الأخبار

يمكن أن تتسبب الفولتية الزائدة العابرة في الأنظمة الكهربائية في أعطال المعدات، وتقصير عمرها الافتراضي، وحتى نشوب حرائق. تُصنف أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) إلى ثلاثة أنواع وفقًا للمعايير الدولية: النوع الأول، والنوع الثاني، والنوع الثالث. ويتعامل كل نوع مع مستوى مختلف من طاقة زيادة التيار، وله مواقع تركيب محددة، ويوفر الحماية لأجزاء معينة من النظام الكهربائي.

يُسهم فهم هذه الاختلافات والجمع بين الأنواع المختلفة بشكل صحيح في تقليل مخاطر التلف وضمان استمرارية التشغيل. تشرح هذه المقالة دور كل نوع من أنواع أجهزة الحماية من الصواعق، وخصائصها التقنية، واستراتيجيات تركيبها، وسيناريوهات استخدامها، وأساليب الحماية متعددة الطبقات.

سيحصل القراء على إرشادات لاختيار ونشر أنظمة الحماية من الصواعق التي تعزز السلامة وتطيل عمر المعدات في البيئات الصناعية والتجارية والسكنية.

الوجبات السريعة الرئيسية

• يتعامل جهاز الحماية من الصواعق من النوع 1 مع ارتفاعات الطاقة العالية عند مدخل الطاقة الرئيسي، مما يوفر الحماية من الصواعق الخارجية واضطرابات شبكة الطاقة.
• يتولى جهاز الحماية من النوع الثاني إدارة الارتفاعات المتوسطة في لوحات التوزيع الناتجة عن عمليات التبديل أو المصادر الداخلية.
• يحمي جهاز الحماية من الصواعق من النوع 3 الأجهزة الحساسة من ارتفاعات الطاقة المنخفضة بالقرب من الحمل.
• يؤدي استخدام أنواع أجهزة الحماية من الصواعق بالتتابع إلى تقليل طاقة الاندفاع تدريجياً وخفض الجهد المتبقي.
• ينبغي أن يركز اختيار جهاز الحماية من الصواعق على اختبار شكل الموجة، وقدرة التفريغ، والجهد المتبقي، وسرعة الاستجابة لمطابقة جهد النظام والحمل.

ما هو SPD؟

جهاز الحماية من ارتفاع التيار هو مكون كهربائي يحد من ارتفاع الجهد العابر لحماية الأنظمة والأجهزة. يقوم بتحويل الطاقة الزائدة إلى الأرض فور حدوث ارتفاع مفاجئ في الجهد، مما يمنع المعدات المتصلة به من التعرض لارتفاعات الجهد الضارة.

توفر أجهزة الحماية من الصواعق (SPDs) الحماية لمجموعة واسعة من الأنظمة، بدءًا من لوحات التوزيع الرئيسية وصولًا إلى الأجهزة الإلكترونية الفردية. وتُستخدم على نطاق واسع في المصانع والمباني التجارية والمرافق السكنية ومراكز البيانات والبنى التحتية الحيوية مثل مراكز الاتصالات. تعمل هذه الأجهزة باستخدام عناصر مثل المقاومات المتغيرة لأكسيد المعادن، وأنابيب التفريغ الغازي، أو مكونات أخرى سريعة الاستجابة تصبح موصلة للكهرباء عندما يتجاوز الجهد حدود الأمان.

يُقلل الاختيار الصحيح لأجهزة الحماية من ارتفاع التيار الكهربائي (SPDs) ووضعها في المكان المناسب من الضغط على الدوائر الكهربائية ويُطيل عمر الأجهزة المتصلة بها. غالبًا ما يجمع المهندسون بين أنواع متعددة من أجهزة الحماية من ارتفاع التيار الكهربائي لإنشاء نظام متعدد الطبقات يُدير ارتفاعات التيار عبر مستويات طاقة مختلفة.

مقارنة بين أنواع اضطرابات الشخصية من النوع الأول والثاني والثالث

أجهزة الحماية من الطفرة تُوزَّع هذه الأجهزة على شكل طبقات للتعامل مع ارتفاعات التيار الكهربائي ذات الأحجام المختلفة. تعالج أجهزة الحماية من ارتفاعات التيار من النوع الأول أعلى ارتفاعات الطاقة عند مدخل الخدمة الرئيسي. بينما تُخفِّف أجهزة الحماية من ارتفاعات التيار من النوع الثاني الارتفاعات المتبقية عند لوحات التوزيع. أما أجهزة الحماية من ارتفاعات التيار من النوع الثالث فتحمي الأجهزة الحساسة القريبة من الأحمال.

يضمن هذا الترتيب الطبقي تقليل الطاقة من المصادر الخارجية والداخلية تدريجيًا، مما يقلل الضغط على الأجهزة المتصلة ويحافظ على استقرار التشغيل. يعتمد اختيار جهاز الحماية من الصواعق المناسب لكل طبقة على تصميم النظام، ومستوى التعرض للتيار المفاجئ، وحساسية الأجهزة.

يؤدي الجمع الصحيح بين هذه الأنواع إلى تحسين مرونة النظام بشكل عام وتقليل وقت تعطل المعدات المحتمل.

نوع SPD	اختبار شكل الموجة	موقع التثبيت	دور أساسى	تطبيق نموذجي
النوع الأول (الفئة الأولى)	10/350 ميكروثانية (طاقة عالية)	المدخل الرئيسي للخدمات / لوحة المفاتيح الرئيسية	حماية من ضربات البرق المباشرة وارتفاعات التيار الكهربائي الخارجية.	المصانع الصناعية، والمباني الشاهقة، ومزارع الطاقة الشمسية.
النوع الثاني (الفئة الثانية)	8/20 ميكروثانية (طاقة متوسطة)	لوحات التوزيع الفرعية / الدوائر الفرعية	تقوم المرشحات بتقليل ارتفاعات التيار الكهربائي والطاقة المتبقية من الوحدات من النوع 1.	لوحات كهربائية سكنية، مكاتب تجارية، وحدات تكييف الهواء.
النوع 3 (الفئة الثالثة)	1.2/50 ميكروثانية (مجموعة الجهد)	نقطة الاستخدام (بالقرب من الجهاز)	حماية المرحلة النهائية للإلكترونيات الدقيقة شديدة الحساسية.	الخوادم، وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، المعدات الطبية، أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

النوع 1 من أجهزة الحماية من الطاقة العالية: حماية المدخل الرئيسي من الطاقة العالية

النوع

يتم تركيب جهاز الحماية من الصواعق من النوع الأول عند مدخل الخدمة الرئيسي، وهو مصمم للتعامل مع الارتفاعات المفاجئة في الطاقة الناتجة عن مصادر خارجية، مثل الصواعق أو اضطرابات شبكة الكهرباء. يمتص هذا الجهاز أكبر الارتفاعات المفاجئة في الطاقة، ويمنعها من الانتشار عبر أسلاك المبنى.

في المصانع الصناعية والمباني التجارية الشاهقة، يشكل جهاز الحماية من الصواعق من النوع 1 الحاجز الأول ضد أحداث الارتفاع المفاجئ للتيار، حيث يحمي قواطع الدائرة الرئيسية ومعدات التوزيع من الارتفاعات الشديدة في الجهد.

الميزات التقنية

• شكل الموجة التجريبية: 10/350 ميكروثانية تحاكي اندفاعة البرق عالية الطاقة
• قدرة تحمل الطاقة: عالية جدًا، قادرة على تحمل آلاف الأمبيرات
• الجهد المتبقي: يتم الحفاظ عليه ضمن الحدود الآمنة للأجهزة المتصلة به
• التركيب: مدخل الخدمة الرئيسي أو لوحة التوزيع الرئيسية، متصلة مباشرة بخطوط الطاقة الواردة

تطبيق

تستفيد المنشآت في المناطق التي تشهد برقاً متكرراً أو أحمالاً كهربائية كبيرة من أجهزة الحماية من الصواعق من النوع الأول. فهي تمنع وصول الصواعق إلى دوائر التوزيع الحساسة وتحد من خطر انقطاع التيار الكهربائي على مستوى النظام بأكمله.

النوع 2 SPD: حماية لوحة التوزيع

النوع

يُركّب جهاز الحماية من الصواعق من النوع الثاني في لوحات التوزيع أو الدوائر الفرعية للتعامل مع الارتفاعات المفاجئة المتبقية بعد جهاز الحماية من الصواعق من النوع الأول. كما أنه يُخفف من الارتفاعات المفاجئة المتولدة داخليًا، مثل تلك الناتجة عن بدء تشغيل المحركات، أو تبديل المكثفات، أو غيرها من التغيرات المفاجئة في الأحمال. ويُقلل جهاز الحماية من الصواعق من النوع الثاني من إجهاد الجهد على قواطع الدائرة والأجهزة المتصلة بها.

الميزات التقنية

• شكل الموجة التجريبية: 8/20 ميكروثانية، مناسب لارتفاعات الطاقة المتوسطة.
• قدرة تحمل الطاقة: متوسطة، نموذجية In 10 40 كيلو أمبير، Imax 20 100 كيلو أمبير
• الجهد المتبقي: يتم تخفيضه بشكل أكبر إلى مستويات آمنة للأجهزة المتصلة
• التركيب: لوحات التوزيع الرئيسية أو لوحات التوزيع الفرعية داخل المباني

تطبيق

تستخدم المباني السكنية والمكاتب والمنشآت التجارية عادةً أجهزة الحماية من الصواعق من النوع الثاني. ويؤدي دمجها مع النوع الأول إلى إنشاء حماية متعددة الطبقات تمنع وصول الطاقة الزائدة إلى الدوائر الحساسة، مما يطيل عمر المعدات ويحافظ على موثوقية النظام..

النوع 3 من SPD: حماية أجهزة نقاط النهاية

النوع

يتم تركيب جهاز الحماية من الصواعق من النوع 3 بالقرب من الأحمال الحساسة، مثل أجهزة الكمبيوتر والخوادم والأجهزة الطبية أو وحدات التحكم الآلي. وهو يمتص الارتفاعات المفاجئة في الطاقة المنخفضة التي قد تتداخل مع التشغيل أو تتسبب في تعطل المعدات.

يعمل جهاز الحماية من الصواعق من النوع 3 بالتزامن مع النوعين 1 و2، ولكنه لا يحل محلهما. فهو يحد من الجهد المتبقي ويحسن تدفق الطاقة النهائي إلى الأجهزة الحساسة.

الميزات التقنية

• شكل الموجة الاختبارية: 1.2/50 ميكروثانية للنبضات منخفضة الطاقة وعالية التردد
• استهلاك الطاقة: منخفض، مناسب للإلكترونيات الدقيقة
• التركيب: بالقرب من المقابس الكهربائية، أو صناديق التحكم، أو رفوف الخوادم، أو لوحات الأجهزة

تطبيق

تستفيد المعدات الحيوية في المكاتب والمراكز الطبية وأنظمة الأتمتة الصناعية من أجهزة الحماية من الصواعق من النوع الثالث. ويضمن وضعها بالقرب من الجهاز الحماية النهائية، خاصة في البيئات التي قد تؤدي فيها الصواعق إلى انقطاع التشغيل أو تلف البيانات.

الحماية المتسلسلة

لا يستطيع جهاز الحماية من ارتفاعات الطاقة (SPD) الواحد التحكم في ارتفاعات الطاقة عبر جميع مستويات الطاقة. يقلل التركيب المتسلسل من طاقة ارتفاعات الطاقة تدريجيًا.

• النوع 1 يخفف من ارتفاعات الطاقة العالية عند المدخل
• النوع 2 يقلل من الارتفاعات المتوسطة في لوحات التوزيع
• النوع 3 يمتص الارتفاعات المتبقية في الطاقة المنخفضة بالقرب من الأجهزة

يمنع هذا الترتيب الجهد المتبقي من إتلاف المعدات، ويقلل الضغط على أجهزة الحماية من الصواعق نفسها، ويحافظ على التشغيل المستقر في جميع أنحاء النظام الكهربائي.

اختيار جهاز SPD

يعتمد اختيار أنواع أجهزة الحماية من الصواعق على مستوى التعرض للارتفاعات المفاجئة في التيار الكهربائي وحساسية الجهاز.

• تستفيد المنشآت الموجودة في المناطق المعرضة للصواعق أو التي تحتوي على أنظمة كهربائية كبيرة من جهاز الحماية من الصواعق من النوع 1 عند المدخل.
• تتضمن لوحات التوزيع في المباني السكنية والمكتبية والتجارية عادةً أجهزة الحماية من النوع الثاني (SPD).
• تحصل الأجهزة الحساسة على حماية إضافية من خلال جهاز الحماية من النوع 3 المثبت في مكان قريب.

يجب مراعاة جهد النظام، والجهد المتبقي، وقدرة تحمل تيار الاندفاع، وسرعة الاستجابة، والظروف البيئية كدرجة الحرارة والرطوبة. يقلل التكوين الصحيح من تلف المعدات ويطيل عمرها التشغيلي.

رؤى نهائية حول أنواع اضطرابات الشخصية من النوع الأول والثاني والثالث

تعمل أجهزة الحماية من الصواعق من النوع الأول والثاني والثالث على تقليل طاقة الصواعق بمستويات مختلفة. ويؤدي تركيبها المتسلسل إلى خفض الطاقة تدريجياً قبل وصولها إلى الأجهزة الحيوية، مما يحمي كلاً من أنظمة التوزيع والمعدات الحساسة.

• النوع 1 يتعامل مع ارتفاعات الطاقة العالية الداخلة
• يقلل النوع 2 من الارتفاعات المتوسطة في لوحات التوزيع
• يحمي النوع 3 الأجهزة الحساسة عند الحمل

إذا كانت لديك أسئلة حول اختيار أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي، أو تركيبها، أو حلول الحماية الكاملة من زيادة التيار الكهربائي، فريقنا الفني وهو متاح لتقديم التوجيه والدعم لضمان التشغيل الآمن والموثوق.

الأسئلة الشائعة حول اضطرابات الشخصية

1. ماذا يحدث إذا تم تثبيت نوع واحد فقط من أجهزة الحماية من الحرائق؟

يوفر تركيب نوع واحد من أجهزة الحماية من الصواعق حماية محدودة. فالنوع الأول وحده لا يحمي الأجهزة الحساسة من الارتفاعات المتبقية في التيار الكهربائي. أما النوع الثاني أو الثالث وحده فلا يحمي من الارتفاعات العالية في الطاقة الناتجة عن الصواعق أو انقطاعات التيار الكهربائي. لذا، فإن الجمع بين الأنواع المختلفة في طبقات يضمن إدارة كل مستوى من مستويات الارتفاع تدريجيًا.

2. هل يمكن تركيب أجهزة الحماية من الصواعق من النوع 1 والنوع 2 معًا؟

نعم، يؤدي الجمع بين النوع 1 عند المدخل الرئيسي والنوع 2 عند لوحات التوزيع إلى إنشاء نظام متعدد الطبقات. يعمل النوع 1 على تقليل أكبر ارتفاعات الجهد، بينما يتعامل النوع 2 مع الارتفاعات المتبقية قبل وصولها إلى المعدات الحيوية. يقلل هذا المزيج من إجهاد الجهد ويمنع أعطال المعدات.

3. أين ينبغي وضع أجهزة الحماية من النوع 3؟

تُركّب أجهزة الحماية من الصواعق من النوع الثالث بالقرب من الأحمال الحساسة، مثل أجهزة الكمبيوتر والخوادم والأجهزة الطبية. يعمل وضعها بالقرب من الأجهزة على امتصاص الارتفاعات المفاجئة للطاقة وتنعيم الجهد قبل وصوله إلى الحمل، مما يضمن أن مرحلة الحماية النهائية تُكمّل طبقات الحماية من الصواعق الموجودة في المراحل السابقة.

4. كيف يتم اختيار جهاز الحماية من الصواعق بناءً على التعرض للارتفاع المفاجئ في التيار؟

قيّم مدى تعرض النظام للصواعق، وعدم استقرار الشبكة، وأحداث التبديل الداخلية. تتطلب الارتفاعات المفاجئة في الطاقة العالية استخدام النوع الأول، بينما يُدار النوع الثاني الارتفاعات المتوسطة، وتستفيد المعدات الحساسة القريبة من الحمل من النوع الثالث. تساعد مراجعة تصميم النظام وحساسية الأجهزة في اختيار أنواع الحماية من الصواعق المناسبة لكل موقع.

5. هل تتطلب أجهزة الحماية من انقطاع التيار الكهربائي صيانة؟

نعم، قد تتلف أجهزة الحماية من ارتفاع التيار الكهربائي (SPDs) بعد تعرضها لارتفاعات متكررة في التيار. لذا، يُنصح بفحص مؤشرات الإضاءة أو اختبار حالة الجهاز بانتظام، واستبدال الوحدات التي تظهر عليها علامات التلف. تضمن الحماية المتعددة الطبقات استمرار حماية الأجهزة المتصلة بالتيار الكهربائي، سواءً المتصلة به أو المتصلة به، حتى في حال ضعف أحد أجهزة الحماية.