توصيات EN IEC 60099 بشأن مانعات الصواعق

يتألف معيار "EN IEC 60099 توصيات مانعات الصواعق"، الذي وضعته اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) ونُشر لاحقًا كمعيار أوروبي كجزء من جهود التنسيق، من الأقسام الفرعية التالية المنشورة تحت نفس العنوان:

• يصف المعيار "EN IEC 60099-1 الجزء 1: واقيات التيار المتردد المقاومة غير الخطية ذات الفواصل الزمنية" متطلبات وطرق اختبار نوع محدد من واقيات التيار المتردد (واقيات الصواعق) المستخدمة في أنظمة التيار المتردد. وينطبق هذا المعيار بشكل أساسي على واقيات التيار المتردد التي تتكون من مقاوم واحد أو أكثر غير خطي (عادةً ما يكون مصنوعًا من كربيد السيليكون في التصاميم القديمة) موصولة على التوالي مع فجوة شرارة واحدة أو عدة فجوات (تصميم الفواصل الزمنية). تحمي هذه الأجهزة المعدات الكهربائية من الفولتية الزائدة الناتجة عن الصواعق أو ارتفاعات الجهد الناتجة عن عمليات التبديل.

تم إيقاف العمل بهذا المعيار. وقد تم استبداله إلى حد كبير بالمعايير الحديثة لأجهزة الحماية من زيادة التيار المصنوعة من أكسيد المعادن بدون فجوة (والتي تم تناولها بشكل أساسي في EN IEC 60099-4، والتي تستخدم مقاومات أكسيد الزنك بدون فجوة شرارة، وهي الآن المعيار النشط والمهيمن لمعظم أجهزة الحماية من زيادة التيار ذات الجهد العالي).

تُصنع أجهزة الحماية الحديثة من زيادة التيار (خاصةً أجهزة الحماية من زيادة الجهد المتوسط ​​والعالي) بالكامل تقريبًا من نوع أكسيد المعدن بدون فجوات، وقد تم اختبارها وفقًا لمعيار EN IEC 60099-4. أما معيار EN IEC 60099-1، فيظل ساريًا فقط لأجهزة الحماية القديمة ذات الفجوات أو لأغراض مرجعية.

• ينطبق المعيار "EN IEC 60099-2 الجزء 2: مانعات الصواعق من نوع الرش" على مانعات الصواعق من نوع الرش. وهي فئة محددة من أجهزة الحماية من الصواعق، تتكون من فجوة شرارة واحدة أو عدة فجوات موصولة على التوالي مع حجرة قوس كهربائي (تحتوي عادةً على ألياف أو مواد مُنتجة للغاز). عند حدوث ارتفاع مفاجئ في التيار، تقفز فجوات الشرارة، ويؤدي القوس الناتج إلى طرد غازات ساخنة لإخماد التيار وقطع التيار اللاحق في شبكات التوزيع. وقد استُخدمت هذه المانعات في المقام الأول لحماية خطوط النقل الهوائية والمعدات ذات الجهد المتوسط ​​من الصواعق.

نوع المقاومة: تصميم مهوى (مهوى، مهوى بالغاز). وهو يختلف عن أنواع المقاومات غير الخطية المتقطعة (معيار EN IEC 60099-1) أو أنواع أكسيد المعادن الحديثة المستمرة (معيار EN IEC 60099-4).

تم سحب هذا المعيار ولم يعد يُستخدم فعلياً في التصاميم الجديدة. أصبحت مانعات الصواعق من نوع التصريف قديمة الطراز إلى حد كبير، وقد استُبدلت بمانعات صواعق أكسيد المعادن المستمرة الأكثر موثوقية والتي لا تحتاج إلى صيانة.

• ينطبق المعيار "EN IEC 60099-4 الجزء 4: واقيات التيار الزائد المعدنية المؤكسدة عديمة الفجوة لأنظمة التيار المتردد" على واقيات التيار الزائد المقاومة غير الخطية المصنوعة من أكسيد معدني بدون فجوة شرارة، والمصممة للحد من تقلبات الجهد في دوائر الطاقة ذات التيار المتردد (AC) بجهد نظام أقصى لا يقل عن 1 كيلو فولت. يغطي هذا المعيار المتطلبات والتصنيف والقيم والاختبارات (النوع/التصميم، الروتينية، القبول) ومعايير الأداء لهذه الواقيات الحديثة المستخدمة لحماية المعدات من الصواعق والجهود الزائدة الناتجة عن عمليات التبديل في تطبيقات التوزيع والنقل والمحطات الفرعية.

في آخر تحديث لهذا المعيار، تم استبدال نظام تصنيف تفريغ الخط القديم بنظام تصنيف جديد لمعالجة الطاقة/الشحنة يعتمد على:

• معدل نقل الشحنة المتكرر
• مستوى الطاقة الحرارية
• درجة نقل الشحنة الحرارية

وهذا يعكس بشكل أفضل الضغوط الواقعية التي تتعرض لها المقاومات المتغيرة لأكسيد المعادن.

تم تنسيق هذا المعيار في نطاق توجيهات الاتحاد الأوروبي ذات الصلة (على سبيل المثال، توجيه الجهد المنخفض لجوانبه القابلة للتطبيق) وهو المرجع الأساسي في أوروبا لأجهزة الحماية من زيادة التيار المصنوعة من أكسيد المعادن بدون فجوات.

جميع أجهزة الحماية من زيادة التيار الجديدة المصنعة والمثبتة في جميع أنحاء العالم تقريبًا (وخاصة تلك التي تعمل بجهد لا يقل عن 1 كيلو فولت) تتوافق مع معيار EN IEC 60099-4.

• يُقدّم المعيار "EN IEC 60099-5 الجزء 5: توصيات الاختيار والتطبيق" إرشاداتٍ وتوصياتٍ ومعلوماتٍ أساسيةً (ليست متطلباتٍ إلزامية) لاختيار وتطبيق وتركيب وتنسيق أجهزة الحماية من زيادة التيار في أنظمة التيار المتردد ثلاثية الأطوار ذات الفولتية الاسمية التي تزيد عن 1 كيلو فولت. ويشمل هذا المعيار ما يلي:
• واقيات التيار الزائد المصنوعة من أكسيد المعادن الخالية من الفجوات وفقًا لمعيار EN IEC 60099-4.
• أجهزة الحماية من زيادة التيار الكهربائي ذات التكوينات التسلسلية والمتوازية، بجهد اسمي أقصى يبلغ 52 كيلو فولت، وفقًا لمعيار EN IEC 60099-6.
• واقيات التيار الزائد ذات الفجوة التسلسلية الخارجية المصنوعة من أكسيد المعادن للخطوط الهوائية وفقًا لمعيار EN IEC 60099-8.

المجالات الرئيسية للمحتوى هي كما يلي:

• إجهادات الجهد الزائد للنظام (البرق، التبديل، الجهد الزائد العابر)
• اختيار جهد التشغيل المقنن للحماية: جهد التشغيل المستمر، جهد التشغيل المقنن، جهد التشغيل الأقصى للتيار المقنن، مستويات الحماية
• إدارة الطاقة والاعتبارات الحرارية (بما في ذلك الصيغ الخاصة بمتطلبات نقل الطاقة/الشحنة المتوافقة مع تصنيف معيار EN IEC 60099-4)
• قدرة تحمل الجهد الزائد العابر
• التنسيق مع عزل المعدات
• جوانب التركيب (التجميع، التلوث، الارتفاع، الأحمال الميكانيكية)
• أمثلة تطبيقية لمحطات التوزيع والنقل والمحطات الفرعية، ومانعات الصواعق للخطوط.
• تقييم المخاطر المتعلقة بأنماط الفشل ومناطق الحماية.

هذا المعيار استشاري بحت، ولكنه يُشار إليه على نطاق واسع في المواصفات والمناقصات والممارسات الهندسية في جميع أنحاء أوروبا والعالم.

• يصف المعيار "EN IEC 60099-6 الجزء 6: واقيات الصواعق ذات التكوينات المتسلسلة والمتوازية - جهد النظام حتى 52 كيلو فولت" المتطلبات وإجراءات الاختبار لواقيات الصواعق من نوع مقاومة أكسيد المعادن غير الخطية ذات تباعد الشرارة (تكوينات التباعد المتسلسلة والمتوازية) المصممة للحد من تقلبات الجهد في دوائر الطاقة بالتيار المتردد (AC) بحد أقصى لجهد النظام يبلغ 1 كيلو فولت على الأقل ويصل إلى 52 كيلو فولت.

يغطي هذا المعيار بشكل أساسي واقيات التيار الزائد المعدنية المؤكسدة من نوع التجويف، والموجودة داخل أغلفة من الخزف أو البوليمر. تُستخدم هذه التصاميم لحماية المعدات من الصواعق والجهد الزائد الناتج عن عمليات التبديل في شبكات توزيع الجهد المتوسط، وتوفر مزايا في تطبيقات معينة، مثل تحسين قدرة تحمل التيارات العابرة أو معالجة الطاقة، مقارنةً بالأنواع الخالية من التجويف.

يعتمد التصنيف على ما يلي:

• معدل نقل الشحنة المتكرر
• مستوى الطاقة الحرارية
• درجة نقل الشحنة الحرارية
• يصف المعيار "EN IEC 60099-8 الجزء 8: واقيات الصواعق المعدنية ذات الفاصل التسلسلي الخارجي (EGLA) لخطوط النقل الهوائية" متطلبات وإجراءات اختبار واقيات الصواعق ذات الفاصل التسلسلي الخارجي (EGLA). وهي واقيات صواعق معدنية تتكون من المكونات التالية:
• وحدة مقاومة متغيرة متسلسلة مصنوعة من مقاومات أكسيد معدني غير خطية موضوعة في غلاف من البوليمر أو الخزف.
• في الظروف العادية، تعمل فجوة هوائية خارجية متسلسلة (فجوة شرارة) على عزل وحدة المقاومة المتغيرة المتسلسلة عن الخط.

تُركّب مانعات الصواعق ذات التباعد الخارجي بالتوازي مع مصفوفات العوازل على خطوط النقل والتوزيع الهوائية (أنظمة التيار المتردد التي تزيد عن 1 كيلوفولت) لحماية مجموعة العوازل من الارتفاعات المفاجئة الناتجة عن الصواعق فقط. صُمم التباعد الخارجي لتحمّل الجهد الزائد الناتج عن عمليات التبديل والجهد الزائد العابر، ويضمن تفعيل الحماية بشكل أساسي في حالات الارتفاعات المفاجئة الناتجة عن الصواعق (ذات الانحدار الحاد والمدة القصيرة). وهي غير مصممة لحماية الارتفاعات المفاجئة الناتجة عن عمليات التبديل أو للاستخدام في محطات التحويل.

فيما يلي أبرز الميزات والاختلافات عن منتجات الحماية الأخرى:

• بخلاف أجهزة الحماية الخاصة بالمحطات/التوزيع بدون فجوة (EN IEC 60099-4)، تعمل الفجوة الخارجية على إطالة عمر الخدمة وتقليل تيار التسرب عن طريق منع الإجهاد المستمر للجهد على مقاومات MO.
• يركز التصميم على قدرة تفريغ الصواعق من خلال معدل نقل الحمل المتكرر، ومعالجة الطاقة، واختبارات تنسيق شرارة التجويف.
• ينطبق المعيار "EN IEC 60099-9 الجزء 9: مانعات الصواعق لمحطات تحويل التيار المستمر عالي الجهد" على واقيات الصواعق من نوع مقاومة أكسيد المعادن غير الخطية بدون فجوة شرارة، والمصممة خصيصًا للحد من الفولتية الزائدة في محطات تحويل التيار المستمر عالي الجهد. ويغطي هذا المعيار ما يلي:
• أنظمة التيار المستمر عالية الجهد ثنائية الأطراف ومتعددة الأطراف والمتصلة على التوالي بفولتيات تشغيل تصل إلى ±1100 كيلو فولت.
• حوامل معدنية مغلقة بهيكل من البورسلين، أو البوليمر، أو الغاز المعزول، تستخدم في قضبان التوصيل DC، أو حوامل خطوط/كابلات DC، أو دوائر ترشيح AC.
• الحوامل المعرضة لفولتية التيار المستمر (DC)، بما في ذلك انعكاسات الأقطاب (حتى النادرة منها).

لا يشمل هذا النطاق حوامل محولات الجهد الكهربائي. تخضع الحوامل الموجودة على جانب التيار المتردد لمحطة التحويل للاختبار وفقًا لمعيار EN IEC 60099-4. وتتوافق الحوامل الموجودة في مرشحات التيار المتردد مع هذا المعيار نظرًا لوجود توافقيات الجهد.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي يحتاجونها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار للشركات وفقًا لمعيار "EN IEC 60099 توصيات مانعات الصواعق".