إذا كنت تحدد مانعة الصواعق لشبكة الجهد المتوسط-، فإن السؤال الأول الذي يطرح نفسه عادة يكون بسيطًا بما فيه الكفاية: هل أحتاج إلى وحدة 11 كيلو فولت أم وحدة 33 كيلو فولت؟ تبدو الإجابة واضحة، ولكن عملية الاختيار أقل وضوحًا بكثير من مجرد مطابقة ملصق مانع التسرب مع جهد النظام الخاص بك. إذا أخطأت في الفهم، فأنت تنظر إلى جهاز إما أنه يفشل في الحماية، أو الأسوأ من ذلك، أنه يعمل عندما لا ينبغي له ذلك.
يتناول هذا الدليل الاختلافات الحقيقية بين مانعات 11 كيلو فولت و33 كيلو فولت، ويغطي تقييمات الجهد، ومتطلبات التأريض، وفئة مانعات التسرب، والمواصفات التي تهم فعليًا عند اتخاذ قرار الشراء.
مانعة الصواعق
الجدول المرجعي السريع
| المعلمة | نظام 11 كيلو فولت | نظام 33 كيلو فولت |
|---|---|---|
| التأريض النموذجي | مؤرض بقوة (نجمة) | غير -مؤرض بشكل فعال (دلتا) |
| الموصى بها الجهد المقنن (أور) | 9 كيلو فولت | 36 كيلو فولت إلى 42 كيلو فولت |
| MCOV | ~ 7.65 كيلو فولت | ~29 كيلو فولت إلى 34 كيلو فولت |
| تصنيف التفريغ الحالي | 10 كيلو أمبير | 10 كيلو أمبير |
| فئة صواعق | فئة التوزيع | فئة المحطة |
| بيل | 75 كيلو فولت | 170 كيلو فولت |
| معيار | إيك 60099-4 | إيك 60099-4 |
الجزء الذي يخطئ فيه معظم الناس: يتعلق الأمر بالتأريض، وليس الجهد فقط
إليك شيء يزعج الكثير من المهندسين: الجهد المقنن لمانع الصواعق ليس هو نفس جهد النظام. يعتمد الرقم الذي تختاره بشكل كبير على كيفية تأريض شبكتك، وهنا تميل أنظمة 11 كيلو فولت و33 كيلو فولت إلى التصرف بشكل مختلف تمامًا.
معظم شبكات 11 كيلو فولت مؤرضة بقوة. ترتبط النقطة النجمية للمحول مباشرة بالأرض، مما يعني أنه أثناء خطأ الطور الواحد-، يظل الجهد على المرحلتين الأخريين مستقرًا نسبيًا، حيث يرتفع إلى ما لا يزيد عن 80% تقريبًا من الخط-إلى-جهد الخط. ولهذا السبب، يقوم المهندسون عادةً بتحديد حجم مانع التسرب بمقدار 0.8 مرة من جهد النظام. بالنسبة لشبكة 11 كيلو فولت، فإن ذلك يعمل بجهد مقنن يبلغ حوالي 9 كيلو فولت. إنها عملية حسابية بسيطة، والجهاز الناتج صغير الحجم، و-فعال من حيث التكلفة، و-مناسب تمامًا للحماية على مستوى التوزيع-.مانعة الصواعق 11 كيلو فولتمن شركة Victory Electric، على سبيل المثال، تم تصميمها بدقة حول مواصفات فئة التوزيع هذه-، مع غلاف بوليمر ومجموعة مكثف من أكسيد الزنك المحسنة لبيئة التشغيل تلك.
أنظمة 33 كيلو فولت هي حالة مختلفة تمامًا. يستخدم جزء كبير من شبكات 33 كيلو فولت، خاصة في آسيا وإفريقيا وأجزاء من أوروبا، ملفات محولات متصلة دلتا-. لا تحتوي ملفات دلتا على نقطة محايدة، لذلك لا يوجد طريق مباشر إلى الأرض. عندما يحدث خطأ في مرحلة واحدة، فإن الجهد الكهربائي في المراحل الصحية يمكن أن يرتفع حتى يصل إلى جهد الخط الكامل، وأحيانًا أعلى قليلاً. وهذا يعني أنه يجب تصنيف مانع التسرب للتعامل مع ذلك بشكل مستمر، ولم يعد المضاعف 0.8 قابلاً للتطبيق. بدلاً من ذلك، يتم ضبط الجهد المقنن على 100% من جهد النظام أو أعلى، ولهذا السبب تحمل مانعات 33 كيلو فولت عادةً تصنيفات تتراوح من 36 كيلو فولت إلى 42 كيلو فولت اعتمادًا على هامش الأمان المفضل للمرافق.
تطبيق منطق اختيار 11 كيلو فولت على أمانعة الصواعق 33 كيلو فولتيعد أحد الأخطاء الأكثر شيوعًا والأكثر تكلفة التي تحدث أثناء المواصفات. سيبدأ مانع التسرب ذو التصنيف المنخفض- في العمل أثناء ظروف الصدع الأرضي، مما يؤدي إلى تراكم الحرارة التي لا يمكن تبديدها، ويفشل في النهاية.
مانعة الصواعق 33 كيلو فولت من فيكتوري
MCOV: المواصفات التي يتم تخطيها كثيرًا
يعنيMCOV الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر. في معايير IEC، ستراها أيضًا مكتوبة باسم Uc. إنه أعلى جهد يمكن أن يظل عليه مانع الصواعق بشكل مستمر، في ظل ظروف التشغيل العادية، دون أن يتدهور بمرور الوقت.
وهذا مهم لأن الصواعق متصل دائمًا بين الطور والأرض. حتى في حالة عدم حدوث أي زيادة، فإن الجهد الكهربائي من الطور العادي-إلى-الأرض يقع عبره باستمرار. أثناء حدوث خطأ في مرحلة أخرى، يرتفع هذا الجهد مؤقتًا. يحتاج الصواعق إلى الصمود دون إجراء، ودون طهي نفسه في هذه العملية.
تنقسم الأرقام تقريبًا على النحو التالي:
- سيكون للمانع ذو التصنيف 9 كيلو فولت لنظام 11 كيلو فولت MCOV يبلغ حوالي 7.65 كيلو فولت
- عادة ما يكون مانع التسرب المقدر بـ 36 كيلو فولت لنظام 33 كيلو فولت عند حوالي 29 كيلو فولت
- يصل مانع التسرب المقدر بـ 42 كيلو فولت، والذي يعطي هامشًا أكبر قليلاً، إلى حوالي 34 كيلو فولت
عندما تقوم بمراجعة ورقة بيانات، لا تنظر فقط إلى الجهد المقنن. تحقق من MCOV مقابل الحد الأقصى الفعلي للخط -إلى-الجهد الأرضي لنظامك، بما في ذلك تفاوت التشغيل العادي، والذي يكون عادةً زائد أو ناقص 10% من القيمة الاسمية. هذا هو الرقم الذي يخبرك حقًا ما إذا كان جهاز الاعتقال مرتاحًا في شبكتك أم لا.
فئة التوزيع مقابل فئة المحطة
غالبًا ما تكون مانعات 11 كيلو فولت من فئة التوزيع. لقد تم تصميمها للخطوط الهوائية، والمحولات المثبتة على الأعمدة، والوحدات الرئيسية الحلقية، والتطبيقات المشابهة. إنها أخف وزنًا وأصغر حجمًا وسعرها مناسب للنشر الشامل عبر شبكات التوزيع.
تعتبر مانعات 33 كيلو فولت في المحطات الفرعية للشبكة من مستوى مختلف تمامًا. وهي عادةً من فئة المحطة، وهو ما يعني قدرة أعلى على امتصاص الطاقة، وتقييمات أفضل-لتحمل الدائرة القصيرة (بعض المعايير تختبرها حتى 63000 أمبير)، ومسافات زحف أطول للبيئات الساحلية أو الصناعية، واحتواء أكثر قوة للأخطاء الداخلية. وهي غير قابلة للتبديل مع وحدات فئة التوزيع، ويعكس فرق التكلفة اختلافات هندسية حقيقية، وليس مجرد رفع الجهد.
في محطة توزيع فرعية نموذجية 33/11 كيلو فولت، يحتاج الجانب الوارد 33 كيلو فولت إلى حماية فئة المحطة، في حين يمكن لوحدات التغذية الصادرة 11 كيلو فولت استخدام أجهزة فئة التوزيع. إذا كنت تقوم بالتوريد لكلا جانبي هذه المحطة الفرعية، فإن مجموعة منتجات Victory Electric بقدرة 33 كيلو فولت تتضمن مانعات من فئة -المحطة وما يرتبط بها من ملحقات حماية الجهد المتوسط-التي تغطي جانب الجهد العالي-من هذا التثبيت.
الجهد المتبقي وهامش الحماية
عندما تقوم فعليًا بمقارنة مانعتين وجهاً لوجه، فإن الرقم الأكثر فائدة هو الجهد المتبقي، والذي يسمى أحيانًا جهد التفريغ أو مستوى الحماية من الصواعق. يتم قياسه عند 10 كيلو أمبير مع شكل موجة 8/20 ميكروثانية ويخبرك بمقدار الجهد الذي يسمح به مانع التسرب أثناء زيادة التيار.
كلما انخفض الجهد المتبقي، كانت الحماية أفضل. ولكن يجب أيضًا أن يظل أقل بكثير من مستوى العزل النبضي الأساسي (BIL) الخاص بمعداتك. يتراوح هامش الحماية المريح عادةً بين 20 إلى 30%.
بالنسبة لنظام 11 كيلو فولت مع BIL يبلغ 75 كيلو فولت، يجب أن يكون الجهد المتبقي للمانع أقل من حوالي 53 كيلو فولت. بالنسبة لنظام 33 كيلو فولت حيث يكون BIL عادة 170 كيلو فولت، يجب أن يظل الجهد المتبقي أقل من حوالي 120 كيلو فولت. إذا كنت تقارن وحدات من موردين مختلفين، فاستخدم عمود 10 كيلو أمبير في ورقة البيانات كنقطة مقارنة واختر الرقم الأقل.
بعض الأخطاء التي تستحق تجنبها
بافتراض أن شبكتك ذات الجهد 33 كيلو فولت مؤرضة بقوة دون التحقق. يتم تشغيل الكثير من البنية الأساسية القديمة بقدرة 33 كيلو فولت على التكوينات الأرضية ذات الدلتا أو المعاوقة-. تأكد دائمًا من مشغل الشبكة قبل كتابة المواصفات.
تطل على مسافة الزحف في البيئات القذرة. تحتاج المحطات الفرعية الساحلية والمواقع القريبة من الانبعاثات الصناعية إلى زحف ممتد، عادةً 25 مم/كيلو فولت أو أكثر. في المعدات التي تعمل بجهد 33 كيلو فولت، يؤدي ذلك إلى حدوث فرق مادي كبير في طول العازل.
مطابقة الجهد المقنن دون التحقق من MCOV. يمكن أن يكون لدى اثنين من المهاجمين الذين لديهم نفس أور MCOVs مختلفة. قد يكون الجهاز ذو MCOV الأقل جيدًا على الورق ولكنه يعاني في ظروف الشبكة الفعلية.
وضع أجهزة فئة التوزيع على شريط توصيل 33 كيلو فولت. إن مستويات الطاقة والتعرض للأخطاء في قضبان توصيل المحطات الفرعية تقع خارج نطاق ما تم تصميم مانعات فئة التوزيع من أجله. فئة المحطة ليست اختيارية في هذا السياق.
النسخة القصيرة
الفرق الأساسي بين مانع 11 كيلو فولت و33 كيلو فولت لا يقتصر فقط على الجهد الكهربي الموجود على الملصق. يتعلق الأمر بكيفية تأريض الشبكة، والتي تدفع حساب الجهد المقنن، ومتطلبات MCOV، وفئة الصواعق. يمكن تحديد حجم مانع تسرب 11 كيلو فولت الموجود على شبكة مؤرضة بقوة بشكل متحفظ وإبقائه بسيطًا. مانع الصواعق 33 كيلو فولت، الذي يعمل في شبكة غير مكتشفة أو شبكة دلتا، يحتاج إلى تصنيف أعلى مما قد تتوقعه، وتحديده في فئة المحطة، والتحقق منه بعناية مقابل ظروف الخطأ الحقيقية.
في حالة الشك، استخدم IEC 60099-4، وتأكد من ترتيب التأريض، ولا تعامل اختيار مانع التسرب كتمرين لوضع علامة على الصندوق.