أساسيات VPIS/المستشعرات السعوية: الاختيار، والتوصيل، وأسباب الإشارة الكاذبة

تعتمد سلامة المفاتيح الكهربائية على معرفة ما إذا كانت الدوائر الكهربائية مفعلة قبل بدء أعمال الصيانة. لا يمكن للفحص البصري التمييز بين 12 كيلو فولت الحية والميتة - يعتمد العمال على أنظمة مؤشر وجود الجهد (VPIS) لتوفير هذا التأكيد. يمكن أن تؤدي إشارة واحدة خاطئة إلى إصابة أو وفاة بسبب وميض القوس الكهربائي.

تشكل الحساسات السعوية قلب معظم تركيبات نظام معلومات الشبكة الافتراضية الخاصة الحديثة. على عكس المحولات المحتملة التي تتطلب تنسيق العزل وتعديل الدائرة الأولية، يتم تركيب الحساسات السعوية خارجيًا على الكابلات أو قضبان التوصيل، حيث تكتشف المجالات الكهربائية دون توصيل جلفاني. عند اختيارها وتركيبها بشكل صحيح، فإنها توفر مؤشر جهد موثوق به لعقود. وعند تركيبها بشكل غير صحيح، فإنها تنتج نتائج إيجابية كاذبة، أو سلبية كاذبة، أو تشغيل متقطع يؤدي إلى تآكل ثقة المشغل.

يشرح هذا الدليل كيفية عمل مستشعرات الجهد السعوي، وكيفية اختيار النماذج المناسبة لتطبيقات الجهد المتوسط المختلفة، وممارسات التوصيل السليمة التي تمنع ظهور مؤشرات خاطئة، وتقنيات استكشاف الأعطال وإصلاحها لأنماط الفشل الأكثر شيوعًا.

ما الذي يفعله نظام معلومات الشبكة الافتراضية الخاصة والمستشعرات السعوية في مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط

توفر أنظمة مؤشر وجود الجهد (VPIS) تأكيدًا مرئيًا بأن الدوائر الكهربائية مفعلة أو غير مفعلة. وهي تخدم ثلاث وظائف سلامة بالغة الأهمية:

التحقق من الإغلاق/التعليق - قبل أن يقترب العمال من المعدات، يتأكد نظام معلومات VPIS من إزالة الجهد الكهربائي
مفتاح التأريض متساهل - تمنع أقفال التعشيق إغلاق مفتاح التأريض إلا إذا أشار نظام معلومات التأريض VPIS إلى عدم وجود جهد كهربائي
التحقق من ثلاث مراحل - يكتشف حالات الصمامات أحادية الطور أو الصمامات المنفجرة حيث تظل مرحلة أو مرحلتين نشطة

استخدمت التطبيقات المبكرة لنظم المعلومات الافتراضية الخاصة (VPIS) محولات الجهد (VTs) أو محولات الجهد (PTs) المتصلة مباشرة بالدائرة الأولية. وتوفر هذه المحولات قياسًا دقيقًا للجهد ولكنها تتطلب تنسيقًا دقيقًا للعزل، وتضيف تكلفة وتشغل مساحة في مجموعة المفاتيح الكهربائية المدمجة. وظهرت الحساسات السعوية كبديل أبسط: أجهزة صغيرة على شكل قرص يتم تركيبها على نهايات الكابلات أو غرف قضبان التوصيل أو أسطح العزل الإيبوكسي، وتكشف عن وجود الجهد من خلال اقتران المجال الكهربائي.

لا تقيس المستشعرات السعوية حجم الجهد - فهي تكتشف وجود المجال فوق عتبة (عادةً 15-25% من الجهد المقنن). يشير مؤشر LED أخضر إلى وجود جهد كهربائي؛ ولا توجد إضاءة (أو مؤشر LED أحمر في بعض الطرز) يشير إلى عدم وجود جهد كهربائي. تدمج الأنظمة الأكثر تعقيدًا ثلاثة مستشعرات أحادية الطور مع وحدة عرض مركزية تعرض حالة كل مرحلة ومخرجات إنذار لتكامل دائرة التحكم.

[ملاحظة السلامة: تشير المستشعرات السعوية إلى وجود جهد كهربائي ولكنها لا تثبت أن الدوائر الكهربائية آمنة للمس - تحقق دائمًا باستخدام معدات اختبار مصنفة بشكل صحيح قبل العمل على المعدات غير المجهزة بالطاقة]

تطبيقات قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية التي تمت مناقشتها في https://xbrele.com/what-is-vacuum-circuit-breaker-working-principle/ غالبًا ما يتم دمج نظام تحديد المواقع الافتراضية الخاصة في نهايات الكابلات وغرف قضبان التوصيل لتعزيز سلامة الأفراد أثناء عمليات الصيانة والتبديل.

كيف تعمل المستشعرات السعوية: أساسيات اقتران المجال الكهربائي

تعمل المستشعرات السعوية على مبدأ أن الموصلات التي يتم تنشيطها تخلق مجالات كهربائية تمتد إلى الفضاء المحيط. ويصبح المستشعر لوحة واحدة من مكثف، حيث يكون الموصل النشط هو اللوحة الأخرى والهواء/العازل هو العازل.

مبدأ التشغيل المادي

عندما يتم تنشيط كابل أو قضيب توصيل بجهد 12 كيلو فولت، يشع مجال كهربائي للتيار المتردد إلى الخارج. ويقترن عنصر استشعار معدني موضوع بالقرب من الموصل بهذا المجال بالسعة. على الرغم من عدم وجود توصيل جلفاني (كهربائي مباشر)، يتدفق تيار إزاحة ضئيل للغاية:

I = C × dV/dt

أين:

• I = تيار الإزاحة (من نانو أمبير إلى ميكرو أمبير عادةً)
• C = السعة بين المستشعر والموصل (عادةً 0.1-10 pF)
• dV/dt = معدل تغير الجهد (يتناسب مع التردد والسعة)

بالنسبة لنظام 50 هرتز، 12 كيلو فولت (الطور إلى الأرض = ~ 7 كيلو فولت RMS):

dV/dt = 2π × 50 × 50 × 7000 = 2.2 ميجا فولت/ثانية

بسعة اقتران 1 pF:

I = 1 pF × 2.2 ميجا فولت/ث = 2.2 ميكرو أمبير

يقوم تيار الإزاحة هذا على مستوى الميكروأمبير بشحن مكثف داخلي صغير في إلكترونيات المستشعر. عندما تتجاوز الشحنة المتراكمة عتبة معينة، ينشط مؤشر LED الخاص بالمستشعر، مما يشير إلى وجود الجهد. إذا انخفض جهد الدائرة الأولية إلى أقل من ~15-25% من القيمة المقدرة، يتدفق تيار إزاحة غير كافٍ للحفاظ على المؤشر.

بناء المستشعر

يحتوي المستشعر السعوي النموذجي على

قطب الاستشعار الكهربائي - قرص أو صفيحة معدنية موضوعة بالقرب من الموصل الأساسي
وحدة الإلكترونيات - مضخم الصوت، وكاشف العتبة، ومُشغِّل الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الذي يعمل بواسطة المجال المستشعر نفسه أو بواسطة الطاقة المحصودة من المجال الكهربائي
مؤشر LED - أخضر (الجهد موجود) أو أحمر/لا يوجد (الجهد غائب)
أجهزة التركيب - وسادة لاصقة أو حامل لولبي أو مشبك تثبيت لولبي أو مشبك تثبيت حسب الاستخدام

تضيف النماذج المتقدمة:

• جهات الاتصال المساعدة لدوائر الإنذار عن بُعد أو التعشيق
• مؤشر LED مزدوج (أخضر + أحمر) للإشارة الإيجابية في كلتا الحالتين
• دارة اختبار ذاتي تومض بنمط LED لإثبات وظيفة المستشعر
• واجهة الاتصال (مودبوس، بروفيبوس) لتكامل SCADA

اختيار المستشعر السعوي المناسب: اعتبارات التطبيق

يعتمد اختيار المستشعر السعوي على موقع التركيب ومستوى الجهد والظروف البيئية ومتطلبات تكامل النظام. يؤدي الاختيار غير الصحيح إلى تشغيل غير موثوق به أو فشل كامل.

تصنيف الجهد والحساسية

يجب أن تتطابق المستشعرات مع فئة جهد النظام:

عتبة الالتقاط - الجهد الذي يشير عنده المستشعر بشكل موثوق إلى “الجهد الموجود”
عتبة التسرب - الجهد الكهربي الذي يشير المستشعر تحته إلى “عدم وجود جهد كهربي”

يمنع التباطؤ بين الالتقاط والتسرب وميض مؤشر LED عندما يحوم الجهد بالقرب من العتبة. التباطؤ النموذجي هو 20-40% من قيمة الالتقاط.

نقطة الاختيار الحرجة: قد تفشل المستشعرات المصممة لأنظمة 12 كيلو فولت في العمل بشكل موثوق على أنظمة 7.2 كيلو فولت بسبب عدم كفاية شدة المجال. وعلى العكس من ذلك، قد تشير أجهزة الاستشعار بجهد 7.2 كيلو فولت إلى “جهد موجود” على أنظمة 12 كيلو فولت حتى عندما يؤدي الاقتران السعوي من المراحل المتجاورة التي تعمل بالطاقة إلى حقول شاردة، مما يؤدي إلى نتائج إيجابية خاطئة.

موقع التركيب: الكابل مقابل قضيب التوصيل مقابل أجزاء الإيبوكسي

نهايات الكابلات (الأكثر شيوعاً):

• تُركب المستشعرات مباشرة على درع عزل الكابل أو مخروط الإجهاد
• يوفر تركيز المجال الكهربائي القوي إشارة موثوقة
• يجب الحفاظ على استمرارية الدرع (لا يقطع المستشعر تأريض الدرع)
• تتطلب وصلات الكابلات الخارجية حاويات استشعار مقاومة للعوامل الجوية

حجرات القضبان:

• تُركب المستشعرات على جدران الحجرة أو مباشرةً على عازل عمود التوصيل
• تختلف قوة المجال باختلاف المسافة إلى عمود التوصيل - التركيب الأقرب إلى عمود التوصيل يحسن الموثوقية
• يمكن لجدران الحجرة المعدنية أن تحمي موضع المستشعر الميداني الحرج
• تتطلب التكوينات ثلاثية الأطوار تحديدًا دقيقًا للطور

البطانات/الأجزاء المعزولة بالإيبوكسي:

• تُركب المستشعرات على سطح إيبوكسي بالقرب من الموصل الداخلي
• يوفر التوحيد الميداني في الإيبوكسي استشعارًا مستقرًا
• يجب أن يكون السطح الإيبوكسي نظيفًا (لا يوجد تلوث يقلل من اقتران المجال)
• تتضمن بعض أجزاء الإيبوكسي جيوب مستشعرات مصبوبة في المصنع

[ملاحظة تطبيقية: وضع المستشعر لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية]

• قم بتركيب أجهزة الاستشعار داخل منطقة التأريض متساوية الجهد - وليس على معدن معزول يمكن أن يطفو على جهد كهربائي خطير
• ضع أجهزة الاستشعار في موضعها حيث تقترن بموصل الطور المقصود فقط - تجنب المواقع التي تستشعر مراحل متعددة في وقت واحد
• تحقق من أن مؤشر LED للمستشعر مرئي من وضع المشغل العادي دون الحاجة إلى فتح اللوحة
• في نهايات الكابل، قم بتركيب أجهزة الاستشعار على الجزء المستقيم أسفل مخروط الضغط، وليس على الجزء المتوهج

التصنيفات البيئية: في الأماكن المغلقة مقابل في الهواء الطلق مقابل الظروف القاسية

يجب أن تتحمل الحساسات السعوية بيئة التركيب:

تؤثر درجات الحرارة القصوى على كل من موثوقية الإلكترونيات وعمر البطارية (بالنسبة للطرازات التي تعمل بالبطارية). قد تتعطل المستشعرات المصنفة حتى +40 درجة مئوية فقط قبل الأوان في المفاتيح الكهربائية الخارجية التي تتعرض لحرارة شمسية مباشرة - يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة الداخلية +70 درجة مئوية.

جهات الاتصال الإضافية وتكامل الإنذار

توفر الحساسات الأساسية إشارة بصرية محلية فقط. تحتاج التطبيقات التي تتطلب مراقبة عن بُعد أو تداخلات كهربائية إلى حساسات مزودة بملامسات مساعدة:

خرج التتابع SPDT:

• “يغلق التلامس ”أ" عند وجود جهد كهربائي
• “يغلق التلامس ”ب" عند غياب الجهد الكهربائي
• تصنيف التلامس عادةً 1-5 أمبير عند 250 فولت تيار متردد 250 فولت تيار متردد أو 30 فولت تيار مستمر

الاستخدامات الشائعة:

• تعشيق مفتاح التأريض (يمنع إغلاق مفتاح التأريض إذا اكتشف أي مستشعر جهدًا كهربائيًا)
• لوحة إنذار غرفة التحكم (تعلن عن حالة الجهد الموجود/الغائب)
• تكامل SCADA (نقل حالة المستشعر إلى المراقبة المركزية)

تتطلب المستشعرات المزودة بملامسات طاقة خارجية (لا يمكن تشغيلها ذاتيًا من المجال الكهربائي وحده). يتطلب التوصيل أسلاكاً إضافية - عادةً 3-4 أسلاك لإمداد الطاقة بالإضافة إلى 2-3 أسلاك لكل ملامس.

ممارسات الأسلاك السليمة: منع المؤشرات الكاذبة

المستشعرات السعوية هي أجهزة بسيطة، ومع ذلك فإن الأسلاك غير السليمة تتسبب في معظم الأعطال الميدانية والمؤشرات الخاطئة. ترجع معظم المشكلات إلى أخطاء التأريض أو التداخل الكهرومغناطيسي أو أخطاء في توصيل الأسلاك.

التأريض والحماية

يجب تأريض الحساسات السعوية إلى ناقل تأريض مجموعة المفاتيح الكهربائية لإنشاء جهد مرجعي:

ممارسة التأريض الصحيح:

• قم بتوصيل مبيت المستشعر/كتيفة التركيب بالناقل الأرضي عبر سلك أرضي مخصص (2.5 مم² / 14 AWG كحد أدنى)
• يجب أن تكون الوصلة الأرضية منخفضة المعاوقة (<0.1 Ω)
• بالنسبة للمستشعرات الموجودة على نهايات الكابلات، تأكد من الحفاظ على استمرارية درع الكابل من خلال تركيب المستشعر
• لا تقم بتأريض المستشعر على الأسطح المطلية أو من خلال مسامير التثبيت وحدها - فالطلاء وحده يخلق اتصالاً عالي المقاومة

تدريع الكابل (للمستشعرات المزودة بملامسات مساعدة):

• استخدم كابلًا محميًا للأسلاك بين المستشعر ووحدة العرض/لوحة الإنذار
• يتم توصيل الدرع بالأرض عند طرف المستشعر فقط (تجنب الحلقات الأرضية)
• الحد الأدنى لتغطية الدرع 80% (يفضل 90%+)
• قم بتوجيه كابلات المستشعر بشكل منفصل عن كابلات الطاقة ذات التيار العالي لتقليل التقاط EMI

تكوين أسلاك التلامس الإضافية

تتطلب المستشعرات المزودة بمخرجات مرحل اهتمامًا دقيقًا بقطبية أسلاك التلامس والتكوين:

لتعشيق مفتاح التأريض:

• استخدام جهة اتصال المستشعر “ب” (مغلق عند غياب الجهد)
• توصيل السلك “ب” على التوالي مع دائرة إغلاق مفتاح التأريض
• إذا اكتشف أي من المستشعرات الثلاثة (المراحل R، Y، B) جهدًا كهربائيًا، يتم فتح التلامس “b” المقابل، مما يمنع إغلاق مفتاح التأريض
• اختبار عن طريق محاكاة فشل المستشعر (فصل الطاقة)-يجب أن يحجب مفتاح التأريض

للإشارة إلى الإنذار:

• “التلامس ”أ“ (مغلق عند وجود جهد كهربي) يقود إنذار ”الجهد الكهربي الموجود"
• “التلامس ”ب“ (مغلق عند غياب الجهد) يقود إنذار ”غياب الجهد"
• يجب أن تعلن دائرة الإنذار عن جهد كهربائي غير متوقع (على سبيل المثال، وجود جهد كهربائي عند فتح القاطع)

حرج: تحقق من تطابق نوع التلامس (NO مقابل NC) مع متطلبات الدائرة. تقوم بعض الشركات المصنعة بتسمية جهات التلامس باستخدام مصطلحات “عاملة” مقابل “مستقرة” بدلاً من “أ”/“ب” - استشر وثائق الشركة المصنعة لتجنب أخطاء الأسلاك.

متطلبات إمداد الطاقة (للمستشعرات النشطة)

تحصد الحساسات التي تعمل بالطاقة الذاتية الطاقة من المجال الكهربائي المستشعر - لا حاجة إلى أسلاك خارجية. تتطلب أجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطاريات وأجهزة الاستشعار التي تعمل بالطاقة الخارجية توصيل إمداد مناسب:

تعمل بالبطارية:

• خلية ليثيوم داخلية (عادةً CR2032 أو ما شابهها)
• عمر البطارية 5-10 سنوات في الظروف العادية
• مؤشر انخفاض مستوى البطارية (نمط وميض LED أو مؤشر منفصل)
• يتطلب استبدال البطارية تفكيك المستشعر - يتم جدولة الاستبدال أثناء انقطاع الصيانة

تعمل بالطاقة الخارجية:

• عادةً ما يكون جهد الإمداد 24 فولت تيار مستمر أو 110 فولت تيار مستمر من بطارية المحطة/مصدر إمداد التحكم
• استهلاك التيار 5-20 مللي أمبير لكل مستشعر
• يجب أن تكون قطبية الإمداد صحيحة (القطبية العكسية يمكن أن تتلف الإلكترونيات)
• يوصى بتزويده بمصهر (1 أمبير مصهر يحمي عدة مستشعرات)

أسلاك إمداد الطاقة:

• استخدم 1.0 مم² (18 AWG) كحد أدنى لأسلاك الإمداد
• لاحظ علامات القطبية (أحمر = +، أسود = -)
• بالنسبة للمسارات الطويلة للكابلات (> 50 م)، قم بزيادة حجم السلك لتعويض انخفاض الجهد
• تحقق من جهد الإمداد عند أطراف المستشعر (يجب أن يكون في حدود ±101 تيرابايت 3 تيرابايت من الجهد المقنن)

أسباب المؤشرات الكاذبة الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

تقوض الإيجابيات الكاذبة (الإشارة إلى وجود جهد كهربائي كاذب عندما تكون الدائرة معطلة) والسلبيات الكاذبة (عدم الإشارة إلى الجهد الكهربائي عند تنشيط الدائرة) ثقة المشغل في نظام معلومات الشبكة الافتراضية الخاصة. يمكّن فهم الأسباب الجذرية من استكشاف الأعطال وإصلاحها بفعالية.

إيجابي كاذب: الإشارة إلى الجهد عند إلغاء تنشيط الدائرة الكهربائية

السبب 1: اقتران سعوي من المرحلة النشطة المجاورة

• في الأنظمة ثلاثية الطور، يمكن أن تقترن المجالات الكهربائية من الأطوار النشطة بمستشعرات الطور غير النشط
• شائع بشكل خاص في مجموعة المفاتيح الكهربائية المدمجة ذات التباعد الطوري المتقارب
• التشخيص: قم بإلغاء تنشيط جميع المراحل الثلاث - يجب أن تختفي الإشارة الكاذبة

الحل: قم بحماية المستشعر من حقول الطور المجاورة باستخدام حواجز معدنية مؤرضة، أو انقل المستشعر إلى موضع أقل اقترانًا تبادليًا. تتطلب بعض التركيبات مجسات انتقائية الطور مع عناصر استشعار اتجاهية.

السبب 2: الجهد المستحث على الكابل الطويل غير المنشط

• الكابلات الطويلة (> 100 متر) يمكن أن يتطور الجهد المستحث من الكابلات المزودة بالطاقة المتوازية
• جهد مستحث كافٍ لتفعيل عتبة التقاط المستشعر (حوالي 2 كيلو فولت)
• التشخيص: قياس الجهد باستخدام مقياس الفولتميتر عالي المقاومة - عادةً ما ترى جهدًا مستحثًا من 1-5 كيلو فولت

الحل: قم بتأريض الكابل المفصول عن الطاقة من خلال التأريض المؤقت قبل الاعتماد على مؤشر VPIS. بدلاً من ذلك، استخدم مستشعرات ذات عتبة التقاط أعلى أو تأكيد مزدوج (قياس الجهد + استشعار المجال).

السبب 3: تعطل إلكترونيات المستشعر

• يظل مؤشر LED مضاءً بغض النظر عن حالة الدائرة
• تشير وظيفة الاختبار الذاتي (إذا كانت متوفرة) إلى وجود خطأ
• التشخيص: افصل المستشعر عن مصدر الحقل-يجب أن ينطفئ مؤشر LED

الحل: استبدل المستشعر المعيب. افحص بحثًا عن وجود تلف بيئي (دخول الرطوبة، ارتفاع درجة الحرارة) الذي قد يكون سببًا في حدوث العطل.

سالب كاذب: الفشل في الإشارة إلى الجهد عند تنشيط الدائرة الكهربائية

السبب 1: وضع المستشعر بعيدًا جدًا عن الموصل

• تقل شدة المجال الكهربائي بسرعة مع المسافة (قانون التربيع العكسي للمصادر النقطية)
• مستشعر خارج النطاق الفعال (عادةً > 50 مم لأنظمة 12 كيلو فولت)
• التشخيص: يجب أن تظهر إشارة إعادة وضع المستشعر مؤقتًا بالقرب من الموصل - يجب أن تظهر الإشارة

الحل: أعد تركيب المستشعر في الموقع المناسب. بالنسبة لتركيبات التعديل التحديثي حيث يكون موضع التركيب مقيدًا، ضع في اعتبارك طراز المستشعر الأعلى حساسية.

السبب 2: التدريع بالمعدن المؤرض

• جدران الحجرة المعدنية المؤرضة أو أقواس التثبيت تحمي المجال الكهربائي
• لا يمكن أن يقترن المستشعر بمجال الموصل
• التشخيص: قم بإزالة/إعادة وضع معدن التدريع (إذا كان ذلك آمنًا) - يجب أن تظهر الإشارة

الحل: انقل المستشعر إلى موضع خارج المنطقة المحمية، أو قم بتركيب مستشعر مثبت على عمود التوصيل يتجاوز تدريع الغرفة.

السبب 3: التلوث على سطح الإيبوكسي

• تلوث موصل (غبار، رطوبة، تتبع الكربون) على سطح العزل الإيبوكسي
• يوفر التلوث مسارًا بديلاً لتيار الإزاحة، مما يقلل من إشارة المستشعر
• التشخيص: تنظيف السطح الإيبوكسي باستخدام كحول الأيزوبروبيل - قد تعود الإشارة

الحل: التنظيف المنتظم لأسطح تركيب الحساس. بالنسبة للتركيبات الخارجية، تحقق من أن تصنيف IP مناسب لمنع دخول الرطوبة.

السبب 4: انخفاض جهد النظام الكهربائي

• جهد النظام أقل من عتبة التقاط المستشعر (على سبيل المثال، مستشعر 7.2 كيلو فولت على نظام 3.6 كيلو فولت)
• أدى إعداد صنبور المحول إلى انخفاض الجهد عن المستوى المتوقع
• التشخيص: قياس جهد النظام الفعلي - قد يكون أقل بكثير من تصنيف اللوحة الاسمية

الحل: استبدل المستشعر بطراز ذي تصنيف جهد أقل مناسب لجهد التشغيل الفعلي.

السبب 5: نضوب البطارية (أجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطارية)

• بطارية داخلية مستنفدة (العمر الافتراضي 5-10 سنوات)
• قد يكون فاتك تحذير انخفاض مستوى البطارية المنخفض
• التشخيص: فحص جهد البطارية (يتطلب تفكيك المستشعر)

الحل: استبدل البطارية أو استبدل المستشعر بأكمله إذا كانت البطارية غير قابلة للصيانة.

أفضل ممارسات التثبيت: ضمان الموثوقية على المدى الطويل

يطيل التركيب المناسب من عمر المستشعر ويحافظ على التشغيل الموثوق لسنوات:

فحوصات ما قبل التثبيت

• تحقق من تطابق تصنيف جهد المستشعر مع فئة جهد النظام
• تأكد من التصنيف البيئي (رمز IP، نطاق درجة الحرارة) المناسب لموقع التركيب
• تحقق من أن طراز المستشعر يتضمن الميزات المطلوبة (جهات الاتصال الإضافية، الاختبار الذاتي، إلخ)
• افحص حالة سطح التركيب - نظيف وجاف وخالٍ من التلوث

إجراء التركيب

1. نظف سطح التركيب باستخدام كحول الأيزوبروبيل (لعزل الإيبوكسي/الكابل) أو فرشاة سلكية (للأسطح المعدنية)
2. إزالة الطلاء أو الطلاء عند نقطة التركيب لضمان الاستمرارية الكهربائية للتأريض
3. ضع المستشعر وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة:
   • التركيب باللاصق: تأكد من التلامس الكامل عبر قاعدة المستشعر، واضغط لمدة 30 ثانية
   • التركيب بالبراغي: قم بعزم الدوران بالقيمة المحددة (عادةً 2-4 نيوتن متر)، لا تفرط في الشد
   • تركيب المشبك: تحقق من التعشيق الإيجابي، يجب ألا يكون المشبك قابلاً للإزالة باليد
4. قم بتوصيل سلك تأريض (2.5 مم² كحد أدنى) من مبيت المستشعر إلى الناقل الأرضي لمجموعة المفاتيح
5. بالنسبة لأجهزة الاستشعار المزودة بملامسات إضافية/مصدر طاقة إضافي، قم بتوصيل الأسلاك حسب مخطط الشركة المصنعة (مع مراعاة القطبية)

التحقق من التكليف

• قم بتشغيل الدائرة الكهربائية وتحقق من إضاءة مؤشر LED (أخضر للجهد الموجود)
• قم بإلغاء تنشيط الدائرة والتحقق من انطفاء مؤشر LED أو تغيره إلى اللون الأحمر (عدم وجود جهد)
• إذا تم توفير ملامسات إضافية، قم بقياس حالة التلامس وتحقق من التشغيل الصحيح (لا يغلق NO عند التنشيط، يفتح NC عند التنشيط)
• تشغيل قاطع الدائرة الكهربائية خلال عدة دورات فتح وإغلاق - يجب أن يتتبع المستشعر حالة الدائرة بشكل موثوق
• محاكاة تنشيط الطور المتجاور (إن أمكن) للتحقق من الإيجابيات الكاذبة من الاقتران المتقاطع
• تحقق من أن مؤشر LED مرئي من وضع المشغل العادي

فترات الصيانة والاختبار

الحساسات السعوية لا تحتاج إلى صيانة إلى حد كبير ولكنها تتطلب التحقق الدوري:

الفحص السنوي:

• فحص بصري للتحقق من وجود تلف مادي (عدسة متشققة، تآكل، رخاوة التركيب)
• تحقق من أن إضاءة LED تتوافق مع حالة الدائرة الفعلية
• تحقق من تشغيل جهة الاتصال المساعدة (إن وجدت)

اختبار تفصيلي لمدة 5 سنوات:

• تنظيف سطح تركيب المستشعر والعزل المحيط به
• تحقق من استمرارية التوصيل الأرضي (<0.1 Ω)
• قم بقياس مقاومة التلامس الإضافية (يجب أن تكون <50 متر مكعب عند الإغلاق)
• بالنسبة للوحدات التي تعمل بالبطارية، تحقق من مؤشر انخفاض البطارية واستبدل البطارية إذا لزم الأمر

اعتبار الاستبدال لمدة 10 سنوات:

• يمكن أن يؤثر تدهور الصمام الثنائي الباعث للضوء (انخفاض السطوع) على الرؤية أثناء النهار
• قد يؤدي تقادم الإلكترونيات إلى تغيير جهد العتبة
• النظر في الاستبدال في حالات انقطاع الصيانة الرئيسية حتى لو كان المستشعر لا يزال يعمل

بعد أحداث الخطأ

• فحص المستشعرات على الدائرة المعطوبة والدوائر المجاورة
• تحقق من أن تيار العطل أو الجهد الزائد العابر لم يتلف إلكترونيات المستشعر
• اختبار التشغيل من خلال دورة التنشيط-التنشيط-التنشيط

تكوينات نظام المعلومات الافتراضي الافتراضي المتقدم: الأنظمة ثلاثية المراحل وتكامل SCADA

تستخدم التركيبات الأساسية أجهزة استشعار مستقلة لكل مرحلة. تدمج الأنظمة المتقدمة ثلاثة أجهزة استشعار مع منطق مركزي ومراقبة عن بُعد.

وحدات عرض ثلاثية الطور

تدمج وحدات العرض المركزية ثلاثة مستشعرات أحادية الطور:

الميزات:

• مصفوفة بثلاثة مصابيح LED تعرض حالة كل مرحلة (R-Y-B أو A-B-C)
• المعالجة المنطقية: إنذار إذا اختلفت المراحل (تشير إحداها إلى الجهد، والأخرى لا تشير)
• مخرج تلامس إضافي واحد إضافي: “جميع المراحل معطلة” مسموح به لتعشيق مفتاح التأريض
• مدخلات إمداد طاقة زائدة عن الحاجة

الأسلاك:

• يتصل كل مستشعر بوحدة العرض عبر كابل 2-4 أسلاك (طاقة + إشارة)
• وحدة عرض مثبتة على باب أو لوحة المفاتيح الكهربائية لرؤية المشغل
• أسلاك التلامسات الإضافية للتحكم في مفتاح التأريض أو الإنذارات أو SCADA

مزايا على أجهزة الاستشعار المستقلة:

• نقطة مرجعية واحدة للمشغل
• قدرة تشخيصية محسّنة (كشف الفقد أحادي الطور)
• تكامل أسهل مع أنظمة الحماية والتحكم

تكامل SCADA و IED

تدمج مجموعة المفاتيح الكهربائية الحديثة نظام المعلومات الافتراضي الخاص بالأجهزة الإلكترونية الذكية (IED) ونظام SCADA:

بروتوكولات الاتصال:

• مودبوس RTU/TCP (الأكثر شيوعًا)
• بروفيبوس DP
• DNP3 (تطبيقات المرافق)
• IEC 61850 (للمحطات الفرعية المزودة بناقل عمليات)

نقاط البيانات المنقولة:

• حالة وجود الجهد لكل مرحلة (ثنائي: موجود/غير موجود)
• حالة صحة المستشعر/حالة الاختبار الذاتي (ثنائي: سليم/خطأ)
• حالة البطارية (للوحدات التي تعمل بالبطارية)
• تسجيل الأحداث ذات الطابع الزمني (أحداث انتقال الجهد)

التطبيقات:

• تأكيد إلغاء تنشيط الدائرة الكهربائية عن بُعد قبل إصدار تصاريح العمل
• توليد إنذار تلقائي على الجهد غير المتوقع (الكشف الأمني)
• التنسيق مع تسلسلات التحويل الآلي
• اتجاه الموثوقية على المدى الطويل (التنبؤ بأعطال أجهزة الاستشعار)

اختيار مورد المستشعر السعوي

تختلف جودة المستشعرات بشكل كبير بين الشركات المصنعة. عند تقييم الموردين:

التحقق من شهادة اختبار النوع: يجب أن يكون لدى أجهزة الاستشعار تقارير اختبار مستقلة تؤكد عتبة الجهد وأداء درجة الحرارة ومناعة التوافق الكهرومغناطيسي EMC وفقًا للمواصفة IEC 61243-5 (أجهزة الكشف عن الجهد الحي العامل).

تحقق من تجربة التطبيق: هل قدم المورد أجهزة استشعار لتطبيقات مماثلة (نفس فئة الجهد والبيئة ونوع التركيب)؟

تقييم الدعم الفني: هل يمكن للمورد المساعدة في تحسين وضع المستشعر واستكشاف مشكلات المؤشرات الخاطئة وإصلاحها؟

تقييم مدى توافر قطع الغيار: قد تظل أجهزة الاستشعار في الخدمة لأكثر من 20 عامًا - تأكد من توفر وحدات وبطاريات بديلة.

مراجعة شروط الضمان: ضمان لمدة سنتين كحد أدنى قياسي؛ وتقدم بعض الشركات المصنّعة ضماناً لمدة 5 سنوات للموديلات المتميزة.

توفر XBRELE مستشعرات الجهد السعوي المصممة للتشغيل الموثوق به في تطبيقات المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المتوسط من 3.6 كيلو فولت إلى 40.5 كيلو فولت. تتميز مستشعراتنا بمؤشر LED مزدوج (أخضر + أحمر)، ووظيفة الاختبار الذاتي، وملامسات مساعدة لتكامل التعشيق. تضمن وثائق التركيب الكاملة ودعم التشغيل وتوافر قطع الغيار موثوقية النظام على المدى الطويل. استكشف مجموعتنا الكاملة من مكونات المفاتيح الكهربائية وملحقاتها على https://xbrele.com/vacuum-circuit-breaker-manufacturer/.

النقاط الرئيسية

• تكتشف المستشعرات السعوية وجود الجهد من خلال اقتران المجال الكهربائي دون توصيل جلفاني بالدوائر الأولية
• يجب أن يتطابق اختيار المستشعر مع جهد النظام وموقع التركيب (الكابل مقابل عمود التوصيل) والظروف البيئية
• يمنع التأريض والحماية المناسبة المؤشرات الكاذبة الناجمة عن الاقتران المتقاطع والتداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي
• غالبًا ما تنتج الإيجابيات الكاذبة من اقتران الطور المجاور أو الجهد المستحث؛ والسلبيات الكاذبة من أخطاء تحديد الموقع أو التدريع
• يحافظ الفحص والاختبار المنتظمان على الموثوقية على المدى الطويل، مع ضرورة استبدال البطارية كل 5-10 سنوات للوحدات التي تعمل بالبطارية
• تعمل الأنظمة المتقدمة ثلاثية المراحل مع تكامل SCADA على تعزيز السلامة وتمكين المراقبة عن بُعد

الأسئلة المتكررة

س1: هل تتطلب المستشعرات السعوية اتصالاً ماديًا بموصل الجهد العالي؟
ج: لا. تعمل الحساسات السعوية من خلال اقتران المجال الكهربائي ولا تتطلب توصيلًا جلفانيًا (كهربائيًا مباشرًا) بالموصل MV. يتم تركيبها خارجيًا على عزل الكابلات أو غرف قضبان التوصيل أو أسطح الإيبوكسي، وتستشعر المجال الكهربائي المشع من الموصلات المفعّلة.

س2: هل يمكن للمستشعرات السعوية قياس قيمة الجهد الفعلي؟
ج: لا. تكتشف الحساسات السعوية وجود/غياب الجهد فقط، وليس المقدار. فهي تشير إلى ما إذا كان الجهد يتجاوز عتبة (عادةً 15-25% من الجهد المقنن) ولكنها لا توفر قراءات رقمية للجهد. لقياس الجهد، استخدم محولات الجهد أو محولات الجهد الإلكترونية.

س3: ما الذي يجعل المستشعرات السعوية تشير إلى وجود جهد كهربائي عندما تكون الدائرة مفصولة بالفعل؟
ج: تشمل الأسباب الشائعة الاقتران السعوي من المراحل المفعلة المجاورة، والجهد المستحث على الكابلات الطويلة غير المفعلة التي تعمل بالتوازي مع الكابلات المفعلة وفشل إلكترونيات المستشعر. تتضمن عملية استكشاف الأعطال وإصلاحها التحقق من أن جميع المراحل مفصولة عن الطاقة والتحقق من وجود جهد مستحث باستخدام مقياس الفولتميتر عالي المقاومة، واختبار وظيفة المستشعر.

السؤال 4: ما المدة التي تدوم فيها أجهزة الاستشعار السعوية التي تعمل بالبطارية قبل استبدال البطارية؟
ج: عادةً ما يتراوح عمر البطارية من 5 إلى 10 سنوات حسب طراز المستشعر ودرجة الحرارة المحيطة وتكرار تنشيط مؤشر LED. توفر معظم أجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطارية تحذيرًا بانخفاض البطارية (نمط وميض LED) قبل 6-12 شهرًا قبل نفاد البطارية بالكامل.

س5: هل يمكنني تركيب جهاز استشعار بجهد 12 كيلو فولت على نظام 24 كيلو فولت؟
ج: لا، يجب أن تكون المستشعرات مصنفة لفئة جهد النظام. قد يؤدي تركيب مستشعر ذو تصنيف جهد منخفض على نظام ذي جهد أعلى إلى تلف المستشعر والتشغيل غير الموثوق به. قد تؤدي شدة المجال الكهربائي عند الفولتية الأعلى إلى تشبع إلكترونيات المستشعر أو تجاوز تصنيفات المكونات.

السؤال 6: لماذا يعمل جهاز الاستشعار الخاص بي بشكل موثوق في الشتاء ولكنه لا يعمل في الصيف؟
ج: تؤثر درجة الحرارة على إلكترونيات المستشعر وأداء البطارية. إذا كانت درجة حرارة المستشعر مصنفة إلى +40 درجة مئوية فقط ولكنها تصل إلى +70 درجة مئوية في الصيف (بسبب التسخين الشمسي أو القرب من المحولات)، فقد تتعطل الإلكترونيات أو قد ينخفض جهد البطارية إلى أقل من عتبة التشغيل. تحقق من أن تصنيف درجة حرارة المستشعر يتجاوز الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة المتوقعة بمقدار 10 درجات مئوية على الأقل.

س7: ما مدى القرب الذي يجب أن يكون عليه وضع المستشعر السعوي من الموصل لتشغيل موثوق؟
ج: تعتمد مسافة الاستشعار الفعالة على مستوى الجهد وتصميم المستشعر. النطاقات النموذجية: تتطلب أنظمة 3.6-12 كيلو فولت مستشعرًا في نطاق 50 مم من الموصل؛ قد تعمل أنظمة 24-36 كيلو فولت بشكل موثوق حتى مسافة 100 مم. ارجع إلى مواصفات الشركة المصنعة لمعرفة النماذج المحددة. تتناقص قوة المجال بسرعة مع المسافة - مضاعفة المسافة تقلل من قوة الإشارة بمقدار 75% أو أكثر.

مزيد من القراءة

• شرح مبدأ عمل VCB - اعتبارات المجال الكهربائي في تصميم قاطع التفريغ الكهربائي
• مصنع قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية XBRELE - مكونات مجموعة المفاتيح الكهربائية الكاملة وملحقاتها