اخبار شرکت SPD در برق چه معنایی داره؟

هنگامی که یک موج الکتریکی رخ می دهد، ولتاژی که تا حد زیادی از سطوح پیک ولتاژ پذیرفته شده فراتر می رود، می تواند از مدارهای ساختمان به تجهیزات الکتریکی عبور کند. بدون حفاظت مناسب، این تجهیزات مستعد آسیب یا خرابی ناشی از افزایش ولتاژ هستند. نوع حفاظت مورد نیاز
برای خنثی کردن این میخ‌ها می‌توان توسط یک دستگاه محافظ برق (SPD) تهیه کرد.

تعیین SPD صحیح مستلزم آن است که رتبه بندی های مرتبط با کاربرد آن را شناسایی و درک کنید. مقادیر و رتبه‌بندی‌های عملکردی زیادی در ارتباط با SPD وجود دارد، مانند حداکثر ولتاژ کار مداوم (MCOV)، رتبه حفاظتی ولتاژ (VPR)، جریان تخلیه اسمی (In)، و رتبه‌بندی جریان اتصال کوتاه (SCCR). بیشترین اشتباه درک شده، رتبه‌بندی جریان افزایشی است که معمولاً بر حسب کیلو آمپر (kA) تعیین می‌شود.

نوع دستگاه‌های محافظ برق (SPD) چیست؟

نوع دستگاه‌های محافظ برق (SPD) یک روش طبقه‌بندی است که برای دسته‌بندی دستگاه‌هایی که از سیستم‌های الکتریکی در برابر نوسانات ولتاژ محافظت می‌کنند، بر اساس عملکردهای حفاظتی، مکان‌های نصب، و توانایی مقاومت در برابر جریان‌های موج مختلف استفاده می‌شود. SPD ها بر اساس دو استاندارد اصلی طبقه بندی می شوند: IEC (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی) و UL (آزمایشگاه های زیرمجموعه). هر استاندارد طبقه بندی و الزامات خاص خود را دارد تا اطمینان حاصل شود که دستگاه ها از سیستم های الکتریکی در برابر حوادث مربوط به ولتاژ محافظت می کنند.

نوع دستگاه های حفاظتی بر اساس استاندارد IEC

استاندارد IEC 61643-11 الزامات عملکرد و روش های آزمایش را برای SPD های مورد استفاده در سیستم های قدرت AC مشخص می کند. بر اساس این استاندارد، SPD ها به سه نوع اصلی با ویژگی های زیر طبقه بندی می شوند:

نوع 1 SPD (کلاس I):

- عملکرد: سیستم الکتریکی را از برخورد مستقیم صاعقه محافظت می کند.
- محل نصب: در ورودی سیستم، نزدیک تابلوی توزیع اصلی نصب می شود.
- شکل موج موج: 10/350 میکرو ثانیه. این شکل موج، اصابت صاعقه مستقیم را شبیه‌سازی می‌کند، با زمان افزایش در 10 میکرو ثانیه و کاهش تا 50 درصد در 350 میکرو ثانیه.
- مقاومت جریان افزایشی (Iimp): زیاد، معمولاً از 10 کیلو آمپر به بالا.
- جریان تخلیه اسمی (In): از 10 کیلو آمپر به بالا، طبق IEC 61643-11، کلاس I. این جریانی است که SPD می تواند چندین بار بدون آسیب تحمل کند.
- سطح حفاظت ولتاژ (بالا): از 1.5 کیلو ولت تا 2 کیلو ولت. بالا حداکثر ولتاژی است که SPD در هنگام تخلیه اجازه عبور می دهد.
- کاربردها: مناسب برای ساختمان های بلند، تاسیسات صنعتی و مناطقی که خطر برخورد صاعقه زیاد است.

نوع 2 SPD (کلاس II):

- عملکرد: سیستم الکتریکی را در برابر ولتاژهای افزایشی ناشی از برخورد صاعقه غیرمستقیم یا عملیات سوئیچینگ محافظت می کند.
- محل نصب: در پانل های توزیع فرعی یا پس از SPD نوع 1 نصب می شود.
- شکل موج موج: 8/20 میکرو ثانیه. این شکل موج ولتاژهای موجی را که در سیستم الکتریکی منتشر می‌شود، شبیه‌سازی می‌کند، با زمان افزایش تا حداکثر در 8 میکرو ثانیه و کاهش تا 50 درصد در 20 میکرو ثانیه.
- جریان تخلیه اسمی (In): متوسط، معمولاً از 5 کیلو آمپر تا 20 کیلو آمپر. این جریانی است که SPD می تواند چندین بار بدون آسیب تحمل کند.
- سطح حفاظت ولتاژ (بالا): از 1.5 کیلو ولت تا 2 کیلو ولت. بالا حداکثر ولتاژی است که SPD در هنگام تخلیه اجازه عبور می دهد.
- کاربردها: مناسب برای مناطق تجاری، مسکونی و مناطق با خطر صاعقه متوسط.

نوع 3 SPD (کلاس III):

- عملکرد: تجهیزات الکترونیکی حساس را در برابر ولتاژهای اضافه پس از تضعیف آنها توسط SPDهای نوع 1 و نوع 2 محافظت می کند.
- محل نصب: در نزدیکی تجهیزات الکترونیکی حساس مانند سوکت ها، تابلوهای توزیع کوچک یا دستگاه های ترمینال نصب می شود.
- شکل موج موج: 8/20 µs و 1.2/50 µs. این شکل‌موج‌ها موج‌های باقی‌مانده را با زمان‌های خیز سریع‌تر (1.2 میکرو ثانیه) و زمان‌های فروپاشی کندتر (50 میکرو ثانیه) شبیه‌سازی می‌کنند.
- جریان تخلیه اسمی (در): کم، معمولا کمتر از 5 کیلو آمپر.
- سطح حفاظت ولتاژ (بالا): از 1 کیلو ولت تا 1.5 کیلو ولت. بالا حداکثر ولتاژی است که SPD در هنگام تخلیه اجازه عبور می دهد.
- کاربردها: مناسب برای دستگاه های الکترونیکی حساس مانند کامپیوتر، دستگاه های مخابراتی و تجهیزات پزشکی.

نوع دستگاه های حفاظتی بر اساس استاندارد UL

استاندارد UL 1449 الزامات SPD های مورد استفاده در سیستم های الکتریکی در آمریکای شمالی را مشخص می کند. طبق این استاندارد، SPD ها به چهار نوع طبقه بندی می شوند:

SPD نوع 1:

- عملکرد: در برابر ولتاژهای افزایشی ناشی از برخورد صاعقه مستقیم یا نزدیک از خارج از شبکه برق محافظت می کند.
- محل نصب: قبل از کنتور برق، قبل یا بعد از کلید اصلی نصب می شود.
- Surge Current Stand: طراحی شده برای مقاومت در برابر جریان های بالا.
- موارد کاربرد: مناسب برای ساختمان های بزرگ صنعتی و تجاری.

SPD نوع 2:

- عملکرد: از ولتاژهای افزایشی که در سیستم یا از شبکه برق منتشر می شود محافظت می کند.
- محل نصب: بعد از قطع کننده مدار اصلی یا در تابلوهای توزیع فرعی نصب می شود.
- Surge Current Stand: طراحی شده برای مقاومت در برابر جریان های موجی از شبکه برق یا خطاهای داخلی سیستم.
- کاربرد: مناسب برای مناطق مسکونی و تجاری.

نوع 3 SPD:

- عملکرد: از دستگاه های الکترونیکی حساس در برابر ولتاژهای موج باقیمانده محافظت می کند.
- محل نصب: در پریزهای برق یا نزدیک دستگاه های حساس نصب می شود.
- Surge Current Stand: برای مقاومت در برابر جریان های موج باقیمانده پس از عبور از SPD نوع 1 و نوع 2 طراحی شده است.
- کاربردها: مناسب برای وسایل الکترونیکی خانگی و اداری.

نوع 4 SPD:

- عملکرد: SPD های ماژولار یا مونتاژ شده در تجهیزات الکتریکی.
- محل نصب: معمولاً در دستگاه ها یا تابلوهای توزیع یکپارچه می شود.
- Surge Current Stand: طراحی شده برای برآوردن نیازهای تجهیزات الکتریکی یکپارچه.
- کاربردها: مناسب برای دستگاه های الکتریکی با SPD داخلی.

SPD: اصل کاری

عملکرد SPD ساده و در عین حال موثر است. هنگامی که یک موج برق رخ می دهد، MOV ها به سرعت مقاومت خود را کاهش می دهند و رسانایی خود را افزایش می دهند. این به آن‌ها اجازه می‌دهد تا قبل از رسیدن به دستگاه‌های متصل و آسیب رساندن آن به زمین، بیشتر جریان موج را با خیال راحت به زمین منحرف کنند. با انجام این کار، ولتاژ خنثی می شود و از تجهیزات پایین دستی در برابر نوسانات ولتاژ یا جریان بالا محافظت می کند.

اضافه ولتاژهای گذرا چیست؟

اضافه ولتاژهای گذرا، نوسانات ولتاژ کوتاه و بزرگی هستند که در یک دوره کوتاه اتفاق می‌افتند. این جهش ها از آزاد شدن ناگهانی انرژی ذخیره شده یا توسط عوامل خارجی ایجاد می شوند. آن‌ها را می‌توان به صورت طبیعی، مانند صاعقه، یا ساخته دست انسان، مانند عملیات سوئیچینگ در سیستم‌های الکتریکی طبقه‌بندی کرد.

اضافه ولتاژهای گذرا چگونه رخ می دهد؟

اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از فعالیت های انسانی اغلب ناشی از عملکرد موتورها، ترانسفورماتورها و سیستم های روشنایی خاص است. در گذشته، این رویدادها در مکان های مسکونی غیر معمول بود. با این حال، ظهور فناوری‌های مدرن مانند شارژرهای وسایل نقلیه الکتریکی، پمپ‌های حرارتی منبع هوا و زمین، و ماشین‌های لباسشویی با سرعت متغیر، احتمال وقوع گذرا را در سیستم‌های الکتریکی خانگی به طور قابل توجهی افزایش داده است.

اضافه ولتاژهای گذرا طبیعی معمولاً توسط صاعقه غیرمستقیم ایجاد می شوند. به عنوان مثال، برخورد مستقیم صاعقه به خطوط برق یا تلفن در مجاورت می تواند موجی را در طول خطوط ایجاد کند. این می تواند منجر به آسیب جدی به تاسیسات الکتریکی و تجهیزات متصل شود.

نحوه اندازه گیری صحیح SPD ها

داده های منتشر شده یا حتی توصیه های بسیار کمی در مورد اینکه چه سطحی از درجه بندی جریان افزایش (kA) باید در مکان های مختلف استفاده شود، وجود دارد. مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) اطلاعاتی را در مورد اینکه رتبه‌بندی‌های افزایشی چیست و چگونه آنها را تفسیر می‌کنند ارائه کرده است، اما توصیه‌هایی را منتشر نمی‌کند. متأسفانه، معادله یا ماشین حساب اثبات شده ای برای وارد کردن نیازهای سیستم و دریافت راه حل وجود ندارد. هر گونه اطلاعاتی که سازنده از طریق ماشین حساب یا وسایل دیگر ارائه می دهد، صرفاً توصیه آنهاست.

این تمایل وجود دارد که فرض کنیم هرچه پانل بزرگتر باشد، درجه بندی دستگاه kA برای محافظت بیشتر است. تصور غلط دیگر این است که اگر 200 کیلو آمپر خوب است، 400 کیلو آمپر باید دو برابر بهتر باشد. همانطور که در این وایت پیپر خواهید دید، همیشه اینطور نیست. امرسون در نتیجه سال‌ها دانش، تجربه و تخصص خود در صنعت برق، راهنمایی‌هایی در مورد نحوه اعمال رتبه‌بندی‌های جریان نوسانی ارائه کرده است. (شکل 1، صفحه بعد را ببینید)

انتخاب نوع صحیح دستگاه محافظ ولتاژ و درک طبقه بندی آنها بر اساس استانداردهای IEC و UL برای اطمینان از اینکه سیستم های الکتریکی و دستگاه های الکترونیکی شما به اندازه کافی در برابر نوسانات ولتاژ محافظت می شوند بسیار مهم است. هر استاندارد بسته به نیازهای خاص کاربرد و مکان، رویکرد متفاوتی برای حفاظت از سیستم های الکتریکی ارائه می دهد.

هدف اصلی یک دستگاه محافظ برق، شنت و سرکوب ولتاژهای گذرا است که از یک منبع خارجی یا داخلی وارد یک سیستم توزیع الکتریکی می شوند. انتخاب SPDهای نامی جریان موج مناسب (kA) در سراسر سیستم توزیع برق بهترین عمر عملکرد را برای تجهیزات فراهم می کند. هنگام انتخاب SPD های مناسب برای تاسیسات خود، این نکات کلیدی را در نظر داشته باشید:

1. ارائه سرکوب مناسب ولتاژ به یک مرکز و تجهیزات داخل به بیش از یک SPD منفرد در ورودی سرویس نیاز دارد. ما SPD های آبشاری را با رتبه بندی جریان موج مناسب برای هر مکان توصیه می کنیم. این باعث سرکوب عالی برای یک پانل خدمات یا بار بحرانی می شود. یک SPD واحد، صرف نظر از اینکه چقدر بزرگ یا گران قیمت باشد، سطح یکسانی از محافظت از سیستم را ارائه نخواهد کرد.

2. بزرگ کردن یک SPD برای کاربرد آن نمی تواند به سیستم آسیب برساند، اما کوچک کردن SPD می تواند منجر به خرابی زودرس SPD شود و سیستم ها را در معرض عوامل گذرا و اثرات آنها قرار دهد.

3. برای برخورد مستقیم صاعقه، SPD ها به تنهایی جایگزین یک سیستم جامع حفاظت در برابر صاعقه نیستند (به گواهینامه رعد و برق Master UL96A مراجعه کنید).

هشدارها هنگام نصب SPD

برای اطمینان از عملکرد مؤثر دستگاه‌های محافظ برق (SPD)، نصب دقیق ضروری است. اقدامات احتیاطی کلیدی عبارتند از:

- SPD ها را به صورت موازی، مستقیماً قبل از مدارها یا دستگاه ها نصب کنید تا جریان های موج را از تجهیزات حساس دور کنید.
- سیم های اتصال داخل تابلو برق را تا حد امکان کوتاه و حداکثر با طول 0.5 متر نگه دارید.
- استفاده از محافظ برق نوع 1 ممکن است برای مدیریت نوسانات پرانرژی و کاهش اضافه ولتاژ کافی نباشد. توصیه می شود آن را با محافظ برق نوع 2 یا نوع 3 تکمیل کنید.
- کلیه نصب ها باید توسط برقکارهای واجد شرایط و با رعایت مقررات برق محلی انجام شود تا از اتصال زمین مناسب و نصب مطمئن دستگاه اطمینان حاصل شود.

نتیجه گیری

در نتیجه، دستگاه‌های محافظ برق برای حفاظت از لوازم الکترونیکی در محیط‌های صنعتی و تجاری ضروری هستند. نصب یک SPD دارای رتبه بندی صحیح و تایید شده محافظت قابل اعتمادی را در برابر نوسانات برقی که بیش از قابلیت های کلیدهای مدار استاندارد است، فراهم می کند.