دستگاه حفاظت از ولتاژ (SPD) دستگاههای محافظی هستند که برای محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرا و منحرف کردن جریانهای موج، کاهش خطر آسیب به تجهیزات الکتریکی در اثر صاعقه، عملیات سوئیچینگ شبکه و سایر اختلالات گذرا طراحی شدهاند. موقعیت یابی صحیح مستقیماً بر عملکرد SPD تأثیر می گذارد. برای تاسیسات صنعتی، ساختمانهای تجاری، مراکز داده، سیستمهای ارتباطی و انواع سیستمهای توزیع ولتاژ پایین{2}، طرح استراتژیک SPE یک جنبه مهم از طراحی حفاظت الکتریکی است.
1. SPD به طور کلی در کجا اعمال می شود؟
SPD معمولاً در نقاط کلیدی سیستم توزیع مانند کابینه توزیع اصلی ساختمان، تخته توزیع زمین، تابلوهای توزیع تجهیزات و مستقیماً بالادست تجهیزات الکتریکی حیاتی نصب می شود.
برای سیستم های توزیع ولتاژ پایین استاندارد، بسته به ساختار و سیستم الکتریکی ساختمان می توان از استراتژی های حفاظتی SPD استفاده کرد. مرحله اول معمولاً در ورودی برق ساختمان برای رسیدگی به جریان های صاعقه و انرژی موج بالا قرار دارد. فاز دوم را می توان روی تخته های توزیع کف یا ناحیه ای نصب کرد. برای تجهیزات حساس به نوسانات ولتاژ، می توان محافظ خوبی در نزدیکی خود دستگاه نصب کرد.
این رویکرد لایهای به SPEها در مکانهای مختلف اجازه میدهد تا بارهای حفاظت از نوسانات را به اشتراک بگذارند و از تجربه انرژی بیش از حد هر دستگاه منفرد جلوگیری میکند.
2. کابینه توزیع اصلی محل نصب کلید است.
کابینت توزیع اصلی ساختمان اغلب یکی از مهم ترین مکان ها برای نصب SPD است.
هنگامی که خطوط برق خارجی تحت تأثیر امواج بزرگ ناشی از رعد و برق، عملیات سوئیچینگ شبکه یا سایر رویدادهای گذرا قرار می گیرند، امواج بزرگ می توانند در طول خطوط و داخل ساختمان ها حرکت کنند. نصب SPD در نقطه توزیع اصلی-جایی که منبع تغذیه وارد ساختمان میشود-میتواند نوسان را قبل از انتشار بیشتر در شبکه توزیع داخلی منحرف کند.
برای ساختمانهایی که سیستمهای حفاظت در برابر صاعقه خارجی دارند، طراحی پیکربندی SPD باید سیستمهای حفاظت مین، سیستمهای حمل و نقل زمینی و تنظیمات خط منبع تغذیه را در نظر بگیرد.
3. تابلوهای توزیع زمینی و ناحیه ای
در تأسیسات صنعتی بزرگ، ساختمانهای اداری، مراکز خرید و ساختمانهای عمومی، نصب SPD در کابینه توزیع اصلی ممکن است برای پوشش دادن همه{0} تجهیزات نهایی کافی نباشد.
بنابراین، بسته به ساختار سیستم توزیع، دستگاه های تخلیه با مقاصد ویژه بیشتری را می توان در مکان هایی مانند پانل های کف، پانل های پانل توزیع منطقه ای و پانل های زون بندی نصب کرد. به عنوان مثال، در ساختمان های چند طبقه، حفاظت اولیه را می توان در کابینه توزیع اصلی نصب کرد، در حالی که طرح توزیع برق SPD بعدی بر اساس یک طبقه یا منطقه خاص است. این روش فاصله حفاظتی را کوتاه می کند و تاثیر نوسان طولانی کابل بر تجهیزات پایین دست را کاهش می دهد.
4.SPD همچنین می تواند در سمت ورودی دستگاه های کلیدی نصب شود
برای دستگاههای حساس به اضافه ولتاژهای گذرا، مانند PLC، سیستمهای کنترل صنعتی، سرورها، تجهیزات ارتباطی، سیستمهای نظارتی و تجهیزات اتوماسیون - میتوان به نصب ترمینال SPD در نزدیکی مدار منبع تغذیه تجهیزات توجه کرد.
SPD های ترمینال معمولاً پاسخ سریع و سطح ولتاژ حفاظتی پایین را در اولویت قرار می دهند. ترمینال SPD می تواند اثر اضافه ولتاژ باقیمانده را بر روی دستگاه های حساس پس از پردازش SPD بالادست مقدار زیادی از انرژی موج را کاهش دهد.
توجه داشته باشید که نصب SPD بیشتر لزوما بهتر نیست. سطوح مختلف SPLها باید بر اساس پارامترهای سیستم، مناطق حفاظتی و الزامات هماهنگی منطقی شوند.
5. رابطه فضایی بین SPD و سیستم زمینی
پس از تعیین موقعیت نصب SPD، اتصال زمین باید به دقت در نظر گرفته شود.
هنگامی که تخلیه SPD یک جریان موج تولید می کند، انرژی موج باید به سرعت از طریق سیستم زمین یا سایر مدارهای تعیین شده تلف شود. بنابراین، سیمهای اتصال SPD باید تا حد امکان کوتاه و مستقیم باشند و خمها یا انحرافهای غیرضروری را به حداقل برسانند.
اگر SPD از نقطه اتصال خیلی دور باشد یا خط اتصال بیش از حد طولانی باشد، نوسان سریع جریان موج می تواند خود SPD را وادار به تولید ولتاژ زیادی کند، بنابراین بر اثربخشی حفاظتی واقعی SPD تأثیر می گذارد.
6. مکان های نصب مختلف SPD و SPD سیگنال
انواع مختلف SPD برای انواع مختلف مدارها طراحی شده است.
SPD های برق عمدتاً در سیستم های AC یا DC DC استفاده می شوند و معمولاً روی خطوط برق در کابینت های توزیع، جعبه ها یا تجهیزات الکتریکی نصب می شوند.
از سوی دیگر، SPD های سیگنال برای ارتباطات، داده ها، کنترل و اندازه گیری خطوط استفاده می شوند. به عنوان مثال، خطوط سیگنال ولتاژ پایین مانند خطوط ارتباطی، خطوط پیوند RS485 و خطوط اترنت در سیستمهای اتوماسیون صنعتی ممکن است با پردازندههای سیگنال مربوطه مطابق با الزامات خاص مجهز شوند.
اگر دستگاهی هم به یک خط برق و هم به یک خط ارتباطی متصل باشد، حفاظت از خط برق لزوماً حفاظت جامع را تضمین نمی کند. در کاربردهای مهندسی عملی، نوع رابط و معماری مدار دستگاه باید در نظر گرفته شود و رویکرد کلی باید
7. مکانهای نصب باید بر حسب مورد-در نظر گرفته شود.
انواع مختلف ساختمان ها و تجهیزات دارای محیط های الکتریکی متفاوتی هستند، بنابراین SPD را می توان در مکان های مختلف نصب کرد.
در ساختمانهای مسکونی و تجاری، معمولاً اجزای{0}}خاصی ابتدا بر روی نقطه ورودی منبع تغذیه و تابلوهای توزیع نصب میشوند.
در محیط صنعتی، نه تنها باید به سیستم توزیع اصلی، بلکه به موتور بزرگ، درایو مبدل فرکانس، کابینت های کنترل اتوماتیک، محل نصب ماشین آلات تولید نیز توجه شود.
در محیط مراکز داده و اتاق های مخابراتی، تاکید بر حفاظت چند سطحی از سیستم قدرت، خط ارتباطی و تجهیزات کلیدی است.
پیکربندی SPD باید طول خط واقعی، شرایط زمین، و مشخصات طراحی حفاظت در برابر صاعقه را برای تجهیزات فضای باز، خطوط مسافت طولانی-و تجهیزات در مناطقی که فعالیت صاعقه زیاد دارد در نظر بگیرد.
8. هنگام نصب SPD چه عوامل دیگری باید در نظر گرفته شود؟
مکان حفاظت از نوسانات را نمی توان تنها با فاصله فیزیکی تعیین کرد. سازگاری بین SPD و سیستم قدرت نیز باید تأیید شود.
ابتدا مطمئن شوید که ولتاژ نامی سیستم با حداکثر ولتاژ عملیاتی پیوسته (MCOV) SPD مطابقت دارد. در مرحله بعد، نوع SPD مناسب، ظرفیت تخلیه و سطح حفاظت را بر اساس محیط موج مورد انتظار انتخاب کنید.
هماهنگی بین حفاظت جریان اضافه بالادست، حالت زمین، طول خط و سطح SPD نیز باید در نظر گرفته شود.
سیستمهای توزیع مختلف و روشهای سیمکشی متفاوت خواهند بود، بنابراین نصب، طراحی و ساخت واقعی باید از مشخصات محصول و استانداردهای مربوط به حفاظت از صاعقه الکتریکی پیروی کند.
سوالات متداول
آیا می توان محافظ برق را مستقیماً در کنار دستگاه ها نصب کرد؟
بله، SPD "نقطه استفاده" را می توان در بالادست تجهیزات حساس نصب کرد، بسته به بحرانی بودن تجهیزات و ساختار سیستم الکتریکی. با این حال، این معمولاً محافظت لایهای را از طریق SPD بالادستی ارائه میکند، نه اینکه صرفاً به SPD{1}}سطح دستگاه تکیه کند.
آیا باید محافظ برق در تابلوهای توزیع نصب شود؟
بسیاری از SPDهای ولتاژ پایین- روی کابینت ها یا پانل های توزیع برق نصب می شوند. روش های نصب خاص به طراحی SPD، در دسترس بودن پانل و الزامات نصب محصول بستگی دارد.
آیا SPD تا حد امکان به دستگاه نزدیک است؟
برای حفاظت از نقطه-استفاده{1}، به حداقل رساندن طول کابل بین SPD و دستگاه محافظ معمولاً به کاهش تأثیر اضافه ولتاژ باقیمانده کمک می کند. با این حال، در نظر گرفتن سطح حفاظت در سراسر سیستم توزیع مهم است.
چه تعداد حفاظ اضافی برای شبکه توزیع مورد نیاز خواهد بود؟
شماره ثابتی وجود ندارد. طراحی باید بر اساس ساختار ساختمان، سلسله مراتب توزیع برق، طول مدار، اهمیت تجهیزات و خطرات مرتبط با صاعقه و نوسانات باشد.
چکیده ها
موقعیت نصب دستگاه حفاظت از نوسانات به طور مستقیم بر اثربخشی دستگاه حفاظت از نوسانات تأثیر می گذارد. سیستمهای توزیع معمولاً از یک استراتژی حفاظت لایهای استفاده میکنند - که انتهای ورودی کابینه توزیع اصلی، پارتیشن یا جعبه توزیع زمین، و تجهیزات کلیدی را پوشش میدهد - و SPD را با ویژگیهای خطوط برق، خطوط سیگنالدهی و خود تجهیزات سفارشی میکند. همچنین باید به فاصله اتصال بین SPD و سیستم اتصال به زمین، سازگاری ولتاژ سیستم و هماهنگی حفاظت بالادست توجه شود.
برای پروژه های خاص، مدل های SPD، محل نصب و مقادیر باید بر اساس سیستم های الکتریکی واقعی و استانداردهای قابل اجرا تعیین و توسط متخصصان واجد شرایط طراحی و نصب شوند.