عندما يراجع مهندس المرافق الكهربائية محولًا فاقدًا بعد عاصفة، قد تشير الأضرار الملموسة إلى وجود عاكس سيئ. السؤال الأكثر فائدة هو ما إذا كان العاكس قد تم اختياره لمستوى الجهد التشغيلي المستمر للنظام، أو للتوتر الزائد المؤقت، أو لمهام التفريغ، أو لمساحة التركيب. قد يترك عاكس التوزيع الذي يتم اختياره فقط وفقًا لضغط الخط القياسي الزخم الزائد في مقاطع المحولات؛ وقد يفقد عاكس الأرض غير المناسب فعاليته العملية أيضًا. يوفر هذا الدليل مسارًا قائمًا على المعايير لاختيار عاكس الصدمات في تركيب المحولات أو محطات تحويل التيار الكهربائي أو خطوط التوزيع، ثم التحقق من مطابقة منطقة الحماية المثبتة للتصميم.
ملخص: اختر مقبس الحماية من بيانات النظام، وليس من الجهد الكهربائي المطبوع على صفحة الكتالوج. تأكد من أعلى قيمة جهد النظام، والشرط الخاص بالأساس والتصحيح في حالة وجود عطل، ثم تحقق من الجهد التشغيلي المستمر (Uc)، والجهد المقنن (Ur)، ومقاومة الزيادة المؤقتة، وتيار التفريغ الاسمية، وفئة التفريغ الخطي عند الاقتضاء، ومستوى الحماية ضد مستوى عزل المعدات. يحدد معيار IEC 60099-4:2014+A1:2016 متطلبات الاختبار الخاصة بالمقابس الحماية من الصدمات المعدنية ذات الفتحات أو بدونها؛ وهو لا يحل محل قواعد الشبكة الخاصة بالمستخدم. قم بتوصيل أقصر اتصال عملي إلى المقابس المحمية، ومرّر سلك الأرض مباشرة، وثبّت الوثائق قبل بدء التشغيل.
ما الذي يحميه جهاز كابح الزلازل في كل تطبيق؟
يحد جهاز منع الصدمات المعدني-الأكسيد من حدوث صدمات كهربائية مفاجئة عن طريق توجيه تيار الصدمة إلى الأرض وإعادته إلى حالة مقاومة عالية عند مستوى الجهد الكهربائي النظامي. وتطبق نفس المبدأ في التطبيقات الأخرى، لكن التعرض والبيانات المطلوبة تختلف.
- في محول الطاقة: يحمي مانع الإغلاق عزل الدائرة من الصواعق والضغوط التبديلية. أهمية مانع الإغلاق تكمن في الجهد المتبقي فيه، ومقاومة اللدونة في السلك، والمسافة عن الوصلة.
- في محطة تحويل الطاقة: تنسق مراقبات الحماية الخاصة بالمحولات وأجزاء خطوط النقل الكهربائي ومحطات التوصيل الكابلية ومداخل الخطوط. قد تكون مسؤوليات التحويل واستهلاك الطاقة أكثر تعقيدًا من وظيفة توصيل الكهرباء البسيطة.
- على خط التوزيع: تتأثر المنطقة المشمولة بالحماية بوجود عواصف توزيعية مباشرة ومستحثة، وعيوب خطية، واحتمال حدوث ارتفاع مفاجئ في الجهد الكهربائي. تؤثر الأجهزة الموجودة على الطرف العلوي للخط وتكوين الخط والجودة الكهربائية للجهاز الأساسي على المنطقة المشمولة بالحماية.
تعرّف مصطلحات “مقاوم تسديد الصواعق”، و“مقاوم توزيع الصواعق”، و“مقاوم خط الطاقة” السياق التطبيقي؛ لكنها في حد ذاتها لا تحدد تصنيفًا. يجب على سلطة التصميم تحديد السياق التطبيقي مع معلمات الشبكة والممارسات المعمول بها لدى الهيئة المعنية أو معهد إلكترونيات الاتصالات.
كيف يتم حساب تصنيف جهاز كشف الموجات العالية؟
ابدأ من أعلى مستوى من الجهد المستمر بين مرحلة الحماية والمنبع الأرضي الذي يمكن أن يواجهه الحامي. بالنسبة لنظام ثلاث مراحل مدفوع الأرض، ترتبط الفحص الأولي غالبًا بين الجهد بين المراحل وبين الجهد الأرضي، ولكن يجب أن يأخذ اختيار Uc النهائي في الاعتبار معامل التوصيل الأرضي، والمواصفات التشغيلية، والحد الأقصى المحدد من قبل الشركة المتعاقدة. لا تستنتج Uc من القيمة الاسمية 11 كيلو فولت أو 22 كيلو فولت أو 33 كيلو فولت وحدها.
ثم تحدد غلاف الجهد الزائد المؤقت (TOV): حجمه ودورانته ومصدره. يمكن أن تحدث أعطال الأرض، وإلغاء الحمل، والتردد الكهربائي، والانحراف المحايد ظروفًا مختلفة لغلاف الجهد الزائد. قم بمقارنة غلاف الشبكة مع منحنى المقاومة لغلاف الجهد الزائد المنشور الخاص بالمحول، وتأكد من أن مستوى الحماية في المعدات يظل أقل من حد التنسيق العازب في معيار IEC 60071-1 ودراسة التنسيق العازب في المشروع.
ثم اختر قدرة التفريغ والطاقة. ويُعد التيار التفريقي القياسي هو التيار الاختباري الموحد، والذي يُحدد عادةً بـ 5 كيلو أمبير أو 10 كيلو أمبير بالنسبة للأسر المعيارية والمنشآت، لكن القيمة الصحيحة تعتمد على تعرضها للعواصف وممارسات الشبكة. وتُعد اختبارات فئة التفريغ الخطي وطاقة التحويل ذات صلة عندما يجب على مانع تسرب التيار أن يمتص أحداثًا متكررة أو ذات طاقة عالية؛ وينبغي اختيارها من بيانات اختبارات IEC 60099-4 الخاصة بالشركة المصنعة، وليس من خلال التخمين استنادًا إلى جهد النظام.
ما هي البيانات التي يجب أن تكون موجودة في ورقة العمل الخاصة بالاختيار؟
| المدخل | لماذا يهم الأمر | مصدر التحقق |
|---|---|---|
| أعلى جهد ونطاق تردد للنظام | يحدد الإجهاد الكهربائي المستخدم لتحديد قيم Uc وUr. | قائمة بيانات تصميم الشبكة ووظائفها |
| طريقة تثبيت الأرض ووقت إزالة خلل الأرض | يقوم بمراقبة التغيير المحايد ودورة TOV. | دراسة الحماية وتصميم القواعد الكهربائية |
| مستوى عزل المعدات | يوفر هدف التنسيق للجهد المتبقي. | دراسة التنسيق في مجال العزل IEC 60071 |
| تعرض الصواعق وتركيب الخط | تؤثر على تيار التفريغ والطاقة ومسافة الكاشف. | معايير الإنذار الكهربائي وتصميم الخطوط |
| الأحداث المتوقعة للانتقال | يمكنه السيطرة على عبء الطاقة في دوائر الكابلات والمكثفات والمفاعلات. | تقييم حدة التحول وإرشادات معهد إييهإي |
كيف تحدد عوامل الكشف عن الخطوط والمحطات المناطق المحمية؟
يحمي مانع الصدمات منطقة تعتمد حجمها على مسار الصدمة، وهندسة الموصلات، وعزل المعدات، ومسافة مانع الصدمات. وكلما كان مقبس المحول بعيدًا عن مانع الصدمات، زاد الحمل الذي يفرضه الموصل على الجهد أثناء حدوث صدمة سريعة. لهذا السبب، قد تحتاج تركيبات خط 11 كيلو فولت من مانع الصدمات إلى وجود مانعات في مداخل الخط أو أعمدة الترفير أو أقفال المحولات بدلاً من وجود جهاز واحد في نقطة تحويل بعيدة.
تتطلب تخطيطات المحطات الفرعية أيضًا التنسيق بين مانعات الدخول على الخط وموانع المحولات. قد يوفر جهاز من فئة المحطة قدرة أكبر على توفير الطاقة، بينما قد يتمّ تحسين مانع خطي لتثبيته على عمود التوزيع بشكل مريح. يجب توثيق قرار المنطقة المشمولة بالحماية في الرسم المقطعي للخط، مع عرض موقع المانع ومسار السلك والاتصال بالشبكة الأرضية ومستوى عزل المعدات معًا.
كم يجب أن يكون جهاز الكشف عن الزلازل قيد التثبيت على مقاطع المحولات؟
قم بتثبيت مانع الحمل في أقرب مسافة ممكنة إلى شريحة المحول أو نهاية الكابل، باستخدام كابلات قصيرة مستقيمة وتجنب وجود دوائر متداخلة. لا يوجد مسافة عالمية في الأمتار لأن الفترة المسموح بها للتباعد تعتمد على زمن ارتفاع الموجة، وموصلات الكابلات، وBIL للمعدات أو المستوى المقنن للعزل، ومواصفات الجهد المتبقي للمانع. يجب أن يقوم الفحص الهندسية بحساب أو تقييم متحفظ للجهد الإضافي الذي يضاف بواسطة كابلات التوصيل.
يجب فصل كابلات المرحلة والكهرباء عن الأسلاك التحكمية غير المتصلة بها، والحفاظ على الدعم الميكانيكي، ومراعاة مسافات التوصيل المحددة من قبل الشركة المصنعة. ولا يزال من الممكن تركيب تركيبات أنيقة كهربائياً إذا كانت كابلات التوصيل تدور حول خزانة أو عبر حلقة كبيرة.
كيف يجب توصيل وتأكيد أسلاك التوصيل؟
تربط سلك الأرض مباشرة بمجال الأرض المحدد، أو القطب الأرضي، أو مدخل المحول، مع الحد الأدنى من الطول والزوايا بما يتوافق مع السلامة الميكانيكية. تحقق من استمرارية التيار، وثبات الربط، وحماية التآكل، ومعيار مقاومة الأرض في التصميم. لا يثبت عدد مقاومة الأرض وحده انخفاض المقاومة التداخلية أثناء هجوم البرق؛ يجب أيضًا فحص المسار وترتيب الربط.
كيف تختلف أنواع المكونات في المحولات والمحطات الفرعية والخطوط؟
| التطبيق | الواجب الأساسي | تركيز الاختيار | فحص التثبيت |
|---|---|---|---|
| محول التبديل | تقييد حدة الصواعق وتغير جهد التوصيل الكهربائي في عزل الدوائر | UC/UR، الجهد المتبقي، TOV والوصلات القصيرة جدًا | التوصيل من المرحلة إلى المقبس والوصلة المباشرة بالأرض |
| موقد إيقاف خط المحطة الفرعية | امتصاص طاقة الزلازل الكهربائية الواردة وتنسيق عزل المحطة | رسوم الطاقة، فئة الإخراج، الصدمات الكهربية أثناء التحويل وربط الشبكة | مكانة خط واحد ومسار شبكة الأرض |
| منعطف خط التوزيع | تقليل حدوث تفاعل بين الأجزاء وتوليد ضغط متناثر على المعدات العلوية | التسخين، التركيب، تكوين الخط، Uc وTOV | تركيبات القضبان، ومسافة المراحل، واستمرارية الأرض |
| موقد إنهاء الكابلات أو شبكات المعلومات الجغرافية | تحكم في الكابل الأمامي المنحني والانتقال السريع | الجهد المتبقي، وتواتر الأحداث وتنسيق الغلاف | قواطع توصيل قصيرة وشاشات أو غلاف مجمّع |
أي توجيهات من الاتحاد الدولي للكهرباء (IEC) والاتحاد الدولي للكهرباء (IEEE) يجب على المشتري أن يطلبها؟
تحدد المعيار IEC 60099-4 خصائص كاشطات الصدمات المعدنية-الأكسيد، واختبارات روتينية، واختبارات النوع، وأساليب الاختبار المتعلقة بالقبول الخاصة بالمواصفات ذات الصلة. توفر المعيار IEC 60071-1 إطار تنسيق العزل المستخدم لمقارنة مستويات الحماية مع عزل المعدات. تتضمن معيار IEEE C62.11 كاشطات الصدمات المعدنية-الأكسيد الخاصة بمحولات التيار المتردد، وتستخدم عادةً إلى جانب أدلة تطبيق IEEE الخاصة بكل فئة من فئات الجهد. وتحدد هذه الوثائق توقعات الهندسة والاختبارات؛ فهي ليست شهادة شاملة لجميع فئات الجهد أو تركيبات المعدات.
يجب أن تذكر وثائق المشتريات الطبعة، وتقارير الاختبارات، وسجلات الاختبارات الروتينية، والافتراضات البيئية. ويجب أن تكون الادعاءات مثل “المعتمدة من معهد IEC” مدعومة بنطاق المنتج المحدد والدليل المستقل؛ فالإشارة إلى معيار معيّن وحده لا تكفي لإثبات الامتثال للمواصفات الكاملة التي يحددها المشتري.
ما الذي يجب على المشترين التحقق منه قبل طلب جهاز كشف الزلازل؟
- تصدير ورقة بيانات النظام المكتملة التي تشمل الحد الأقصى للطاقة الكهربائية، ووضع الأرض، ودورة الأعطال، ومستوى العزل.
- قارن دراسة "Uc"، "Ur"، "TOV" ومستويات المقاومة، ومستويات الجهد المتبقي، وتيار التفريغ الاسمى، والقدرة أو فئة التفريغ الخطي مع الدراسة.
- طلب أدلة الاختبار وفقًا للمواصفة IEC 60099-4، ومجال الاختبار الروتيني، والرسومات الأبعادية، وتفاصيل المقابس، وإرشادات التركيب.
- استعرض الترتيب المادي: الفراغات، والمسافة بين الأجزاء، وقوة التصنيع، وطول السلك، وربط الأرض، وإمكانية الوصول للخدمة والصيانة.
- إجراء عمليات فحص التسليم بشكل منتظم وتحديد أسباب التحذير بعد حدوث أعطال كبيرة أو حدوث عواصف أو أعمال على شبكة الأرض.
في هذه المرحلة، يمكن اعتبار Fuerte مناسبًا عندما يحتاج المشروع إلى مصدر إيقاف الزيادات القابلة للتكوين مدعومًا بالرسومات والوثائق الفنية. يمكن للمشترين مقارنة الأدلة الفنية مع المتطلبات الخاصة بشبكتهم الخاصة، ثم مراجعة الموقع. دليل اختيار مانع حدوث الانفجار من مادة الأكسيد المعدني و مواصفات المكونات الرئيسية لموقد الصواعق. الأوسع نطاقاً قائمة المنتجات الأخرى من المفيد عند الحاجة إلى تنسيق الكابل مع الأجهزة ذات الجهد المتوسط المجاورة.
ما هي الأسئلة التي يطرحها المهندسون حول مكبات العبور؟
كيف يتم حساب تصنيف جهاز كشف الموجات العالية؟
يجب تحديد Uc من أعلى مستوى الجهد المستمر من مرحلة التيار المستمر إلى الأرض، ثم التحقق من مقاومة Ur وTOV والجهد المتبقي وتيار التفريغ والطاقة وفقًا لدراسة النظام. ويجب أن يتوافق الناتج أيضًا مع عزل المعدات وفقًا للمواصفة IEC 60071؛ فالجهد الكهربي الاسمى لن يكون كافيًا.
ما هو الغرض من جهاز كابح الزخم في المحولات؟
يتم توجيه طاقة الصاعقة وتيار الزحف الكهربائي إلى الأرض، مما يضمن بقاء الضغط الكهربائي على عزل المحول ضمن المستوى المنسق للحماية. يعتمد هذا القيمة على التصنيف الصحيح، وطول المسار الكهربائي، والوصلة الأرضية، وموقع المحول بالقرب من الطرف المحمي.
ما هو جهاز كشف الموجات العالية في محطة التوزيع؟
هذا هو جهاز الحماية من الأكسيد المعدني الذي يتم تثبيته في مواقع مثل مداخل الخطوط ومحاور المحولات أو المعدات المتصلة بخطوط النقل. عادةً ما يراعي اختيار محطة التوزيع ارتفاع مستوى التحويل والجهد الكهربائي، وتنسيق عزل المحطة، وتنظيم الربط الأرضي مع الشبكة الكهربائية.
هل يتم توصيل مقاومات الكشف عن الزلازل؟
نعم. يقوم مقبس التوصيل الكهربائي بتوجيه تيار الجريان عبر اتصال الأرض، لذا يجب أن تكون مسارات الفاز والجهد قصيرة ومأمونة ومربطة بنظام الجهد الأرضي المصمم. يجب التحقق من استمرارية الجهد وتوجيهه أثناء التشغيل.
أي معيار IEC ينطبق على مكبات العبور؟
تعتبر المعيار IEC 60099-4 هو المعيار الرئيسي للمنتجات المتعلقة بالمكونات الاحتياطية المعدنية الأكسيدية. وتدعم المعيار IEC 60071-1 تنسيق العزل، بينما قد تضيف القواعد المحلية الخاصة بالخدمات العامة والوثائق المعيارية المعمول بها في IEEE متطلبات تطبيقية إضافية.
ما هو فئة التفريغ الخطية لموقد الحماية من الصدمات؟
درجة تصريف الخط هي تصنيف اختبار IEC يتعلق بتوتر الطاقة الذي يمكن أن يتحمله مانع تصريف الخط في ظل ظروف الاختبار المحددة. يجب اختياره استنادًا إلى عبء الطاقة المتوقع للشبكة وبيانات الاختبار التي قام بها المصنع، ولا ينبغي اعتباره تصنيفًا عامًا للجودة.
خاتمة
بدء عملية اختيار جهاز كابحة للانفجار بالاعتماد على ملفات العرض الكهربائي، ويتم الانتهاء منه بتصميم يضمن الحفاظ على المستوى المقدر للحماية. تأكد من تحديد الحد الأقصى للطاقة، والأساس، ووقت إزالة الأعطال، وTOV، والتعرض للبرق والانتقال، ثم قم بتنسيق قيم Uc وUr والجهد المتبقي وتيار التفريغ وفئة الطاقة مع العزل الكهربائي للمعدات. ضع الجهاز بالقرب من المحول أو المعدات الخطية، وقم بتوجيه كل من السوائل الكهربائية مباشرة، واعمل على التحقق من الربط والتوثيق قبل بدء التشغيل. لا تتجاهل دليل IEC 60099-4 أو افترض أن وجود تسمية اسمية تبلغ 11 كيلوفولت يثبت ملاءمتها. يمكن مراجعة مجموعة أجهزة Fuerte والوثائق الداعمة بعد تحديد تلك الشروط الهندسية؛ استخدم كتالوج المنتج أو اتصل بفريقنا الفني مع ورقة البيانات المكتملة لنظام العزل لتناقش تكوين مشروع محدد.
المراجع
- IEC 60099-4:2014+A1:2016،, محافظات الصواعق – الجزء 4: محافظات الصواعق ذات الأكسيد المعدني بدون فجوات لنظم التيار المتردد, اللجنة الدولية المعنية بالتكنولوجيا الكهربائية.
- المعيار IEC 60071-1،, تنسيق العزل – الجزء الأول: التعاريف والمبادئ والقواعد, اللجنة الدولية المعنية بالتكنولوجيا الكهربائية.
- معيار IEEE C62.11،, المواصفات القياسية لأجهزة الكشف عن ارتفاع الجهد من أكسيد المعادن للدوائر الكهربائية الفلطائية (>1 كيلو فولت), IEEE.
- معيار IEEE C62.22،, دليل تطبيق مقاومات الكاثود المعدني للتدفق الزائد في الأنظمة ذات التيار المتناوب, IEEE.