای بار اشتباه باشند.

اشتباه ۲: در نظر گرفتن ۴+۰ و ۳+۱ به عنوان موارد قابل جایگزینی

هر دو ممکن است شامل چهار عنصر حفاظتی باشند، اما مسیرهای اتصال آن‌ها متفاوت است. به جای توجه صرف به عرض محصول، شماتیک آن‌ها را مقایسه کنید.

اشتباه ۳: نادیده گرفتن تفکیک PEN در سیستم TN-C-S

محصولی که قبل از نقطه تفکیک مناسب است، لزوماً توپولوژی صحیح پس از جدا شدن نول (N) و ارت (PE) نیست.

اشتباه ۴: انتخاب بر اساس تعداد پل قبل از بررسی‌های لازم `یوسی`

توپولوژی صحیح با ولتاژ کارکرد مداوم نامناسب، همچنان می‌تواند باعث فرسودگی زودرس یا حفاظت ناکافی شود. یوسی باید برای هر حالت حفاظتی و شرایط شبکه بررسی شود.

اشتباه ۵: استفاده از قوانین توپولوژی AC برای سیستم‌های DC یا IT

رشته‌های فتوولتائیک، سیستم‌های باتری، شبکه‌های DC بدون اتصال زمین و سیستم‌های IT با زمین‌کردن امپدانسی، رفتار متفاوتی در برابر خطا و اضافه ولتاژهای موقت دارند. این سیستم‌ها نیازمند استانداردهای محصول و تحلیل انتخاب جداگانه هستند.

اشتباه ۶: فراموش کردن نمودار مدار سازنده

اصطلاحات کاتالوگ‌ها متفاوت است. نمودار اتصال و حالت‌های حفاظتی اعلام‌شده، سند نهایی برای عملکرد واقعی دستگاه هستند.

چک‌لیست مشخصات فنی

پیش از تأیید یک برق‌گیر (SPD) سه‌فاز، تمام موارد زیر را ثبت کنید:

ولتاژ و فرکانس سیستم
سیستم اتصال به زمین در نقطه دقیق نصب
آرایش هادی‌های L1/L2/L3/N/PE/PEN
پیکربندی مورد نیاز: 3+0، 4+0 یا 3+1
مسیرهای مورد نیاز برای حالت مشترک (Common-mode) و حالت تفاضلی (Differential-mode)
نوع SPD و استاندارد محصول مربوطه
یوسی برای هر حالت حفاظتی
بالا, در, آی‌مکس، و آیمپ در صورت لزوم
جریان اتصال کوتاه احتمالی
حفاظت پشتیبان مورد نیاز
قابلیت جریان پیرو در موارد مرتبط
هماهنگی کلید محافظ جان (RCD)
مسیر و طول هادی‌های اتصال
نشانگر وضعیت و سیگنال‌دهی از راه دور
نقشه شماتیک سازنده و مدارک گواهی‌نامه

اگر تأمین‌کننده نمی‌تواند نقشه اتصال داخلی واضحی ارائه دهد، تنها بر اساس عنوان محصول “3P” یا “4P”، دستگاه SPD را تأیید نکنید.

پاسخ نهایی

هنگامی که نقطه نصب دارای سه هادی فاز و یک مرجع PEN مشترک است، مانند سیستم TN-C یا بخش TN-C در سیستم TN-C-S، از برق‌گیر (SPD) سه پل یا 3+0 استفاده کنید. در مواردی که نول و PE از هم جدا هستند، مانند سیستم TN-S، پیکربندی‌های 4+0 و 3+1 را بر اساس حفاظت حالت مشترک (common-mode) و حالت تفاضلی (differential-mode) مورد نیاز و قوانین ملی مربوطه ارزیابی کنید. برای سیستم‌های TT، پیکربندی 3+1 پیکربندی پایه معمول است.

ترتیب انتخاب به شرح زیر است:

سیستم اتصال زمین و آرایش هادی‌ها در نقطه نصب را شناسایی کنید.
حالت‌های حفاظتی مورد نیاز را تعیین کنید.
پیکربندی 3+0، 4+0 یا 3+1 را انتخاب کنید.
تمامی الزامات مربوط به ولتاژ، جریان تخلیه، اتصال کوتاه، حفاظت پشتیبان و شرایط نصب را بررسی کنید.

برق‌گیر (SPD) مناسب، لزوماً آن چیزی نیست که بیشترین تعداد پل را دارد؛ بلکه دستگاهی است که مسیرهای حفاظتی داخلی آن با ولتاژهایی که ممکن است در شبکه واقعی ظاهر شوند، مطابقت داشته باشد.

برای ارزیابی محصول، موارد زیر را بررسی کنید: طیف محصولات برق‌گیر (SPD) VIOX و نمودار تک‌خطی، آرایش سیستم ارتینگ، ولتاژ سیستم، موقعیت نصب، شرایط حفاظت در برابر صاعقه و جریان اتصال کوتاه احتمالی را ارائه دهید.

سوالات متداول

آیا یک SPD چهار پل بهتر از یک SPD سه پل است؟

خیر. یک SPD چهار پل برای آرایش متفاوتی از هادی‌ها طراحی شده است. یک SPD با آرایش 0+3 معمولاً در نقاط TN-C که دارای هادی PEN هستند مناسب است، در حالی که در مواردی که نول (N) و ارت (PE) از هم جدا هستند، ممکن است به آرایش چهار مسیر نیاز باشد. تناسب و کارایی مهم‌تر از تعداد پل‌ها است.

تفاوت بین SPD با آرایش 0+4 و 1+3 چیست؟

یک SPD معمولی 0+4 مسیرهای حفاظتی L1-PE، L2-PE، L3-PE و N-PE را فراهم می‌کند. یک SPD معمولی 1+3 مسیرهای محدودکننده ولتاژ L1-N، L2-N و L3-N را به همراه یک مسیر سوئیچینگ مجزای N-PE ارائه می‌دهد. مدار دقیق را از سازنده تأیید کنید.

کدام SPD معمولاً برای سیستم TN-C استفاده می‌شود؟

آرایش 0+3 که از L1، L2 و L3 به PEN متصل می‌شود، نقطه شروع معمول است، زیرا سیستم TN-C در آن محل دارای هادی‌های مجزای نول (N) و ارت (PE) نیست.

کدام SPD معمولاً برای سیستم TN-S استفاده می‌شود؟

سیستم TN-S بسته به حالت‌های حفاظتی مورد نیاز، مقررات محلی، حساسیت تجهیزات، آرایش RCD و طراحی محصول سازنده، می‌تواند از پیکربندی 4+0 یا 3+1 استفاده کند.

معمولاً از کدام SPD برای سیستم TT استفاده می‌شود؟

یک SPD با پیکربندی 3+1 راهکار معمول برای سیستم‌های سه‌فاز TT است: سه مسیر حفاظتی فاز به نول به اضافه یک مسیر کلیدزنی هماهنگ‌شده نول به PE.

در سیستم TN-C-S از چه چیزی باید استفاده کرد؟

موقعیت SPD را نسبت به محل تفکیک PEN تعیین کنید. قبل از تفکیک، از منطق TN-C استفاده کرده و معمولاً پیکربندی 3+0 را ارزیابی کنید. پس از تفکیک، آن بخش را به عنوان TN-S در نظر گرفته و پیکربندی 4+0 یا 3+1 را ارزیابی کنید.

آیا 3P+N همان SPD چهارپل (4-pole) است؟

لزوماً خیر. برخی کاتالوگ‌ها از هر دو توصیف به صورت غیردقیق استفاده می‌کنند، اما 3P+N می‌تواند به توپولوژی داخلی 3+1 اشاره داشته باشد، در حالی که “4P” می‌تواند به 4+0 اشاره کند. همیشه نمودار اتصال و حالت‌های حفاظتی را مقایسه کنید.

آیا یک برق‌گیر (SPD) چهار پل، از نوسانات فاز به فاز محافظت می‌کند؟

نه به صورت خودکار از طریق یک قطعه اختصاصی L-L. محافظت ممکن است به طور غیرمستقیم از طریق مسیرهای داخلی متعدد رخ دهد، اما سطح حفاظتی حاصل به مدار SPD بستگی دارد. به جای فرض محافظت مستقیم L-L، حالت‌ها و مقادیر اعلام‌شده را بررسی کنید. بالا مقادیر اعلام‌شده را به جای فرض محافظت مستقیم L-L بررسی کنید.

آیا می‌توانم از همان قانون انتخاب پل برای یک SPD خورشیدی DC استفاده کنم؟

خیر. SPDهای فتوولتائیک DC با استفاده از ولتاژ DC، اتصال زمین آرایه، شرایط خطا و استانداردهایی مانند IEC 61643-31 انتخاب می‌شوند. اصطلاحات AC مانند TN-C 3+0 را نمی‌توان مستقیماً به رشته‌های PV تعمیم داد.

مراجع فنی

درباره نویسنده

جو

جو سرپرست تیم تحریریه VIOX است. او از سال ۲۰۱۳ به عنوان ویراستار صنعت برق فعالیت کرده و هدایت برنامه‌ریزی، ویرایش و بررسی کیفی محتوای VIOX را بر عهده دارد. تمرکز کار او تبدیل مشخصات فنی محصولات، دانش کاربردی و استانداردهای تثبیت‌شده برق به راهنمایی‌های شفاف و کاربردی برای مهندسان، توزیع‌کنندگان، تابلو‌سازان، خریداران و متخصصان برق است. جو بر جهت‌گیری تحریریه و فرآیند بررسی اطلاعات محصولات و مقالات آموزشی VIOX نظارت دارد. برای پرسش‌های تحریریه با آدرس [email protected] تماس بگیرید.