مانعات زيادة الجهد SPD داخل اللوحات: التوصيل في نظام TT

الخلاصة الفنية

SPD يحد زيادة الجهد العابرة؛ ولا يستبدل القاطع التفاضلي أو التأريض أو حماية القصر. في نظام TT، نراجع بنية الجهاز وموقعه بالنسبة إلى RCD، وليس عدد أقطابه فقط.

يعرض الدرس ترتيب 1+1 للأحادي و3+1 للثلاثي، واختيار النوع والحماية الاحتياطية وطول التوصيلات، ثم خطوات التركيب والفحص. الرسومات مبدئية، وتوزيع أطراف الطراز يؤخذ من المصنع.

1. ما وظيفة SPD داخل اللوحة؟

عند وصول نبضة عابرة بسبب البرق أو عمليات الفصل والتوصيل، يصبح مسار الحماية موصلًا لتحديد فرق الجهد وتحويل تيار النبضة. يوصل SPD المعتاد على فرع بالتوازي مع الدوائر؛ لا تمرر تيار الأحمال في عناصر تحديد الجهد.

توجد أطراف تمرير أو توصيل على شكل V في بعض المنتجات؛ تسمح بترتيب مختلف للأسلاك وفق تيار الأطراف وتعليمات الطراز، ولا تحول عنصر الحماية إلى جهاز تسلسلي مع الحمل.

انقطاع النيوترال وارتفاع الجهد المستمر ليسا نبضة عابرة. لا تعتمد على SPD وحده لهذه الحالة؛ راجع حماية الجهد المطلوبة وسلوك الجهاز تحت TOV.

2. الفرق بين Type 1 وType 2 وType 3

لا تقارن جهازًا مكتوبًا عليه 40 kA من Type 2 بجهاز 12.5 kA من Type 1 اعتمادًا على الرقم وحده؛ شكل الموجة والطاقة والتصنيف مختلفة. Type 3 وحده ليس بديلًا عامًا لحماية المدخل.

3. لماذا نركز على TT؟

في TT ترتبط الأجزاء المكشوفة الموصلة بتأريض المنشأة، ويظل N منفصلًا عن PE داخلها. مسار عطل نحو الأرض قد لا يولد تيارًا يكفي لفصل حماية زيادة التيار، ولذلك تبقى الحماية من الصدمة وتنسيق RCD أساسًا في التصميم.

إذا وضعت عنصرًا غير مناسب بين L وPE قبل RCD ثم فشل موصلًا، فقد ينشأ مسار عطل أرضي لا يغطيه RCD الموجود بعده. لذلك لا تنقل جهازًا أو رسمًا من TN-C أو TN-S إلى TT دون مراجعة.

SPD لا يصلح التأريض الضعيف، ولا يسمح بإلغاء RCD. كما لا ينشئ كهربائي المنشأة جسرًا دائمًا بين N وPE لتحسين تصريف النبضة.

4. توصيل أحادي الطور: ترتيب 1+1

يتكون الترتيب المشروح من عنصر بين L وN، وعنصر تبديل جهدي مناسب بين N وPE، غالبًا فجوة شرارية. يبقى مسار N–PE عالي الممانعة في التشغيل الطبيعي، ويعمل وفق خصائصه أثناء النبضة.

1. تؤخذ تغذية L وN للفرع من الجهة نفسها قبل RCD في الحالة المرسومة.
2. تدخل تغذية الأحمال عبر RCD؛ يبقى SPD على فرع موازٍ.
3. يوصل طرف PE للجهاز إلى شريط PE/MET المربوط بتأريض المنشأة، بمسار قصير.
4. تعتمد الحماية الاحتياطية وطريقة الفصل من تعليمات الطراز.

المخطط ليس تصريحًا عامًا بإضافة فرع غير محمي قبل RCD. يجب تأمين الحماية من الصدمة للجزء السابق له، بما يشمل الأسلاك والغلاف ومكان التركيب. وجود لوحة معدنية يحتاج مراجعة هذا الجزء تحديدًا.

5. توصيل ثلاثي الطور: ترتيب 3+1

تتصل ثلاثة عناصر من L1 وL2 وL3 إلى N، مع عنصر N–PE مشترك مناسب لتصريف التيار المجمع. يشار إلى هذه البنية عادة بترتيب CT2 في أدلة تطبيق البند 534.

شكل 2 — بنية الحماية؛ لا يعرض الرسم القواطع أو توزيع أطراف منتج محدد. تقرأ تسمية 3+1 من اليسار إلى اليمين.

في التوصيل الخارجي للحالة السابقة لـRCD، تؤخذ L1 وL2 وL3 وN من الجهة السابقة نفسها؛ تمر موصلات الأحمال الحية عبر RCD المناسب، ويبقى PE خارجه. لا تأخذ الأطوار من قبل RCD والنيوترال من بعده.

تسمية «4P» وحدها لا تثبت أن الجهاز 3+1؛ قد تصف بنية مختلفة. افحص الرسم الداخلي، وملاءمة TT، وسعة عنصر N–PE. ألوان خطوط الرسومات للتمييز التعليمي؛ تعريف الموصلات الفعلي حسب مرجع المشروع.

6. هل يوضع SPD قبل RCD أم بعده؟

وضع Type 1 بعد RCD ليس ترتيبًا افتراضيًا مناسبًا؛ راجع تعليمات النظام والطراز. كذلك قد يفصل RCD المقاوم للنبضات عند تجاوز شروطه.

لا تستبدل RCD المطلوب للحماية الإضافية 30 mA بجهاز مؤخر لمجرد منع الفصل. «انتقائي S» و«عالي المناعة» وصفان مختلفان، واختيارهما يجب أن يحقق وظيفة الحماية وزمن الفصل المطلوبين.

7. كيف تقرأ بيانات الجهاز؟

مثال قراءة، وليس توصية شراء

يعرض طراز Phoenix Contact رقم 1466609 بنية 3+1 وملاءمة TT، مع In قدره 20 kA وImax قدره 40 kA. ويعلن Up لمسار L–N حتى 1.8 kV ولمسار L–PE حتى 2 kV. تختلف مستويات المسارات؛ لا تكتف برقم واحد في عنوان الإعلان.

هذا الطراز مثال لفهم البيانات، وليس اختيارًا عامًا لشبكة 230/400 V. لا تختَر Uc أو حماية الفرع من المثال دون مراجعة جهد الشبكة وTOV وشروط الطراز والمشروع.

8. حماية فرع SPD: هل نضع قاطعًا دائمًا؟

SPD المزود بفاصل حراري داخلي لا يضمن وحده إزالة كل عطل قصر. نراجع حماية القصر المنسقة؛ قد تحققها الحماية السابقة ضمن شروط المصنع، أو يلزم فرع بفيوز/قاطع إضافي، أو جهاز بحماية مدمجة معتمدة.

لا تعتمد C20 أو C32 لكل الأجهزة. تحقق من نوع الحماية ومقننها، وتحمل النبضة، وقدرة القطع عند الموقع، ومقطع الفرع. حد «أقصى فيوز احتياطي» ليس أمرًا بتركيب فيوز بهذا المقنن.

خدمة 25 A وخدمة 100 A لا تعطيان وحدهما قيمة Imax أو مقنن حماية SPD. تحتاج أيضًا تيار القصر المتوقع وتعليمات الجهاز ونوع الحماية السابقة.

9. التوصيلات القصيرة أهم من شكل ترتيب اللوحة

يوصي دليل Schneider بأن يكون مجموع توصيلات الشبكة إلى SPD ثم إلى طرف التأريض، مع توصيلات الحماية المنفصلة، ضمن 0.5 م. يقاس طول المسار الفعلي، لا المسافة المباشرة بين الأجهزة.

شكل 3 — مثال حسابي مبسط لفرع؛ لا يبين جميع الموصلات. تراجع المسارات ذات الصلة وتوصيل N أيضًا حسب ترتيب الجهاز.

في المثال: 0.15 + 0.10 + 0.20 = 0.45 م. زيادة طول الموصل تضيف هبوطًا حثيًا أثناء النبضة؛ تكبير المقطع وحده لا يعوض المسار الطويل.

ضع SPD قريبًا من نقطة التفرع وPE/MET، وتجنب اللفات والمساحات الكبيرة بين الموصلات. افصل مسارات الدخول المعرضة عن المخارج المحمية قدر الإمكان. عند تعذر الترتيب، راجع تغيير موضع الجهاز أو توصيل V المسموح أو حماية إضافية منسقة.

ماذا عن المقطع؟

يذكر الدليل 4 ملم² نحاس لتوصيل Type 2 و16 ملم² لـType 1 عند مدخل المنشأة. هذه إرشادات المرجع المعروض، وليست جدولًا شاملًا لكل طرف وحالة؛ يحدد المقطع النهائي وفق بند الإصدار المطبق ووظيفة الموصل وتحمل القصر والحماية وتعليمات المصنع. قد يلزم مقطع أكبر.

10. خطوات التركيب والفحص

1. المعاينة: أثبت نظام TT والجهد وعدد الأطوار ووجود LPS ومسافات المعدات وبيانات التأريض والحماية السابقة.
2. الاختيار: حدد النوع وبنية 1+1 أو 3+1 وUp وUc وTOV وتحمل القصر وتنسيق المراحل.
3. اعتماد الرسم: حدد موضع SPD بالنسبة لـRCD، وعالج حماية الجزء السابق له ونوع حماية الفرع ومقاطع التوصيل.
4. العزل الآمن: يفصل المختص مصادر التغذية ويؤمن عدم إعادة التشغيل ويتحقق من غياب الجهد؛ تشمل المصادر البديلة الشمسية والمولد وUPS إن وجدت.
5. التثبيت: ثبت الطراز على الحامل المناسب قرب نقاط الربط، مع مساحة صيانة ورؤية مؤشر الحالة.
6. التوصيل: اتبع مخطط الأطراف الفعلي؛ خذ الموصلات الحية من جهة واحدة بالنسبة لـRCD، ووصل PE إلى منظومة التأريض القائمة دون جسر دائم N–PE.
7. الشد: طبق عزم المصنع وطول التجريد ونوع النهايات وعدد الموصلات المسموح في الطرف.
8. الفحص قبل التغذية: راجع الأطوال والحماية والاستمرارية وفصل قضبان N وPE، وإغلاق الأطراف والغلاف.
9. الاختبارات: افحص الحماية وRCD والتأريض وفق خطة المشروع. قبل اختبار مقاومة العزل، اتبع تعليمات SPD بشأن فصله أو نزع خرطوشته؛ بعض الطرز تسمح بالاختبار موصولة ضمن حدود محددة.
10. التسليم: سجل الطراز والرسم والحماية والأطوال ونتائج الفحص ومؤشر الحالة وطريقة الاستبدال.

إضاءة المؤشر لا تثبت بمفردها ملاءمة الجهاز أو سلامة كامل التصميم. واستمرار الكهرباء بعد فصل فرع SPD قد يعني أن الأحمال تعمل دون الحماية المطلوبة.

11. مثال تعليمي لمنزل بنظام TT

منزل أحادي 230 V، وخدمة 25 A، دون منظومة حماية خارجية معلومة. لا يكفي هذا الوصف لإصدار اختيار نهائي.

• تراجع الحاجة إلى SPD وتعرض التغذية ومتطلبات المشروع؛ يدرس Type 2 إذا لم تتطلب الدراسة Type 1.
• يدرس جهاز TT بترتيب 1+1، مع قرار موثق لموقعه وحماية فرعه.
• يقاس طول التوصيل ويختصر، بدل وضع الجهاز في مكان فارغ بعيد.
• إذا كان جهاز حساس على مسار كابل يزيد على 10 م، تراجع حماية إضافية منسقة قربه؛ هذا طول كابل، وليس مسافة مستقيمة عبر الغرفة.
• في المنزل الثلاثي، يدرس 3+1؛ لا تستنتج سعة التفريغ من خدمة 100 A وحدها.

12. أخطاء شائعة وصيانة

تراجع مؤشرات نهاية العمر والحماية السابقة، وتستبدل الوحدة المناسبة عند الحاجة وفق إجراء المصنع. يفيد تلامس الإشارة البعيد في المواقع التي يصعب ملاحظة عطل الحماية فيها. لا تنزع خرطوشة أو تعمل داخل لوحة حية دون إجراء يسمح به المصنع ويطبقه المختص.

المراجع وحدود المراجعة

الإطار المرجعي للاختيار والتركيب هو IEC 60364-5-53، خصوصًا البند 534. تأكدت بيانات النسخة المجمعة 2019 مع تعديلي 2020 و2024، لكن لم تراجع جميع بنود نصها الكامل هنا. الشرح التطبيقي يعتمد على أدلة المصنعين الموضحة. معيار منتج SPD لا يحل محل معيار تركيب المنشأة.

يعرض IEC 61643-11:2025 متطلبات أجهزة AC، ويقرأ مع IEC 61643-01. قد تعرض المنتجات شهادات بإصدارات أقدم؛ تراجع قبول المنتج وفق المشروع والجهة المختصة. لا ينسب المقال هذه التفاصيل إلى إلزام إسرائيلي عام دون نص محلي محدد.

• IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024 — إطار الاختيار والتركيب.
• IEC 61643-11:2025 — متطلبات واختبارات منتجات SPD لشبكات AC.
• OBO — Surge protection systems — ص 23، ترتيب 3+1 وN–PE وموقع الحماية.
• Schneider — وظيفة SPD وتصنيفاته .
• Schneider — Uc وUp وبنية الحماية .
• Schneider — التنسيق مع RCD .
• Schneider — حماية القصر المنسقة .
• Schneider — طول التوصيلات والمقاطع .
• Schneider — مسارات الأسلاك .
• Schneider — توزيع مراحل الحماية والمعدات البعيدة .
• Schneider — المؤشرات والصيانة .
• Phoenix Contact — بيانات الطراز 1466609 — مثال قراءة، وليس توصية اختيار.

مراجعة المصادر: 2026-10-06. الأطوال بالمتر والأرقام بالإنجليزية. المخططات تعليمية؛ التنفيذ للمختص وفق تصميم معتمد وتعليمات المنتج.