صواعق الصواعق مقابل صواعق الصواعق: ما الفرق؟

تشكل الأنظمة الكهربائية أساس الحياة اليومية، ومن الضروري حمايتها من التلف أو الفشل. تعتبر مانعات الصواعق ومانعات الصواعق من المكونات الشائعة المستخدمة لحماية هذه الأنظمة. وعلى الرغم من أنها متشابهة، إلا أن هناك اختلافات رئيسية في كيفية استخدامها. ستصف هذه المقالة الاختلافات بينهما لمساعدتك في معرفة أي منها يجب استخدامه.

ما هو توقيف الطفرة؟

مانعة الصواعق ، والتي تسمى أيضًا واقي الصواعق، هي جهاز يستخدم لحماية الأنظمة الكهربائية من الأضرار الناجمة عن الزيادات المفاجئة أو الجهد العابر. يمكن أن تأتي هذه الزيادات من انقطاع التيار الكهربائي أو البرق أو عمليات التبديل في شبكة توزيع الطاقة.

مبدأ عمل مانع الصواعق بسيط. عندما يكون هناك ارتفاع مفاجئ في الجهد، يقوم مانع الصواعق بتمرير جهد إضافي إلى التأريض بدلاً من السماح له بالوصول إلى المعدات. بمجرد عودة الجهد إلى وضعه الطبيعي، يستأنف مانع الصواعق حالة المقاومة العالية، مما يضمن أداء النظام دون انقطاع. وبالتالي، فإنه يحمي المعدات الحساسة من التلف.

هناك أنواع مختلفة من مانعات الصواعق، كل منها يستخدم في أماكن مختلفة. يتم استخدام مانعات فئة المحطة في المحطات الفرعية ذات الجهد العالي. تستخدم مانعات التسرب من الدرجة المتوسطة في شبكات الجهد المتوسط. يتم استخدام مانعات فئة التوزيع لحماية المعدات في خطوط التوزيع العلوية والمحولات. تستخدم مانعات الدرجة الثانوية في أنظمة الجهد المنخفض.

ما هو مانعة الصواعق؟

مانعة الصواعق، والتي تسمى أيضًا مانعة الصواعق أو موصل الصواعق، هي جهاز يحمي المعدات من الصواعق. عادة ما تكون مصنوعة من النحاس أو الألومنيوم ويجب توصيلها بالأرض بواسطة سلك أو قضيب.

عندما يضرب البرق، فإنه يستخدم مسارًا منخفض المقاومة لتفريغ الضربة بأمان على الأرض. يؤدي القيام بذلك إلى اعتراض الضربة بحيث لا تخترقها وتسبب اضطرابًا شديدًا أو تلفًا في الأنظمة الكهربائية.

بمجرد اكتمال التفريغ، يعود الحاجز إلى حالته العازلة الطبيعية.

يتم تركيب مانع الصواعق أعلى أعمدة النقل أو أبراج المحطات الفرعية. ويتم تثبيته أيضًا عند نقاط الدخول في الخطوط الهوائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم وضعها على أبراج الاتصالات وأسطح المباني لتوفير الحماية الكافية.

الاختلافات الرئيسية في صواعق الصواعق مقابل صواعق الصواعق

وظيفة

تتمثل الوظيفة الأساسية لمانع الصواعق في حماية المعدات الكهربائية والإلكترونية من الجهد الزائد العابر. غالبًا ما تنتج هذه الفولتية الزائدة عن أحداث النظام الداخلي مثل عمليات التبديل، أو فشل العزل، أو ضربات البرق. إنه بمثابة جهاز وقائي يحد من الجهد إلى مستوى آمن عن طريق تحويل الجهد الإضافي إلى الأرض. وبالتالي، فهو يمنع انهيار العزل ويطيل عمر الخدمة للمعدات.

ومن ناحية أخرى، تعمل مانعة الصواعق كدرع ضد ضربات البرق المباشرة. عندما يضرب البرق خطوط الكهرباء، يوفر مانع الصواعق مسارًا منخفض المقاومة يقوم بتصريف تيار مرتفع للغاية إلى الأرض. وبالتالي، فإنه يمنع التيار العالي من الوصول إلى المعدات الحساسة.

مستوى العزل

تم تصميم مانع الصواعق لحماية عزل المكونات الكهربائية عن طريق الحفاظ على مستويات الجهد أقل من قدرة تحمل العزل. إنه يضمن عدم تعرض عزل المعدات لجهود تتجاوز الحد المقدر لها. على سبيل المثال، في نظام توزيع بقدرة 33 كيلو فولت، قد يتم تصنيف مانع الصواعق لإيقاف الزيادات التي تقل عن 90 كيلو فولت، مع الحفاظ على التكامل عبر الأنظمة.

من ناحية أخرى، تم تصميم مانعة الصواعق لتنسيق عزل أعلى بكثير لأن وظيفتها هي التعامل مع الزيادات الناجمة عن ضربات البرق المباشرة. يمكن أن تصل الفولتية في هذا السيناريو إلى عدة مئات من الكيلوفولت. يمكن لتصميمه العازل أن يتحمل الوميض أو الثقب الناتج عن نبضات البرق.

مستوى الجهد والمصدر

يعمل مانع الصواعق عبر نطاق واسع من الفولتية للنظام، بدءًا من أنظمة الجهد المنخفض في الشبكات السكنية إلى أنظمة الجهد العالي في شبكات النقل والتوزيع. إنه مصمم لتفريغ الجهد الزائد الناتج عن تبديل المكثف أو تنشيط الكابل أو بدء تشغيل المحرك. يمكن أن تستمر هذه الزيادات من ميكروثانية إلى ميلي ثانية وقد لا تصل إلى نطاق عالٍ، ولكنها قد تسبب ضررًا إذا تركت دون رادع.

في المقابل، تعمل مانعة الصواعق على حماية الأنظمة من ارتفاع الجهد الخارجي الناتج عن ضربات البرق. يمكن أن يصل مستوى الجهد إلى عدة ملايين فولت، مما يخلق حاجة فورية للتفريغ عبر مسار منخفض المقاومة. يتم تثبيته في أنظمة توزيع الجهد المتوسط ​​إلى العالي للتعامل مع مستويات جهد أعلى بكثير من تلك الموجودة في مانع الصواعق.

تيار التفريغ الاسمي

يعتبر تيار التفريغ الاسمي قدرة الصواعق على تفريغ تيار كبير إلى الأرض دون فشل. بالنسبة لموانع الصواعق، يتراوح تيار التفريغ الاسمي عادة من 5 كيلو أمبير إلى 20 كيلو أمبير. ويعني هذا التصنيف أعلى تيار يمكن للجهاز تفريغه بشكل متكرر دون أي أعطال. يتم اختبارها عادةً لضمان قدرتها على إدارة الزيادات الصغيرة خلال فترة خدمتها، إلى جانب توفير الحماية المستمرة.

في المقابل، تحتوي مانعة الصواعق على تيار تفريغ لتيار التفريغ الاسمي يتراوح بين 30 كيلو أمبير إلى 200 كيلو أمبير. ويخضع لمحاكاة تفريغ البرق الفعلي. لقد تم بناؤه باستخدام عناصر داخلية قوية يمكنها تحمل مثل هذه الانفجارات الضخمة من الطاقة. لا يتم استخدامه للزيادات المتكررة، ولكن يجب أن يؤدي أداءً ممتازًا عند حدوث الضربة.

تثبيت

عادةً ما يتم وضع مانع الصواعق بالقرب من المعدات التي يحميها، مثل أطراف المحولات أو نقاط المفاتيح الكهربائية. يقلل هذا التصميم من طول المسافة بين مانع التسرب والمعدات وسيحقق وقت استجابة أسرع. يتم تركيبه عادةً في محطة فرعية داخلية أو مغلقة أو داخل لوحة توزيع لحماية المعدات الإلكترونية من التلف.

على العكس من ذلك، يتم وضع مانع الصواعق من الخارج، وعادةً ما يتم وضعه في أعلى أو أعلى النقاط المكشوفة في النظام الكهربائي. وعادة ما تكون موجودة فوق أبراج النقل وأسطح المباني. يمكّنه هذا التكوين من اعتراض البرق قبل أن يدمر أي معدات كهربائية.

مبدأ العمل

يعمل مانع الصواعق على أساس خصائص غير خطية، باستخدام مقاومات أكسيد الفلز (أو MOVs) أو عناصر كربيد السيليكون (SiC). في ظل ظروف الجهد العادي، تمتلك مانعة الصواعق مقاومة ممتازة، وتعمل كدائرة مفتوحة. عند حدوث جهد عالي، تنخفض مقاومته بشكل حاد، مما يسمح للتيار الزائد بالمرور عبر الأرض. بمجرد عودة الجهد إلى المستوى الطبيعي، فإنه يعود إلى حالة المقاومة الممتازة ويستأنف التشغيل العادي.

في المقابل، تستخدم مانعة الصواعق تفريغ الشرارة. أي أنه عندما يضرب البرق، تبدأ فجوة الهواء الموجودة داخل مانع الصواعق في التأين وتوصيل الكهرباء. وهذا يسمح للتيار الزائد بالتدفق إلى الأرض. بعد التفريغ، يعود الصواعق إلى وضع العزل بين الخط والأرض.

البناء والمكونات

كما ذكرنا سابقًا، فإن مانع الصواعق مصنوع من كتل أكسيد المعدن (MOV) وحلقات التصنيف. هذه الكتل محاطة بغلاف من البورسلين أو البوليمر. يتم وضع كتل MOV بين قطبين كهربائيين، لتشكل مجموعة مقاومة تعتمد على الجهد. يضمن هذا التصميم وقت استجابة سريعًا عندما يكون هناك جهد زائد. يوفر غلاف البوليمر مقاومة للرطوبة، بينما توفر حلقات التصنيف توزيعًا موحدًا.

بالمقارنة، فإن مانع الصواعق لديه بناء أكثر صلابة. تحتوي على فجوات شرارة ومقاومات متسلسلة وأقطاب كهربائية أرضية. تشتعل فجوة الشرارة عندما يتجاوز جهد البرق قيمته. يساعد المقاوم المتسلسل على التحكم في التيارات بعد التفريغ. يضمن القطب الكهربائي توصيل تيار البرق بأمان إلى الأرض.

نطاق الحماية

يوفر مانع الصواعق حماية موضعية فقط داخل الأنظمة الكهربائية. يتم تركيبه داخل المبنى وبالتالي يمنع تلف المحولات والمفاتيح الكهربائية وغيرها من المعدات الحساسة التي قد تتضرر في الشبكة. فهو يحافظ على الجهد عند المستويات المطلوبة لمنع تدهور المعدات أو تعطلها. وهذا يضمن الموثوقية والإمداد المستمر بالطاقة.

ومع ذلك، فإن مانع الصواعق يوفر حماية واسعة النطاق. يستخدم لمواجهة المخاطر الخارجية التي تحدث بسبب ضربات البرق المباشرة، ويقوم بتوجيه هذه التصريفات قبل وصولها إلى المعدات. على عكس مانعات الصواعق، فإنه لا يتحكم في ارتفاعات الجهد الداخلي داخل المعدات. منطقة تغطيتها هي توفير الحماية الشاملة للمعدات والمشغلين.

سعة التدفق

تشير سعة التدفق إلى مقدار تيار التيار الذي يمكن للمانع توصيله بأمان إلى الأرض أو الأرض. بالنسبة لمانع الصواعق، تتراوح قدرته على التعامل مع الطاقة عادةً بين 5 كيلو أمبير و20 كيلو أمبير. يختلف هذا النطاق حسب فئة الجهد والتطبيق. لكن قدرة التدفق تسمح لها بإدارة الزيادات المتكررة مع الحفاظ على الاستقرار والموثوقية.

بالنسبة لمانع الصواعق، تتراوح سعة التدفق أو القدرة على التعامل مع الطاقة بين 30 كيلو أمبير و200 كيلو أمبير أو أعلى. فهو يوفر مسارًا مباشرًا منخفض المقاومة لتيار البرق للوصول إلى الأرض، مما يمنعه من الانتقال إلى المعدات. إن سعة التدفق الفائقة تجعلها مفيدة في الأنظمة الكهربائية الخارجية والمناطق عالية التعرض.

طلب

والفرق الأخير بين مانع الصواعق ومانع الصواعق هو تطبيقهما. يتم تطبيق مانعة الصواعق في المنشآت الصناعية والمحطات الفرعية والمباني التجارية، حيث تكون الزيادات المنخفضة عادةً، مثل تلك الناتجة عن عمليات التبديل الداخلية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحمي المحولات وقواطع الدائرة من الجهد الزائد. كما أنها تستخدم في أنظمة الاتصالات والطاقة المتجددة لحماية العاكسون من الزيادات المفاجئة.

ومن ناحية أخرى، يتم تركيب مانع الصواعق في الهواء الطلق في المناطق المعرضة للصواعق المباشرة. ومن أمثلة هذه المجالات أبراج النقل، والمباني الشاهقة، والمحطات الفرعية، ومحطات الطاقة، وأعمدة الاتصالات. يمنع الضربات من اختراق الشبكة الكهربائية، مما يوفر العزل والحماية من التلف.

جدول المقارنة في الاختلافات الرئيسية بين مانع الصواعق و مانع الصواعق

أي من الاعتقالات يجب أن تختار؟

ويجب أن تعتمد معايير الاختيار على ما يلي:

• مستوى جهد النظام: اختر مانعًا يتطابق جهده المقدر مع جهد النظام الذي تحميه.

• موقع التثبيت: ضع في اعتبارك المكان الذي سيتم استخدام مانع الصواعق فيه. تعتبر مانعات الصواعق هي الأفضل للتركيب الداخلي، في حين أن مانعات الصواعق هي الأفضل للمناطق المعرضة للصواعق.

• شدة الطفرة المتوقعة: إن فهم شدة الطفرة المتوقعة في المنطقة سيساعدك أيضًا على معرفة أي مانع تختاره. إذا كانت المنطقة معرضة للصواعق، فاستخدم مانعات الصواعق. بالنسبة للزيادات المتكررة الناجمة عن عمليات التبديل، فإن مانعات الصواعق هي الأكثر ملاءمة.

• حساسية المعدات: تتمتع المعدات المختلفة بمستويات تحمل مختلفة للجهد الزائد. تحقق من المعدات الخاصة بك للتأكد من أنها يمكن أن تعزز السلامة التشغيلية.

خاتمة

يتم استخدام مانعات الصواعق ومانعات الصواعق لحماية المعدات، لكن الاختلافات الرئيسية بينهما تفرق بينهما. لقد غطت هذه المدونة هذا الموضوع على نطاق واسع، حتى تتمكن من اتخاذ قرارات مستنيرة.

إذا كنت تبحث عن طرق لتحسين السلامة الكهربائية، فإن شركة Haivol Electrical هي المكان الذي يجب أن تكون فيه. لدينا مانعات الصواعق عالية الجودة ومانعات الصواعق التي تلبي مستويات مختلفة من الحماية. اتصل بنا الآن لمزيد من المعلومات.

الأسئلة الشائعة

هل مانع الصواعق هو نفسه مانع الصواعق؟

لا، مانعة الصواعق ليست مثل مانعة الصواعق. في حين أن مانع الصواعق يحمي المعدات من الجهد الزائد الناجم عن ضربة البرق المباشرة، فإن مانع الصواعق يحمي المعدات من الزيادات المفاجئة الناجمة عن ضربات البرق والأحداث الداخلية مثل انقطاع التيار الكهربائي.

هل يمكن لجهاز مانع الصواعق أن يحمي من البرق؟

يمكن لجهاز منع الصواعق أن يحمي من الصواعق الناجمة عن الصواعق ولكن ليس ضد ضربة البرق المباشرة.

هل يمكن لمانع الصواعق أن يمنع الضرر؟

نعم، تمنع مانعة الصواعق تلف المعدات عن طريق تفريغ التيار الزائد على الأرض عند حدوث البرق.

هل تعمل أجهزة الحماية من زيادة التيار بدون التأريض؟

لا، لا تعمل أجهزة الحماية من زيادة التيار بدون نظام تأريض أو تأريض. إنهم يحتاجون إليها لتصريف التيار بأمان على الأرض حتى لا تتلف المعدات الحساسة.

كم مرة يجب أن أفحص أو أستبدل مانعات التسرب؟

يجب عليك استبدال مانع التسرب الخاص بك سنويًا على الأقل. ويجب عليك أيضًا إجراء فحوصات دورية للتأكد من أنها في حالة جيدة.