تعتبر أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) مكونات أساسية في حماية الأنظمة الكهربائية من ارتفاعات الجهد المفاجئة والارتفاعات المفاجئة. ومع ذلك، مثل أي جهاز آخر، يمكن لأجهزة الحماية من زيادة التيار أن تفشل. إن فهم أنماط فشل أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) - الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة - أمر ضروري لضمان الحماية المستمرة وموثوقية النظام.
فشل الدائرة المفتوحة في أجهزة SPD
يعد فشل الدائرة المفتوحة أحد أنماط الفشل الشائعة في أجهزة SPD، وخاصة تلك التي تحتوي على مقاومات متغيرة. يحدث هذا النوع من الفشل عادةً بسبب عملية الشيخوخة الطبيعية أو آليات الحماية الحرارية. عندما يصل جهاز SPD إلى نهاية عمره الافتراضي، يتم تنشيط قاطع داخلي، مما يجعل جهاز SPD غير صالح للعمل. تم تصميم هذا القاطع لتعطيل جهاز SPD لمنع المزيد من الضرر.
في أجهزة SPD ذات أنابيب التفريغ الغازي، يمكن أيضًا استخدام أجهزة الفصل الداخلية (الحماية الحرارية) للحماية من ارتفاع درجة الحرارة غير الطبيعي الناتج عن التيارات التتبعية غير المتوقعة أو التيارات المفاجئة. من المهم ملاحظة أن الانفلات الحراري، وهو سبب شائع للفشل في أجهزة SPD القائمة على المقاومات المتغيرة، لا ينطبق على أجهزة SPD ذات أنابيب التفريغ الغازي أو فجوات الشرارة المغلفة.
قد تفشل فجوة الشرارة، وهي نوع آخر من SPD، في وضع الدائرة المفتوحة عندما لا تتمكن من إشعال القوس الكهربائي بسبب تآكل الأقطاب الكهربائية أو دائرة الإشعال الإلكترونية الباهتة. في هذه الحالة، تصبح SPD مفتوحة بشكل دائم، مما يترك النظام غير محمي.
لماذا يصعب اكتشاف فشل الدائرة المفتوحة
أحد التحديات التي تواجه فشل الدائرة المفتوحة هو أنه غالبًا ما يمر دون أن يلاحظه أحد. نظرًا لأن SPD لم يعد يعمل، يظل النظام غير محمي، ولكن لا توجد علامات فورية على الفشل. لمعالجة هذه المشكلة، يوصى بأجهزة SPD ذات وظائف مؤشر الفشل. تنبه هذه المؤشرات المستخدمين عند فشل SPD، مما يضمن الاستبدال في الوقت المناسب قبل حدوث زيادة مفاجئة في التيار.
فشل الدائرة القصيرة في أجهزة SPD
يعد فشل الدائرة القصيرة أحد أنماط الفشل الحرجة الأخرى التي قد تؤدي إلى عواقب وخيمة. يمكن أن يحدث هذا النوع من الفشل بسبب الجهد الزائد غير الطبيعي المستمر أو الأعطال في نظام التوزيع، مثل التبديل بين المحايد/الطور أو فصل المحايد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الطفرات المفاجئة بمستويات الطاقة غير المتوقعة أيضًا إلى فشل الدائرة القصيرة.
عندما يفشل جهاز SPD في وضع الدائرة القصيرة، يتأثر النظام بشكل كبير. يتدفق تيار الدائرة القصيرة عبر جهاز SPD الفاشل، مما قد يتسبب في تبديد مفرط للطاقة ومخاطر الحرائق. للتخفيف من هذا الخطر، يجب أن تخضع أجهزة SPD لاختبارات قدرة تحمل الدائرة القصيرة كما هو موضح في معيار IEC 61643-11.
دور أجهزة الحماية من التيار الزائد
لمزيد من الحماية ضد أعطال الدائرة القصيرة، غالبًا ما يتم استخدام أجهزة حماية التيار الزائد الخارجية، مثل الصمامات أو قواطع الدائرة أو أجهزة الحماية من التيار الزائد، جنبًا إلى جنب مع أجهزة الحماية من التيار الزائد. تعمل هذه الأجهزة كحماية احتياطية، حيث تقاطع تيار الدائرة القصيرة وتمنع مخاطر الحرائق المحتملة.
الامتثال لمعايير IEC 61643-11
توفر معايير IEC 61643-11 إرشادات شاملة لاختبار وتأكيد أوضاع فشل أجهزة SPD. وتنص على ضرورة أن تحتوي أجهزة SPD على أجهزة فصل (داخلية أو خارجية أو كليهما) لضمان التشغيل الآمن. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب المعايير أن يتم الإشارة إلى تشغيل هذه الأجهزة الفصلية بواسطة مؤشر حالة مطابق.
أجهزة الحماية الحرارية وإطفاء القوس الكهربائي
الحماية الحرارية هي ميزة أساسية في أجهزة SPD، وهي مصممة لمنع ارتفاع درجة الحرارة بسبب التدهور أو الإجهاد الزائد. ومع ذلك، لا يتم إجراء هذا الاختبار على أجهزة SPD التي تحتوي فقط على مكونات تبديل الجهد و/أو أجهزة ABD.
من أجل تعزيز السلامة، تم تجهيز بعض أجهزة إطفاء القوس الكهربائي بأجهزة إطفاء القوس الكهربائي. تم براءة اختراع جهاز Porsurge لفصل القوس الكهربائي بشكل دائم وآمن عن نظام الطاقة، وقطع القوس الكهربائي/الدائرة القصيرة لمنع خطر الحريق
وفي الختام
إن فهم أنماط فشل أجهزة الحماية من التسربات الكهربائية (الدائرة المفتوحة والدائرة القصيرة) أمر بالغ الأهمية للحفاظ على حماية النظام ومنع المخاطر المحتملة. ومن خلال الالتزام بمعايير IEC 61643-11 ودمج ميزات مثل الحماية الحرارية وأجهزة إطفاء القوس الكهربائي، يمكن لأجهزة الحماية من التسربات الكهربائية توفير حماية موثوقة وطويلة الأمد ضد ارتفاعات الجهد وارتفاعات الجهد.
لمزيد من المعلومات حول أجهزة الحماية من زيادة التيار وكيفية امتثالها لمعايير الصناعة، تفضل بزيارة موقعنا www.prosurge.com
