مولد صواعق لاختبار الصواعق

الملخصقد تتسبب زيادة الجهد الكهربائي والصدمات العابرة الناتجة عن تشغيل أحمال كبيرة السعة على شبكات الطاقة في تلف منافذ الطاقة والاتصالات للأجهزة الإلكترونية. يُعد اختبار مقاومة الصواعق اختبارًا إلزاميًا للتحقق من أداء المناعة الكهرومغناطيسية للمنتجات الكهربائية والإلكترونية. وباعتبارها معدات أساسية قياسية لاختبار مقاومة الصواعق، LISUN SG61000-5 يعتمد مولد الصواعق على بنية أجهزة معيارية، بجهد خرج يتراوح من 0 إلى 30 كيلو فولت وتيار قصر أقصى يصل إلى 15 كيلو أمبير. يُمكنه إخراج موجات جهد الدائرة المفتوحة بدقة عالية عند 1.2/50 ميكروثانية و10/700 ميكروثانية، بالإضافة إلى موجات تيار قصر الدائرة عند 8/20 ميكروثانية و5/320 ميكروثانية، بما يتوافق تمامًا مع المعايير المحلية والدولية، بما في ذلك GB/T 17626.5 وIEC 61000-4-5. الجهاز مزود بمجسات مدمجة لتخفيف الجهد والتيار، بالإضافة إلى راسم إشارة رقمي. يتم عرض شكل الموجة في الوقت الفعلي عبر شاشة LCD تعمل باللمس دون الحاجة إلى أجهزة اختبار خارجية إضافية، مما يُبسط بشكل كبير إجراءات اختبار الصواعق ويضمن أن تتوافق معلمات شكل الموجة الرئيسية، مثل زمن الصعود وزمن نصف الذروة، مع معايير التفاوت المسموح بها بدقة. SG61000-5 باستخدام السلسلة كموضوع بحث، تقارن هذه الورقة قدرة الإخراج لنماذج مختلفة، وتشرح المزايا التقنية لتصميمها المعياري ونظام اكتساب الموجات المدمج، وتصنف سيناريوهات تطبيق اختبار ارتفاع البرق في صناعات الطاقة الجديدة والتحكم الصناعي والاتصالات والأجهزة المنزلية، وتوفر مراجع تقنية لاختيار المعدات لمختبرات البحث والتطوير الخاصة بالشركات ومؤسسات الاختبار التابعة لجهات خارجية. 

المقدمة

يمكن أن تؤدي الصدمات العابرة عالية الطاقة الناتجة عن الحثّ البرقي، وتبديل شبكة الطاقة، وتبديل الأحمال السعوية والحثية، إلى تلف المكونات الأساسية بسهولة، مثل مصادر الطاقة التبديلية، ورقائق الاتصالات، ولوحات دوائر التحكم، مما ينتج عنه تعطل المعدات واحتراقها، بل وحتى حوادث السلامة. لذلك، وُضعت معايير عالمية للتوافق الكهرومغناطيسي، تلزم جميع المنتجات الكهربائية المدرجة بإجراء اختبار الصواعق للتحقق من قدرة كابلات الطاقة وخطوط الإشارة على تحمل الصدمات العابرة.

تُعاني مولدات الصواعق التقليدية من ثلاثة عيوب رئيسية. أولًا، يُعيق هيكلها المتكامل توسيع نطاقات الجهد/التيار، ولا يُلبي متطلبات اختبار الصواعق عند جهد عالٍ يصل إلى 30 كيلوفولت وتيار كبير يصل إلى 15 كيلو أمبير. ثانيًا، تتطلب مراقبة شكل الموجة شراء أجهزة راسم إشارة ومجسات تفاضلية عالية الجهد، مما يُؤدي إلى تعقيد توصيلات الاختبار وكثرة إجراءات المعايرة التي تُؤدي بسهولة إلى أخطاء في القياس. ثالثًا، تُؤدي دقة خرج شكل الموجة غير الكافية إلى انحراف كبير في زمن الصعود وزمن نصف الذروة، ولن تعترف جهات منح شهادات CE و3C وFCC بتقارير اختبار الصواعق المُنتجة.

استخدم LISUN SG61000-5 سلسلة مولد الطفرة البرق يعتمد الجهاز تصميمًا معياريًا يتألف من وحدات طاقة، ووحدات عرض الموجات، ووحدات الربط/الفصل. ويغطي نطاقًا كاملًا من ظروف اختبار الصواعق، بدءًا من الجهد المنخفض والتيار الصغير عند 4.8 كيلوفولت، وصولًا إلى الجهد العالي والتيار الكبير عند 30 كيلوفولت. وبفضل نظامه المتكامل لاكتساب الموجات، والذي يتيح عرضها في الوقت الفعلي على شاشة اللمس، فإنه يحل جذريًا المشكلات التي تعاني منها المعدات التقليدية في هذا المجال، مثل صعوبة الاختبار، وعدم كفاية الدقة، وضعف قابلية التوسع. ويُستخدم على نطاق واسع في البحث والتطوير واختبار أنظمة تخزين الطاقة الجديدة، والأتمتة الصناعية، ومحطات الاتصالات، وإضاءة LED، والأجهزة المنزلية.

الشكل: جهاز اختبار التيار الزائد

مزايا البنية المعيارية واختبار النواة LISUN SG61000-5 مولد البرق

تصميم معياري للأجهزة لتغطية متطلبات اختبار الصواعق الكاملة
استخدم SG61000-5 يتكون الجهاز من خمس وحدات مستقلة: وحدة توليد الجهد العالي، ووحدة إخراج التيار، ووحدة تشكيل الموجة، ووحدة فصل اقتران شبكة توزيع التيار المدمجة، ووحدة التحكم الرئيسية باللمس. يمكن استبدال كل وحدة أو ترقيتها على حدة. ويمكن للشركات اختيار الطرازات بمرونة وفقًا لمتطلبات اختبار مقاومة الصواعق الخاصة بها دون الحاجة إلى استبدال الوحدة بأكملها.

تُصنّف نطاقات جهد الخرج هرميًا: النموذج الأساسي 0-6 كيلو فولت، نموذج الجهد المتوسط ​​0-10 كيلو فولت، نموذج الجهد العالي 0-15 كيلو فولت، نموذج الجهد العالي جدًا المُخصّص 20/30 كيلو فولت. يُطابق تيار قصر الدائرة نطاقًا كاملًا من 2.4 كيلو أمبير إلى 15 كيلو أمبير، ليغطي اختبارات ارتفاعات الصواعق منخفضة الجهد للأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، واختبارات ارتفاعات الصواعق عالية الجهد والتيار الكبير لأجهزة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومعدات التحكم الصناعية عالية الطاقة. يدعم الجهاز إخراج أربعة أشكال موجية متوافقة مع المعايير.

1. شكل موجة جهد الدائرة المفتوحة 1.2/50 ميكروثانية وشكل موجة تيار الدائرة القصيرة 8/20 ميكروثانية: موجة مركبة مشتركة لاختبار الصواعق ذات الوضع المشترك والوضع التفاضلي على منافذ الطاقة؛
2. شكل موجة جهد الدائرة المفتوحة 10/700 ميكروثانية وشكل موجة تيار الدائرة القصيرة 5/320 ميكروثانية: أشكال موجية خاصة لاختبار ارتفاع الصواعق على خطوط الاتصالات وكابلات الشبكة ومنافذ الإشارة.

يتم التحكم في التفاوتات في وقت الصعود ووقت نصف الذروة لجميع أشكال الموجات في حدود ±20٪، مما يفي بمتطلبات الدقة الصارمة لأشكال موجات اختبار ارتفاع البرق المحددة في المعايير الوطنية والأوروبية والأمريكية.

نظام مدمج لاكتساب شكل الموجة يبسط عملية اختبار الصواعق

التحديث الأساسي الذي يميز SG61000-5 يتميز هذا الجهاز عن الأجهزة المماثلة المتوفرة في السوق بمجسات مخففة للجهد والتيار مدمجة مع راسم إشارة رقمي. ولا تتطلب مجموعة اختبار الصواعق الكاملة أي أدوات قياس خارجية إضافية، وذلك بفضل مزاياها الأساسية الثلاث التالية:

أولًا، عرض الموجات في الوقت الفعلي. تعتمد شاشة اللمس الصناعية LCD مقاس 7 بوصات نظام تحكم يعمل بنظام أندرويد. بعد حدوث ارتفاع مفاجئ في التيار، يتم تحميل منحنيات موجات الجهد والتيار في غضون أجزاء من الثانية. يستطيع المهندسون قراءة زمن المقدمة، وجهد الذروة، وزمن نصف الذروة مباشرةً لتقييم ما إذا كانت الموجات مطابقة للمعايير في الموقع، مما يُغني عن الحاجة إلى التوصيلات الكهربائية وخطوات المعايرة لأجهزة راسم الإشارة الخارجية.

ثانيًا، يتم تقليل أخطاء القياس بشكل كبير. تعاني المجسات الخارجية من توهين الكابلات وعدم تطابق المعاوقة. تعتمد قناة الاستحواذ المدمجة وحلقة خرج الجهد العالي على حماية متكاملة، وتعمل طبقة الحماية على عزل التداخل الكهرومغناطيسي الفضائي، مما يحسن من قابلية تكرار بيانات شكل الموجة التي تم الحصول عليها من اختبار الصواعق.

ثالثًا، التخزين التلقائي لأرشفة أشكال الموجات. يمكن لكل اختبار لارتفاعات البرق حفظ لقطات شاشة لأشكال الموجات، ومعايير الاختبار، وأوقات الارتفاعات، وبيانات إزاحة الطور في آنٍ واحد. ويمكن تصدير السجلات الأصلية بصيغة PDF بنقرة واحدة وإرفاقها مباشرةً بتقارير اختبار التوافق الكهرومغناطيسي لتلبية متطلبات تتبع البيانات لدى المختبرات الخارجية.

جدول مقارنة مواصفات قدرة اختبار مقاومة الصواعق لـ SG61000-5 موديلات السلاسل

تتكيف النماذج المختلفة مع ظروف اختبار مقاومة الصواعق لمختلف الصناعات والمستويات. وتُصنف معايير الإخراج الرئيسية على النحو التالي:

كما هو موضح في الجدول، فإن الكامل SG61000-5 تغطي هذه السلسلة فئتين من أشكال موجات اختبار ارتفاعات البرق لمنافذ الطاقة ومنافذ الاتصالات مع تدرجات كاملة للجهد والتيار. يمكن للمؤسسات اختيار المعيار SG61000-5 لاختبارات الصواعق التقليدية بجهد 6 كيلو فولت، ونماذج الجهد العالي H15/H30 لاختبارات الجهد العالي والتيار الكبير لمعدات الطاقة الجديدة، و SG61000-5ج- لإجراء اختبارات خاصة على منتجات الاتصالات. يمكن لعدة نماذج من علامة تجارية واحدة تلبية متطلبات اختبار مقاومة الصواعق لجميع أنواع المنتجات دون الحاجة إلى شراء مجموعات متعددة من المعدات من موردين مختلفين.

تحليل التطبيقات الصناعية SG61000-5 لاختبار مقاومة الصواعق

الاختبارات الأولية لأبحاث وتطوير الأجهزة المنزلية ومعدات تكنولوجيا المعلومات
تتطلب شهادة 3C في الصين وشهادة CE في الاتحاد الأوروبي للأجهزة المنزلية ومحولات الكمبيوتر وأجهزة التوجيه اختبارًا ضد الصواعق بجهد 2 كيلو فولت/4 كيلو فولت. في مرحلة البحث والتطوير، تجري الشركات اختبارًا أوليًا ضد الصواعق باستخدام المعايير القياسية. SG61000-5تعرض شاشة اللمس أشكال موجات الصواعق في الوقت الفعلي. في حال حدوث عطل في أحد المكونات أو انخفاض في الجهد، يمكن إيقاف الاختبار فورًا لتحديد نقاط الضعف في دوائر إدخال الطاقة ودوائر الترشيح. يمكن إضافة أجهزة حماية من الصواعق، مثل أنابيب TVS والمقاومات المتغيرة، مسبقًا لتجنب الفشل في اختبار الصواعق في مختبرات خارجية، مما يوفر دورات الاختبار المتكررة والتكاليف.

اختبار ارتفاع الجهد العالي الناتج عن الصواعق لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة، وتخزين الطاقة، ومحطات الشحن
تُركّب محولات الطاقة الكهروضوئية، ووحدات تخزين الطاقة، ومحطات شحن التيار المستمر في المناطق الخارجية المعرضة لمخاطر الصواعق العالية. وتتطلب المعايير اختبارًا صارمًا لمقاومة الصواعق عند 10 كيلوفولت/15 كيلوفولت، بما يتوافق مع SG61000-5H و SG61000-5H15-SP تتميز هذه الوحدات المعيارية عالية الجهد بقدرتها على توليد صدمات تيار عالية بثبات. وتتكيف شبكة الفصل والربط ثلاثية الأطوار المدمجة مع اختبارات الصواعق لمنافذ التيار المتردد والتيار المستمر ثلاثية الأطوار. كما يمكن لجهاز راسم الإشارة المدمج رصد الارتفاعات اللحظية للجهد في الأجهزة عالية الطاقة، وتوجيه المهندسين لتحسين تصميم الحماية من الصواعق.

اختبار الصواعق لخطوط إشارة معدات الاتصالات
يجب أن تخضع منافذ الشبكة في المحولات وكاميرات المراقبة وأجهزة المودم الضوئية لاختبار خاص لموجة الاتصال عند حدوث ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي بتردد 10/700 ميكروثانية. SG61000-5صُممت الوحدة C خصيصًا لظروف اختبار الاتصالات. وتُحقق شبكة توزيع الاتصالات المتناظرة رباعية الأسلاك حقنًا تفاضليًا لموجات التيار المفاجئ. وتستطيع شاشة اللمس جمع أشكال موجات التيار المفاجئ الضعيفة على خطوط الاتصال للتحقق من قدرة تحمل رقائق الحماية من الصواعق لمنافذ الشبكة، بما يفي بمتطلبات اختبار موجات التيار المفاجئ المحددة في معيار ITU-T K.20 للحماية من الصواعق في الاتصالات.

اختبار قياسي لمقاومة الصواعق لمختبرات الاختبار والشهادات التابعة لجهات خارجية
تتمتع هيئات إصدار الشهادات الخارجية مثل CQC وTÜV وSGS بتجهيزات كاملة على نطاق واسع SG61000-5 سلسلة لاختبارات الصواعق التجارية. يتضمن الجهاز قواعد بيانات حدود قياسية للمعايير الوطنية، ومعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) والمعايير الأوروبية (EN). يتم حساب أوقات الصواعق، والطور، والقطبية تلقائيًا، كما يتم أرشفة أشكال الموجات تلقائيًا. اختبار الصواعق تتمتع التقارير التي تتضمن لقطات شاشة أصلية للموجات بصلاحية اعتماد دولية، ويمكن استخدامها مباشرةً للوصول إلى الأسواق العالمية. وهي مزودة بملحقات اختيارية مثل صندوق الحماية من زيادة التيار PD-E01 ومنصة اختبار SG-DESK، مما يوفر محطة عمل متكاملة وآمنة لـ اختبار اندفاع البرق جيمكن بناؤها.

القيمة التطبيقية الهندسية SG61000-5 مولد صواعق لاختبار الصواعق

• يقلل التوسع المعياري من تكلفة الاستثمار في المعدات: يدعم التصميم المعياري ترقية وحدات الجهد العالي والتيار بشكل مستقل في المراحل اللاحقة. لا تحتاج الشركات إلا إلى ترقية الوحدات المناسبة وفقًا لتطور المنتج بدلاً من استبدال الجهاز بالكامل، مما يلبي متطلبات اختبار الصواعق متعددة التدرجات على المدى الطويل.

• يُسهّل نظام جمع الموجات المتكامل إجراءات الاختبار: فلم تعد هناك حاجة إلى أجهزة راسم الإشارة الخارجية ومجسات الجهد العالي. يستطيع مُشغّل واحد إكمال مجموعة اختبارات الصواعق بالكامل، مما يُحسّن كفاءة الاختبار بأكثر من 50% ويُقلّل تكاليف معايرة وصيانة الأجهزة الخارجية.

تضمن دقة الموجات العالية مطابقة تقارير الاختبار: تحكم دقيق في التفاوتات لأربعة أشكال موجية قياسية. نظام الاستحواذ المدمج يزيل التداخل الخارجي للقياس. يمكن للبيانات المُستقاة من اختبار الصواعق أن تجتاز عمليات التدقيق من قبل هيئات الاعتماد العالمية الكبرى وتمنع رفض الاعتماد.

• تغطية شاملة لجميع قطاعات الصناعة عبر منافذ متعددة: يدعم نوعين من اختبارات ارتفاع التيار الكهربائي، بما في ذلك الموجات المركبة لمنافذ الطاقة والموجات الطويلة لخطوط الاتصالات. تتيح وحدة واحدة اختبار كل من منتجات الطاقة ومنتجات الإشارة، مما يقلل بشكل كبير من كمية المعدات التي تشتريها المختبرات.

• ملحقات السلامة الكاملة لتجنب مخاطر الجهد العالي: يمكن إقرانها بصناديق الحماية من زيادة التيار، ومحولات العزل، ومقاعد الاختبار الخاصة لتحقيق عزل الإنسان عن الآلة أثناء اختبار زيادة التيار الكهربائي عالي الجهد والقضاء على المخاطر الخفية مثل الصدمة الكهربائية وانفجار المعدات.

خاتمة

في ظل تزايد صرامة الرقابة على التوافق الكهرومغناطيسي، اختبار الصواعق يُعدّ اختبارًا إلزاميًا لجميع المنتجات الكهربائية والإلكترونية قبل طرحها في السوق وتصديرها. وتؤثر دقة شكل الموجة وسهولة التشغيل ونطاق تغطية معدات الاختبار بشكل مباشر على كفاءة الاختبار وصحة التقرير. يتميز هذا الجهاز بتصميم معياري متطور. LISUN SG61000-5 يُحقق مولد الصواعق خرجًا كامل النطاق من 0 إلى 30 كيلوفولت ومن 0 إلى 15 كيلوأمبير، ويدعم نوعين من أشكال موجات الصواعق القياسية لتطبيقات الطاقة والاتصالات. يدمج الجهاز بشكل مبتكر مجسات تخفيف الجهد والتيار وجهاز راسم إشارة رقمي، ويتيح مراقبة شكل الموجة في الوقت الفعلي عبر شاشة LCD تعمل باللمس، مما يُبسط بشكل كبير عملية اختبار الصواعق ويضمن مطابقة معلمات شكل الموجة بدقة لمتطلبات التفاوت المسموح بها في معايير GB/T 17626.5 وIEC 61000-4-5 وغيرها.

تتضمن هذه السلسلة نماذج فرعية متعددة تتكيف مع مستويات مختلفة من اختبارات الصواعق للأجهزة المنزلية، وتكنولوجيا المعلومات، والطاقة الجديدة، وقطاعات الاتصالات، ومؤسسات الاختبار الخارجية. تتميز السلسلة بأربع نقاط قوة أساسية: قابلية التوسع، والدقة العالية، وسهولة التشغيل، والسلامة العالية، مما يحل بفعالية المشكلات الشائعة في الصناعة التي تواجهها معدات اختبار الصواعق التقليدية، مثل نطاق القياس غير الكافي، والأسلاك المعقدة، وتشوه شكل الموجة، وانخفاض معدل اجتياز الاختبارات. ومع انتشار استخدام معدات الطاقة الجديدة الخارجية ومعدات الطاقة عالية القدرة، فإن هذه السلسلة ستلبي احتياجات السوق. SG61000-5Hسيصبح طراز 30-SP الذي يدعم تيارًا فائقًا بقوة 30 كيلو فولت من المعدات الرئيسية لاختبارات الصواعق ذات الجهد العالي الصارمة، مما يوفر دعمًا معياريًا لاختبار تصميم الحماية من الصواعق للمنتجات الإلكترونية المحلية وشهادة التوافق الكهرومغناطيسي العالمية.