قم بتحليل سوء الفهم في اختيار مانع الصواعق لتجنب الخسائر غير الضرورية!

في أنظمة الاتصالات الحديثة، والطاقة، والنقل بالسكك الحديدية، والطاقة الجديدة (مثل الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح)، تُعد الحماية من طفرات التيار المستمر أمرًا بالغ الأهمية. وبما أن طفرات التيار الناتجة عن الصواعق أو تقلبات شبكة الكهرباء قد تُسبب تلفًا للمعدات وتعطيلًا لها، فإن الاختيار الأمثل لمانعات الصواعق بجهد 12 كيلو فولت يُعدّ مفتاحًا لضمان سلامة المعدات. ومع ذلك، غالبًا ما توجد أخطاء في اختيار مانعات الصواعق في العديد من المشاريع، مما يؤدي إلى فشلها، بل وحتى تلف المعدات وخسائر اقتصادية. ستُحلل هذه المقالة هذه الأخطاء الشائعة وتُقدم دليلًا صحيحًا لاختيار مانع الصواعق المناسب لتجنب المخاطر.

سوء الفهم 1: تجاهل الفرق بين مانع الصواعق 132 كيلو فولت DC وAC
1. الأخطاء الشائعة:
يعتقد البعض خطأً أن مانع الصواعق 132 كيلو فولت يمكن استخدامه مباشرة في أنظمة التيار المستمر.
يؤدي استخدام نظام الحماية من الصواعق AC SPD العادي لحماية معدات DC إلى فشل الحماية من الصواعق وحتى تلف المعدات.
2. النهج الصحيح:
اختر مانع زيادة التيار الكهربائي 132 كيلو فولت المخصص للتأكد من أنه يمكنه التكيف مع خصائص نظام التيار المستمر.
انتبه لجهد التشغيل وقدرة التفريغ. عادةً ما يتطلب مُحَرِّك التيار المستمر (DC SPD) جهد تحمل أعلى لمنع التشغيل الخاطئ أو الأعطال.
3. تحليل الحالة:
في أنظمة الطاقة الكهروضوئية، تستخدم بعض المشاريع مانعات الصواعق الكهربائية (SPD) لحماية قضبان التوصيل ذات التيار المستمر. لكن اتضح أن هذه المانعات لا تفرغ التيارات المفاجئة بفعالية، بل وتتعرض لأضرار حرارية بسبب قوس التيار المستمر أثناء التشغيل طويل الأمد. لذلك، من المهم اختيار مانع صواعق جهد 15 كيلو فولت مُحسّن لخصائص التيار المستمر.

سوء الفهم 2: الاختيار غير الصحيح للجهد الاسمي لمانع الصواعق 22 كيلو فولت
1. الأخطاء الشائعة:
إن النظر فقط إلى الجهد المقدر، مع تجاهل الجهد الزائد للنظام، يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة أو فشل SPD.
يؤدي اختيار SPD بجهد تحمل غير كافٍ إلى تعرضه للانهيار أو حدوث ماس كهربائي بسبب الجهد الزائد.
2. النهج الصحيح:
يجب أن يكون جهد العمل المستمر (Uc) لـ SPD أعلى قليلاً من أقصى جهد عمل للنظام لتجنب الشيخوخة المتسارعة لـ SPD بسبب الجهد الزائد الخفيف طويل الأمد.
يجب على أنظمة التيار المستمر ذات الجهد العالي مثل الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة أن تأخذ في الاعتبار نطاق تقلب جهد التشغيل لضمان أن SPD يمكنه حماية المعدات بشكل فعال.
3. أمثلة الاختيار الموصى بها:
بالنسبة لشريط التيار المستمر الكهروضوئي (نظام PV)، إذا كان جهد النظام 1000 فولت تيار مستمر، فيجب اختيار SPD مع Uc ≥ 1100 فولت تيار مستمر.
عندما يتم تشغيل كومة شحن السيارة الكهربائية (نظام شحن التيار المستمر) بجهد 750 فولت تيار مستمر، يجب اختيار SPD مع Uc ≥ 800 فولت تيار مستمر.

الاعتقاد الخاطئ رقم 3: عدم مراعاة سعة التفريغ ومستوى الحماية
1. الأخطاء الشائعة:
ركز فقط على الحد الأقصى لتيار التفريغ (Imax) لـ SPD، مع تجاهل قدرة الصواعق المستمرة أو الطفرات المتعددة.
سيؤدي اختيار SPD مع قدرة حماية Imax فقط إلى فشل SPD بسرعة عند حدوث المزيد من ضربات البرق.
2. النهج الصحيح:
قم باختيار مستوى الحماية من الصواعق المناسب (مثل النوع 1، النوع 2، النوع 3) للتأكد من أن SPD يمكنه تحمل طفرات ذات شدة مختلفة.
بالنسبة للمناطق ذات العواصف الرعدية العالية، يفضل اختيار أجهزة SPD ذات قدرة امتصاص الطاقة الكبيرة، مثل أجهزة SPD من النوع 1 مع Iimp ≥ 12.5kA (10/350μs).
3. دليل الاختيار الموصى به:

سوء الفهم رقم 4: تجاهل تأثير زمن الاستجابة (tA) على حماية المعدات

1. الأخطاء الشائعة:
الاعتقاد بأن SPD كافٍ طالما أنه قادر على تحمل التيارات الكبيرة، متجاهلاً سرعة استجابته.

يؤدي اختيار أجهزة SPD ذات زمن الاستجابة البطيء إلى عدم تفريغ الطفرات في الوقت المناسب، ولا يزال الجهاز تالفًا.

2. النهج الصحيح:
اختيار SPDs مع وقت استجابة قصير (tA)، والذي يتطلب عادة tA ≤ 25ns، لضمان التفريغ السريع للتيار الكهربائي وتقليل التأثير على المعدات.

بالنسبة للمعدات الإلكترونية الدقيقة (مثل مراكز البيانات ومحطات الاتصالات الأساسية)، يوصى باختيار SPDs مع tA ≤ 25ns لتحسين تأثير الحماية.

سوء الفهم رقم 5: تجاهل مواصفات التأريض والتركيب

1. الأخطاء الشائعة:
إن مقاومة التأريض لـ SPD كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى عدم القدرة على تفريغ تيار البرق بسرعة.
مسافة التثبيت طويلة جدًا، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في تأثير حماية SPD.
2. النهج الصحيح:
مقاومة التأريض ≤ ١٠ أوم، ويفضل أن تكون ≤ ٤ أوم. يمكن استخدام نظام تأريض مستقل في المناطق التي تشهد عواصف رعدية متكررة.
يجب أن يكون خط التوصيل من SPD إلى الجهاز قصيرًا قدر الإمكان لتجنب حدوث طفرات في الجهد تؤدي إلى انخفاض الجهد في الأسلاك الطويلة مما يؤثر على تأثير الحماية.
استخدم التوصيلات المتساوية الجهد للتأكد من أن جميع أجهزة الحماية من الصواعق مؤرضة لتقليل الضرر الناتج عن اختلافات الجهد.
٣. تحليل الحالة: تم تركيب نظام SPD في محطة اتصالات أساسية، لكن المعدات لا تزال تالفة. أظهر الفحص أن مقاومة التأريض لنظام SPD تصل إلى ١٠٠ أوم، مما أدى إلى عدم القدرة على تفريغ تيار الصواعق بسرعة، وتعرض المعدات لصدمات الجهد العالي. بعد تحسين التأريض، تحسن تأثير الحماية من الصواعق بشكل ملحوظ.

عند اختيار مانع الصواعق للتيار المستمر، من المهم للغاية تجنب هذه المفاهيم الخاطئة. فالاختيار والتركيب الصحيح لمانع الصواعق بجهد 220 كيلو فولت يُجنّب تلف المعدات بفعالية، ويُحسّن موثوقية النظام، ويُقلّل الخسائر الاقتصادية غير الضرورية. آمل أن تُساعدكم هذه المفاهيم الخاطئة في اتخاذ القرار الصحيح وضمان تشغيل آمن ومستقر لنظام التيار المستمر الخاص بكم!