حلول لأجهزة السكك الحديدية وأجهزة حماية الطفرة في النقل وأجهزة تحديد الجهد

لماذا تحمي؟

حماية أنظمة السكك الحديدية: القطارات والمترو والترام

يركز النقل بالسكك الحديدية بشكل عام ، سواء تحت الأرض أو الأرض أو الترام ، بشكل كبير على سلامة وموثوقية حركة المرور ، وخاصة على الحماية غير المشروطة للأشخاص. لهذا السبب ، تتطلب جميع الأجهزة الإلكترونية الحساسة والمتطورة (مثل أنظمة التحكم أو الإشارات أو المعلومات) مستوى عالٍ من الموثوقية لتلبية احتياجات التشغيل الآمن وحماية الأشخاص. لأسباب اقتصادية ، لا تتمتع هذه الأنظمة بقوة عازلة كافية لجميع الحالات المحتملة للتأثيرات الناتجة عن الجهد الزائد ، وبالتالي يجب تكييف الحماية المثلى من زيادة التيار مع المتطلبات المحددة للنقل بالسكك الحديدية. إن تكلفة الحماية من الارتفاع المعقد للأنظمة الكهربائية والإلكترونية على السكك الحديدية ليست سوى جزء بسيط من التكلفة الإجمالية للتكنولوجيا المحمية واستثمار صغير فيما يتعلق بالأضرار التبعية المحتملة الناجمة عن فشل أو تدمير المعدات. يمكن أن تكون الأضرار ناجمة عن تأثيرات زيادة الجهد في كل من ضربات الصواعق المباشرة أو غير المباشرة ، أو عمليات التبديل ، أو الأعطال أو الجهد العالي الناجم عن الأجزاء المعدنية لمعدات السكك الحديدية.

المبدأ الرئيسي لتصميم الحماية من زيادة التيار هو تعقيد وتنسيق SPDs والترابط متساوي الجهد عن طريق الاتصال المباشر أو غير المباشر. يتم ضمان التعقيد من خلال تثبيت أجهزة الحماية من زيادة التيار على جميع مدخلات ومخرجات الجهاز والنظام ، بحيث يتم حماية جميع خطوط الطاقة وواجهات الإشارات والاتصالات. يتم ضمان تنسيق الحماية من خلال تثبيت SPD مع تأثيرات وقائية مختلفة على التوالي بالترتيب الصحيح من أجل الحد تدريجياً من نبضات الجهد الكهربائي إلى المستوى الآمن للجهاز المحمي. تعد أجهزة تحديد الجهد أيضًا جزءًا أساسيًا من الحماية الشاملة لمسارات السكك الحديدية المكهربة. إنها تعمل على منع جهد اللمس العالي غير المسموح به على الأجزاء المعدنية لمعدات السكك الحديدية من خلال إنشاء اتصال مؤقت أو دائم للأجزاء الموصلة بدائرة العودة لنظام الجر. من خلال هذه الوظيفة ، فهي تحمي بشكل أساسي الأشخاص الذين يمكنهم الاتصال بهذه الأجزاء الموصلة المكشوفة.

ماذا وكيف تحمي؟

أجهزة حماية الطفرة (SPD) لمحطات السكك الحديدية والسكك الحديدية

خطوط إمداد الطاقة AC 230/400 V

تعمل محطات السكك الحديدية بشكل أساسي على إيقاف القطار لوصول ومغادرة الركاب. يوجد في المبنى معلومات مهمة ونظام إدارة وتحكم وأمان للنقل بالسكك الحديدية ، ولكن أيضًا مرافق مختلفة مثل غرف الانتظار والمطاعم والمتاجر وما إلى ذلك ، والتي ترتبط بشبكة إمداد الطاقة المشتركة ، وبسبب قربها كهربائيًا الموقع ، فقد يكونون في خطر من حدوث عطل في دائرة إمداد طاقة الجر. للحفاظ على تشغيل هذه الأجهزة بدون مشاكل ، يجب تثبيت حماية من زيادة التيار من ثلاثة مستويات على خطوط إمداد طاقة التيار المتردد. التكوين الموصى به لأجهزة الحماية من زيادة التيار LSP هو كما يلي:

• لوحة التوزيع الرئيسية (المحطة الفرعية ، إدخال خط الطاقة) - SPD Type 1 ، على سبيل المثال FLP50، أو صواعق البرق الحالية ومانع الصواعق من النوع 1 + 2 ، على سبيل المثال FLP12,5.
• لوحات التوزيع الفرعية - حماية المستوى الثاني ، SPD النوع 2 ، على سبيل المثال SLP40-275.
• التكنولوجيا / المعدات - حماية المستوى الثالث ، SPD النوع 3 ،

- إذا كانت الأجهزة المحمية موجودة مباشرة في لوحة التوزيع أو بالقرب منها ، فمن المستحسن استخدام SPD Type 3 للتثبيت على سكة DIN 35 مم ، مثل SLP20-275.

- في حالات حماية دوائر المقبس المباشر التي يمكن توصيل أجهزة تكنولوجيا المعلومات بها مثل آلات التصوير وأجهزة الكمبيوتر وما إلى ذلك ، فإن SPD مناسبة للتركيب الإضافي في صناديق المقابس ، على سبيل المثال فلوريدا.

- يتم التحكم في معظم تقنيات القياس والتحكم الحالية بواسطة المعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر. لذلك ، بالإضافة إلى الحماية من الجهد الزائد ، من الضروري أيضًا القضاء على تأثير تداخل التردد اللاسلكي الذي يمكن أن يعطل التشغيل السليم ، على سبيل المثال عن طريق "تجميد" المعالج أو الكتابة فوق البيانات أو الذاكرة. بالنسبة لهذه التطبيقات ، توصي LSP بـ FLD. تتوفر أيضًا متغيرات أخرى وفقًا لتيار الحمل المطلوب.

بالإضافة إلى مباني السكك الحديدية الخاصة بها ، فإن الجزء المهم الآخر من البنية التحتية بأكملها هو مسار السكك الحديدية مع مجموعة واسعة من أنظمة التحكم والمراقبة والإشارات (مثل أضواء الإشارة والتشابك الإلكتروني وحواجز العبور وعدادات عجلات العربات وما إلى ذلك). تعتبر حمايتها من تأثيرات زيادة الفولتية مهمة جدًا من حيث ضمان التشغيل الخالي من المتاعب.

• لحماية هذه الأجهزة ، من المناسب تثبيت SPD Type 1 في عمود مزود الطاقة ، أو حتى منتج أفضل من النطاق FLP12,5،1 ، SPD Type 2 + XNUMX والذي ، بفضل مستوى الحماية المنخفض ، يحمي الجهاز بشكل أفضل.

بالنسبة لمعدات السكك الحديدية المتصلة مباشرة بالقضبان أو بالقرب منها (على سبيل المثال ، جهاز عد عربة) ، فمن الضروري استخدام FLD ، جهاز تحديد الجهد ، لتعويض الاختلافات المحتملة المحتملة بين القضبان والأرض الواقية للجهاز. إنه مصمم لتركيب سكة DIN بسهولة 35 مم.

تكنولوجيا الاتصالات

جزء مهم من أنظمة النقل بالسكك الحديدية هو أيضًا جميع تقنيات الاتصالات وحمايتها المناسبة. يمكن أن يكون هناك العديد من خطوط الاتصال الرقمية والتناظرية التي تعمل على الكابلات المعدنية الكلاسيكية أو لاسلكيًا. لحماية المعدات المتصلة بهذه الدوائر ، يمكن استخدام موانع الصواعق هذه على سبيل المثال:

• خط الهاتف مع ADSL أو VDSL2 - على سبيل المثال RJ11S-TELE عند مدخل المبنى وبالقرب من المعدات المحمية.
• شبكات Ethernet - حماية عالمية لشبكات وخطوط البيانات المدمجة مع PoE ، على سبيل المثال DT-CAT-6AEA.
• خط هوائي متحد المحور للاتصالات اللاسلكية - مثل DS-N-FM

خطوط إشارة التحكم والبيانات

يجب أيضًا حماية خطوط معدات القياس والتحكم في البنية التحتية للسكك الحديدية ، بالطبع ، من تأثيرات الزيادات والجهد الزائد من أجل الحفاظ على أقصى قدر ممكن من الموثوقية والقابلية للتشغيل. يمكن أن يكون أحد الأمثلة على تطبيق حماية LSP لشبكات البيانات والإشارة:

• حماية الإشارة وخطوط القياس لمعدات السكك الحديدية - مانع الصواعق ST 1 + 2 + 3 ، مثل FLD.

ماذا وكيف تحمي؟

أجهزة تحديد الجهد (VLD) لمحطات السكك الحديدية والسكك الحديدية

أثناء التشغيل العادي للسكك الحديدية ، بسبب انخفاض الجهد في دائرة العودة ، أو فيما يتعلق بحالة العطل ، قد يحدث جهد ملامس عالٍ غير مسموح به على الأجزاء التي يمكن الوصول إليها بين دائرة الرجوع وإمكانات الأرض ، أو على الأجزاء الموصلة المكشوفة المؤرضة (الأعمدة) والدرابزين وغيرها من المعدات). في الأماكن التي يمكن الوصول إليها من قبل الأشخاص مثل محطات السكك الحديدية أو المسارات ، من الضروري تحديد هذا الجهد إلى قيمة آمنة عن طريق تركيب أجهزة تحديد الجهد (VLD). وتتمثل وظيفتها في إنشاء اتصال عابر أو دائم للأجزاء الموصلة المكشوفة بدائرة العودة في حالة تجاوز القيمة المسموح بها لجهد اللمس. عند اختيار VLD ، من الضروري النظر فيما إذا كانت وظيفة VLD-F أو VLD-O أو كليهما مطلوبة ، كما هو محدد في EN 50122-1. عادة ما يتم توصيل الأجزاء الموصلة المكشوفة من الخطوط العلوية أو خطوط الجر بدائرة الإرجاع مباشرة أو من خلال جهاز من النوع VLD-F. لذلك ، فإن أجهزة تحديد الجهد من النوع VLD-F مخصصة للحماية في حالة حدوث أعطال ، على سبيل المثال قصر الدائرة لنظام الجر الكهربائي مع جزء موصل مكشوف. يتم استخدام الأجهزة من نوع VLD-O في التشغيل العادي ، أي أنها تحد من زيادة جهد اللمس الناتج عن إمكانات السكة أثناء تشغيل القطار. إن وظيفة أجهزة تحديد الجهد ليست الحماية من الصواعق واندفاعات التبديل. يتم توفير هذه الحماية من خلال أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD). خضعت المتطلبات الخاصة بـ VLDs لتغييرات كبيرة مع الإصدار الجديد من المعيار EN 50526-2 وهناك مطالب تقنية أعلى بكثير عليها الآن. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تصنيف محددات الجهد VLD-F على أنها فئة 1 وأنواع VLD-O كفئة 2.1 وفئة 2.2.

يحمي LSP البنية التحتية للسكك الحديدية

تجنب تعطل النظام وتعطل البنية التحتية للسكك الحديدية

يعتمد التشغيل السلس لتكنولوجيا السكك الحديدية على حسن سير مجموعة متنوعة من الأنظمة الإلكترونية والكهربائية شديدة الحساسية. ومع ذلك ، فإن التوافر الدائم لهذه الأنظمة مهدد بضربات الصواعق والتداخل الكهرومغناطيسي. كقاعدة عامة ، تعد الموصلات التالفة والمدمرة أو المكونات المتشابكة أو الوحدات النمطية أو أنظمة الكمبيوتر هي السبب الجذري للاضطرابات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها التي تستغرق وقتًا طويلاً. وهذا بدوره يعني تأخر القطارات وارتفاع التكاليف.

قم بتقليل الاضطرابات المكلفة وتقليل وقت تعطل النظام ... مع مفهوم شامل للحماية من الصواعق وزيادة التيار مصمم خصيصًا لمتطلباتك الخاصة.

أسباب الاضطرابات والأضرار

هذه هي الأسباب الأكثر شيوعًا للاضطرابات وتعطل النظام والأضرار في أنظمة السكك الحديدية الكهربائية:

• ضربات البرق المباشر

عادةً ما تؤدي الصواعق في خطوط التلامس العلوية أو المسارات أو الصواري إلى حدوث اضطرابات أو فشل في النظام.

• ضربات البرق غير المباشرة

ضربات البرق في مبنى مجاور أو على الأرض. ثم يتم توزيع الجهد الزائد عن طريق الكابلات أو الحث الحثي أو إتلاف أو تدمير المكونات الإلكترونية غير المحمية.

• مجالات التداخل الكهرومغناطيسي

يمكن أن يحدث الجهد الزائد عندما تتفاعل أنظمة مختلفة بسبب قربها من بعضها البعض ، على سبيل المثال ، أنظمة الإشارات المضيئة على الطرق السريعة وخطوط النقل ذات الجهد العالي وخطوط الاتصال العلوية للسكك الحديدية.

• الحوادث داخل نظام السكك الحديدية نفسه

يعد تبديل العمليات وإطلاق الصمامات عامل خطر إضافيًا لأنه يمكن أن يؤدي أيضًا إلى حدوث زيادات مفاجئة وإحداث أضرار.

في النقل بالسكك الحديدية ، يجب الانتباه عمومًا إلى السلامة وعدم التدخل التشغيلي ، والحماية غير المشروطة للأشخاص ، على وجه الخصوص. نظرًا للأسباب المذكورة أعلاه ، يجب أن تتميز الأجهزة المستخدمة في النقل بالسكك الحديدية بمستوى عالٍ من الموثوقية يتوافق مع ضرورات التشغيل الآمن. يتم تقليل احتمالية حدوث عطل بسبب الفولتية العالية بشكل غير متوقع من خلال استخدام مانعات البرق الحالية وأجهزة الحماية من زيادة التيار المصنوع من LSP.

حماية أنابيب التيار المتردد 230/400 فولت
من أجل ضمان التشغيل الخالي من العيوب لأنظمة النقل بالسكك الحديدية ، يوصى بتثبيت جميع المراحل الثلاث من SPD في خط إمداد الطاقة. تتكون مرحلة الحماية الأولى من جهاز حماية الطفرة من سلسلة FLP ، وتتكون المرحلة الثانية من SLP SPD ، ويتم تمثيل المرحلة الثالثة التي يتم تركيبها في أقرب وقت ممكن من المعدات المحمية من خلال سلسلة TLP مع مرشح مانع التداخل HF.

معدات الاتصال ودوائر التحكم
قنوات الاتصال محمية بـ SPDs من سلسلة FLD ، اعتمادًا على تقنية الاتصال المستخدمة. يمكن أن تستند حماية دوائر التحكم وشبكات البيانات إلى موانع التيار بضربات البرق FRD.

الحماية من الصواعق: قيادة هذا القطار

عندما نفكر في الحماية من الصواعق من حيث صلتها بالصناعة والكوارث ، فإننا نفكر في الأمور الواضحة ؛ النفط والغاز والاتصالات وتوليد الطاقة والمرافق وما إلى ذلك. لكن القليل منا يفكر في القطارات أو السكك الحديدية أو النقل بشكل عام. لما لا؟ القطارات وأنظمة التشغيل التي تشغلها هي عرضة للضربات الصاعقة مثل أي شيء آخر ، ونتيجة لضربة صاعقة للبنية التحتية للسكك الحديدية يمكن أن تكون معوقة وأحيانًا تكون كارثية. تعد الكهرباء جزءًا رئيسيًا من عمليات نظام السكك الحديدية ، كما أن العديد من الأجزاء والمكونات اللازمة لبناء خطوط السكك الحديدية في جميع أنحاء العالم عديدة.

تتعرض القطارات وأنظمة السكك الحديدية للضرب والتأثير في كثير من الأحيان أكثر مما نعتقد. في عام 2011 ، أصيب قطار في شرق الصين (في مدينة ونتشو بمقاطعة تشجيانغ) بضربات البرق التي أوقفته فعليًا في مساره بسبب القوة التي تم إيقافها. اصطدم قطار فائق السرعة بقطار عاجز. قتل 43 شخصًا وأصيب 210 آخرون. وبلغت التكلفة الإجمالية المعروفة للكارثة 15.73 مليون دولار.

في مقال نُشر في شبكة السكك الحديدية بالمملكة المتحدة ينص على أن "ضربات البرق في المملكة المتحدة دمرت البنية التحتية للسكك الحديدية بمعدل 192 مرة كل عام بين عامي 2010 و 2013 ، مع كل إضراب أدى إلى 361 دقيقة من التأخير. بالإضافة إلى ذلك ، تم إلغاء 58 قطارًا سنويًا بسبب الأضرار الناجمة عن البرق ". هذه الأحداث لها تأثير كبير على الاقتصاد والتجارة.

في عام 2013 ، التقط أحد السكان صاعقة تصطدم بالكاميرا بقطار في اليابان. كان من حسن الحظ أن الضربة لم تسبب أي إصابات ، لكن كان من الممكن أن تكون مدمرة لو ضربت في المكان المناسب. بفضل اختاروا الحماية من الصواعق لأنظمة السكك الحديدية. في اليابان ، اختاروا اتباع نهج استباقي لحماية أنظمة السكك الحديدية من خلال استخدام حلول الحماية من الصواعق التي أثبتت كفاءتها ، وتتصدر شركة هيتاشي الطريق في التنفيذ.

لطالما كان البرق يمثل التهديد الأول لتشغيل السكك الحديدية ، خاصة في ظل أنظمة التشغيل الحديثة مع شبكات إشارة حساسة ضد الاندفاع أو النبض الكهرومغناطيسي (EMP) الناتج عن البرق باعتباره تأثيره الثانوي.

فيما يلي إحدى دراسات الحالة الخاصة بحماية الإضاءة للسكك الحديدية الخاصة في اليابان.

اشتهر خط Tsukuba Express جيدًا بتشغيله الموثوق به بأقل وقت تعطل. تم تجهيز أنظمة التشغيل والتحكم المحوسبة الخاصة بهم بنظام الحماية التقليدي من الصواعق. ومع ذلك ، في عام 2006 ، دمرت عاصفة رعدية شديدة الأنظمة وعطلت عملياتها. طُلب من شركة هيتاشي التشاور مع الضرر واقتراح حل.

تضمن الاقتراح إدخال أنظمة صفيف التبديد (DAS) بالمواصفات التالية:

منذ تركيب DAS ، لم يكن هناك أي ضرر صاعق في هذه المرافق المحددة لأكثر من 7 سنوات. أدى هذا المرجع الناجح إلى التثبيت المستمر لـ DAS في كل محطة على هذا الخط كل عام منذ عام 2007 حتى الآن. مع هذا النجاح ، نفذت هيتاشي حلول حماية الإضاءة المماثلة لمرافق السكك الحديدية الخاصة الأخرى (7 شركات سكك حديدية خاصة حتى الآن).

في الختام ، يمثل Lightning دائمًا تهديدًا للمرافق ذات العمليات والأعمال المهمة ، ولا يقتصر على نظام السكك الحديدية كما هو موضح أعلاه. تحتاج أي أنظمة مرور تعتمد على عمليات سلسة وأقل وقت تعطل إلى حماية منشآتها بشكل جيد من الظروف الجوية غير المتوقعة. بفضل حلول الحماية من الصواعق (بما في ذلك تقنية DAS) ، تحرص شركة هيتاشي بشدة على المساهمة وضمان استمرارية الأعمال لعملائها.

الحماية من الصواعق للسكك الحديدية والصناعات ذات الصلة

بيئة السكك الحديدية مليئة بالتحديات والقسوة. يشكل هيكل السحب العلوي حرفياً هوائيًا ضخمًا للصواعق. يتطلب ذلك نهجًا للتفكير في الأنظمة لحماية العناصر المربوطة بالسكك الحديدية أو المثبتة بالسكك الحديدية أو على مقربة من المسار ، من موجات الصواعق. ما يجعل الأمور أكثر صعوبة هو النمو السريع في استخدام الأجهزة الإلكترونية منخفضة الطاقة في بيئة السكك الحديدية. على سبيل المثال ، تطورت تركيبات الإشارات من تشابك ميكانيكي إلى كونها قائمة على عناصر فرعية إلكترونية متطورة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مراقبة حالة البنية التحتية للسكك الحديدية جلبت العديد من الأنظمة الإلكترونية. ومن هنا تأتي الحاجة الماسة إلى الحماية من الصواعق في جميع جوانب شبكة السكك الحديدية. ستتم مشاركة تجربة المؤلف الحقيقية في حماية الإضاءة لأنظمة السكك الحديدية معك.

المُقدّمة

على الرغم من أن هذه الورقة تركز على الخبرة في بيئة السكك الحديدية ، فإن مبادئ الحماية ستنطبق بالتساوي على الصناعات ذات الصلة حيث توجد قاعدة المعدات المثبتة بالخارج في خزانات وترتبط بنظام التحكم / القياس الرئيسي عبر الكابلات. إنها الطبيعة الموزعة لعناصر النظام المختلفة التي تتطلب اتباع نهج أكثر شمولية إلى حد ما للحماية من الصواعق.

بيئة السكك الحديدية

يهيمن الهيكل العلوي على بيئة السكك الحديدية ، والذي يشكل هوائيًا ضخمًا للصواعق. في المناطق الريفية ، يعد الهيكل العلوي هدفًا رئيسيًا لتصريفات الصواعق. كابل تأريض أعلى الصواري ، تأكد من أن الهيكل بأكمله في نفس الإمكانات. يتم ربط كل ثلث إلى خامس سارية بسكة إرجاع الجر (يتم استخدام السكة الأخرى لأغراض الإشارة). في مناطق الجر DC ، يتم عزل الصواري عن الأرض لمنع التحلل الكهربائي ، بينما في مناطق الجر AC ، تكون الصواري على اتصال بالأرض. أنظمة الإشارات والقياس المتطورة مثبتة على السكك الحديدية أو على مقربة من السكة. تتعرض هذه المعدات لنشاط البرق في السكة الحديدية ، ويتم التقاطها عبر الهيكل العلوي. المستشعرات الموجودة على السكة عبارة عن كبل متصل بأنظمة قياس جانبية ، يتم الرجوع إليها إلى الأرض. وهذا ما يفسر سبب عدم تعرض المعدات المثبتة على السكك الحديدية للارتفاعات الحادة المستحثة فحسب ، بل تتعرض أيضًا للارتفاعات الحادة (شبه المباشرة). يتم أيضًا توزيع الطاقة على تركيبات الإشارات المختلفة عبر خطوط الطاقة العلوية ، والتي تكون عرضة أيضًا لضربات الصواعق المباشرة. تربط شبكة الكابلات الممتدة تحت الأرض جميع العناصر والأنظمة الفرعية المختلفة الموجودة في صناديق الأجهزة الفولاذية على طول جانب المسار ، أو الحاويات المبنية حسب الطلب أو العلب الخرسانية Rocla. هذه هي البيئة الصعبة حيث تعتبر أنظمة الحماية من الصواعق المصممة بشكل صحيح ضرورية لبقاء المعدات. ينتج عن المعدات التالفة عدم توفر أنظمة الإشارات ، مما يتسبب في خسائر تشغيلية.

أنظمة القياس المختلفة وعناصر الإشارة

يتم استخدام مجموعة متنوعة من أنظمة القياس لمراقبة صحة أسطول العربات وكذلك مستويات الإجهاد غير المرغوب فيها في هيكل السكك الحديدية. بعض هذه الأنظمة هي: كاشفات المحامل الساخنة ، كاشفات الفرامل الساخنة ، نظام قياس ملف تعريف العجلات ، قياس الوزن أثناء الحركة / تأثير العجلات ، كاشف عربة الانحراف ، قياس الضغط الطويل على جانب الطريق ، نظام تحديد السيارة ، جسور الوزن. تعتبر عناصر الإشارة التالية ضرورية ويجب أن تكون متاحة لنظام إشارات فعال: دوائر المسار ، وعدادات المحور ، واكتشاف النقاط ، ومعدات الطاقة.

أوضاع الحماية

تشير الحماية المستعرضة إلى الحماية بين الموصلات. الحماية الطولية تعني الحماية بين الموصل والأرض. ستشمل حماية المسار الثلاثي كلاً من الحماية الطولية والعرضية على دارة موصلين. سيكون للحماية ذات المسارين حماية عرضية بالإضافة إلى حماية طولية فقط على الموصل المحايد (المشترك) لدائرة ثنائية الأسلاك.

الحماية من الصواعق على خط إمداد الطاقة

يتم تثبيت محولات التنحي على هياكل H-mast وتتم حمايتها بواسطة مداخن مانعة للجهد العالي إلى ارتفاع HT الأرضي المخصص. يتم تركيب فجوة شرارة من النوع الجرس منخفض الجهد بين كابل التأريض HT وهيكل الصاري H. يتم ربط H-mast بقضيب إرجاع الجر. في لوحة توزيع مأخذ الطاقة في غرفة المعدات ، يتم تثبيت حماية المسار الثلاثي باستخدام وحدات حماية من الدرجة الأولى. تتكون حماية المرحلة الثانية من محاثات متسلسلة مع وحدات حماية من الفئة 1 لأرض النظام المركزي. تتكون حماية المرحلة الثالثة عادةً من MOVs أو الكابتات العابرة المثبتة خصيصًا داخل خزانة معدات الطاقة.

يتم توفير مصدر طاقة احتياطي لمدة أربع ساعات عبر البطاريات والمحولات. نظرًا لأن إخراج العاكس يتغذى عبر كابل إلى معدات الجنزير ، فإنه يتعرض أيضًا لطفرات البرق الخلفية الناتجة عن الكبل الأرضي. تم تثبيت حماية ثلاثية المسار من الفئة 2 للعناية بهذه الزيادات.

مبادئ تصميم الحماية

يتم الالتزام بالمبادئ التالية في تصميم الحماية لأنظمة القياس المختلفة:

التعرف على جميع الكابلات الداخلة والخارجة.
استخدم تكوين المسار الثلاثي.
قم بإنشاء مسار جانبي لزيادة الطاقة حيثما أمكن ذلك.
احتفظ بالنظام 0V وشاشات الكابلات منفصلة عن الأرض.
استخدم التأريض متساوي الجهد. الامتناع عن التسلسل التعاقبي للوصلات الأرضية.
لا تتعامل مع الضربات المباشرة.

حماية عداد المحور

لمنع "الانجذاب" إلى اندفاع الصواعق إلى الارتفاع الأرضي المحلي ، يتم الاحتفاظ بمعدات جانب المسار عائمة. يجب بعد ذلك التقاط طاقة الطفرة المستحثة في كبلات الذيل ورؤوس العد المثبتة على القضبان وتوجيهها حول الدائرة الإلكترونية (إدراج) إلى كابل الاتصال الذي يربط وحدة الجنزير بوحدة العد عن بُعد (المقيم) في غرفة المعدات. جميع دوائر الإرسال والاستقبال والاتصالات "محمية" بهذه الطريقة إلى مستوى عائم متساوي الجهد. ستنتقل طاقة الطفرة بعد ذلك من كابلات الذيل إلى الكبل الرئيسي عبر المستوى متساوي الجهد وعناصر الحماية. هذا يمنع الطاقة المفاجئة من المرور عبر الدوائر الإلكترونية وإتلافها. يشار إلى هذه الطريقة باسم الحماية الالتفافية ، وقد أثبتت أنها ناجحة جدًا ويتم استخدامها بشكل متكرر عند الضرورة. في غرفة المعدات ، يتم تزويد كبل الاتصال بحماية ثلاثية المسار لتوجيه كل طاقة التيار إلى أرض النظام.

حماية أنظمة القياس المثبتة على السكك الحديدية

تستفيد جسور الوزن والتطبيقات الأخرى المختلفة من مقاييس الإجهاد التي يتم لصقها على القضبان. الوميض على إمكانات مقاييس الإجهاد هذه منخفض جدًا ، مما يجعلها عرضة لنشاط البرق في القضبان ، خاصة بسبب تأريض نظام القياس على هذا النحو داخل الكوخ القريب. تُستخدم وحدات الحماية من الفئة 2 (275 فولت) لتفريغ القضبان إلى نظام الأرض عبر كبلات منفصلة. لمنع المزيد من الوميض من القضبان ، يتم قطع شاشات الكابلات الملتوية المزدوجة الملتوية عند نهاية السكة. شاشات جميع الكابلات غير متصلة بالأرض ، ولكن يتم تفريغها عبر مانعات الغاز. هذا سيمنع ضوضاء التأريض (المباشرة) من الاقتران بدوائر الكابلات. لتعمل كشاشة لكل تعريف ، يجب توصيل الشاشة بالنظام 0V. لإكمال صورة الحماية ، يجب ترك النظام 0V عائمًا (غير مؤرض) ، بينما يجب حماية الطاقة الواردة بشكل صحيح في وضع المسار الثلاثي.

التأريض عبر أجهزة الكمبيوتر

توجد مشكلة عالمية في جميع أنظمة القياس حيث يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر لإجراء تحليلات البيانات والوظائف الأخرى. تقليديًا ، يتم تأريض هيكل أجهزة الكمبيوتر عبر كبل الطاقة ويتم أيضًا تأريض خط 0V (الخط المرجعي) لأجهزة الكمبيوتر. ينتهك هذا الموقف عادةً مبدأ الحفاظ على نظام القياس عائمًا كإجراء وقائي ضد ارتفاعات الصواعق الخارجية. الطريقة الوحيدة للتغلب على هذه المعضلة هي تغذية الكمبيوتر عبر محول عزل وعزل إطار الكمبيوتر عن خزانة النظام التي تم تركيبه فيها. ستؤدي ارتباطات RS232 إلى معدات أخرى مرة أخرى إلى إنشاء مشكلة تأريض ، والتي يتم اقتراح ارتباط ألياف بصرية لها كحل. الكلمة الأساسية هي مراقبة النظام الكلي وإيجاد حل شامل.

تعويم أنظمة الجهد المنخفض

من الممارسات الآمنة أن يكون لديك دوائر خارجية محمية بالأرض ودوائر إمداد طاقة مرجعية ومحمية بالأرض. ومع ذلك ، فإن المعدات ذات الجهد المنخفض والطاقة المنخفضة تخضع للضوضاء في منافذ الإشارة والأضرار المادية الناتجة عن زيادة الطاقة على طول كبلات القياس. الحل الأكثر فعالية لهذه المشاكل هو تعويم المعدات منخفضة الطاقة. تم اتباع هذه الطريقة وتنفيذها على أنظمة إشارات الحالة الصلبة. تم تصميم نظام معين من أصل أوروبي بحيث يتم تأريض الوحدات تلقائيًا عند توصيلها بالخزانة. تمتد هذه الأرض إلى مستوى أرضي على ألواح الكمبيوتر على هذا النحو. تستخدم مكثفات الجهد المنخفض لتخفيف الضوضاء بين الأرض والنظام 0V. تدخل الارتفاعات التي تنشأ من جانب المسار عبر منافذ الإشارة وتخترق هذه المكثفات ، مما يؤدي إلى إتلاف المعدات وغالبًا ما يترك مسارًا للإمداد الداخلي بجهد 24 فولت لتدمير لوحات الكمبيوتر تمامًا. كان هذا على الرغم من حماية المسار الثلاثي (130V) على جميع الدوائر الواردة والصادرة. ثم تم إجراء فصل واضح بين هيكل الخزانة وقضيب ناقل تأريض النظام. تمت الإشارة إلى جميع وسائل الحماية من الصواعق إلى شريط ناقل الأرض. تم إنهاء حصيرة النظام الأرضية وكذلك تدريع جميع الكابلات الخارجية على قضيب ناقل الأرض. كانت الخزانة تطفو من الأرض. على الرغم من أن هذا العمل قد تم في نهاية موسم البرق الأخير ، إلا أنه لم يتم الإبلاغ عن أضرار صاعقة من أي من المحطات الخمس (حوالي 80 منشأة) ، بينما مرت عدة عواصف رعدية. سيثبت موسم البرق القادم ما إذا كان نهج النظام الكلي هذا ناجحًا أم لا.

الإنجازات

من خلال الجهود المكرسة وتوسيع نطاق تركيب أساليب الحماية المحسنة من الصواعق ، وصلت الأعطال المتعلقة بالصواعق إلى نقطة تحول.

كما هو الحال دائمًا إذا كانت لديك أي أسئلة أو كنت بحاجة إلى معلومات إضافية ، فلا تتردد في الاتصال بنا على sales@lsp-international.com

كن حذرا هناك! قم بزيارة www.lsp-international.com لجميع احتياجات الحماية من الصواعق. اتبعنا  تويتر, فيسبوك و  لينكدين: للمزيد من المعلومات.

Wenzhou Arrester Electric Co.، Ltd. (LSP) هي شركة مملوكة بالكامل للصينيين لأجهزة AC&DC SPD لمجموعة واسعة من الصناعات في جميع أنحاء العالم.

تقدم LSP المنتجات والحلول التالية:

1. جهاز حماية التيار المتردد (SPD) لأنظمة الطاقة منخفضة الجهد من 75Vac إلى 1000Vac وفقًا لـ IEC 61643-11: 2011 و EN 61643-11: 2012 (تصنيف اختبار النوع: T1 ، T1 + T2 ، T2 ، T3).
2. جهاز حماية التيار المستمر (SPD) للمواد الكهروضوئية من 500Vdc إلى 1500Vdc وفقًا لـ IEC 61643-31: 2018 و EN 50539-11: 2013 [EN 61643-31: 2019] (تصنيف اختبار النوع: T1 + T2، T2)
3. واقي تصاعد خط إشارة البيانات مثل PoE (Power over Ethernet) حماية من زيادة التيار وفقًا لـ IEC 61643-21: 2011 و EN 61643-21: 2012 (تصنيف اختبار النوع: T2).
4. واقي التيار لأضواء الشوارع LED

شكرا لزيارتك!