CHYTدستگاه محافظ ولتاژ ACبرنامه ها نشان می دهند که چرا ممکن است یک نقطه حفاظتی برای یک ساختمان چند سطحی کافی نباشد.
یک موج مودبانه از یک در از پیش تعیین شده وارد ساختمان نمی شود. رعد و برق، سوئیچینگ برق، شروع و توقف موتور، یا خطا در شبکه برق محلی می تواند اضافه ولتاژ گذرا را در نقاط مختلف یک تاسیسات الکتریکی ایجاد کند. هنگامی که یک موج برق وارد ساختمان می شود، خود سیم کشی می تواند به بخشی از مشکل تبدیل شود و جریان گذرا را به سمت تجهیزات حساس حمل کند.
این یک سوال عملی برای برنامه ریزی سیستم الکتریکی ایجاد می کند: آیا یک دستگاه محافظ ولتاژ AC واقعا می تواند از کل ساختمان محافظت کند؟
در یک نصب کوچک با کابل های کوتاه و تجهیزات محدود، یک دستگاه دارای موقعیت استراتژیک ممکن است محافظت مفیدی را ارائه دهد. با این حال، در یک ساختمان بزرگتر، تکیه بر یک نقطه حفاظتی می تواند مدارهای پایین دست را در معرض دید قرار دهد.
حفاظت از نوسانات با منحرف کردن ولتاژ گذرا بیش از حد از تجهیزات و به سمت سیستم اتصال به زمین کار می کند. هرچه دستگاه حفاظتی به تجهیزات محافظت شده نزدیک تر باشد، کنترل ولتاژی که به آن تجهیزات می رسد آسان تر است.
این امر با بزرگتر شدن ساختمان پیچیده تر می شود.
یک ساختمان تجاری سه طبقه را در نظر بگیرید. تخته توزیع اصلی ممکن است در طبقه همکف قرار گیرد، در حالی که کامپیوترها، کنترل کننده های HVAC، سیستم های روشنایی، تجهیزات ارتباطی و سایر بارهای الکترونیکی در چندین طبقه توزیع شده اند. یک دستگاه محافظ ولتاژ که فقط در پنل ورودی اصلی نصب می شود، نمی تواند به طور خودکار تمام موارد گذرا را در کل شبکه الکتریکی حذف کند.
طول کابل مهم است زیرا ولتاژ همچنان می تواند در طول هادی ها در طول یک گذر سریع ایجاد شود. بنابراین، دستگاهی که در ورودی سرویس عملکرد خوبی دارد، ممکن است به پشتیبانی از نقاط حفاظتی اضافی در پایین دست نیاز داشته باشد.
این یکی از دلایلی است که حفاظت از نوسانات بیشتر به عنوان یک سیستم به جای یک جزء واحد شناخته می شود.
هر موجی منشأ یا مسیر یکسانی ندارد. رعد و برق مستقیم تنها یک احتمال است. سوئیچینگ برق روزمره نیز می تواند شرایط گذرا را ایجاد کند.
منابع رایج عبارتند از:
یک گذرا می تواند از سیستم توزیع اصلی به مدارهای شاخه حرکت کند. اگر تجهیزات حساس در فاصله کمی از نقطه حفاظتی اولیه قرار دارند، ممکن است حفاظت اضافی مناسب باشد.
نمای ساده زیر به توضیح تفاوت کمک می کند:
| منطقه ساختمان | نقش الکتریکی معمولی | رویکرد حفاظتی ممکن |
|---|---|---|
| ورودی سرویس | برق ورودی را دریافت می کند | حفاظت از نوسانات اولیه |
| تابلوی توزیع اصلی | مدارهای اصلی را تغذیه می کند | حفاظت هماهنگ |
| پنل توزیع فرعی | طبقات یا مناطق جداگانه را تامین می کند | حفاظت اضافی در صورت نیاز |
| مدار تجهیزات حساس | قدرت الکترونیک یا سیستم های کنترل | حفاظت محلی در صورت لزوم |
| مدارهای متصل به فضای باز | تجهیزات را فراتر از ساختمان پیوند می دهد | حفاظت بر اساس قرار گرفتن در معرض مدار |
چیدمان دقیق به طراحی الکتریکی، سیستم زمین، حساسیت تجهیزات و الزامات نصب قابل اجرا بستگی دارد.
یکی از ساده ترین جزئیاتی که می توان نادیده گرفت، فاصله فیزیکی بین وسایل حفاظتی و بارها است.
ساختمان بزرگی را تصور کنید که در یک بخش تابلوی برق اصلی و در قسمت دیگر یک کابینت کنترل اتوماسیون قرار دارد. حتی اگر هر دو به یک سیستم الکتریکی متصل باشند، در طول یک گذرا خیلی سریع از نظر الکتریکی یکسان نیستند.
هادی های بلندتر امپدانس را معرفی می کنند. در طول یک رویداد موج، این می تواند به اختلاف ولتاژ بین نقطه ای که محافظ نصب می شود و نقطه ای که تجهیزات وصل می شود کمک کند.
این بدان معنا نیست که هر پریز به دستگاه حفاظتی خود نیاز دارد. در عوض، استراتژی حفاظت باید از ساختار سیستم توزیع برق پیروی کند.
برای تیم های تدارکات و مهندسی، این یک تمایز مهم است. این سوال نباید به سادگی این باشد که "چند دستگاه محافظ برق مورد نیاز است؟" یک سوال بهتر این است که "نقاطی که انرژی گذرا می تواند وارد شود، حرکت کند و به بارهای حساس برسد کجا هستند؟"
نصب چندین دستگاه حفاظت از نوسانات به طور خودکار سیستم بهتری ایجاد نمی کند.
دستگاه های نصب شده در سطوح مختلف توزیع باید با هم کار کنند. مشخصات آنها، قابلیت تخلیه، سطح حفاظت ولتاژ و ترتیب نصب آنها باید به عنوان بخشی از سیستم الکتریکی کامل در نظر گرفته شود.
هماهنگی ضعیف می تواند اثربخشی ترتیب کلی را کاهش دهد. برعکس، مراحل حفاظتی با موقعیت مناسب می توانند وظیفه را بین نقطه توزیع اصلی و مدارهای پایین دست تقسیم کنند.
یک رویکرد رایج ایجاد سطوح مختلف حفاظتی است:
خدمات برق ورودی اولین نکته مهمی است که باید در نظر گرفت. حفاظت در اینجا به انرژی گذرا قابل توجهی که از شبکه قدرت خارجی وارد می شود، می پردازد.
در جایی که یک ساختمان دارای پانل های توزیع جداگانه است، حفاظت اضافی ممکن است در نظر گرفته شود. این امر به ویژه زمانی که مسیرهای کابل نسبتا طولانی هستند یا زمانی که مدارهای پایین دستی حاوی تجهیزات الکتریکی حساس هستند، مهم است.
سیستمهای بسیار حساس ممکن است به حفاظت نزدیکتر به خود تجهیزات نیاز داشته باشند. به عنوان مثال می توان به سیستم های کنترل الکترونیکی، تجهیزات ارتباطی، دستگاه های نظارت و سایر تجهیزاتی اشاره کرد که ممکن است تحت تاثیر اضافه ولتاژ گذرا قرار گیرند.
هدف قرار دادن حفاظت در همه جا نیست. این برای جلوگیری از افزایش یافتن مسیر محافظت نشده به تجهیزات است که مهم است.
خود ساختمان بسیاری از سرنخ های مورد نیاز برای برنامه ریزی حفاظت را ارائه می دهد.
یک بررسی مفید باید شامل پیکربندی سیستم الکتریکی، ولتاژ نامی، آرایش زمین، محیط افزایش موج مورد انتظار، ساختار توزیع و انواع بارهای متصل باشد.
همچنین تشخیص اینکه آیا مدارها در خارج از منزل گسترش می یابند یا به تجهیزات واقع در مناطق در معرض وصل می شوند، ارزش دارد. چنین اتصالاتی می تواند پروفایل ریسک را به طور قابل توجهی تغییر دهد.
سوالات کلیدی عبارتند از:
| ایست بازرسی | چرا اهمیت دارد |
|---|---|
| ولتاژ سیستم | سازگاری با دستگاه حفاظتی را تعیین می کند |
| ترتیب زمین | بر رفتار نصب و حفاظت تأثیر می گذارد |
| محل توزیع اصلی | اولین نقطه حفاظتی را مشخص می کند |
| فاصله کابل | ولتاژ گذرا پایین دست را تحت تأثیر قرار می دهد |
| بارهای حساس | به تعیین مکان هایی که محافظت اضافی ممکن است مفید باشد کمک می کند |
| مدارهای فضای باز | ممکن است قرار گرفتن در معرض امواج خارجی را افزایش دهد |
| محیط رعد و برق | می تواند استراتژی حفاظتی مورد نیاز را تحت تاثیر قرار دهد |
| حفاظت موجود | از افزودن های غیر ضروری یا ناهماهنگ جلوگیری می کند |
این بررسیها عموماً مفیدتر از انتخاب دستگاهی بر اساس ولتاژ اسمی یا ظاهر فیزیکی هستند.
زمانی که تجهیزات فتوولتائیک به ساختمان متصل می شوند، وضعیت جالب تر می شود.
تاسیسات خورشیدی می توانند مسیرهای الکتریکی اضافی را بین تجهیزات فضای باز و سیستم های توزیع داخلی معرفی کنند. آرایه های PV، اینورترها، سیم کشی DC و مدارهای خروجی AC همگی می توانند بخشی از بحث حفاظت کلی باشند.
این امر به ویژه برای ساختمان هایی با تاسیسات خورشیدی روی پشت بام مهم است زیرا تجهیزات PV از نظر فیزیکی به نوردهی در فضای باز نزدیک تر است در حالی که نیروی تولید شده در نهایت با زیرساخت های الکتریکی ساختمان متصل می شود.
بنابراین، حفاظت از نوسانات سمت AC باید همراه با ترتیبات حفاظتی گسترده تر PV در نظر گرفته شود. قطع کننده های مدار DC، سوئیچ های جداکننده DC، دستگاه های محافظ جریان DC و سایر اجزای حفاظتی فتوولتائیک بخش های مختلف سیستم را نشان می دهند و نباید به عنوان قابل تعویض در نظر گرفته شوند.
برای یک ساختمان مجهز به انرژی خورشیدی، بررسی تنها پنل اصلی AC می تواند تصویری ناقص ارائه دهد.
جذابیت یک دستگاه قابل درک است. سادهتر به نظر میرسد، فضای کمتری میگیرد و ممکن است تعداد مؤلفههایی را که نیاز به هماهنگی دارند کاهش دهد.
اما سادگی الکتریکی روی کاغذ همیشه برابر با حفاظت کافی در میدان نیست.
یک ساختمان جمع و جور با یک مسیر توزیع کوتاه و مستقیم ممکن است نیازهای بسیار متفاوتی با یک کارخانه، مجتمع اداری، انبار یا تأسیسات چند طبقه با چندین تابلوی توزیع داشته باشد.
بنابراین سوال درست این نیست که آیا یک دستگاه می تواند از یک ساختمان در شرایط ایده آل محافظت کند یا خیر. سوال مفیدتر این است که آیا نصب در مکان هایی که انرژی گذرا می تواند به طور واقعی ظاهر شود، حفاظت کافی را فراهم می کند؟
این تغییر در دیدگاه می تواند از وابستگی بیش از حد یک طرح حفاظتی منطقی به یک نقطه حفاظتی جلوگیری کند.
اگر نصب به درستی انجام نشود، حتی یک جزء حفاظت از نوسان که به درستی انتخاب شده است، می تواند عملکرد ضعیفی داشته باشد.
هادی های اتصال باید به طور مناسب کوتاه نگه داشته شوند و مطابق با الزامات نصب قابل اجرا چیده شوند. اتصال به زمین و اتصال به یک اندازه مهم هستند زیرا جریان نوسان نیاز به یک مسیر کنترل شده به دور از تجهیزات محافظت شده دارد.
این دستگاه همچنین باید در مکانی مناسب با عملکرد الکتریکی آن نصب شود و در صورت لزوم با حفاظت جریان اضافه بالادست هماهنگ شود.
این جزئیات به راحتی در هنگام انتخاب جزء نادیده گرفته می شوند زیرا روی برچسب محصول ظاهر نمی شوند. با این حال، آنها می توانند تأثیر مستقیمی بر عملکرد حفاظت در دنیای واقعی داشته باشند.
به همین دلیل، به جای در نظر گرفتن دستگاه محافظ برق به عنوان یک لوازم جانبی جدا شده، باید مشخصات را همراه با طراحی الکتریکی بررسی کرد.
برای تیمهای تدارکات و برنامهریزان برق، یک بررسی سه مرحلهای ساده میتواند فرآیند را واضحتر کند.
ابتدا توزیع برق را ترسیم کنید. منبع ورودی، پنل های اصلی، پنل های فرعی و تجهیزات اصلی را شناسایی کنید.
دوم، شناسایی نقاط مواجهه. به دنبال اتصالات در فضای باز، کابل کشی طولانی، قرار گرفتن در معرض رعد و برق و تجهیزاتی با تحمل محدود برای ولتاژ گذرا باشید.
سوم، ارزیابی هماهنگی حفاظت. تعیین کنید که آیا حفاظت در ورودی سرویس کافی است یا به مراحل اضافی در پایین دست نیاز است.
این رویکرد همچنین مقایسه مشخصات مختلف را بدون تمرکز صرفاً روی قیمت یا یک پارامتر الکتریکی سادهتر میکند.
یک ساختمان لزوماً یک "نقطه ورودی موج" ندارد. اضافه ولتاژ گذرا می تواند از طریق قسمت های مختلف یک تاسیسات الکتریکی حرکت کند و اثربخشی حفاظت به مکان، سیم کشی، زمین، حساسیت تجهیزات و هماهنگی بستگی دارد.
برای یک سیستم الکتریکی کوچک و ساده، ممکن است یک وسیله حفاظتی نصب شده استراتژیک کافی باشد. تاسیسات بزرگتر یا پیچیده تر اغلب نیاز به یک رویکرد لایه ای دارند که در آن حفاظت با توجه به ساختار و خطر شبکه الکتریکی قرار می گیرد.
هنگام بررسی یکدستگاه محافظ ولتاژ ACبنابراین مهمترین سوال این نیست که دستگاه چقدر قدرتمند است، بلکه این است که کجا نصب شده است و انتظار می رود از چه بخشی از سیستم الکتریکی محافظت کند. برای تاسیسات فتوولتائیک، این ارزیابی باید شامل رابطه بین حفاظت AC و DC نیز باشد.
شرکت ژجیانگ دابو الکتریک، آموزشی ویبولیتین (CHYT) با طیف محصولات خود که اجزای حفاظتی AC و DC را پوشش میدهد، از جمله دستگاه محافظ جریان برق متناوب، قطع کنندههای مدار DC، دستگاههای محافظ جریان مستقیم، سوئیچهای جداکننده DC، فیوزهای DC و جعبههای ترکیبکننده خورشیدی، زمینه محصول مفیدی را برای در نظر گرفتن حفاظت به عنوان بخشی از سیستم توزیع فتوولتائیک کامل و الکتریکی فراهم میکند.