قاطع دائرة كهربائية مفرغ عازل صلب من النحاس
مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS

مقدمة

تُعد تقنية التدريع السطحي في مجموعة المفاتيح الكهربائية العازلة الصلبة أحد أكثر عناصر التصميم أهمية وأقلها فهمًا في هندسة المحطات الفرعية ذات الجهد المتوسط - وهي عبارة عن شاشة شبه موصلة أو معدنية مؤرضة مطبقة على السطح الخارجي للمفتاح الكهربائي راتنجات الإيبوكسي1 عمود التوصيل المغلف ووحدة التحويل التي تتحكم في توزيع المجال الكهربائي2 عند حدود العزل الصلب ويوفر سطحًا خارجيًا آمنًا من حيث اللمس والجهد الصفري الذي يجعل مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS مختلفة اختلافًا جوهريًا عن كل تكنولوجيا أخرى من مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط من حيث سلامة الأفراد. ومع ذلك، في مواصفات المشروع وأدلة الاختيار وتقييمات المشتريات التي تمت مراجعتها عبر مئات من مشاريع ترقية المحطات الفرعية، تظهر نفس مجموعة المفاهيم الهندسية الخاطئة حول التدريع السطحي بشكل متكرر - وهي مفاهيم خاطئة تنتج مواصفات غير صحيحة لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات المفاتيح الكهربائية ذات المفاتيح الكهربائية ذات المفاتيح الكهربائية ذات المفاتيح الكهربائية ذات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط، وتقييمات السلامة غير الكافية، والتركيبات الميدانية حيث تم اختراق نظام التدريع السطحي بسبب أخطاء التركيب التي تقضي على مزايا السلامة وأداء العزل التي تم تصميم هذه التقنية لتقديمها. إن أكثر ما يخطئ فيه المهندسون باستمرار بشأن التدريع السطحي لمجموعة المفاتيح الكهربائية SIS هو التعامل مع الشاشة الخارجية المؤرضة كطلاء ميكانيكي سلبي بدلاً من نظام تحكم نشط في المجال الكهربائي الذي تعتبر سلامته واستمراريته وتوصيله بالتأريض الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لأداء مجموعة المفاتيح الكهربائية العازلة وسلامة الأفراد مثل العزل الأساسي نفسه. بالنسبة لمهندسي تصميم المحطات الفرعية وموظفي السلامة الكهربائية ومديري المشتريات المسؤولين عن اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات التدريع السطحي SIS وتركيبها في تطبيقات المحطات الفرعية ذات الجهد العالي، يصحح هذا الدليل المفاهيم الخاطئة الخمسة الأكثر أهمية حول تقنية التدريع السطحي بالدقة الفنية التي نادرًا ما توفرها أدبيات دليل الاختيار.

جدول المحتويات

ما هي تقنية التدريع السطحي للمفاتيح الكهربائية SIS وكيف تتحكم في توزيع المجال الكهربائي؟

رسم بياني تقني بياني بعنوان 'SIS SWITCHGEAR: تكنولوجيا درء السطح والتحكم في المجال الكهربائي' مع جزأين رئيسيين. يُظهر الجزء الأيسر، 'المشكلة: العزل الصلب غير الملحوم'، جهدًا سطحيًا سعويًا خطيرًا وإجهادًا في المجال الكهربائي على وحدة إيبوكسي توضيحية مع شرح للصيغة ويد شخص يتعرض لصدمة وأيقونات البرق. أما على اليمين، 'الحل: درع السطح SIS SIS SIELDING (TOUCH-SAFE)'، فيصور كلاً من 'درع الطلاء شبه المتكامل (12-24 كيلو فولت)' و'درع الشاشة المعدنية (12-40.5+ كيلو فولت)' مع وصلات أرضية ومجالات كهربائية موحدة وأيادٍ منمقة تلامس بأمان ووسائل شرح 'متوافق مع المواصفة القياسية الدولية IEC 61140' لسلامة اللمس بجهد <50 فولت / <1 فولت تيار متردد. يقارن جدول مبسط أدناه، 'المعلمات الرئيسية: مقارنة بين نوعي التبطين'، بين مقاومة السطح والتوصيل الأرضي وجهد اللمس وملاءمة الجهد وحساسية التلف لكلا النوعين مع أيقونات وقيم توضيحية. الرسم البياني متجه نظيف واحترافي ومليء بالأيقونات.
الرسم البياني لتقنية التدريع السطحي SIS

إن التدريع السطحي في مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS هو نظام الطبقات الموصلة أو شبه الموصلة المطبق على السطح الخارجي للوحدات المغلفة براتنج الإيبوكسي الذي يؤدي وظيفتين متزامنتين ومترابطتين: فهو يتحكم في توزيع المجال الكهربائي داخل العزل الصلب لمنع تركز الإجهاد عند حدود الإيبوكسي والهواء، ويقدم سطحًا خارجيًا مؤرضًا باستمرار يزيل الجهد المقترن بالسعة الذي قد يظهر على السطح الخارجي لوحدة عزل صلبة غير محمية عند الجهد العالي.

مشكلة المجال الكهربي التي يحلها التدريع السطحي

وبدون التدريع السطحي، فإن السطح الخارجي لوحدة عزل راتنجات الإيبوكسي الصلبة عند 24 كيلو فولت سيحمل جهدًا سطحيًا مقترنًا بالسعة يحدده مقسم الجهد السعوي المتكون بين موصل الجهد العالي وغطاء مجموعة المفاتيح الكهربائية المؤرضة:

Usurface=Uphase×CconductorsurfaceCconductorsurface+CsurfaceearthU_{السطح} = U_{المرحلة} \times \frac{C_{C_{C_الموصل-السطح}}{C_{C{الموصل-السطح}} + C_{C_سطح-أرض}}}

بالنسبة لوحدة إيبوكسي بجهد طوري 24 كيلو فولت (13.9 كيلو فولت) ذات هندسة نموذجية، يصل هذا الجهد السطحي المقترن بالسعة إلى 2-6 كيلو فولت، وهو ما يكفي لإحداث صدمة كهربائية خطيرة للأفراد الذين يلمسون السطح الخارجي ويكفي لبدء تفريغ جزئي عند عدم انتظام السطح حيث يتجاوز المجال الكهربائي المحلي جهد بدء التفريغ الجزئي للهواء عند سطح الإيبوكسي.

بنية نظام التدريع السطحي

يتم تنفيذ التدريع السطحي لمجموعة المفاتيح الكهربائية SIS في تشكيلين أساسيين:

  • طلاء شبه موصل3 الدرع: طلاء إيبوكسي أو سيليكون محمل بالكربون يوضع على السطح الخارجي للوحدة المغلفة - مقاومة السطح 10³-10⁶ Ω/مربع؛ يوفر اقترانًا سعويًا مستمرًا بالأرض من خلال الطبقة شبه الموصلة؛ فعال من حيث التكلفة لتطبيقات 12-24 كيلو فولت
  • واقي الشاشة المعدني: رقاقة نحاسية أو ألومنيوم متصلة أو شاشة شبكية مدمجة في السطح الخارجي للوحدة الإيبوكسية أو مطبقة عليه ومتصلة بالقضيب الأرضي لمجموعة المفاتيح الكهربائية - توفر تأريضًا صفري المعاوقة للسطح الخارجي؛ مطلوب ل 40.5 كيلو فولت وما فوق حيث يتجاوز جهد السطح المقترن بالسعة على طلاء شبه موصل حدود جهد اللمس الآمن

المعلمات التقنية الرئيسية لأنظمة التدريع السطحي

المعلمةطلاء شبه موصلشاشة معدنية
المقاومة السطحية10³-10⁶ Ω/مربع< 0.1 Ω/مربع
التوصيل الأرضيالسعوية (موزعة)مباشر (مستعبد)
جهد اللمس عند الجهد المقنن<50 فولت تيار متردد (IEC 61140)< 1 فولت تيار متردد
ملاءمة فئة الجهد12-24 كيلو فولت12-40.5 كيلو فولت
حساسية الضررالكشط - إزالة الطلاء - إزالة الطلاءميكانيكي - انقطاع الشاشة
الامتثال للمواصفة IEC 62271-200النوع الذي تم اختباره مع طلاء سليمالنوع الذي تم اختباره مع شاشة ملتصقة

معيار السلامة الحاكم

IEC 611404 - الحماية من الصدمات الكهربائية - يحدد حد جهد اللمس 50 فولت تيار متردد الذي يجب أن يحافظ عليه نظام التدريع السطحي على السطح الخارجي لوحدات المفاتيح الكهربائية SIS في جميع ظروف التشغيل العادية. نظام التدريع السطحي هو عنصر التحكم الهندسي الذي يوفر الامتثال للمواصفة IEC 61140 لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات العزل الصلب - وبدونه لا تكون الأسطح الخارجية لمجموعة المفاتيح الكهربائية SIS آمنة من اللمس عند تصنيفات الجهد المتوسط.

ما هي أكثر خمسة مفاهيم هندسية خاطئة مترتبة على أداء التدريع السطحي؟

مخطط توضيحي يصور نمط فشل خطير في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي SIS الناجم عن شاشة سطحية معدنية غير متصلة. تندلع خطوط تفريغ جزئي باللونين الأزرق والأرجواني الفوضوي من فجوة في استمرارية الشاشة عند مفصل الوحدة، مما يؤدي إلى تعقب السطح على العزل الإيبوكسي، مما يوضح نتيجة المفاهيم الهندسية الخاطئة. تشير الملصقات التفصيلية إلى المكونات الرئيسية وحالات الفشل.
عواقب المفهوم الخاطئ للتدريع السطحي SIS

وتظهر هذه المفاهيم الخاطئة الخمسة في مواصفات المشروع وإجراءات التركيب وسجلات الصيانة في مشاريع المحطات الفرعية في كل منطقة جغرافية - وكل منها ينتج عنه نمط فشل محدد ومتوقع كان من شأن الفهم الصحيح لتقنية التدريع السطحي أن يحول دونه.

الاعتقاد الخاطئ 1 - “الدرع السطحي هو مجرد طلاء طلاء طلاء”

يعامل المفهوم الخاطئ الأكثر انتشارًا الدرع السطحي شبه الموصّل أو المعدني على أنه طلاء واقي تجميلي أو ميكانيكي - أي ما يعادل الطلاء على غلاف لوحة المفاتيح الكهربائية - بدلاً من كونه مكونًا كهربائيًا وظيفيًا لا يقل أهمية عن العزل الأساسي.

النتيجة: يقوم موظفو الصيانة بصنفرة أو كشط أو وضع طلاء غير موصل للكهرباء على المناطق التالفة من الطلاء شبه الموصلة أثناء الصيانة الروتينية - مما يخلق بقعًا غير محمية على سطح الإيبوكسي حيث يعود المجال الكهربائي إلى التوزيع غير المنضبط، ويتجاوز إجهاد المجال المحلي التفريغ الجزئي5 جهد الاستهلال، ويبدأ نشاط PD عند حدود الرقعة. وتنتج رقعة غير محمية بمساحة 50 مم² على سطح وحدة SIS بجهد 24 كيلو فولت SIS إجهاد مجال كهربائي محلي يتراوح بين 4-8 كيلو فولت/مم عند حافة الرقعة - أعلى بكثير من عتبة بدء نشاط PD التي تبلغ 1-2 كيلو فولت/مم للهواء عند سطح الإيبوكسي.

المفهوم الخاطئ 2 - “تأريض التدريع السطحي اختياري لفئات الجهد المنخفض”

ويحدد بعض المهندسين مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS عند 12 كيلو فولت دون اشتراط توصيل وصلة أرضية واقية للسطح بقضيب أرضي لمجموعة المفاتيح الكهربائية - معللين ذلك بأن فئة الجهد المنخفضة تنتج جهدًا سطحيًا مقترنًا بالسعة أقل “ربما يكون آمنًا بما فيه الكفاية”.”

النتيجة: لا تحتوي المواصفة القياسية IEC 61140 على إعفاء من فئة الجهد لحدود الجهد اللمسي - 50 فولت تيار متردد هو الحد الأقصى بغض النظر عن جهد النظام. تحمل وحدة SIS بجهد 12 كيلو فولت مع درع طلاء شبه موصل غير متصل جهدًا سطحيًا يتراوح بين 0.8 و2.5 كيلو فولت في ظروف التشغيل العادية - 16-50× حد جهد اللمس IEC 61140. إن تقييم “من المحتمل أن يكون آمنًا بما فيه الكفاية” ليس حسابًا هندسيًا؛ بل هو افتراض يلغي وظيفة سلامة الأفراد الأساسية لنظام التدريع السطحي.

المفهوم الخاطئ 3 - “لا تزال الشاشة المعدنية غير المتصلة توفر حماية كافية”

في بعض الأحيان يقبل المهندسون الذين يحددون مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الشاشة المعدنية SIS عند 40.5 كيلو فولت فجوات استمرارية الشاشة - عند وصلات الوحدات، أو نقاط دخول الكابلات، أو مواقع التلف الميكانيكي - على أساس أن الشاشة تغطي “معظم” السطح وتوفر “معظم” فائدة التدريع.

النتيجة: التدريع بالمجال الكهربائي ليس دالة تناسبية لتغطية الشاشة - فجوة 10 مم في شاشة معدنية متصلة تركز المجال الكهربائي غير المحمي بالكامل في موقع الفجوة. يصل إجهاد المجال عند فجوة الشاشة في وحدة SIS بجهد 40.5 كيلو فولت إلى 15-25 كيلو فولت/مم - وهو ما يكفي لبدء تفريغ جزئي في الهواء عند الفجوة التي تؤدي إلى تآكل سطح الإيبوكسي وتتطور إلى فشل في التتبع خلال 500-2000 ساعة من التشغيل.

حالة العميل اتصل مهندس تصميم محطة فرعية في أحد مقاولي الهندسة والمشتريات والبناء في جيانغسو بالصين بشركة Bepto بعد أن ظهرت علامة تتبع واضحة على سطح وحدة عمود التوصيل المغلفة خلال 8 أشهر من بدء التشغيل. حدد فحص ما بعد العطل وجود فجوة في استمرارية الشاشة بقطر 15 مم عند الوصلة بين قسمي عمود وصل مغلف - وقد نشأت الفجوة أثناء التركيب عندما أغفل فريق التركيب شريط ربط الشاشة عند وصلة الوحدة. كانت قناة التتبع قد تقدمت 35 مم من حافة الفجوة باتجاه نهاية الكابل. حدد الفريق الفني لشركة Bepto الإجراء الصحيح لربط استمرارية الشاشة وقام بتوريد شريط ربط بديل ومادة لاصقة موصلة للإصلاح. عمل التركيب الذي تم إصلاحه دون تكرار لمدة 30 شهرًا.

المفهوم الخاطئ 4 - “التدريع السطحي يلغي الحاجة إلى اختبار التفريغ الجزئي”

تحذف بعض مواصفات المشتريات الخاصة بمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات التفريغ الجزئي من اختبار تشغيل التفريغ الجزئي على أساس أن نظام التدريع السطحي “يمنع التفريغ الجزئي” - مما يخلط بين وظيفة التدريع السطحي (التحكم في توزيع المجال الخارجي) ووظيفة العزل الأساسي (منع التفريغ الجزئي الداخلي داخل صب الإيبوكسي).

النتيجة: يتحكم التدريع السطحي في المجال الكهربي عند حدود الإيبوكسي والهواء - لا يمنع التفريغ الجزئي داخل الفراغات أو التصفيحات أو الشوائب داخل صب الإيبوكسي. لا يمكن الكشف عن التفريغ الجزئي للتفريغ الجزئي الداخلي في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الموصلات الكهربائية المدمجة عن طريق الفحص البصري ولا تمنعه سلامة التدريع السطحي - فهو يتطلب قياس التفريغ الجزئي IEC 60270 عند 1.5× U0 للكشف. إن إغفال اختبار التشغيل التجريبي للتفريغ الجزئي للتفريغ الجزئي على أساس وجود التدريع السطحي يترك عيوب الصب الداخلية غير مكتشفة.

المفهوم الخاطئ 5 - “جميع أنظمة التدريع السطحي للمفاتيح الكهربائية SIS متساوية”

في بعض الأحيان يتعامل المهندسون الذين يختارون بين منتجات مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS من مختلف المصنعين مع التدريع السطحي كميزة موحدة - بافتراض أن أي منتج يحمل علامة “SIS” مع “التدريع السطحي” يوفر تحكمًا متكافئًا في المجال الكهربائي وأداءً متكافئًا في سلامة اللمس.

النتيجة: يختلف تصميم نظام التدريع السطحي ومواصفات المواد والتحقق من اختبار النوع IEC اختلافًا كبيرًا بين الشركات المصنعة - يوفر طلاء شبه موصل بمقاومة سطحية تبلغ 10 ⁷ Ω/مربع (الحد الأعلى للنطاق المقبول) تحكمًا أقل بكثير في المجال من طلاء بمقاومة 10 Ω/مربع، وتوفر الشاشة المعدنية ذات الترابط المتقطع عند وصلات الوحدة حماية أقل بكثير من الشاشة ذات الترابط المستمر. وبدون مطالبة الشركة المصنعة بتقديم تقرير اختبار النوع IEC 62271-200 الذي يتضمن قياس الجهد السطحي مع وجود نظام التدريع، لا يمكن للمواصفات التحقق من أن المنتج يوفر الامتثال لجهد اللمس IEC 61140.

كيف يتم تحديد متطلبات التدريع السطحي بشكل صحيح في مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS لمشاريع المحطات الفرعية ذات الجهد العالي؟

رسم بياني تقني بأسلوب رسومي واضح، مصمم كدليل اختيار لتحديد مواصفات التدريع السطحي في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات العزل الصلب (SIS) لمشاريع المحطات الفرعية ذات الجهد العالي. ويضم رسمًا توضيحيًا تفصيليًا لوحدة مفاتيح كهربائية مغلفة بمفاتيح SIS مع عنوان رئيسي "مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات العزل الصلب: دليل مواصفات التدريع السطحي". تم تنظيم الرسم التوضيحي بشكل منطقي، حيث يوضح كيفية تحديد المتطلبات بشكل صحيح (جهد النظام، وحدود جهد اللمس)، والنظر في الظروف البيئية (التحكم في الأماكن المغلقة مقابل الأماكن الخارجية/الملوثة)، والتحقق من الامتثال للمعايير والشهادات. وهو يقارن بصريًا بين التقنيتين الرئيسيتين: الطلاء شبه الموصّل والشاشة المعدنية، مع تسليط الضوء على المعلمات التقنية الرئيسية. تمثل الأيقونات الصغيرة اختبارات مثل اختبارات نوع IEC والتفريغ الجزئي.
دليل مواصفات التدريع السطحي لمجموعة المفاتيح الكهربائية SIS

الخطوة 1: تحديد المتطلبات الكهربائية ومتطلبات السلامة

وضع معايير مواصفات التدريع السطحي من متطلبات المشروع الكهربائية ومتطلبات السلامة:

  • جهد النظام: يحدد الحد الأدنى لنوع التدريع - طلاء شبه موصل مقبول عند 12-24 كيلو فولت؛ مطلوب شاشة معدنية عند 40.5 كيلو فولت
  • حد جهد اللمس: حدد الامتثال للمواصفة IEC 61140 - بحد أقصى 50 فولت تيار متردد على أي سطح خارجي يمكن الوصول إليه عند جهد التشغيل المقنن
  • تواتر وصول الموظفين: يتطلب وصول الأفراد ذوي الترددات العالية (طرق التفتيش اليومية المتاخمة لوحدات SIS الحية) تدريع شاشة معدنية في جميع فئات الجهد - توفر الوصلة الأرضية ذات المعاوقة المنخفضة هامش أمان أكبر من الطلاء شبه الموصل

الخطوة 2: النظر في الظروف البيئية للمحطة الفرعية

  • محطة فرعية داخلية ذات تحكم في المناخ الداخلي: حماية الطلاء شبه الموصلة مقبولة - درجة الحرارة والرطوبة المستقرة تمنع تدهور الطلاء
  • محطة فرعية في الهواء الطلق أو في بيئة غير خاضعة للرقابة: تم تحديد واقي الشاشة المعدني - الأشعة فوق البنفسجية والدورة الحرارية والرطوبة تتسبب في تدهور الطلاءات شبه الموصلة بشكل أسرع من الشاشات المعدنية
  • محطة فرعية عالية التلوث (SPS الفئة الثالثة/الرابعة): شاشة معدنية مزودة بوصلات وحدات محكمة الغلق - تمنع التلوث الموصل من سد فجوات الشاشة عند واجهات الوحدات

الخطوة 3: مطابقة المعايير والشهادات

تتطلب عمليات التحقق التالية لكل منتج من مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS المقدمة للتقييم:

متطلبات الشهادةبند المواصفاتمستند التحقق
اختبار النوع IEC 62271-200 IEC 62271-200اختبار النوع الكامل بما في ذلك قياس الجهد السطحيتقرير الاختبار الأصلي - وليس شهادة موجزة
الامتثال للجهد اللمسي IEC 61140جهد السطح ≤ 50 فولت تيار متردد عند الجهد المقننبيانات القياس في تقرير اختبار النوع
مقاومة الطلاء شبه الموصلية10³-10⁶ Ω/مربعشهادة اختبار المواد المصنعة
استمرارية الشاشة المعدنيةانقطاع صفري في مفاصل الوحدات النمطيةسجل فحص المصنع
اختبار التفريغ الجزئي< 10 pC عند 1.5 × 1.5 × U0تقرير اختبار IEC 60270 IEC 60270

سيناريوهات التطبيق الفرعي

  • محطة توزيع فرعية حضرية: نظام SIS ذو الشاشة المعدنية - تردد وصول الأفراد المرتفع؛ البصمة المدمجة أمر بالغ الأهمية؛ سلامة اللمس غير قابلة للتفاوض في المنشآت العامة المجاورة
  • محطة فرعية للمنشأة الصناعية: طلاء شبه موصل SIS بطبقة شبه موصلة عند 12-24 كيلو فولت - وصول محكوم؛ بيئة داخلية مستقرة؛ تكلفة محسنة لعدد كبير من اللوحات
  • محطة تجميع الطاقة المتجددة الفرعية: شاشة معدنية SIS بجهد 35 كيلو فولت - تركيب خارجي أو شبه خارجي؛ فترات صيانة طويلة؛ متانة الشاشة على مدى 25 عامًا من عمر الأصل
  • محطة فرعية على ارتفاعات عالية (أكثر من 1,000 متر): شاشة معدنية SIS - يزيد انخفاض كثافة الهواء من خطر حدوث PDD على السطح عند انقطاع الطلاء؛ وتزيل الشاشة المعدنية بدء حدوث PD عند السطح

ما هي أخطاء التركيب والصيانة التي تؤثر على سلامة التدريع السطحي في الخدمة؟

يستخدم فني شرق آسيوي يرتدي معدات الوقاية الشخصية بدقة مقياس الفولتميتر الكهروستاتيكي عالي المقاومة، والذي يظهر قراءة '28 فولت تيار متردد' مع حالة 'PASS'، لقياس جهد اللمس السطحي على وحدة مفاتيح العزل الصلب (SIS) داخل محطة فرعية حديثة. تشير وسائل شرح النص التوضيحية إلى المكونات الرئيسية، وتوضح الصيانة الدقيقة لمنع الأخطاء الشائعة التي تضر بالدرع السطحي.
قياس التدريع السطحي الدقيق لسطح SIS

خطوات التركيب والصيانة

  1. فحص سلامة التدريع قبل التركيب: افحص جميع أسطح الوحدات المغلفة بحثًا عن أي تلف في الطلاء أو انقطاع في الشاشة قبل التركيب - رفض أي وحدة بها تآكل واضح في الطلاء > 25 مم² أو فجوة في الشاشة > 5 مم؛ توثيق نتائج الفحص بالصور الفوتوغرافية
  2. ربط الشاشة عند وصلات الوحدات النمطية: ضع شريط الربط الموصل المحدد من قبل الشركة المصنعة على جميع الوصلات من وحدة إلى وحدة - تحقق من تداخل الشريط ≥ 50 مم على كل جانب من جوانب الوصلة؛ قم بقياس مقاومة الوصلة <1 Ω بمقياس أومتر منخفض المقاومة قبل تجميع اللوحة
  3. التحقق من التوصيل الأرضي: تأكد من أن التوصيل الأرضي الواقي السطحي للوصلة الأرضية لمجموعة المفاتيح الكهربائية مصنوع باستخدام الموصل المحدد من الشركة المصنعة ومشدود بالقيمة المحددة - قياس مقاومة التوصيل الأرضي < 0.5 Ω؛ سجل في سجل تشغيل التركيب
  4. قياس الجهد باللمس عند التشغيل التجريبي: قم بقياس جهد السطح على جميع أسطح الوحدات المغلفة التي يمكن الوصول إليها باستخدام مقياس الفولتميتر عالي المقاومة عند جهد التشغيل المقدر - تأكد من أن الجهد <50 فولت تيار متردد على جميع الأسطح؛ أي سطح يتجاوز 50 فولت تيار متردد يتطلب فحصًا فوريًا لاستمرارية التدريع والتوصيل الأرضي قبل السماح بوصول الأفراد

الأخطاء الشائعة التي يجب التخلص منها

  • الخطأ 1 - إصلاح الطلاء شبه الموصِّل التالف باستخدام طلاء غير موصل أو حشو إيبوكسي: يجب أن تتمتع أي مادة إصلاح توضع على منطقة طلاء تالفة بمقاومة سطحية ضمن نطاق المواصفات 10³-10⁶ Ω/مربع - استخدم فقط مركب الإصلاح الموصِّل المورد من الشركة المصنعة؛ حيث إن الإصلاح غير الموصِّل يخلق رقعة غير محمية تبدأ في تشغيل PD
  • الخطأ 2 - حذف شريط ربط الشاشة عند وصلات الوحدة أثناء التركيب: شريط ربط وصلة الوحدة ليس جهازًا اختياريًا - فهو عنصر الاستمرارية الذي يمنع وضع فشل فجوة الشاشة PD؛ وإغفاله هو الخطأ الوحيد الأكثر شيوعًا في التركيب الذي ينتج عنه أعطال تتبع سطح مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS في بداية عمرها
  • الخطأ 3 - إجراء قياس الجهد باللمس باستخدام مقياس متعدد قياسي: تحتوي المقاييس المتعددة القياسية على مقاومة دخل تبلغ 10 ميجا أوم - غير كافية لقياس الجهد السطحي المقترن بالسعة على درع طلاء شبه موصل بدقة؛ استخدم مقياس فولتميتر كهروستاتيكي عالي المقاومة (> 1 جيجا أوم مقاومة دخل) لقياس الجهد اللمسي على الوحدات المحمية بطبقة شبه موصلة

حالة العميل الثاني اتصل مدير مشتريات في مشغل شبكة كهرباء إقليمية في شاندونغ بالصين بشركة Bepto لتقييم عرضين متنافسين من مجموعة مفاتيح SIS لترقية محطة توزيع فرعية حضرية بجهد 10 كيلو فولت - تم تصنيف كلا المنتجين على أنهما “SIS محمي سطحي” في المواد التسويقية للشركة المصنعة. طلب تقييم Bepto تقارير اختبار النوع IEC 62271-200 لكلا المنتجين ووجد أن تقرير إحدى الشركتين المصنّعتين تضمن بيانات قياس الجهد السطحي التي تؤكد 38 فولت تيار متردد عند الجهد المقنن - متوافق مع IEC 61140. لم يتضمن تقرير الشركة المصنعة الثانية بيانات قياس الجهد السطحي - تم إجراء اختبار النوع دون إجراء التوصيل الأرضي الواقي للسطح، مما جعل أداء السلامة باللمس غير مؤكد. أوصت شركة Bepto بالمنتج المعتمد؛ واعتمد مشغل الشبكة متطلبات قياس الجهد السطحي IEC 61140 كشرط مواصفات شراء إلزامي لجميع مشتريات مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات نظام التثبيت الذاتي في المستقبل.

الخاتمة

إن تقنية التدريع السطحي في مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS ليست طلاءً سلبيًا - إنها نظام تحكم نشط في المجال الكهربائي الذي تحدد سلامته واستمراريته وتوصيل التأريض الصحيح كلاً من الموثوقية العازلة للعزل الصلب وسلامة لمس مجموعة المفاتيح الكهربائية لكل شخص يعمل في المحطة الفرعية. إن المفاهيم الخمسة الخاطئة الخمسة التي تم تصحيحها في هذا الدليل - التعامل مع التدريع على أنه تجميلي، وإغفال التأريض في فئات الجهد المنخفض، وقبول انقطاع الشاشة واستبدال التدريع باختبار PD، وافتراض أن جميع أنظمة التدريع في نظام التدريع SIS متكافئة - ينتج عن كل منها أعطال محددة يمكن الوقاية منها والتي يزيلها نظام المواصفات والتركيب الصحيح. اشتراط تقارير اختبار النوع IEC 62271-200 مع بيانات قياس الجهد السطحي التي تؤكد الامتثال للمواصفة IEC 61140، وتحديد تدريع الشاشة المعدنية للتطبيقات ذات التردد العالي 40.5 كيلو فولت والتطبيقات ذات التردد العالي، وفرض تركيب شريط ربط الشاشة عند كل وصلة وحدة، والتحقق من مقاومة التوصيل الأرضي عند بدء التشغيل، وقياس جهد اللمس على كل سطح يمكن الوصول إليه قبل السماح بوصول الأفراد - لأن نظام التدريع السطحي المحدد بشكل صحيح والمركب بالكامل، والذي يتم التحقق منه عند بدء التشغيل هو النظام الذي يوفر أداء سلامة المحطات الفرعية ذات الجهد العالي الذي تم تصميم مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS لتوفيره.

الأسئلة المتداولة حول تقنية التدريع السطحي للمفاتيح الكهربائية SIS

س: ما هو الحد الأقصى المسموح به لجهد اللمس المسموح به على السطح الخارجي لوحدة مفاتيح كهربائية مغلفة بمفاتيح SIS في ظروف التشغيل العادية وفقًا للمواصفة IEC 61140، وما نوع التدريع الذي يحقق هذا الحد بشكل موثوق عند 40.5 كيلو فولت؟

A: تحدد المواصفة القياسية IEC 61140 جهد اللمس الأقصى 50 فولت تيار متردد - يحقق التدريع المعدني للشاشة مع الربط الأرضي المباشر < 1 فولت تيار متردد عند 40.5 كيلو فولت؛ وعادةً ما يتجاوز الطلاء شبه الموصل وحده عند 40.5 كيلو فولت حد 50 فولت بدون غربلة معدنية تكميلية.

س: لماذا تمثل الفجوة التي يبلغ قطرها 10 مم في الشاشة المعدنية لوحدة مفاتيح كهربائية ذات نظام تثبيت SIS بجهد 35 كيلو فولت عيبًا خطيرًا في السلامة وموثوقية العزل بدلاً من عيب بسيط مقبول في التركيب؟

A: تركز فجوة الشاشة التي يبلغ قطرها 10 مم المجال الكهربائي غير المحمي بالكامل في موقع الفجوة - يصل إجهاد المجال المحلي إلى 15-25 كيلو فولت/مم عند 35 كيلو فولت، مما يؤدي إلى تفريغ جزئي في الهواء عند الفجوة التي تؤدي إلى تآكل سطح الإيبوكسي ويتطور إلى تعطل التتبع في غضون 500-2000 ساعة تشغيل.

س: ما هو نطاق المقاومة السطحية الذي يجب أن يحافظ عليه درع الطلاء شبه الموصل على مجموعة المفاتيح الكهربائية SIS لتوفير تحكم فعال في المجال الكهربائي عند تصنيفات الجهد المتوسط 12-24 كيلو فولت؟

A: 10³ - 10 ⁶ Ω/مربع - أقل من 10³ Ω/مربع يقترب الطلاء من التوصيل المعدني وقد يتسبب في تدوير التيارات؛ فوق 10 ⁶ Ω/مربع يصبح التأريض السعوي الموزع غير كافٍ للتحكم في إجهاد المجال السطحي عند معدلات الجهد المتوسط.

س: هل وجود نظام تدريع سطحي مؤرض ومركب بشكل صحيح على مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات نظام المفاتيح الكهربائية SIS يلغي متطلبات اختبار التشغيل التجريبي للتفريغ الجزئي IEC 60270 قبل التنشيط؟

A: لا - يتحكم التدريع السطحي في توزيع المجال الخارجي فقط؛ فهو لا يمنع PD الداخلي داخل الفراغات أو الشقوق في صب الإيبوكسي؛ قياس PD عند 1.5 × U0 في المواصفة IEC 60270 إلزامي بغض النظر عن سلامة التدريع السطحي للكشف عن عيوب الصب الداخلية.

س: ما الأداة التي يجب استخدامها لقياس جهد اللمس على وحدة المفاتيح الكهربائية SIS المحمية بطبقة شبه موصلة محمية من الطلاء شبه الموصّل، ولماذا لا يكفي مقياس رقمي متعدد قياسي لهذا القياس؟

A: يلزم وجود مقياس فولتميتر كهروستاتيكي عالي المقاومة مع مقاومة دخل > 1 جيجا أوم - مقياس متعدد قياسي بمقاومة دخل 10 ميجا أوم يحمّل جهد السطح المقترن بالسعة ويقرأ قيمًا منخفضة بشكل مصطنع تشير بشكل خاطئ إلى الامتثال للمواصفة IEC 61140 على سطح غير محمي أو مؤرض بشكل سيء.

  1. فهم الخصائص العازلة والميكانيكية للراتنج المصبوب المستخدم في وحدات SIS.

  2. تعرف على كيفية تحكم دروع التأريض في تركيز الإجهاد الكهربائي عند حدود العزل.

  3. استكشف متطلبات المقاومة الكهربائية للتحكم الفعال في المجال في تطبيقات الجهد المتوسط.

  4. الوصول إلى معيار السلامة الدولي للحماية من الصدمات الكهربائية في التركيبات الكهربائية.

  5. ابحث عن مستويات الجهد التي يبدأ عندها الانهيار الكهربائي الموضعي في البيئات الغازية.

ذات صلة

جاك بيبتو

مرحبًا، أنا جاك، أخصائي معدات كهربائية يتمتع بخبرة تزيد عن 12 عامًا في مجال توزيع الطاقة وأنظمة الجهد المتوسط. من خلال منصة Bepto الكهربائية، أشارك الرؤى العملية والمعرفة التقنية حول مكونات شبكة الطاقة الرئيسية، بما في ذلك المفاتيح الكهربائية، ومفاتيح كسر الأحمال، وقواطع الدوائر الكهربائية الفراغية، ومفصلات الكهرباء، ومفاتيح الفصل، ومحولات الأجهزة. تنظم المنصة هذه المنتجات في فئات منظمة مع صور وتفسيرات تقنية لمساعدة المهندسين والمتخصصين في الصناعة على فهم أفضل للمعدات الكهربائية والبنية التحتية لأنظمة الطاقة.

يمكنك التواصل معي على [email protected] للأسئلة المتعلقة بالمعدات الكهربائية أو تطبيقات أنظمة الطاقة.

جدول المحتويات
نموذج الاتصال
🔒 معلوماتك آمنة ومشفرة.