سیستم محافظ سه‌فاز: انواع، اتصالات و راهنمای نگهداری

۱. چیست دستگاه محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز (SPD)؟

دستگاه محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز (SPD)، که به آن مانع برق از طرف جو نیز گفته می‌شود، به طور خاص برای سیستم‌های توان الکتریکی سه فاز طراحی شده است. عملکرد اصلی آن محدود کردن ولتاژهای موقتی ناشی از ضربات برق یا عملیات تغییر وضعیت در شبکه توان الکتریکی است، به طوری که تجهیزات الکتریکی پایین‌دست را از آسیب دیدن محافظت می‌کند. SPD بر اساس جذب و پخش انرژی عمل می‌کند: هنگامی که رویداد ولتاژ بالا رخ می‌دهد، دستگاه به سرعت واکنش نشان می‌دهد، ولتاژ زیاد را به سطح ایمن محدود می‌کند و انرژی اضافی را از طریق سیستم زمین‌گیری به صورت ایمن به زمین منتقل می‌کند.

۲. انواع دستگاه‌های محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز

دستگاه‌های محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز می‌توانند بر اساس اصول عملکردی و ساختارهای داخلی به انواع زیر تقسیم‌بندی شوند:

• نوع MOV (مقاومت متغیر اکسید فلزی): از خصوصیات غیرخطی ولتاژ-جریان مقاومت‌های متغیر اکسید فلزی استفاده می‌کند. در شرایط ولتاژ عادی، MOV مقاومت بسیار بالایی دارد و تقریباً جریانی را هدایت نمی‌کند. وقتی ولتاژ از حد معینی عبور می‌کند، مقاومت آن به سرعت کاهش می‌یابد و به جریان و تخلیه شارژهای بلندمدت اجازه می‌دهد.

• نوع GDT (لوله تخلیه گاز): شامل گاز خنثی تحت فشار پایین است. به طور معمول هدایت‌پذیر نیست، اما وقتی ولتاژ به سطح شکست رسید، گاز داخلی یونیزه می‌شود و مسیر هدایت‌پذیری را تشکیل می‌دهد، به طوری که انرژی شارژ را به سرعت تخلیه می‌کند.

• SPD های ترکیبی: اجزای مختلف محافظ را مانند MOVها و GDTها ترکیب می‌کنند تا پوشش محافظت گسترده‌تر و زمان پاسخ سریع‌تری داشته باشند.

۳. روش‌های پیوند دادن دستگاه‌های محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز

پیوند دادن صحیح برای عملکرد مؤثر یک SPD سه فاز ضروری است. مراحل و احتیاط‌های کلیدی شامل:

• مکان نصب: SPD باید در ابتدا تجهیزاتی که آن‌ها را محافظت می‌کند نصب شود، به قدری نزدیک به نقطه ورود اصلی توان الکتریکی که تأثیرات ولتاژهای القایی روی خطوط اتصال را به حداقل برساند.

• برکنارکننده یا لیزر: یک برکنارکننده یا لیزر با رتبه مناسب باید در بالادست SPD نصب شود تا در صورت خرابی SPD، دستگاه به سرعت مدار را قطع کند و از خطرات ثانویه مانند آتش‌سوزی جلوگیری کند.

• ترتیب پیوند: یک SPD سه فاز معمولی پنج ترمینال دارد: L1، L2، L3 (رهگذرها)، N (نیوترال) و PE (زمین محافظ). پس از اطمینان از قطع توان، سیم‌ها را به ترتیب L1–L2–L3–N–PE متصل کنید. ترمینال PE باید مستقیماً به یک سیستم زمین‌گیری قابل اعتماد متصل شود تا زمین‌گیری مؤثر را تضمین کند.

• اندازه رسانه: مساحت مقطع سیم‌های اتصال باید با ظرفیت جریان تخلیه ماکزیمم SPD همخوانی داشته باشد تا از گرم شدن یا حتی آتش‌سوزی ناشی از رسانه‌های کوچک جلوگیری شود.

• برچسب‌گذاری واضح: پس از نصب، تمامی پیوندها را به صورت واضح برچسب‌گذاری کنید تا برای نگهداری و رفع مشکلات آینده آسان‌تر باشد.

۴. نگهداری و آزمون‌های معمولی SPD سه فاز

• بازرسی بصری منظم: حداقل یک بار در سال برای بررسی آسیب‌های فیزیکی، نشانه‌های سوختگی یا اتصالات آزاد بازرسی انجام دهید.

• آزمون عملکرد: از ابزارهای تخصصی برای اندازه‌گیری دوره‌ای جریان نشتی و ولتاژ باقی‌مانده برای تأیید اینکه SPD همچنان به استانداردهای محافظت مورد نیاز پاسخ می‌دهد، استفاده کنید.

• سیاست تعویض: SPDها اجزای مصرفی هستند. اگر کاهش عملکرد مشاهده شود یا دستگاه شارژهای متعددی را جذب کرده باشد، باید به سرعت تعویض شود تا از تبدیل شدن به خطر ایمنی به دلیل خرابی جلوگیری شود.

به عنوان یک مولفه مهم در حفاظت از برق در سیستم‌های توان الکتریکی، انتخاب صحیح، نصب دقیق و نگهداری منظم دستگاه‌های محافظ در برابر شارژهای الکتریکی سه فاز برای افزایش استقامت کلی شبکه الکتریکی در برابر تهدیدهای برق از طرف جو ضروری است.