كيفية اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2

هل سبق لك أن شعرت بالارتباك أمام قائمة طويلة من معلمات الحماية من اندفاع التيار — متسائلاً عن كيفية الاختيار بين Iimp وUc وUp، وقلقاً من اختيار الطراز الخاطئ، أو الحماية غير الكافية، أو حتى ترك مخاطر أمنية محتملة؟ عند اختيار جهاز جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2, ، يرغب العديد من المستخدمين في الحصول على حل شامل يوفر الحماية المباشرة من التيار الصاعقي والحماية من الارتفاعات المفاجئة في الجهد المستحثة على حد سواء، لكنهم في الوقت نفسه قلقون من إنفاق أكثر من اللازم. سيساعدك القسم التالي على توضيح أفكارك والعثور بسهولة على استراتيجية اختيار مناسبة لنظامك.

ما هو جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2؟

يمكن فهم جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1+2 ببساطة على أنه “دمج مستويين من الحماية في غلاف واحد”.”

وفقًا للمعيار IEC/EN 61643-11،, SPD من النوع 1 وهي مصممة لتحمل التيارات النبضية عالية الطاقة الناتجة عن الصواعق المباشرة، باستخدام شكل الموجة 10/350 ميكروثانية، في حين تُستخدم أجهزة الحماية من الجهد الزائد من النوع 2 بشكل أساسي للتعامل مع الجهد الزائد العابر الناتج عن الآثار غير المباشرة للصواعق أو عمليات التبديل داخل النظام الكهربائي، ويتم اختبارها باستخدام شكل الموجة 8/20 ميكروثانية.

تقليديًا، يتم تركيب هذين النوعين من أجهزة حماية التوتر الزائد (SPD) بشكل منفصل، ويجب الحفاظ على مسافة كافية بينهما عبر الكابلات لتحقيق التنسيق المناسب للطاقة. وإلا، فقد يعمل كلا الجهازين في الوقت نفسه، مما يتسبب في تعرض مكونات MOV الخاصة بجهاز حماية التوتر الزائد من النوع 2 لمستويات طاقة تتجاوز قدرتها المقصودة، وهو ما قد يؤدي إلى تسريع عملية التقادم أو حتى إلى تعطل فوري.

يحل جهاز الحماية من اندفاعات التيار من النوع 1+2 هذه المشكلة من خلال دمج مرحلتي الحماية في وحدة واحدة، مع إتمام التنسيق الداخلي بينهما خلال عملية التصنيع. وأثناء التركيب، لا داعي للقلق بشأن توفر طول كافٍ للكابل بين أجهزة الحماية المنفصلة. يمكن لجهاز واحد توفير الحماية ضد كل من اندفاعات التيار الناتجة عن الصواعق والجهد الزائد المتبقي اللاحق، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات ذات المساحة المحدودة في لوحات التوزيع أو التركيبات التي يقع فيها مدخل الخدمة بالقرب من لوحة التوزيع الرئيسية.

متى ينبغي عليك اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2؟

الخطوة الأولى في اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2 لا تتمثل في مراجعة ورقة المواصفات، بل في تحديد السيناريو التطبيقي الذي يندرج تحته نظامك الكهربائي. وغالبًا ما تكون الحالات التالية هي التي يُعد فيها جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2 الخيار الأنسب.

المباني المزودة بنظام خارجي للحماية من الصواعق (LPS)

إذا كان المبنى مزودًا بنظام خارجي للحماية من الصواعق، مثل أطراف التوصيل الهوائية والموصلات الهابطة، فإن ضربة الصاعقة المباشرة ستؤدي إلى تفريغ تيار الصاعقة إلى الأرض عبر الموصلات الهابطة. ومع ذلك، يمكن أيضًا أن ينتقل جزء من الطاقة إلى نظام توزيع الجهد المنخفض في المبنى عبر نظام التأريض.

في هذه الحالة، الاعتماد فقط على SPD من النوع 2 وهذا غير كافٍ، لأنه لا يستطيع تحمل تيار النبضة عالي الطاقة الخاص بموجة 10/350 ميكروثانية. ووفقًا لمتطلبات المعيار IEC 62305، يجب أن تكون المباني المزودة بأنظمة حماية خارجية من الصواعق مزودة بجهاز يتمتع بقدرة حماية من النوع 1، يتم تركيبه عند مدخل لوحة التوزيع الرئيسية.

إذا كانت المساحة المتاحة في خزانة التوزيع محدودة ولا تسمح باستيعاب أجهزة حماية من زيادة التيار (SPD) من النوع 1 والنوع 2 بشكل منفصل، فإن جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2 يُعد حلاً عمليًّا يضمن الامتثال للمعايير ويحقق كفاءة في استخدام المساحة في آن واحد.

المناطق والمنشآت المعرضة لخطر البرق الشديد

حتى لو لم يكن المبنى مزودًا بنظام خارجي للحماية من الصواعق، فقد يظل خطر التعرض للصواعق كبيرًا في بعض المواقع. فعلى سبيل المثال، المناطق التي تشهد عواصف رعدية متكررة على مدار العام، أو المواقع المفتوحة التي لا تحيط بها مبانٍ شاهقة توفر الحماية، تكون أكثر عرضةً لضربات الصواعق.

في هذه الحالات، إذا تأثرت خطوط الكهرباء الهوائية بالبرق المستحث، فإن طاقة الاندفاع يمكن أن تنتقل مباشرةً عبر الخطوط إلى نظام توزيع الكهرباء. وقد لا توفر أجهزة الحماية من الاندفاعات الكهربائية (SPD) من النوع 2 وحدها حماية كافية عند مواجهة هذا المستوى من تأثير الطاقة.

يُعد تقييم مستوى نشاط الصواعق في منطقة التركيب مسبقًا عاملاً مهمًا في تحديد ما إذا كانت الحماية من النوع 1+2 مطلوبة أم لا. ومن الأفضل التخطيط مسبقًا لتوفير الحماية المناسبة بدلاً من الانتظار حتى تحدث أعطال في المعدات ثم الندم على عدم تركيب حماية كافية ضد الطفرات الكهربائية.

أنظمة توزيع الطاقة الصناعية والتجارية

غالبًا ما تكون مصادر الطفرات في أنظمة توزيع الطاقة الصناعية والتجارية أكثر تعقيدًا مما يُتوقع. وتُستخدم أجهزة الحماية من الطفرات من النوع 1+2 على نطاق واسع في هذه التطبيقات، ويرجع ذلك أساسًا إلى:

• توجد العديد من آلات الإنتاج وعمليات التبديل المتكررة، مما قد يؤدي إلى حدوث عدد كبير من الارتفاعات المفاجئة في التيار الداخلي.
• تُركَّب خزانات التوزيع عادةً بالقرب من مصدر الطاقة الرئيسي الوارد، حيث تكون مساحة التركيب محدودة في أغلب الأحيان.
• في حال تعطل نظام الحماية من زيادة التيار، قد تكون تكلفة توقف الإنتاج أو فقدان البيانات باهظة للغاية.

سواء تم تركيبها في خزانة التوزيع الرئيسية لأحد المصانع أو في غرفة الكهرباء بأحد المباني التجارية، فإن المستخدمين يسعون عادةً إلى تقليل وقت التعطل وتكاليف الصيانة إلى أدنى حد ممكن. يمكن لمقوم التفاوتات الكهربائية (SPD) من النوع 1+2 التعامل مع كل من موجات الصواعق الخارجية وموجات التبديل الداخلية، مع تقليل تعقيد الأسلاك وتوفير مساحة الخزانة مقارنةً بتركيب مقومات التفاوتات الكهربائية من النوع 1 والنوع 2 بشكل منفصل.

الأنظمة الكهروضوئية، وأنظمة شحن المركبات الكهربائية، والبنية التحتية الحيوية

تواجه محطات الطاقة الكهروضوئية ومحطات شحن السيارات الكهربائية تحديًا مشتركًا، وهو أن معداتها شديدة الحساسية تجاه تقلبات الجهد الكهربائي، كما أن العديد من هذه المنشآت تقع في الهواء الطلق، مما يعرضها مباشرةً لمخاطر الصواعق. وعندما تتعرض المحولات أو وحدات الشحن للتلف جراء الطفرات الكهربائية، قد تكون تكاليف الإصلاح والخسائر الناجمة عن توقف التشغيل باهظة.

وينطبق الأمر نفسه على البنية التحتية الحيوية مثل مراكز البيانات ومحطات معالجة المياه. فانقطاع التيار الكهربائي المفاجئ مرة واحدة قد يؤثر ليس فقط على المعدات نفسها، بل أيضًا على سلسلة العمليات التجارية بأكملها. وتتطلب هذه التطبيقات مستوى عالٍ من استمرارية التشغيل. ويمكن أن يساعد تركيب جهاز حماية من اندفاعات التيار من النوع 1+2 عند مدخل توزيع الطاقة الرئيسي في معالجة كل من اندفاعات التيار الناتجة عن الصواعق واندفاعات التيار الناتجة عن عمليات التبديل الداخلية، مما يقلل من مخاطر الخسائر الكبيرة الناجمة عن الأعطال غير المتوقعة.

كيف تختار جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1+2 المناسب لنظامك الكهربائي؟

بمجرد تحديد سيناريو الاستخدام، تبدأ عملية الاختيار الفعلية. توفر العوامل الستة التالية نهجًا عمليًّا خطوة بخطوة لاختيار جهاز الحماية من زيادة التيار من النوع 1+2 المناسب، بدءًا من موقع التركيب وصولاً إلى المعلمات التقنية المحددة.

اختر وفقًا لموقع التركيب ومنطقة الحماية من الصواعق (LPZ)

تتمثل نقطة الانطلاق في عملية الاختيار في تحديد حدود منطقة الحماية التي سيتم تركيب الجهاز فيها أولاً. وفقًا لتصنيف IEC 62305، تُعرَّف المنطقة الخارجية للمبنى بأنها LPZ 0A/0B، في حين تقع لوحة التوزيع الرئيسية عادةً في LPZ 1. ومع الانتقال إلى المناطق التالية، أي LPZ 2 وLPZ 3، تنخفض طاقة الاندفاع الكهربائي تدريجيًّا.

عادةً ما يتم تركيب جهاز حماية من الصواعق من النوع 1+2 عند الحدود الفاصلة بين منطقتي LPZ 0 و LPZ 1، مثل مدخل الخدمة أو لوحة التوزيع الرئيسية. ويُعد هذا الموقع هو المكان الذي يدخل منه تيار الصواعق وطاقة الصواعق المستحثة إلى النظام الكهربائي لأول مرة. وإذا كان من المقرر تركيب جهاز الحماية من الصواعق (SPD) الخاص بك في هذه النقطة، فإن الحل من النوع 1+2 يُعد الخيار المناسب عمومًا.

ومع ذلك، بالنسبة للوحات التوزيع الفرعية في المراحل النهائية، غالبًا ما يكفي استخدام جهاز حماية من الصواعق (SPD) مستقل من النوع 2، ولا توجد عادةً حاجة إلى استخدام مواصفات أعلى من المطلوب. يجب دائمًا تحديد موقع التركيب أولاً قبل اختيار المعلمات — فالترتيب مهم.

اختر وفقًا لنظام التأريض (TN أو TT أو IT)

يحدد نوع نظام التأريض بشكل مباشر كيفية توصيل جهاز الحماية من الجهد الزائد (SPD) وعدد الأقطاب المطلوبة. غالبًا ما يتم تجاهل هذه الخطوة، لكن اختيار التكوين الخاطئ قد يؤدي إلى انخفاض كبير في أداء الحماية. ومن بين الحالات الشائعة ما يلي:

• نظام TN-S: يكون الموصل المحايد وموصل التأريض الوقائي (PE) منفصلين في جميع أنحاء النظام. وعادةً ما يتطلب الأمر استخدام جهاز رباعي الأقطاب (3L+N مع توصيل منفصل بموصل التأريض الوقائي PE).
• نظام TN-C-S / TT: يُستخدم عادةً التكوين 3+1، مع تركيب وحدة GDT إضافية بين N وPE للتعامل مع حالات الأعطال المختلفة.
• نظام TN-C: يتم دمج الموصل المحايد والموصل الواقي في موصل واحد يُسمى PEN، لذا لا يمكن استخدام سوى توصيلة L-PEN. ويجب عدم تركيب توصيلة N-PE منفصلة.
• نظام تكنولوجيا المعلومات: لا يوجد للنظام أي اتصال مباشر بالأرض، أو أنه متصل بها عبر مقاومة عالية، مما يتطلب قدرة تحمل تيار Uc أعلى بكثير.

لذلك، قبل اختيار جهاز SPD، يجب دائمًا التأكد من نظام التأريض المستخدم في موقع المشروع، ثم اختيار العدد المناسب من الأقطاب وتكوين الأسلاك وفقًا لمواصفات المنتج. وغالبًا ما يكون هذا الأمر أكثر أهمية من مجرد النظر إلى التصنيف بالكيلو أمبير.

اختر جهد النظام المناسب والجهد الأقصى للتشغيل المستمر (Uc)

يشير المعامل Uc إلى الجهد الأقصى الذي يمكن لجهاز SPD تحمله بشكل مستمر في ظل ظروف التشغيل العادية. ويجب أن يكون هناك هامش كافٍ فوق الجهد المقنن للطور في النظام؛ وإلا فقد يعمل الجهاز بشكل غير صحيح أو يتعرض للتقادم المبكر حتى في غياب أي حالات اندفاع كهربائي.

وفقًا للمتطلبات العامة للمعيار IEC 61643-11، يجب ألا تقل قيمة Uc عن 1.1 ضعف الجهد الاسمي للنظام. على سبيل المثال، في نظام ثلاثي الأطوار قياسي بجهد 230/400 فولت، عادةً ما تكون القيمة المقدرة لـ Uc البالغة 275 فولت هي الحد الأدنى المطلوب. ومع ذلك، بالنسبة لأنظمة التأريض من النوع TT، قد يرتفع جهد نقطة الصفر مؤقتًا أثناء حالات الأعطال، لذا غالبًا ما يتطلب الأمر هامشًا أعلى لقيمة Uc، مثل 320 فولت.

لذلك، لا ينبغي أن يعتمد اختيار SPD فقط على مدى توافق الجهد المقنن مع النظام. بل يجب أيضًا مراعاة نظام التأريض في الوقت نفسه. فهذان العاملان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا، وقد يؤدي تقييم أي منهما على حدة بسهولة إلى اختيار غير صحيح.

تحديد تيار التفريغ النبضي المطلوب (Iimp)

يُعد «Iimp» المعامل الذي يعكس بشكل أفضل قدرة جهاز الحماية من الصواعق من النوع 1+2 على تحمل تيار الصواعق. ويُقاس هذا المعامل بوحدة كيلو أمبير (kA)، وهو يتوافق مع شكل الموجة 10/350 ميكروثانية. وتعتمد القيمة المطلوبة بشكل أساسي على مستوى الحماية من الصواعق (LPL) للمبنى.

في حال إجراء تقييم رسمي لمخاطر الصواعق، فإن المباني ذات مستويات الحماية الأعلى، مثل LPL I وLPL II، تتطلب عادةً تيار صواعق (Iimp) لا يقل عن 25 كيلو أمبير لكل عمود. أما بالنسبة للمباني التجارية والسكنية القياسية ذات مستويات الحماية LPL III وLPL IV، فإن تيار صواعق يبلغ 12.5 كيلو أمبير يكفي عمومًا.

في حالة عدم إجراء تقييم للمخاطر، تتمثل الممارسة الشائعة في هذا المجال في استخدام 12.5 كيلو أمبير كحد أدنى للقيمة المرجعية، بينما يُنصح في المناطق التي تشهد نشاطًا متكررًا للبرق باختيار تصنيف 25 كيلو أمبير مباشرةً. قد يؤدي اختيار قيمة Iimp منخفضة جدًّا إلى عدم قدرة جهاز SPD على التعامل بفعالية مع طاقة صاعقة برق مباشرة حقيقية.

تقييم تيار التفريغ الاسمي (In) وتيار التفريغ الأقصى (Imax)

إذا كان Iimp يمثل “الحدث الكبير” المتمثل في ضربة برق مباشرة، فإن In وImax يتناولان طاقة الاندفاع التي تحدث بشكل أكثر تكرارًا خلال التشغيل اليومي. ويستند كلا المعلمتين إلى شكل الموجة 8/20 ميكروثانية:

• في (تيار التفريغ الاسمي): مستوى تيار التفريغ الذي يمكن لجهاز SPD تحمله بشكل متكرر دون انخفاض في الأداء، وهو ما يمثل الموثوقية على المدى الطويل.
• Imax (أقصى تيار تفريغ): أعلى تيار اندفاعي فردي يمكن لجهاز SPD تحمله، وهو يمثل الحد الآمن في الظروف القاسية.

بشكل عام، يُعتبر تصنيف In الذي لا يقل عن 20 كيلو أمبير معيارًا أساسيًّا مقبولًا، في حين أن القيم الأعلى توفر هوامش أمان أكبر. ومع ذلك، لا ينطبق على هذين المعلمتين مبدأ “كلما زاد القيمة، كان ذلك أفضل” ببساطة. فالتصنيفات الأعلى لا تعني دائمًا قيمة أو ملاءمة أفضل. المفتاح هو مطابقة جهاز SPD مع تردد وشدة التيار الزائد الفعليين المتوقعين في نظامك.

أثناء عملية الاختيار، ينبغي عليك مقارنة مواصفات المنتج بنداً بنداً بدلاً من اتخاذ القرار بناءً على معيار واحد فقط.

اختر مستوى الحماية المناسب من الجهد (أعلى)

تحدد القيمة «Up» الحد الأدنى الذي يمكن أن يصل إليه الجهد المتبقي عند حدوث موجة جهد. ويجب أن تكون هذه القيمة أقل من مستوى الجهد الذي تتحمله المعدات الموجودة في المرحلة التالية؛ وإلا، فحتى لو عمل جهاز الحماية من الجهد الزائد (SPD) بشكل صحيح، فقد تتعرض المعدات للتلف.

وفقًا لتصنيف فئات الجهد الزائد الوارد في المعيار IEC 60664-1، تبلغ قدرة تحمل الجهد للأجهزة الإلكترونية والأجهزة المنزلية الشائعة عادةً حوالي 2.5 كيلوفولت. وفي مثل هذه الحالات، يكفي عمومًا اختيار جهاز SPD ذات قيمة Up أقل من 2.5 كيلوفولت.

ومع ذلك، إذا كانت المعدات الموجودة في المرحلة التالية تتضمن أجهزة إلكترونية حساسة أو معدات متعلقة بالبيانات، فإن مستوى الجهد الذي يمكنها تحمله غالبًا ما يبلغ حوالي 1.5 كيلوفولت فقط. وفي هذه الحالات، ينبغي اختيار جهاز SPD ذي قيمة Up أقل، أو تركيب جهاز SPD إضافي من النوع 2 أو النوع 3 في المرحلة التالية لتوفير مزيد من الحماية.

الأخطاء الشائعة عند اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2

إن فهم جميع المعلمات لا يعني بالضرورة أنك ستتجنب أخطاء الاختيار. وتعد المشكلات التالية من بين الأخطاء التي يسهل تجاهلها، لكنها قد تكون حاسمة، والتي غالبًا ما تحدث في المشاريع الواقعية.

التركيز على تصنيف التيار بالكيلو أمبير فقط مع تجاهل الأداء العام

تتمثل ردّة الفعل الأولى لدى الكثير من الناس عند اختيار جهاز SPD في الاعتقاد بأن “كلما ارتفع تصنيف kA، كان ذلك أفضل”. فهم يقدمون طلب الشراء بمجرد رؤية رقم أعلى في ورقة المواصفات، في حين أن معلمات لا تقل أهمية مثل Up وUc قد لا تتوافق في الواقع مع متطلبات النظام.

في الواقع، لا تعني القيمة الأعلى لمعلمة واحدة بالضرورة أداءً أفضل للحماية بشكل عام. فإذا كانت قيمة «Up» مرتفعة للغاية، فقد تتعرض المعدات الموجودة في المرحلة التالية للتلف. ولا يقتصر اختيار جهاز SPD على مقارنة رقم واحد فحسب — بل يتطلب مطابقة عدة معلمات معًا لتحقيق حماية فعالة.

تجاهل الاختلافات في متطلبات الاختيار الناجمة عن نظام التأريض

تتطلب أنظمة التأريض من أنواع TN وTT وIT تكوينات أعمدة وطرق توصيل كهربائية مختلفة تمامًا. ومع ذلك، يلجأ الكثيرون إلى اتباع طرق مختصرة عن طريق نسخ نموذج SPD المستخدم في مشروع آخر مباشرةً. ونتيجة لذلك، قد يكون وضع الحماية غير صحيح بعد التركيب، أو قد لا يكون التوصيل بين N وPE مناسبًا لهذا النظام المحدد.

فإذا تم إغفال نظام التأريض، فلن يحل المشكلة حتى اختيار المعلمات الأكثر دقة بعد ذلك. لذا يجب دائمًا التأكد من صحته في بداية عملية الاختيار.

الاختيار غير الصحيح لجهد التشغيل المستمر الأقصى (Uc)

إذا تم اختيار قيمة Uc منخفضة جدًّا، فقد يعمل جهاز SPD بشكل غير صحيح في كثير من الأحيان في ظل ظروف الجهد التشغيلي العادية، أو قد يتعرض حتى للشيخوخة المبكرة والتلف. كما أن اختيار قيمة Uc تقع على حافة نطاق الجهد الاسمي فقط قد يتسبب أيضًا في مشاكل عند تقلب جهد الشبكة.

ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في أنظمة TT، حيث قد يرتفع جهد نقطة الصفر مؤقتًا أثناء حالات الأعطال. وبدون هامش جهد كافٍ، فإن تصنيف Uc الذي يبدو “مناسبًا” قد لا يوفر في الواقع هامش أمان كافيًا.

تجاهل التنسيق بين جهاز الحماية الاحتياطي وجهاز SPD

كما يتطلب جهاز SPD نفسه وجود جهاز حماية احتياطي، مثل قاطع الدائرة الكهربائية أو المصهر. وفي حالة حدوث عطل داخلي في جهاز SPD، يجب أن يكون جهاز الحماية هذا قادرًا على فصل الدائرة بسرعة؛ وإلا فقد ينشأ خطر نشوب حريق.

في بعض المشاريع، يتم تخطي هذه الخطوة لأسباب تتعلق بالسهولة، أو يتم اختيار جهاز حماية احتياطي غير مناسب. وعندما يحدث عطل فعليًّا، قد يتبين أن تصنيف الحماية الاحتياطي لا يتوافق مع مواصفات جهاز الحماية من الجهد الزائد (SPD) أو متطلبات تيار الدائرة القصيرة للنظام.

اختيار موقع تركيب غير صحيح

الغرض الأساسي من جهاز الحماية من الصواعق (SPD) من النوع 1+2 هو تركيبه عند مدخل الخدمة أو لوحة التوزيع الرئيسية، والتي تمثل عادةً حدود منطقة الحماية من الصواعق (LPZ) 0/1. أما إذا تم تركيبه في لوحة توزيع لاحقة، فإن ذلك لا يمثل مجرد تكرار غير ضروري في التكوين فحسب، بل والأهم من ذلك أنه يفشل في حجب طاقة الصواعق المباشرة الأكثر خطورة عند مصدرها.

بعبارة أخرى، تُهدر جهود الحماية في المكان الخطأ، في حين أن خط الدفاع الأول الحاسم الذي ينبغي أن يتعامل مع تيارات البرق عالية الطاقة قد لا يزال غائبًا.

كيف تؤثر معايير IEC و EN على اختيار أجهزة الحماية من زيادة التيار من النوعين 1 و 2؟

جميع المعلمات ومبادئ الاختيار التي تمت مناقشتها أعلاه ليست عشوائية — فهي تستند إلى معيارين أساسيين هما: IEC/EN 61643-11 و IEC 62305.

يحدد المعيار IEC/EN 61643-11 كيفية اختبار أجهزة الحماية من الصواعق (SPD) ويحدد متطلبات أدائها، بينما يقدم المعيار IEC 62305 إرشادات حول كيفية تصميم نظام الحماية الشامل من الصواعق في المبنى والأماكن التي ينبغي تركيب أجهزة الحماية من الصواعق فيها.

بعبارات بسيطة، يركز أحد المعيارين على ما إذا كان الجهاز يفي بمعايير الأداء المطلوبة، بينما يركز الآخر على ما إذا كان جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) مُركَّبًا في الموقع الصحيح داخل نظام الحماية. وعند اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2، ينبغي أخذ هذين المعيارين في الاعتبار معًا لضمان تلبية متطلبات أداء المعدات ومتطلبات حماية النظام على النحو الصحيح.

متطلبات الأداء لأجهزة الحماية من التيار الزائد وفقًا للمعيار IEC/EN 61643-11

يحدد هذا المعيار “الحد الأدنى لمتطلبات التأهيل” لأجهزة الحماية من الطفرات الكهربائية من النوع 1+2. ويحدد الاختبارات التي يجب اجتيازها قبل أن يُعترف بالمنتج كجهاز حماية من الطفرات الكهربائية (SPD) أصلي من النوع 1+2.

بند الاختبار	الشكل الموجي المقابل	الغرض من التحقق
اختبار الفئة الأولى (النوع 1)	10/350 ميكروثانية	يتحقق مما إذا كان جهاز SPD قادرًا على تحمل تيار النبضة Iimp المعلن عنه
اختبار الفئة الثانية (النوع 2)	8/20 ميكروثانية	يتحقق مما إذا كان «In» قادرًا على تحمل 15 نبضة تيار مفاجئ متكررة، وما إذا كان «Imax» يفي بالمستوى المطلوب
اختبار مستوى الحماية من الجهد الكهربائي	8/20 ميكروثانية	يؤكد ما إذا كانت قيمة «Up» لا تزال ضمن النطاق المحدد
اختبار الشيخوخة والاستقرار الحراري	—	يتحقق مما إذا كان أداء MOV يظل مستقرًا أثناء التشغيل على المدى الطويل

ولا يمكن لورقة بيانات المنتج أن تتضمن بشكل صحيح مجموعتي المعلمات: Iimp و In/Imax، إلا بعد اجتياز جميع هذه الاختبارات. ويُعتبر عدم استيفاء أي من هذه المتطلبات سببًا لعدم اعتبار الجهاز جهاز حماية حقيقي من الطراز 1+2 ضد الطفرات الكهربائية.

إرشادات حول تكوين نظام الحماية من الصواعق (SPD) وفقًا لمعيار الحماية من الصواعق IEC 62305

في حين تركز المواصفة القياسية IEC 61643-11 على مدى استيفاء جهاز الحماية من الصواعق (SPD) نفسه لمعايير الأداء المطلوبة، تركز المواصفة القياسية IEC 62305 على الكيفية التي ينبغي بها تصميم وتنفيذ نظام الحماية من الصواعق بشكل عام.

وهي تقسم المباني إلى مناطق مختلفة للحماية من الصواعق (LPZ 0A، 0B، 1، 2، و3)، وتحدد مستوى الحماية الذي يجب تركيبه عند كل حدود، وتوفر الأساس اللازم لتحديد ما إذا كان المبنى يحتاج إلى نظام خارجي للحماية من الصواعق، ومستوى الحماية من الصواعق (LPL) المطلوب.

القرار المذكور سابقًا — أي ما إذا كان يجب أن تبلغ قيمة Iimp المطلوبة 12.5 كيلو أمبير أم 25 كيلو أمبير — مستمد أساسًا من تصنيف LPL المحدد في المعيار IEC 62305. وقد صُمم هذان المعياران للاستخدام معًا؛ وقد يؤدي الاعتماد على أحدهما فقط إلى اختيار غير كامل لمقاومات SPD.

الأسئلة المتكررة

هل يمكن لجهاز حماية الجهد (SPD) من النوع 1+2 أن يحل محل جهازي حماية الجهد المنفصلين من النوع 1 والنوع 2؟

نعم، يمكن لجهاز SPD من النوع 1+2 أن يحل محل أجهزة منفصلة من النوع 1 والنوع 2. فهو يدمج سعة التفريغ العالية للصواعق المباشرة (10/350 ميكروثانية) ومستوى الحماية من الجهد المنخفض للارتفاعات المفاجئة المستحثة (8/20 ميكروثانية) في وحدة واحدة. وتجعل هذه الوظائف المدمجة الجهاز مثاليًّا للوحات التوزيع الرئيسية، حيث يوفر المساحة ويخفض التكاليف مع ضمان حماية موثوقة للمعدات المتصلة.

هل تحتاج لوحة التوزيع السكنية إلى جهاز حماية من الفولتاجة الزائدة (SPD) من النوع 1+2؟

يُنصح باستخدام جهاز SPD من النوع 1+2 للألواح الكهربائية السكنية إذا كان المبنى مزودًا بنظام خارجي للحماية من الصواعق أو إذا كان يتم تزويده بالكهرباء عبر خطوط هوائية. ويوفر هذا الجهاز حماية شاملة ضد كل من الصواعق المباشرة وارتفاعات الجهد الناتجة عن عمليات التبديل. ويؤدي استخدام هذا الجهاز المدمج إلى توفير المساحة في صناديق التوزيع المدمجة مع ضمان مستوى أمان فائق للأجهزة الإلكترونية المنزلية الحديثة الحساسة.

كيفية اختيار جهاز حماية من زيادة التيار من النوع 1+2 بسعة 1P أو 2P أو 3P أو 4P؟

يعتمد الاختيار على نظام التأريض لديك. استخدم 1P أو 2P للأنظمة أحادية الطور (1P لشبكات TN-C، و2P لشبكات TN-S/TT). بالنسبة للأنظمة ثلاثية الأطوار، اختر 3P لشبكات TN-C أو 4P لشبكات TN-S وTT. وهذا يضمن حماية جميع الخطوط النشطة، بما في ذلك خط المحايد، من التأثير الأرضي. ويعد التكوين الصحيح للأقطاب أمرًا ضروريًا لتعزيز السلامة إلى أقصى حد والامتثال لمعايير IEC في مختلف الشبكات السكنية أو الصناعية.

ما هو مقدار التيار (بالكيلو أمبير) الذي يجب اختياره لمقاوم الصواعق من النوع 1+2؟

يعتمد تصنيف الكيلو أمبير (kA) على مستوى الحماية من الصواعق (LPL). بالنسبة لأجهزة الحماية من الصواعق (SPD) من النوع 1+2، يجب التركيز على تيار النبضة (Iimp). عادةً ما يكون 12.5 كيلو أمبير لكل قطب كافياً للمباني القياسية، بينما تُستخدم قيمة 25 كيلو أمبير للمواقع عالية المخاطر. تأكد من أن التصنيف المختار يتوافق مع تقييم المخاطر في موقعك والمعايير المحلية للتعامل بأمان مع طاقة الاندفاع المتوقعة الناتجة عن الصواعق المباشرة وعمليات التبديل.

هل جهاز SPD من النوع 1+2 مناسب للأنظمة ثلاثية الطور؟

نعم، أجهزة الحماية من الصواعق (SPD) من النوعين 1 و2 مناسبة تمامًا للأنظمة ثلاثية الأطوار. وهي متوفرة عادةً بتكوينات 3P لشبكات TN-C وتكوينات 4P لشبكات TN-S أو TT. ومن خلال حماية جميع الأطوار الثلاثة والخط المحايد، تحمي هذه الأجهزة المعدات الصناعية والتجارية من كل من الصواعق المباشرة وارتفاعات التيار الناتجة عن التبديل، وذلك في وحدة واحدة موفرة للمساحة.

هل يمكن لوحدة SPD من النوع 1+2 حماية مبنى بأكمله؟

يوفر جهاز الحماية من الصواعق (SPD) من النوع 1+2 المثبت على اللوحة الرئيسية حماية أولية ضد الصواعق والارتفاعات المفاجئة في التيار. ومع ذلك، قد لا يكون ذلك كافياً للمباني الكبيرة؛ لأن نطاق الحماية محدود (عادةً 10 أمتار)، لذا تحتاج المعدات الحساسة البعيدة عن اللوحة الرئيسية إلى أجهزة حماية إضافية من النوع 2 أو 3. تحمي وحدة واحدة نقطة الدخول، لكن النهج متعدد المستويات هو الأفضل لضمان السلامة الكاملة للمبنى.

كم مرة يجب استبدال جهاز SPD من النوع 1+2؟

لا تحتوي أجهزة SPD من النوعين 1 و2 على تاريخ انتهاء صلاحية محدد. ويعتمد عمرها الافتراضي على تواتر وشدة الارتفاعات المفاجئة في التيار التي تمتصها. يجب عليك استبدال الجهاز عندما يتحول لون مؤشر الحالة المرئي من الأخضر إلى الأحمر. بالإضافة إلى ذلك، يُنصح بإجراء فحوصات سنوية منتظمة أو فحوصات بعد العواصف الرعدية الكبيرة للتأكد من أن الجهاز لا يزال يعمل ويحمي نظامك الكهربائي.

هل يمكن إضافة وحدة SPD من النوع 1+2 إذا كانت وحدة SPD من النوع 1 منفصلة مثبتة بالفعل في اللوحة؟

لا يُنصح بإضافة جهاز SPD من النوع 1+2 إلى جانب جهاز من النوع 1 موجود بالفعل في نفس اللوحة، وذلك بسبب التكرار ومشاكل التنسيق المحتملة بين الأجهزة. إذا كان جهاز SPD من النوع 1 مثبتًا بالفعل، فيجب عليك ببساطة إضافة جهاز SPD مستقل من النوع 2 للتعامل مع طفرات التيار الناتجة عن التبديل. أو بدلاً من ذلك، قم بإزالة الوحدة القديمة واستبدالها بالكامل بجهاز SPD من النوع 1+2 للحصول على حماية موحدة.