الخصائص التقنية وبحوث التطبيقات لمحاكي الصواعق

1. مقدمة

أثناء تشغيل أنظمة الطاقة والمعدات الإلكترونية والكهربائية، قد ينتج عن الصواعق الطبيعية وتبديل الأحمال الحثية والسعوية ذات السعة الكبيرة تداخلات عابرة عالية الطاقة. يؤدي هذا التداخل بسهولة إلى انهيار دوائر المعدات، أو تعطلها، أو حتى تلفها الدائم، مما يؤثر بشكل خطير على استقرارها وعمرها الافتراضي. وباعتباره جهاز اختبار متخصص لمحاكاة تداخلات الصواعق، يُمكن لجهاز محاكاة الصواعق توليد أشكال موجية قياسية للصواعق وفقًا لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي لتقييم مناعة المعدات ضد الصواعق بشكل منهجي، مما يجعله أداة بالغة الأهمية في تطوير المنتجات، واعتماد الجودة، وفحص المصانع.

تعاني أجهزة محاكاة الصواعق التقليدية من مشاكل مثل المواصفات الموحدة، ووظائف الاختبار المتفرقة، والحاجة إلى العديد من الأجهزة المساعدة الخارجية، مما يصعب تكييفها مع متطلبات الاختبار المتنوعة لمختلف الصناعات والمعدات. كما أن عملية التشغيل المعقدة تزيد من احتمالية حدوث أخطاء في الاختبار. LISUN SG61000-5 محاكي ارتفاع البرق، تم تطويره بواسطة LISUN لمعالجة التحديات التي تواجه الصناعة، يعتمد الجهاز تصميمًا معياريًا يوفر تغطية مرنة لمواصفات خرج الجهد والتيار. يدمج الجهاز خرج الموجة القياسي ومراقبة الموجة في الوقت الفعلي، مما يحسن بشكل كبير كفاءة ودقة اختبارات مقاومة التيار الزائد. يتوافق الجهاز تمامًا مع المعايير الدولية والمحلية مثل GB/T 17626.5 و IEC 61000-4-5، ويُستخدم على نطاق واسع في اختبارات مقاومة التيار الزائد في الإلكترونيات والكهرباء والاتصالات والطاقة الجديدة وغيرها من المجالات، ليصبح حلاً عالي الجودة في مجال اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي.

2. السمات التصميمية الأساسية لـ LISUN SG61000-5 محاكي صواعق البرق

2.1 تصميم معياري لمتطلبات الاختبار الشاملة

أبرز ما يميز التصميم الأساسي لـ LISUN SG61000-5 يتميز جهاز محاكاة الصواعق ببنيته المعيارية. فمن خلال دمج وتكوين وحدات وظيفية مختلفة، يحقق تغطية شاملة لمواصفات خرج الجهد والتيار، ما يلبي متطلبات اختبار الصواعق المتنوعة، بدءًا من الجهد المنخفض والتيار الصغير وصولًا إلى الجهد العالي والتيار الكبير. تغطي النماذج الأساسية نطاق خرج من 0 إلى 4.8 كيلو فولت/0 إلى 2.4 كيلو أمبير إلى 0 إلى 6 كيلو فولت/0 إلى 3 كيلو أمبير. وتشمل نماذج الجهد العالي ما يلي: SG61000-5H-SP, SG61000-5H15-SP و SG61000-5H20-SP يمكن لهذه الأجهزة تحقيق مخرجات دقيقة تتراوح بين 0 و10 كيلوفولت/0 و5 كيلوأمبير، وبين 0 و15 كيلوفولت/0 و7.5 كيلوأمبير، وبين 0 و20 كيلوفولت/0 و10 كيلوأمبير على التوالي. كما تزيد النماذج أحادية الطور بجهد 30 كيلوفولت وثلاثية الأطوار بجهد 20 كيلوفولت، المصممة حسب الطلب، جهد الخرج إلى 0-30 كيلوفولت مع مطابقة التيار حتى 0-15 كيلوأمبير، مما يجعلها مثالية لاختبارات ارتفاع الجهد للمعدات عالية الجهد والطاقة.

لا يقتصر التصميم المعياري على مرونة تكوين وحدات خرج الجهد والتيار فحسب، بل يشمل أيضًا التكوين القياسي للوحدات المساعدة مثل شبكات الربط والفصل (CDN) ومحولات العزل. الجهاز مزود بشبكة CDN أحادية الطور مدمجة بجهد 240 فولت تيار متردد/16 أمبير، وشبكة CDN متناظرة رباعية الأسلاك، ويدعم خط طاقة خارجي اختياري. CDN61000-5P وخط الاتصال CDN61000-5Cويمكن دمجها بمرونة وفقًا لنوع ومواصفات الإدخال للمعدات قيد الاختبار (EUT)، مما يتيح إجراء اختبارات اقتران الاندفاع لواجهات مختلفة مثل خطوط الطاقة وخطوط الاتصالات، مما يحقق بالفعل "معدات واحدة تغطي اختبارات السيناريوهات الكاملة".

2.2 إخراج شكل الموجة متعدد المعايير لضمان الامتثال الدقيق لاختبار التوافق الكهرومغناطيسي

يُعد توحيد أشكال موجات الصواعق المؤشر التقني الأساسي لمحاكي الصواعق. LISUN SG61000-5 يدعم جهاز محاكاة الصواعق بشكل كامل إخراج شكل موجة الصواعق المحدد بالمعايير الدولية، ويمكنه التبديل بمرونة بين شكل موجة جهد الدائرة المفتوحة وشكل موجة تيار الدائرة القصيرة وفقًا لمتطلبات الاختبار، مما يتوافق بدقة مع متطلبات اختبار مناعة الصواعق للمعدات المختلفة.

تستطيع النماذج الشائعة إخراج موجات جهد الدائرة المفتوحة بتردد 1.2/50 ميكروثانية ±20% وموجات تيار الدائرة القصيرة بتردد 8/20 ميكروثانية ±20% بشكل مستقر. تُعد هذه الموجة المركبة الموجة القياسية لاختبارات ارتفاع التيار في خطوط الطاقة وخطوط البيانات، حيث يمكنها محاكاة خصائص الارتفاع العابر الناتج عن البرق الطبيعي بدقة. أما النموذج المخصص SG61000-5يُعدّ الجهاز C مناسبًا لاختبار معدات الاتصالات، حيث يُخرج موجات جهد الدائرة المفتوحة بتردد 10/700 ميكروثانية ±20% وموجات تيار الدائرة القصيرة بتردد 5/320 ميكروثانية ±20%، ما يتوافق تمامًا مع معايير اختبار تداخل التيار الزائد في خطوط الاتصالات. يتم التحكم في جميع انحرافات معلمات الموجة ضمن نطاق ±20%، وهو ما يتجاوز بكثير متطلبات الصناعة العامة، ما يضمن دقة وموثوقية بيانات الاختبار.

في الوقت نفسه، يدعم الجهاز التبديل الحر لقطبية التيار المفاجئ، مما يتيح إجراء اختبارات القطبية الموجبة والسالبة والتلقائية بالكامل. يغطي ضبط إزاحة الطور نطاقًا واسعًا من الاختبارات المتزامنة وغير المتزامنة (من 0° إلى 360°)، لمحاكاة تأثير تداخل التيار المفاجئ على الجهاز عند أطوار جهد مختلفة، وتقييم مناعة الجهاز ضد التيار المفاجئ بشكل شامل. يمكن ضبط عدد مرات حدوث التيار المفاجئ بحرية من 1 إلى 9999 مرة، ما يلبي متطلبات اختبارات تأثير التيار المفاجئ المستمرة، ويحاكي بدقة السيناريوهات التي يتعرض فيها الجهاز لتداخلات متعددة للتيار المفاجئ أثناء التشغيل الفعلي.

2.3 وظيفة الاختبار المتكاملة تبسط عملية الاختبار بشكل كبير

لحل مشكلة أن أجهزة محاكاة الصواعق التقليدية تتطلب أجهزة راسم إشارة خارجية، ومخففات، وأدوات أخرى لمراقبة شكل الموجة، LISUN SG61000-5 يعتمد جهاز محاكاة ارتفاعات البرق على تصميم وظيفي متكامل. وقد تم تحديثه حديثًا بمسبار مدمج لتخفيف الجهد والتيار ومذبذب إلكتروني، مما يتيح مراقبة دقيقة وعرضًا فوريًا لأشكال موجات الارتفاع دون الحاجة إلى أي أدوات خارجية إضافية، مما يبسط عملية الاختبار بشكل كبير.

الجهاز مزود بشاشة لمس LCD عالية الدقة ونظام تشغيل أندرويد مدمج. يمكن للفنيين ضبط جميع المعايير مباشرةً عبر شاشة اللمس، مثل الجهد والتيار وشكل الموجة وعدد الاندفاعات والقطبية وانزياح الطور. أثناء الاختبار، يمكن عرض منحنى شكل موجة الاندفاع في الوقت الفعلي، مما يتيح فهمًا بديهيًا للمعايير الرئيسية مثل الحافة الصاعدة والمدة وقيمة الذروة، والكشف عن انحرافات شكل الموجة وتعديلها في الوقت المناسب. يعمل مسبار تخفيف الجهد والتيار المدمج على تخفيف إشارات الاندفاع عالية الجهد والتيار بدقة، مما يضمن جمع إشارة مستقرة ودقيقة بواسطة راسم الإشارة، ويتجنب تلف الجهاز وأخطاء البيانات الناتجة عن زيادة تحميل الإشارة. لا يقلل التصميم المتكامل من وصلات أجهزة الاختبار وأخطاء الاختبار الناتجة عن توصيلات الأسلاك غير الصحيحة فحسب، بل يوفر أيضًا مساحة في المختبر ويحسن من سهولة وكفاءة الاختبار.

2.4 تصميم عالي الأمان يضمن سلامة عملية الاختبار

تتضمن عملية اختبار جهاز محاكاة الصواعق استخدام جهد عالٍ وتيار كبير، لذا فإن تصميم السلامة للمعدات أمر بالغ الأهمية. LISUN SG61000-5 تم تجهيز جهاز محاكاة الصواعق بنظام حماية متكامل، ويدعم تركيب مجموعة متنوعة من معدات السلامة المساعدة، مما يضمن سلامة الفاحصين ومعدات الاختبار بشكل أساسي. يحتوي الجهاز على وظائف مثل التحذير من الجهد العالي، والحماية من التيار الزائد، والحماية من الجهد الزائد. عندما تتجاوز معلمات الإخراج النطاق المحدد، يقوم الجهاز تلقائيًا بفصل الإخراج لتجنب تلف المعدات المختبرة نتيجة إشارات زيادة الحمل. يُنصح باستخدامه مع LISUN جهاز الحماية المخصص لاختبارات ارتفاع الجهد PD-E01، قادر على عزل الجهاز المختبر بفعالية ومنع التأثير العكسي لارتفاعات الجهد العالية. يتسع الجهاز لأجهزة اختبار بأبعاد 700 × 440 × 392 مم، ويمكن تخصيص مواصفات خاصة لتلبية احتياجات الحماية لاختبارات الأجهزة ذات الأحجام المختلفة. إضافةً إلى ذلك، يمكن تجهيز الجهاز اختيارياً بمنصة اختبار ارتفاع الجهد SG-DESK ومحول عزل الجهاز قيد الاختبار لتعزيز سلامة عملية الاختبار وتوحيدها.

3. جدول المعايير الفنية الأساسية لـ LISUN SG61000-5 محاكي صواعق البرق

الموديل	شكل موجة جهد الدائرة المفتوحة	شكل موجة تيار قصر الدائرة	معاوقة الخرج	نطاق الجهد الناتج	نطاق الانتاج الحالي	وضع التشغيل	سيناريوهات التطبيقات الأساسية
SG61000-5SB	1.2 / 50μs ± 20٪	8 / 20μs ± 20٪	2Ω ، 12Ω	0 ~ 4.8KV ± 5٪	0~2.4 كيلو أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	معدات إلكترونية صغيرة ذات جهد منخفض
SG61000-5	1.2 / 50μs ± 20٪	8 / 20μs ± 20٪	2Ω ، 12Ω	0 ~ 6KV ± 5٪	0~3 كيلو أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	المعدات الإلكترونية والكهربائية العامة
SG61000-5H-SP	1.2 / 50μs ± 20٪	8 / 20μs ± 20٪	2 درجة ، 12 درجة ، 500 درجة	0 ~ 10KV ± 5٪	0~5 كيلو أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	معدات صناعية متوسطة وعالية الجهد
SG61000-5H15-SP	1.2 / 50μs ± 20٪	8 / 20μs ± 20٪	2 درجة ، 12 درجة ، 500 درجة	0 ~ 15KV ± 5٪	0~7.5 كيلو أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	معدات عالية الجهد وعالية الطاقة
SG61000-5C	10 / 700μs ± 20٪	5 / 320μs ± 20٪	15Ω ، 40Ω	0 ~ 6KV ± 5٪	0 ~ 150 أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	اختبار معدات وخطوط الاتصالات
SG61000-5H30-SP (مخصص)	1.2 / 50μs ± 20٪	8 / 20μs ± 20٪	2 درجة ، 12 درجة ، 500 درجة	0 ~ 30KV ± 5٪	0~15 كيلو أمبير ± 5%	شاشة لمس LCD + نظام أندرويد	اختبار مخصص لمعدات الجهد العالي للغاية

4. تطبيقات الصناعة LISUN SG61000-5 محاكي صواعق البرق

4.1 الصناعة الإلكترونية والكهربائية

تتعرض خطوط الطاقة وخطوط التحكم للأجهزة المنزلية والإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة الكهربائية الصناعية الصغيرة لتداخلات الصواعق، مما يؤدي إلى تلف الدوائر الداخلية وتعطلها. النماذج الأساسية SG61000-5SB و SG61000-5 ل LISUN SG61000-5 يُمكن لجهاز محاكاة ارتفاعات التيار الكهربائي تحقيق خرج ارتفاعات يتراوح بين 0 و6 كيلوفولت/0 و3 كيلوأمبير، مما يُحاكي بدقة تداخلات ارتفاعات التيار في بيئات إمداد الطاقة منخفضة الجهد. ويُقيّم هذا الجهاز مقاومة ارتفاعات التيار للثلاجات، ومكيفات الهواء، والغسالات، وأجهزة التوجيه، وغيرها من المعدات، مما يضمن التشغيل المستقر عند مواجهة تداخلات ارتفاعات التيار في الاستخدام الفعلي، ويلبي متطلبات شهادة التوافق الكهرومغناطيسي للأجهزة المنزلية.

4.2 صناعة معدات الاتصالات

تتعرض خطوط الاتصال الخاصة بمحطات الاتصالات الأساسية، والمحولات، وأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، وغيرها من معدات الاتصالات، لارتفاعات مفاجئة في التيار الكهربائي ناتجة عن الصواعق، مما يؤدي إلى انقطاع نقل البيانات وتلف المعدات. النموذج المخصص SG61000-5يُمكن للجهاز C إخراج موجات ارتفاع الجهد الكهربائي الخاصة بالاتصالات، بجهد دائرة مفتوحة 10/700 ميكروثانية وتيار دائرة قصر 5/320 ميكروثانية، ما يجعله متوافقًا تمامًا مع معايير اختبار ارتفاع الجهد الكهربائي لخطوط الاتصالات. كما يُمكنه إجراء اختبارات اقتران ارتفاع الجهد الكهربائي على منافذ RJ45، وواجهات الألياف الضوئية، وغيرها من منافذ معدات الاتصالات، لتقييم مناعة خطوط الاتصالات الخاصة بالمعدات وضمان استقرار واستمرارية شبكات الاتصالات.

4.3 صناعة الطاقة الجديدة ومعدات الطاقة

تعمل معدات الطاقة الجديدة، مثل محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومحطات الشحن، وخزائن توزيع الجهد العالي والمنخفض، في الهواء الطلق أو في البيئات الصناعية لفترات طويلة، مع احتمال كبير لتعرضها لارتفاعات مفاجئة في التيار الكهربائي. ونظرًا لكونها معدات ذات جهد عالٍ وقدرة عالية، فإنها تخضع لمتطلبات أكثر صرامة فيما يتعلق بمقاومة هذه الارتفاعات. وتخضع نماذج الجهد العالي من LISUN SG61000-5 يُمكن لجهاز محاكاة ارتفاعات التيار الناتجة عن الصواعق تحقيق خرج ارتفاعات يتراوح بين 0 و30 كيلوفولت/0 و15 كيلوأمبير، مما يُحاكي تداخلات ارتفاعات الطاقة العالية الناتجة عن الصواعق القوية. ويُقيّم هذا الجهاز بشكل شامل قدرة حماية الدوائر الكهربائية لمعدات الطاقة الجديدة، مما يُجنّب إيقاف تشغيل المعدات والحرائق وغيرها من الحوادث التي قد تُسببها تداخلات ارتفاعات التيار.

4.4 صناعة التحكم الصناعي

تُعدّ وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) ومحولات التردد والمحركات المؤازرة وغيرها من معدات التحكم الصناعية جوهر الإنتاج الصناعي، وتحدد مقاومتها للارتفاع المفاجئ في التيار الكهربائي بشكل مباشر استقرار تشغيل خطوط الإنتاج. LISUN SG61000-5 يدعم جهاز محاكاة الصواعق اختبارات متزامنة وغير متزامنة مع إزاحة طورية من 0° إلى 360°، لمحاكاة تأثير تداخل الصواعق على معدات التحكم الصناعية عند أطوار جهد مختلفة. ومن خلال شبكات اقتران وفصل خارجية اختيارية، يمكنه إجراء اختبارات شاملة للصواعق على خطوط الطاقة وخطوط التحكم وخطوط الاتصال الخاصة بالمعدات، مما يضمن التشغيل السلس لمعدات التحكم الصناعية في بيئات كهرومغناطيسية صناعية معقدة، ويعزز موثوقية خطوط الإنتاج.

5. القيمة التطبيقية واتجاهات تطوير الصناعة لمحاكي الصواعق

باعتبارها جهاز محاكاة معياري جديد لارتفاعات البرق، فإن القيمة التطبيقية الأساسية لـ LISUN SG61000-5 يتميز جهاز محاكاة الصواعق بتغطيته الشاملة لمتطلبات الاختبار وتحسين كفاءته بشكل كبير. يكسر تصميمه المعياري قيود المواصفات الأحادية للأجهزة التقليدية. فمن خلال تكوين وحدات مختلفة، يلبي جميع متطلبات اختبار الصواعق، من الجهد المنخفض إلى الجهد العالي، ومن الأجهزة التقليدية إلى الأجهزة المصممة خصيصًا، مما يقلل تكاليف شراء المعدات للشركات. كما تُغني وظيفة مراقبة شكل الموجة المتكاملة عن التشغيل المعقد للأجهزة الخارجية، وتقلل وقت تحضير الاختبار وأخطاء التشغيل، وترفع من كفاءة الاختبار. ويضمن خرج شكل الموجة القياسي الدقيق وتصميم الحماية الكامل دقة بيانات الاختبار وسلامة عملية الاختبار، مما يوفر أساسًا علميًا موثوقًا لتطوير المنتجات وتحسينها والحصول على شهادات الجودة.

مع تطور المعدات الإلكترونية والكهربائية نحو التصغير والذكاء والقدرة العالية، والتحديث المستمر لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي، يتجه تطوير أجهزة محاكاة الصواعق نحو التنميط والذكاء والتكامل. في المستقبل، ستعمل هذه الأجهزة على تحسين بنيتها المعيارية، وتحقيق توحيد وتعميم المزيد من الوحدات الوظيفية، وتعزيز قابلية التكيف. أما من ناحية الذكاء، فسيتم دمج تقنيات إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة لتحقيق جمع وتحليل وإدارة بيانات الاختبار عن بُعد، مما يُنشئ منصة اختبار ذكية. وفيما يتعلق بالتكامل، ستدمج هذه الأجهزة وظائف اختبار التوافق الكهرومغناطيسي المتعددة، مثل اختبار الصواعق، واختبار التفريغ الكهروستاتيكي، واختبار الانفجارات الكهربائية العابرة السريعة، مما يُحقق مفهوم "جهاز واحد بوظائف متعددة" ويوفر للمستخدمين حلاً شاملاً لاختبار التوافق الكهرومغناطيسي.

6. اختتام

باعتبارها معدات اختبار معيارية عالية الدقة وذكية ومتعددة الأغراض، LISUN SG61000-5 محاكاة اندفاع البرق يُحقق هذا الجهاز نطاقًا كاملاً من الجهد الكهربائي (0-30 كيلو فولت) والتيار (0-15 كيلو أمبير) بفضل تصميمه المعياري. يدعم الجهاز بشكل كامل مخرجات الجهد الكهربائي في حالة الدائرة المفتوحة، مثل 1.2/50 ميكروثانية و10/700 ميكروثانية، بالإضافة إلى موجات التيار الكهربائي في حالة الدائرة القصيرة، مثل 8/20 ميكروثانية و5/320 ميكروثانية. يُتيح الجهاز، بفضل مسبار مُخفف الجهد والتيار المدمج وجهاز راسم الإشارة الإلكتروني، بالإضافة إلى شاشة LCD تعمل باللمس، إجراء اختبارات اندفاعية متكاملة وذكية، مما يُبسط عملية الاختبار بشكل كبير ويضمن دقة وتوحيد معايير شكل الموجة. وبفضل نظام الحماية المتكامل ومجموعة متنوعة من المعدات الداعمة، يُعزز الجهاز من توحيد الاختبارات وسهولة استخدامها مع ضمان سلامة الاختبار.

باعتباره جهاز محاكاة احترافي لارتفاعات البرق يتوافق مع المعايير الدولية والمحلية مثل GB/T 17626.5 و IEC 61000-4-5، LISUN SG61000-5 لا يقتصر الأمر على تلبية احتياجات اختبار مقاومة الارتفاع المفاجئ للتيارات الكهربائية والإلكترونية والاتصالات والطاقة الجديدة والتحكم الصناعي وغيرها من الصناعات، بل يوفر أيضًا دعمًا هامًا لتطوير المنتجات وتحسينها والحصول على شهادات الجودة من خلال بيانات الاختبار العلمية. في ظل متطلبات التوافق الكهرومغناطيسي المتزايدة الصرامة، فإن LISUN SG61000-5 أصبح جهاز محاكاة الصواعق معدات مهمة في مجال اختبار التوافق الكهرومغناطيسي بفضل مفهوم التصميم المتقدم والأداء التقني الممتاز وسيناريوهات التطبيق الواسعة، وله أهمية عملية كبيرة في تعزيز تحسين مناعة المنتج ضد الصواعق وتطوير صناعة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي.

العلامات:SG61000-5