العديد من المشكلات الساخنة في جهاز الحماية من زيادة التيار SPD

العديد من المشكلات الساخنة في جهاز الحماية من زيادة التيار SPD

1. تصنيف اختبار الموجات

بالنسبة لاختبار SPD لجهاز الحماية من زيادة التيار ، هناك نقاش حاد في الداخل والخارج حول فئات الاختبار من الفئة الأولى (الفئة ب ، النوع 1) ، بشكل أساسي حول طريقة محاكاة تفريغ نبضات البرق المباشر ، الخلاف بين لجنتي IEC و IEEE :

(1) IEC 61643-1 ، في الفئة الأولى (الفئة ب ، النوع 1) اختبار التيار المفاجئ لجهاز حماية الطفرة ، شكل الموجة 10/350 هو شكل موجة اختبار.

(2) IEEE C62.45 'IEEE أجهزة الحماية من زيادة الجهد المنخفض - الجزء 11 أجهزة حماية الطفرة المتصلة بأنظمة الطاقة ذات الجهد المنخفض - المتطلبات وطرق الاختبار' تحدد شكل الموجة 8/20 على أنه شكل موجة الاختبار.

يعتقد المعتمدون على شكل الموجة 10/350 أنه من أجل ضمان حماية بنسبة 100٪ أثناء ضربات الصواعق ، يجب استخدام أشد معلمات الصواعق لاختبار معدات الحماية من الصواعق. استخدم شكل الموجة 10/350 لاكتشاف نظام الحماية من الصواعق (LPS) للتأكد من أنه لا يتضرر جسديًا بسبب البرق. ويعتقد مؤيدو شكل الموجة 8/20 أنه بعد أكثر من 50 عامًا من الاستخدام ، يظهر الشكل الموجي نسبة نجاح عالية جدًا.

في أكتوبر 2006 ، قام الممثلون ذوو الصلة من IEC و IEEE بتنسيق وإدراج العديد من الموضوعات للبحث.

يحتوي مزود الطاقة GB18802.1 SPD على أشكال موجية اختبار لتصنيفات الفئة الأولى والثانية والثالثة ، انظر الجدول 1.

الجدول 1: فئات الاختبار من المستوى الأول والثاني والثالث

لقد نظرت الولايات المتحدة في حالتين في المعايير الثلاثة الأخيرة التالية:
IEEE C62.41. 1 "دليل IEEE حول زيادة التيار في دوائر طاقة التيار المتردد منخفضة الجهد (1000 فولت وأقل)" ، 2002
IEEE C62.41. 2 "IEEE بشأن توصيف الممارسة الموصى بها للزيادات في الجهد المنخفض (1000 فولت وأقل) دوائر طاقة التيار المتردد" ، 2002
IEEE C62.41. 2 "IEEE بشأن الممارسة الموصى بها بشأن اختبار الطفرة للمعدات المتصلة بدوائر طاقة التيار المتردد ذات الجهد المنخفض (1000 فولت وأقل)" ، 2002

الموقف 1: البرق لا يضرب المبنى مباشرة.
الموقف 2: إنه أمر نادر الحدوث: ضربات البرق على مبنى مباشرة أو الأرض المجاورة لمبنى يصيبها البرق.

يوصي الجدول 2 بأشكال موجية تمثيلية قابلة للتطبيق ، ويعطي الجدول 3 قيم الكثافة المقابلة لكل فئة.
الجدول 2: الموقع AB C (الحالة 1) المعيار المطبق والأشكال الموجية لاختبار التأثير الإضافي وملخص معلمة الحالة 2.

الجدول 3: حالة SPD عند الخروج 2 اختبار المحتوى ^{أ ، ب}

ملحوظة:
ج: يقتصر هذا الاختبار على SPD المثبت عند المخرج ، والذي يختلف عن المعايير وأشكال الموجة الإضافية المذكورة في هذه التوصية ، باستثناء SPD.
B. القيم المذكورة أعلاه تنطبق على كل مرحلة اختبار SPD متعدد المراحل.
C. تشير تجربة التشغيل الميداني الناجحة لـ SPD مع C أقل من مستوى التعرض 1 إلى أنه يمكن تحديد المعلمات الأقل.

"لا يوجد شكل موجي محدد يمكن أن يمثل جميع بيئات الطفرة ، لذلك يحتاج العالم الحقيقي المعقد إلى التبسيط إلى بعض أشكال موجات الاختبار القياسية سهلة التعامل. لتحقيق ذلك ، تم تصنيف بيئات الطفرة لتوفير جهد التيار والتيار. يتم اختيار شكل الموجة والسعة بحيث تكون مناسبة لتقييم إمكانات التحمل المختلفة للمعدات المتصلة بمصدر طاقة التيار المتردد منخفض الجهد ، وتحمل المعدات و يجب تنسيق بيئة زيادة التيار بشكل صحيح ".

"الغرض من تحديد أشكال موجات اختبار التصنيف هو تزويد مصممي المعدات والمستخدمين بأشكال موجية قياسية وإضافية لاختبار الاندفاع ومستويات بيئة الطفرة المقابلة. القيم الموصى بها لأشكال الموجة القياسية هي نتائج مبسطة تم الحصول عليها من تحليل كمية كبيرة من بيانات القياس. سيسمح التبسيط بمواصفات قابلة للتكرار وفعالة لمقاومة الارتفاع المفاجئ للمعدات المتصلة بمصادر طاقة التيار المتردد ذات الجهد المنخفض ".

يظهر الجدول 4 موجات الجهد والتيار المستخدمة في اختبار جهد حد نبضة SPD لشبكات الاتصالات والإشارة.

الجدول 4: اختبار الجهد والموجة الحالية للصدمات (الجدول 3 من GB18802-1)

ملاحظة: يتم تطبيق التأثير بين محطة الخط والمحطة المشتركة. يتم تحديد ما إذا كان سيتم الاختبار بين محطات الخط وفقًا لمدى ملاءمتها. يجب أن يقوم SPD لإمداد الطاقة و SPD لشبكات الاتصالات والإشارات بصياغة شكل موجة اختبار قياسي موحد يمكن مطابقته مع جهد تحمل الجهاز.

2. نوع تبديل الجهد ونوع حد الجهد

في التاريخ طويل الأجل ، كان نوع تبديل الجهد ونوع الحد من الجهد هما التطوير والمنافسة والتكامل والابتكار وإعادة التطوير. تم استخدام نوع فجوة الهواء لنوع مفتاح الجهد على نطاق واسع في العقود الماضية ، ولكنه يكشف أيضًا عن العديد من العيوب. هم انهم:

(1) المستوى الأول (المستوى B) باستخدام فجوة شرارة من نوع SPD 10/350 تسبب في عدد كبير من سجلات معدات اتصالات المحطة الأساسية لأضرار البرق الهائلة.

(2) نظرًا لوقت الاستجابة الطويل لفجوة الشرارة SPD إلى البرق ، عندما يكون للمحطة الأساسية فجوة شرارة SPD فقط ، ولا يتم استخدام SPD أخرى لحماية المستوى الثاني (المستوى C) ، فقد يتسبب تيار البرق في حساسية البرق الأجهزة في تلف الجهاز.

(3) عندما تستخدم المحطة الأساسية حماية من مستويين B و C ، فإن وقت الاستجابة البطيء لفجوة الشرارة SDP في البرق قد يتسبب في مرور جميع تيارات البرق عبر واقي الحد من الجهد على مستوى C ، مما يتسبب في أن يكون واقي المستوى C تضررت من البرق.

(4) قد تكون هناك نقطة عمياء لتفريغ الشرارة بين تعاون الطاقة بين نوع الفجوة ونوع الحد من الضغط (تعني النقطة العمياء أنه لا يوجد تفريغ شرارة في فجوة شرارة التفريغ) ، مما يؤدي إلى نوع فجوة الشرارة SPD لا يتصرف ، والمستوى الثاني (المستوى C) الحامي يحتاج إلى تحمل أعلى. تسبب تيار البرق في إتلاف واقي المستوى C بسبب الصواعق (مقيدة بمساحة المحطة الأساسية ، تتطلب مسافة الفصل بين القطبين SPD حوالي 15 مترًا). لذلك ، من المستحيل أن يتبنى المستوى الأول نوع الفجوة SPD للتعاون الفعال مع المستوى C SPD.

(5) يتم توصيل الحث على التوالي بين مستويين من الحماية لتشكيل جهاز فصل لحل مشكلة مسافة الحماية بين مستويي SPD. قد يكون هناك نقطة عمياء أو مشكلة انعكاس بين الاثنين. وفقًا للمقدمة: "الحث يستخدم كمكون استنفاد وشكل موجة. الشكل له علاقة وثيقة. بالنسبة للأشكال الموجية نصف القيمة الطويلة (مثل 10/350 µ s) ، فإن تأثير فصل المحرِّض ليس فعالًا جدًا (لا يمكن لنوع فجوة الشرارة بالإضافة إلى المحرِّض تلبية متطلبات الحماية لأطياف البرق المختلفة عند الصواعق). عند استهلاك المكونات ، يجب مراعاة وقت الارتفاع وقيمة الذروة لجهد زيادة التيار ". علاوة على ذلك ، حتى إذا تمت إضافة الحث ، لا يمكن حل مشكلة نوع الفجوة SPD الجهد حتى حوالي 4 كيلو فولت ، وتوضح العملية الميدانية أنه بعد توصيل نوع الفجوة SPD ونوع تركيبة الفجوة SPD في سلسلة ، وحدة المستوى 40kA المثبتة داخل مصدر طاقة التحويل تفقد SPD. هناك العديد من السجلات للتدمير بواسطة البرق.

(6) قيمتي di / dt و du / dt لنوع الفجوة SPD كبيرة جدًا. إن التأثير على مكونات أشباه الموصلات داخل المعدات المحمية خلف المستوى الأول SPD ملحوظ بشكل خاص.

(7) سبارك فجوة SPD بدون وظيفة إشارة التدهور

(8) لا يمكن لنوع فجوة الشرارة SPD أن تدرك وظائف إنذار التلف والإشارة عن بعد للخطأ (حاليًا لا يمكن أن تتحقق إلا بواسطة LED للإشارة إلى حالة عمل دائرتها المساعدة ، ولا تعكس تدهور وتلف الصواعق المفاجئة حامي) ، لذلك بالنسبة للمحطات القاعدية غير المراقبة ، لا يمكن تطبيق SPD المتقطع بشكل فعال.

باختصار: من منظور المعلمات والمؤشرات والعوامل الوظيفية مثل الضغط المتبقي ومسافة الفصل وغاز الشرارة ووقت الاستجابة وعدم وجود إنذار للتلف والإشارة عن بُعد بدون خطأ ، فإن استخدام فجوة الشرارة SPD في المحطة الأساسية يهدد التشغيل الآمن لقضايا نظام الاتصال.

ومع ذلك ، مع التطوير المستمر للتكنولوجيا ، يستمر SPD من نوع الشرارة في التغلب على أوجه القصور الخاصة به ، كما يسلط استخدام هذا النوع من SPD الضوء على المزايا الأكبر. في السنوات الخمس عشرة الماضية ، تم إجراء الكثير من البحث والتطوير على نوع فجوة الهواء (انظر الجدول 15):

من حيث الأداء ، يتمتع الجيل الجديد من المنتجات بمزايا الجهد المتبقي المنخفض ، وسعة التدفق الكبيرة ، والحجم الصغير. من خلال تطبيق تقنية الزناد ذو الفجوة الصغيرة ، يمكنه تحقيق مطابقة المسافة "0" مع SPD للحد من الضغط والجمع بين SPD للحد من الضغط. كما أنه يعوض عن افتقاره إلى الاستجابة ويحسن بشكل كبير إنشاء أنظمة الحماية من الصواعق. من حيث الوظيفة ، يمكن أن يضمن الجيل الجديد من المنتجات التشغيل الآمن للمنتج بأكمله من خلال مراقبة تشغيل دائرة الزناد. يتم تركيب جهاز فصل حراري داخل المنتج لتجنب احتراق الغلاف الخارجي ؛ تم اعتماد تقنية مسافة الفتح الكبيرة في مجموعة الإلكترود لتجنب التدفق المستمر بعد المعابر الصفرية. في الوقت نفسه ، يمكنه أيضًا توفير وظيفة إنذار إشارة عن بُعد لتحديد الحجم المكافئ لنبضات البرق ، وإطالة عمر الخدمة.

الجدول 5: التطور النموذجي لفجوة الشرارة

S / N	سنين	الخصائص الرئيسية	ملاحظات
1	1993	إنشاء فجوة على شكل حرف "V" تتغير من صغيرة إلى كبيرة ، وقم بإعداد عازل تفريغ رفيع على طول نهاية الوادي كعزل للمساعدة في الحصول على جهد تشغيل منخفض وتفريغ حتى الفجوة ، باستخدام الأقطاب الكهربائية وهيكل الفضاء وخصائص المواد في عام 1993 • قيادة القوس إلى الخارج ، وتشكيل حالة متقطعة وإطفاء القوس. كانت أجهزة التفريغ من نوع الفجوة المبكرة ذات جهد انهيار عالي وتشتت كبير.
2	1998	إن استخدام دائرة الزناد الإلكترونية ، وخاصة استخدام المحول ، يحقق وظيفة الزناد المساعدة. إنه ينتمي إلى فجوة التفريغ النشطة التي يتم تشغيلها ، والتي تعد ترقية لفجوة التفريغ المنفعلة. يقلل بشكل فعال من جهد الانهيار. إنه ينتمي إلى مشغل النبض وهو غير مستقر بدرجة كافية.
3	1999	يتم تحفيز تفريغ الفجوة بواسطة قطعة شرارة (يتم تشغيلها بشكل نشط بواسطة محول) ، تم تصميم الهيكل كهيكل شبه مغلق ، ويتم تغيير الفجوة الدائرية أو على شكل قوس من صغيرة إلى كبيرة ، ودليل الهواء يتم توفير الأخدود على الجانب لتسهيل الرسم والاستطالة. يتم إطفاء القوس الكهربائي ويمكن ملء الهيكل المغلق بغاز إطفاء القوس. إنه تطوير قطب فجوة التفريغ المبكر. بالمقارنة مع فجوة التفريغ التقليدية المغلقة ، فإن الأخدود الدائري أو على شكل قوس يعمل على تحسين المساحة والإلكترود ، مما يؤدي إلى حجم أصغر. فجوة القطب صغيرة ، والقدرة المتقطعة غير كافية ،
4	2004	التعاون مع تقنية إطلاق الفجوة الصغيرة ، واعتماد إعداد القطب الكهربائي لمسافة كبيرة وتقنية إطفاء قوس تبريد القناة الحلزونية ، يحسن بشكل كبير تقنية الزناد والقدرة المتقطعة ، واستخدام تقنية تشغيل الطاقة أكثر استقرارًا وموثوقية.
5	2004	قم بتحسين جهاز الحماية من الصواعق لتشكيل جهاز حماية من زيادة التيار المركب يلبي متطلبات الحماية من الفئة B والفئة C. يتم الجمع بين الوحدات المكونة من فجوات التفريغ والوحدات المكونة من عناصر تحديد الجهد والقواعد وأجهزة التدهور بطرق مختلفة لتشكيل أجهزة حماية من الجهد الزائد

خريطة مسار التنمية

3. أوجه التشابه والاختلاف بين الاتصالات السلكية واللاسلكية SPD وإمدادات الطاقة SPD

الجدول 6: أوجه التشابه والاختلاف بين الاتصالات السلكية واللاسلكية SPD وإمدادات الطاقة SPD

الجدول 7: جهد العمل المشترك للاتصال SPD

4. التعاون بين الحماية الخارجية للتيار الزائد و SPD

متطلبات الحماية من التيار الزائد (قاطع الدائرة أو المصهر) في القاطع:

(1) الامتثال لـ GB / T18802.12: 2006 "جهاز حماية الطفرة (SPD) الجزء 12: إرشادات اختيار واستخدام نظام توزيع الجهد المنخفض" ، "عندما يتعاون SPD وجهاز الحماية من التيار الزائد ، يكون الاسمي تحت تيار التفريغ في ، يوصى بعدم تشغيل واقي التيار الزائد ؛ عندما يكون التيار أكبر من In ، يمكن أن يعمل واقي التيار الزائد. بالنسبة إلى واقي التيار الزائد القابل لإعادة الضبط ، مثل قاطع الدائرة الكهربائية ، لا ينبغي أن يتلف بسبب هذا الارتفاع المفاجئ ".

(2) يجب تحديد القيمة الحالية المقدرة لجهاز الحماية من التيار الزائد وفقًا لأقصى تيار دائرة قصر قد يتولد عند تركيب SPD وقدرة مقاومة تيار الدائرة القصيرة لـ SPD (المقدمة من قبل الشركة المصنعة SPD ) ، أي "SPD والحماية من التيار الزائد المرتبطة بها. تيار الدائرة القصيرة (الناتج عند فشل SPD) للجهاز يساوي أو أكبر من الحد الأقصى لتيار الدائرة القصيرة المتوقع عند التثبيت ".

(3) يجب أن تتحقق العلاقة الانتقائية بين جهاز الحماية من التيار الزائد F1 وقاطع الاتصال الخارجي SPD F2 عند مدخل الطاقة. مخطط الأسلاك للاختبار كما يلي:

نتائج البحث كالتالي:
(أ) الجهد على قواطع التيار الكهربائي والصمامات
U (قاطع الدائرة) ≥ 1.1U (فتيل)
U (SPD + واقي التيار الزائد) هو مجموع متجه لـ U1 (واقي التيار الزائد) و U2 (SPD).

(ب) السعة الحالية للتيار الذي يمكن أن يتحمله المصهر أو قاطع الدائرة

في حالة عدم تشغيل واقي التيار الزائد ، ابحث عن الحد الأقصى لتيار التدفق الذي يمكن أن يتحمله المصهر وقاطع الدائرة بتيارات مصنفة مختلفة. دائرة الاختبار كما هو موضح في الشكل أعلاه. طريقة الاختبار هي كما يلي: تيار التدفق المطبق هو I ، ولا يعمل المصهر أو قاطع الدائرة. عندما يتم تطبيق 1.1 مرة من تيار الاندفاع I ، فإنه يعمل. من خلال التجارب ، وجدنا بعض القيم الحالية المقدرة الدنيا المطلوبة للحماية من التيار الزائد لا تعمل تحت تيار تدفق (تيار موجة 8/20 أو تيار موجة 10/350). انظر الجدول:

الجدول 8: الحد الأدنى لقيمة المصهر وقاطع الدائرة تحت تيار الاندفاع مع شكل موجة 8/20 s

الجدول 9: الحد الأدنى لقيمة المصهر وقاطع الدائرة لا يعمل تحت تيار زيادة 10/350 μs