پاسخ برای انتخاب علمی دیودهای حفاظتی در سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین

 I. زمینه و مسائل موجود​
این راه‌حل هدف دارد تا با مقایسه موضوعی ویژگی‌های فنی سیم‌پاره‌ها و برش‌کننده‌های دایره، پایه علمی برای طراحی، انتخاب و خرید دستگاه‌های حفاظت الکتریکی فراهم کند. این راه‌حل مزایای جایگزین‌ناپذیر و سناریوهای کاربردی سیم‌پاره‌ها در سیستم‌های توزیع مدرن را برجسته می‌کند تا به تنظیم بهینه‌ای دست یابد که امنیت، قابلیت اطمینان و اقتصادی بودن را تضمین می‌کند.

​II. تحلیل مزایای اصلی سیم‌پاره‌ها (مقایسه با برش‌کننده‌های دایره)​​
سیم‌پاره‌ها محصولات قدیمی نیستند؛ آنها در برنامه‌های کاربردی خاص مزایای متمایزی نسبت به برش‌کننده‌های دایره دارند:

1. ​انتخاب‌پذیری عالی: دستیابی به محافظت انتخابی کامل بین سیم‌پاره‌های بالادست و پایین‌دست ساده است—فقط نیاز است به رعایت نسبت انتخاب‌پذیری جریان بیش از حد ۱٫۶:۱ مشخص شده توسط استانداردهای ملی/IEC (یعنی جریان اسمی لینک سیم‌پاره بالادست ≥ ۱٫۶ برابر جریان اسمی سیم‌پاره پایین‌دست). این ویژگی سیم‌پاره‌ها را برای محافظت از شاخه‌های توزیع میانی بسیار مزیت‌بخش می‌کند که امکان جداسازی دقیق خطای محلی و کاهش محدوده قطع برق را فراهم می‌کند.
2. ​ظرفیت محدود کننده جریان و قطع قوی: سیم‌پاره‌ها در زمان خطاهای کوتاه مداری بسیار سریعاً عمل می‌کنند و جریان و انرژی کوتاه مداری را مؤثر محدود می‌کنند. ظرفیت قطع آنها معمولاً بالاست (اغلب بیش از ۱۰۰ kA) که مطمئن می‌شود از قطع مطمئن انواع خطاهای کوتاه مداری و محافظت از مدارها و تجهیزات.
3. ​اقتصادی بودن و فشردگی: در جریان‌های اسمی و ظرفیت‌های قطع معادل، سیم‌پاره‌ها به طور قابل توجهی اقتصادی‌تر از برش‌کننده‌های دایره (به ویژه برش‌کننده‌های انتخاب‌پذیر) هستند. اندازه کوچک آنها همچنین به بهینه‌سازی ترتیب فضایی کابین‌های توزیع کمک می‌کند.
4. ​قابلیت اطمینان بالا و بدون نیاز به نگهداری: به عنوان دستگاه‌های محافظت یک‌باره، سیم‌پاره‌ها دارای مکانیزم عملکرد ساده و مستقیم بدون اجزای مکانیکی پیچیده هستند. آنها قابلیت اطمینان بالا دارند و خطراتی مانند گیر کردن مکانیکی یا خرابی اجزای الکترونیکی که ممکن است در برش‌کننده‌های دایره رخ دهد را اجتناب می‌کنند.

​III. سناریوهای کاربردی معمول و راه‌حل‌های سیم‌پاره‌ها​
بر اساس ویژگی‌های فنی آنها، سیم‌پاره‌ها راه‌حل‌های مناسب برای سناریوهای زیر هستند:

1. ​محافظت شاخه‌های میانی:
• سناریو: شاخه‌های توزیع که بین کلید اصلی و مدارهای پایانی در یک سیستم توزیع قرار دارند.
• راه‌حل: استفاده از سیم‌پاره‌ها در این موقعیت‌ها از انتخاب‌پذیری کامل آنها برای هماهنگی با برش‌کننده‌های دایره انتخاب‌پذیر یا سیم‌پاره‌های بالادست استفاده می‌کند تا جداسازی محلی خطای و جلوگیری از قطع غیرمورد نظر. این امر پیوستگی برق بخش‌های دیگر سیستم را حفظ می‌کند و به طور قابل توجهی به دلیل مزایای اقتصادی سیم‌پاره‌ها در برنامه‌های کاربردی در مقیاس بزرگ هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
2. ​محافظت از خطوط اصلی یا خطوط شعاعی با ظرفیت کوچک تا متوسط:
• سناریو: خطوط شعاعی یا خطوط اصلی با ظرفیت جریان کوچک (مثلاً زیر ۳۰۰ A) که از پنل‌های توزیع ولتاژ پایین تمدید می‌شوند.
• راه‌حل: استفاده از سیم‌پاره‌های gG با ظرفیت قطع بالا محافظت قابل اعتماد از بار زیاد و کوتاه مداری را فراهم می‌کند. ظرفیت قطع بالای آنها حتی وقتی نزدیک به ترانسفورماتورها نصب شده‌اند، مطمئن می‌شود از قطع ایمن خطای.
3. ​محافظت از مدارهای موتور:
• سناریو: مدارهای پایانی که موتورها را تأمین می‌کنند، مانند موتورهای مروحة و پمپ‌ها.
• راه‌حل: به شدت توصیه می‌شود به جای سیم‌پاره‌های gG از سیم‌پاره‌های aM (محافظت از موتور) استفاده شود. سیم‌پاره‌های aM به طور خاص برای مدیریت جریان‌های شروع و کوتاه مداری موتور طراحی شده‌اند. جریان اسمی آنها می‌تواند در مقدار کمتری انتخاب شود که به طور قابل توجهی حساسیت محافظت از خطاهای کوتاه مداری را بهبود می‌بخشد و هماهنگی بهتری با ویژگی‌های محافظت از بار زیاد رله‌های حرارتی فراهم می‌کند.
4. ​محافظت پشتیبان:
• سناریو: استفاده در کنار برش‌کننده‌های دایره غیرانتخاب‌پذیر یا کلیدهای بار.
• راه‌حل: استفاده از ظرفیت قطع بالایی سیم‌پاره‌ها جبران ظرفیت قطع محدود برخی برش‌کننده‌های دایره (فناوری پی در پی) یا ارائه قابلیت محافظت برای کلیدهای بار را فراهم می‌کند که یک ترکیب محافظتی اقتصادی و عملی را تشکیل می‌دهد.

​IV. پیشنهادات و ملاحظات اجرایی​

1. ​انتخاب صحیح:
• برای محافظت عمومی از خطوط از سیم‌پاره‌های gG استفاده کنید.
• فقط برای محافظت از موتور از سیم‌پاره‌های aM استفاده کنید.
• به صورت دقیق به نسبت انتخاب‌پذیری (۱٫۶:۱) برای هماهنگی دستگاه‌های بالادست و پایین‌دست رعایت کنید تا محافظت انتخابی تضمین شود.
2. ​مدیریت محدودیت‌های ذاتی:
• سیم‌پاره‌گذاری تک‌فاز: برای تجهیزات سه‌فاز مهم، از پایه‌های سیم‌پاره‌ای مجهز به پین‌های ضربه‌ای و میکروسویچ‌های هشدار استفاده کنید. این دستگاه‌ها زمانی که یک سیم‌پاره فازی می‌سوزد، سیگنال می‌دهند و یک رله را فعال می‌کنند تا تامین برق سه‌فاز بالادست را قطع کرده و از عملکرد موتور در حالت عدم توازن فاز جلوگیری کنند.
• عدم راحتی جایگزینی: سیم‌پاره‌ها را در مکان‌های دسترسی‌پذیر نصب کنید و لینک‌های سیم‌پاره اضافی در دسترس داشته باشید. نیاز به جایگزینی پس از خطای همچنین نشان‌گر واضحی از خطای رخ داده است.
3. ​توسعه محصول:
• به‌روزرسانی استانداردها: استانداردهای ملی سیم‌پاره‌ها را به سرعت برای همسویی با آخرین استانداردهای IEC به‌روز کنید تا ارتقاء فنی را ترویج دهید.
• تنوع محصول: انواع جدید سیم‌پاره‌ها را توسعه دهید تا گزینه‌های گسترده‌تری ارائه دهید.
• راه‌حل‌های یکپارچه: راه‌حل‌های استانداردسازی شده‌تری از کابین‌ها/جعبه‌های توزیع شامل سیم‌پاره‌ها را برای طراحان و کاربران ارائه دهید.

​V. نتیجه‌گیری​
سیم‌پاره‌ها به دلیل مزایای منحصر به فرد خود، از جمله انتخاب‌پذیری عالی، ظرفیت قطع بالا، اقتصادی بودن و قابلیت اطمینان بالا، جایگاه مهمی در سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین مدرن دارند. آنها قصد جایگزینی برش‌کننده‌های دایره را ندارند بلکه قصد تکمیل آنها را دارند.

راه‌حل علمی این است که برش‌کننده‌های دایره انتخاب‌پذیر قدرتمند را در ابتدای سیستم و مدارهای مهم استفاده کنید و به طور فعال سیم‌پاره‌های با عملکرد بالا را برای شاخه‌های میانی متعدد و مدارهای پایانی خاص (مانند موتورها) به کار بگیرید. این ترکیب هیبریدی و سلسله‌مراتبی دستگاه‌های محافظت از ساخت یک سیستم توزیع ولتاژ پایین بهینه که هم امن و قابل اطمینان و هم اقتصادی است، اطمینان می‌دهد.

​