در این صفحه
الف محافظ ولتاژ هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه اندازهگیری شده بالاتر یا پایینتر از محدودههای ولتاژ پیکربندیشده باقی بماند، بار را قطع میکند. یک محافظ ولتاژ, ، که دقیقتر آن دستگاه محافظ برقگیر (SPD) است، اضافه ولتاژهای گذرا و کوتاه را با هدایت جریان سرج از طریق یک مسیر حفاظتی تعریفشده، محدود میکند.
آنها مشکلات متفاوتی را حل میکنند:
- یک اینورتر محافظ ولتاژ برای اضافه ولتاژ و افت ولتاژ پایدار یا تکرارشونده.
- یک اس پی دی برای گذراهای کوتاه مرتبط با اثرات صاعقه، کلیدزنی یا رویدادهای سرج مشابه.
- استفاده کنید هر دو زمانی که تأسیسات در معرض هر دو نوع اختلال قرار دارد.
- یک اینورتر رگولاتور، UPS یا راهکار دیگر اگر بار باید در حین نوسان ولتاژ یا قطعی برق به کار خود ادامه دهد.
هیچکدام از این دو دستگاه بهطور کلی “بهتر” نیستند. انتخاب صحیح بستگی به رفتار ولتاژ، مدت زمان تداوم وضعیت و این دارد که آیا پاسخ مورد نیاز عبارت است از: قطع کردن بار یا محدود کردن یک گذرا.
یادداشت دامنه: در این مقاله، “محافظ ولتاژ” به معنای یک محافظ ولتاژ بالا و پایین یا رله پایش ولتاژ است که فرمان قطع را صادر میکند. برخی فروشندگان از همین عبارت برای رگولاتورهای ولتاژ، چندراهیهای محافظ برق یا دستگاههای چندمنظوره استفاده میکنند، بنابراین همیشه باید عملکرد واقعی در برگه اطلاعات بررسی شود.
محافظ ولتاژ در مقابل محافظ برق (Surge Protector): جدول تصمیمگیری
| نقطه تصمیمگیری | محافظ ولتاژ | محافظ برقگیر / SPD |
|---|---|---|
| اختلال اولیه | تغذیه خارج از محدوده مجاز اضافه ولتاژ یا افت ولتاژ باقی میماند | اضافه ولتاژ گذرا و کوتاه |
| عملکرد حفاظتی | یک تجهیز سوئیچینگ داخلی را باز میکند یا به یک کنتاکتور فرمان قطع بار را میدهد | امپدانس را تغییر داده و جریان سرج را هدایت میکند، که باعث محدود شدن ولتاژ در هادیهای تحت حفاظت میشود |
| بار در حین کارکرد | برق قطع میشود | برق معمولاً به صورت عمدی توسط عملکرد محدودکننده نوسان قطع نمیشود |
| حفاظت ولتاژ پایین | بله، در صورتی که پایش افت ولتاژ فراهم و پیکربندی شده باشد | خیر |
| حفاظت در برابر ولتاژ بالای پایدار | بله، در محدوده قابلیت پایش و سوئیچینگ اعلامشده دستگاه | این عملکرد مورد نظر SPD نیست |
| حفاظت در برابر گذراهای ناشی از صاعقه یا کلیدزنی | جایگزینی برای SPD نیست | عملکرد اصلی در صورت انتخاب و نصب صحیح SPD |
| نقش اتصال معمول | در مسیر بار یا در یک مدار فرمان که یک دستگاه کلیدزنی را راهبری میکند | معمولاً به صورت موازی در عرض هادیهای تعریفشده یا حالتهای حفاظتی متصل میشود |
| محدودیت کلیدی | به جای اصلاح منبع تغذیه، آن را قطع میکند و برای محدود کردن انرژی ضربه در نظر گرفته نشده است | ولتاژ را تنظیم نمیکند، ولتاژ پایین را تقویت نمیکند، برق پشتیبان فراهم نمیکند و جایگزین حفاظت ولتاژ پایدار نیست |
کوتاهترین قاعده قابل اطمینان این است:
ولتاژ خارج از محدوده که تداوم دارد → آن را قطع کنید. ولتاژ گذرا کوتاه → آن را محدود کنید. مواجهه با هر دو → هر دو عملکرد را هماهنگ کنید.
نکات کلیدی، تفاوت در مدت زمان اختلال و اقدام حفاظتی است
“اضافهولتاژ” یک توصیف کلی است، نه یک رویداد الکتریکی واحد. دو وضعیت میتوانند هر دو از ولتاژ نامی فراتر روند، اما به حفاظتهای متفاوتی نیاز داشته باشند.
الف ولتاژ تغذیه غیرعادی پایدار به اندازهای طولانی باقی میماند که یک دستگاه پایش تشخیص دهد تغذیه از محدوده مجاز خود خارج شده است. در مواردی که قطع بار یک پاسخ حفاظتی مناسب باشد، اتصال مجدد طبق منطق بازیابی پیکربندیشده دستگاه انجام میشود.
الف اضافهولتاژ موقت (TOV) نیازمند ارزیابی دقیقتر سیستم است و نباید صرفاً به عنوان نام دیگری برای انحراف عادی و طولانیمدت تغذیه در نظر گرفته شود. اینکه آیا یک محافظ ولتاژ بخشی از پاسخ مناسب است یا خیر، به بزرگی و مدت زمان TOV، سیستم ارتینگ، توانایی تحمل تجهیزات، رفتار اعلامشده TOV برای SPD نصبشده و قوانین محلی نصب بستگی دارد. بنابراین نباید فرض کرد که یک محافظ ولتاژ عمومی به تنهایی هر سناریوی TOV را حل میکند.
الف اضافهولتاژ گذرا یک رویداد کوتاه است که توسط عواملی مانند صاعقه یا کلیدزنی ایجاد میشود. اقدام مورد نیاز، محدود کردن تنش ولتاژ و در عین حال فراهم کردن مسیری برای جریان سرج است. استاندارد IEC 61643-11، دستگاههای SPD ولتاژ پایین AC را به عنوان تجهیزاتی توصیف میکند که حداقل شامل یک قطعه غیرخطی بوده و برای محدود کردن ولتاژهای سرج و هدایت جریانهای سرج در نظر گرفته شدهاند.
این تمایز همچنین توضیح میدهد که چرا یک عدد ولتاژ پایین به تنهایی نمیتواند دستگاه مناسب را مشخص کند. ممکن است برای تعیین اینکه آیا مشکل یک وضعیت پایدار در تغذیه، یک پدیده گذرا، یک قطعی یا یک اختلال کاملاً متفاوت است، به اندازهگیری کیفیت توان، گزارش رویداد، هشدار تجهیزات یا بررسی منبع نیاز باشد.
یک محافظ ولتاژ چگونه پاسخ میدهد؟
یک محافظ ولتاژ معمولاً از یک توالی پایش و قطع پیروی میکند:
- ولتاژ تغذیه مربوطه را اندازهگیری میکند.
- اندازهگیری را با آستانههای پیکربندیشده اضافهولتاژ و افتولتاژ مقایسه میکند.
- هنگامی که شرایط تریپ محقق شود، خروجی آن تغییر وضعیت میدهد.
- بار بسته به طراحی دستگاه، مستقیماً یا از طریق یک کنتاکتور قطع میشود.
- اتصال مجدد بر اساس آستانه بازیابی، هیسترزیس و منطق تأخیر محصول انجام میشود.
آستانههای دقیق، رفتار تأخیر، ظرفیت کنتاکت و روش بازنشانی مختص هر محصول است. یک رله کنترل سهفاز ممکن است افت فاز، توالی فاز یا عدم تقارن را نیز نظارت کند، اما نباید فرض کرد که این ویژگیها در همه محافظهای ولتاژ وجود دارد.
نکته اساسی این است که دستگاه تغذیه ناایمن را از بار جدا میکند. این دستگاه معمولاً خروجی را در ولتاژ ثابت نگه نمیدارد.
یک SPD چگونه واکنش نشان میدهد؟
الف surge protective device در ولتاژ قابلقبول سیستم، معمولاً در حالت آمادهبهکار با امپدانس بالا باقی میماند. هنگامی که یک ولتاژ گذرا باعث افزایش ولتاژ در حالت حفاظتی میشود، یک قطعه غیرخطی تغییر وضعیت داده و مسیری با امپدانس پایینتر برای جریان سرج فراهم میکند. این کار ولتاژ گذرای رسیده به تجهیزات پاییندست را محدود میکند.
جریان همیشه به سادگی “به زمین” نمیرود. بسته به سیستم و توپولوژی SPD، حالتهای حفاظتی ممکن است شامل فاز به نول، فاز به ارت حفاظتی، نول به ارت حفاظتی، فاز به فاز، یا ترکیبات هادیهای DC باشد. ارتینگ، همبندی، مسیرکشی هادیها، حالت حفاظتی و موقعیت نصب، همگی بر نتیجه تأثیر میگذارند.
بنابراین، یک SPD یک دستگاه محدودکننده گذرا است؛ نه یک تثبیتکننده ولتاژ و نه یک قطعکننده کلی ولتاژ بالا. اشنایدر الکتریک همچنین بیان میکند که محافظهای برق (سرج ارسترها) برای محافظت در برابر اضافهولتاژهای موقتِ پایینتر از حداکثر ولتاژ کاری مداوم آنها در نظر گرفته نشدهاند.
آیا یک محافظ برق میتواند جایگزین یک محافظ ولتاژ شود؟
خیر. یک SPD استاندارد، عملکردهای اصلی مورد نیاز برای حفاظت پایدار در برابر اضافهولتاژ/افتولتاژ را فراهم نمیکند:
- این دستگاه ولتاژ پایین را تقویت نمیکند.
- این دستگاه معمولاً مدار بار را قطع نمیکند، زیرا ولتاژ تغذیه پایینتر از حد تنظیمشده باقی میماند.
- این دستگاه برای جذب یا انحراف مداوم انرژی در شرایط غیرعادی پایدار تغذیه در نظر گرفته نشده است.
- درجه Uc یا MCOV آن، یک حد کاری مداوم است که در انتخاب SPD استفاده میشود، نه یک آستانه قطع اضافهولتاژ قابل تنظیم توسط کاربر برای قطع بار.
این مطلب مستقیماً به پرسش رایج زیر پاسخ میدهد،, “آیا محافظهای برق در برابر ولتاژ پایین محافظت میکنند؟” خیر، محافظت نمیکنند. اگر افت ولتاژ باید منجر به خاموشی شود، سیستم به پایش افت ولتاژ و ابزار مناسب برای قطع مدار نیاز دارد. اگر تداوم عملکرد ضروری باشد، ممکن است به جای آن به تنظیمکننده یا پشتیبان انرژی ذخیرهشده نیاز باشد.
آیا یک محافظ ولتاژ میتواند جایگزین SPD شود؟
خیر. یک محافظ ولتاژ برای ارزیابی منبع تغذیه نسبت به آستانههای پایش و سپس قطع بار طراحی شده است. این عملکرد با محدود کردن یک گذرا (transient) کوتاه در ترمینالهای تجهیزات متفاوت است.
حتی اگر یک محافظ ولتاژ دارای عملکرد قطع اضافه ولتاژ باشد، این برچسب ثابت نمیکند که به عنوان یک SPD تست شده است. حفاظت در برابر سرج (surge) نیازمند رتبهبندیهای عملکرد گذرا و چارچوب تست قابلاعمال است. برای SPDهای AC ولتاژ پایین، موارد مربوط به برچسب و برگه اطلاعات ممکن است شامل نوع SPD، Uc یا MCOV، Up، In، Imax یا Iimp، حالتهای حفاظتی و هماهنگی اتصال کوتاه باشد.
بنابراین،, حفاظت در برابر اضافه ولتاژ لزوماً به معنای حفاظت در برابر سرج (surge) نیست. حفاظت در برابر سرج (surge) یک پاسخ تخصصی به اضافه ولتاژ گذرا است؛ محافظ ولتاژ به بخش متفاوتی از طیف اختلالات ولتاژ میپردازد.
به کدام دستگاه نیاز دارید؟
بهجای نام محصول، از مشکل مشاهدهشده بهعنوان نقطه شروع انتخاب استفاده کنید.
| نیاز مشاهدهشده | جهتگیری مناسب | چرا |
|---|---|---|
| ولتاژ همچنان بیش از حد بالا یا پایین است و تجهیزات باید خاموش شوند | محافظ ولتاژ | پایش آستانه و قطع مدار با پاسخ مورد نیاز مطابقت دارد |
| قرار گرفتن در معرض گذراهای ناشی از صاعقه یا کلیدزنی | اس پی دی | نیاز، محدودسازی ولتاژ گذرا و مدیریت جریان ضربه است |
| تغذیه ناپایدار به همراه مواجهه با گذراهای قابلتوجه | هر دو | هر دستگاه یک کلاس اختلال متفاوت را پوشش میدهد |
| تجهیزات باید در حین تغییرات ولتاژ متوسط، برقدار باقی بمانند | رگولاتور ولتاژ / AVR | تنظیم ولتاژ مورد نیاز است، نه قطع مدار |
| تجهیزات باید در حین قطعی به کار خود ادامه دهند | UPS یا یک سیستم برق پشتیبان دیگر | نه محافظ ولتاژ و نه SPD، انرژی پشتیبان تأمین نمیکنند |
| حفاظت در برابر اضافهبار، اتصال کوتاه یا برقگرفتگی، دغدغه اصلی است | حفاظت مناسب در برابر جریان بیش از حد یا جریان باقیمانده | مشکل در درجه اول مربوط به بزرگی ولتاژ یا محدودیت گذرا نیست |
| نوع اختلال ناشناخته است | ابتدا اندازهگیری یا عیبیابی کنید | انتخاب محصول بدون شناسایی رویداد میتواند حالت خرابی واقعی را بدون حفاظت باقی بگذارد |
زمانی محافظ ولتاژ را انتخاب کنید که
زمانی محافظ ولتاژ را انتخاب کنید که هر سه عبارت زیر درست باشند:
- متغیر مهم، ولتاژ تغذیه اندازهگیری شده است.
- شرایط غیرقابلقبول به اندازهای طول میکشد که منطق تریپ دستگاه را فعال کند.
- قطع کردن بار، پاسخ ایمن مطلوب است.
سپس ولتاژ نامی، پیکربندی تکفاز یا سهفاز، آستانههای بالا/پایین، هیسترزیس، منطق تأخیر و بازنشانی، ظرفیت کنتاکت یا کنتاکتور کنترلشده و هرگونه عملکرد پایش فاز مورد نیاز را بررسی کنید.
انتخاب یک SPD در چه زمانی
زمانی یک SPD را انتخاب کنید که طراحی باید اضافه ولتاژ گذرا را در یک مدار AC، DC، PV، قدرت یا سیگنال محدود کند. انتخاب به استاندارد مربوطه و شرایط نصب بستگی دارد، نه فقط به یک مقدار kA در عنوان.
برای یک SPD قدرت AC، ولتاژ سیستم و آرایش ارتینگ، نقطه نصب، نوع SPD، Uc یا MCOV، سطح حفاظت ولتاژ، مقادیر جریان تخلیه اعلامشده، حالتهای حفاظتی، حفاظت پشتیبان و شرایط اتصال کوتاه موجود را بررسی کنید. راهنمای VIOX برای خواندن برگه اطلاعات SPD این پارامترها را به تفصیل توضیح میدهد.
چه زمانی باید از محافظ ولتاژ و SPD به صورت همزمان استفاده کرد؟
زمانی از هر دو استفاده کنید که ارزیابی ریسک، هم ناپایداری ولتاژ تغذیه و هم در معرض گذرا بودن را شناسایی کند. برای مثال، یک تأسیسات ممکن است نوسانات مکرر ولتاژ را تجربه کند و در عین حال دارای فیدرهای بیرونی، در معرض صاعقه، کلیدزنی القایی یا کنترلهای الکترونیکی حساس باشد.
در آن چیدمان، دستگاهها از نظر عملکردی جدا باقی میمانند:
- SPD ولتاژ گذرا را بین هادیهای متصل به خود محدود میکند.
- محافظ ولتاژ، ولتاژ تغذیه را پایش کرده و هنگامی که تنظیمات آن ایجاب کند، قطع بار را آغاز میکند.
- کلید مدار یا فیوز، عملکرد مورد نیاز برای اضافهجریان و اتصال کوتاه را فراهم میکند.
- ارتینگ و همبندی، مرجع سیستم و مسیرهای جریان مورد نیاز طراحی را فراهم میکنند.
“عبارت ”از هر دو استفاده کنید» ترتیب سیمکشی جهانی ایجاد نمیکند. توپولوژی دستگاه، سیستم ارتینگ، حفاظت بالادست، مسیر هادیها، چیدمان کنتاکتور، قوانین محلی و دستورالعملهای سازنده، طراحی نهایی را تعیین میکنند. یک متخصص برق واجد شرایط باید این عناصر را برای نصب واقعی هماهنگ کند.
محافظ ولتاژ در مقابل تنظیمکننده ولتاژ: قطع کردن را با اصلاح کردن اشتباه نگیرید
برخی از نتایج جستجو از واژههای “محافظ ولتاژ”، “تنظیمکننده ولتاژ” و “استابلایزر” به جای یکدیگر استفاده میکنند. اینها لزوماً محصول یکسانی نیستند.
- الف محافظ ولتاژ تصمیم میگیرد که آیا ولتاژ اندازهگیری شده قابل قبول است یا خیر و هنگامی که منطق حفاظتی آن محقق شود، مدار را قطع میکند.
- الف تنظیمکننده ولتاژ یا AVR رابطه ورودی به خروجی را تغییر میدهد تا ولتاژ خروجی را در محدوده توانایی تنظیم خود نگه دارد.
- الف یو پی اس در طول قطعی برق، انرژی ذخیره شده را تأمین میکند و ممکن است شامل عملکردهای تنظیم ولتاژ یا عملکردهای مرتبط با نوسانات نیز باشد.
- یک اس پی دی اضافهولتاژهای گذرا را محدود میکند.
یک محصول چندمنظوره ممکن است بیش از یک عملکرد را ترکیب کند، اما هر عملکرد باید بر اساس مقادیر نامی، استاندارد آزمون، نقشه سیمکشی و رفتار عملیاتی اعلامشده آن تأیید شود. کلمه “حفاظت” روی بدنه، دلیلی بر وجود هر چهار عملکرد نیست.
قانون انتخاب نهایی
تصمیمگیری بین محافظ ولتاژ و محافظ برقگیر (SPD) زمانی ساده میشود که ابتدا نوع اختلال تعریف شود:
- ولتاژ تغذیه بالا یا پایین پایدار + نیاز به قطع مدار: محافظ ولتاژ.
- اضافهولتاژ گذرا (موقتی) کوتاه + نیاز به محدودسازی ولتاژ: SPD.
- هر دو کلاس اختلال محتمل هستند: هر دو را هماهنگ کنید.
- اصلاح مداوم یا برق پشتیبان مورد نیاز است: به جای آن یک رگولاتور، UPS یا راهکار مهندسیشده کیفیت توان انتخاب کنید.
پس از تعیین SPD به عنوان دستهبندی محصول مورد نیاز، مقایسه کنید: طیف محصولات برقگیر (SPD) VIOX بر اساس ولتاژ سیستم، کاربرد، نوع SPD، حالت حفاظتی و مقادیر نامی اعلامشده.