شناخت برقگیر صفر تا صد

برق گیر چیست؟

برقگیر دستگاهی است که برای حفاظت در برابر رعد و برق مورد استفاده قرار می گیرد. برقگیر هادی موجود در وسایل الکترونیکی را به زمین متصل می کند و از این طریق جریان اضافی را به زمین منتقل می نماید و ولتاژ نرمال را به هادی انتقال می دهد.

انواع برقگیرها:

برقگیرها را از نظر نوع ساخت را می توان به گروه‌های زیر تقسیم کرد:

۱- برقگیر با فاصله هوائی Gap Type Arrester

این نوع برقگیر عبارتست از یک جفت الکترود که یکی از الکترودها به زمین و دیگری به فاز متصل است و بین آن‌ها فاصله هوائی وجود دارد. وقتی که ولتاژ بین الکترودها از ولتاژ شکست هوا بیشتر شد شکست الکتریکی در هوا صورت می‌گیرد. این نوع برقگیر ساده‌ترین نوع برقگیر است .

۲- برقگیر میله ای یا آرماتور

کلا جهت حفاظت ترانسفورماتورها و زنجیره‌های ایزولاتور خطوط انتقال انرژی الکتریکی در مقابل اضافه ولتاژ می توان از برقگیر میله‌ای استفاده کرد. بدان معنی که طول مقره را توسط دو میله فلزی شاخی شکل که در دو سر ایزولاتور نصب می‌شود بطور مصنوعی کوتاه می‌کنند. این وسیله عملاً برای حفاظت ایزولاتور به کار برده می‌شود و باعث می‌شود که جرقه و حرارت ناشی از آن از ایزولاتور دور نگه داشته شود در این صورت حرارت جرقه باعث صدمه زدن به ایزولاتور نمی‌شود .

فاصله بین دو الکترود باید طوری انتخاب شود که در مقابل بیشترین مقدار ولتاژ سیستم استقامت‌ کند ولی اضافه ولتاژ باعث تخلیه الکتریکی در آن شود. برای شروع تخلیه الکتریکی در فاصله هوائی حداقل باید یک الکترون آزاد در محل باشدت میدان الکتریکی زیاد موجود باشد. در این صورت به کمک میدان، الکترون شتاب می‌گیرد و با اتم‌ها و یا مولکول‌های خنثی تصادم خواهد کرد. اگر شدت میدان الکتریکی بقدر کافی بزرگ باشد انرژی الکترون‌ها بقدر کافی خواهد بود که اتم‌ها و مولکول‌های خنثی را یونیزه کند. این عمل بصورت بهمن و ار ادامه خواهد یافت تا مقدار زیادی از ذرات یونیزه در فضای بین دو الکترود بوجود آید و فاصله هوائی قابلیت هدایت جریان را بدست آورد و بعبارت دیگر تخلیه الکتریکی صورت گیرد .

۳- برقگیر از نوع مقاومت غیر خطی یا برقگیر بافنتیل Non Linear resistor type arrester

از برقگیر باید در موقع کار عادی شبکه جریان عبور نکند، در ثانی برقگیر بایستی فقط در موقعی که شبکه دارای آنچنان ولتاژی است که برای دستگاه‌های الکتریکی مثل مقره و ترانسفورماتور خطرناک است عمل کند. در ثالث باید موقعی که ولتاژ شبکه به مقداری که دیگر خطرناک نیست رسید، بلافاصله برقگیر جریان را قطع کند و شبکه را به حالت عادی خود برگرداند. تمام شرایط فوق در برقگیر بامقاومت غیر خطی جمع است .

این نوع برقگیرها که به Valve Type معروف هستند در حال حاضر در شبکه از آن‌ها استفاده می‌شود. این نوع برقگیرها از یک یا چند خازن سری همراه بایک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است. این خازن‌ها ( فواصل هوائی ) لازمند تا در حالت کار عادی سیستم از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیرها جلوگیری شود  این مجموعه در داخل یک لوله مقره که طول آن بستگی به ولتاژ دارد قرار دارد .

ولتاژ شبکه نمی‌تواند باعث شکست در فاصله هوائی بشود و مقاومت سری خیلی بالا است و جریان از برقگیر عبور نمی کند. در اثر اضافه ولتاژ در ترمینال برقگیر فاصله هوائی سری تحمل اضافه ولتاژ نداشته و جرقه در دو سر الکترود آن زده می شود و در همین حال مقاومت غیر خطی شدیدا کاهش می یابد و جریان به زمین تخلیه می‌شود. پس از تخلیه اضافه ولتاژ مقاومت برقگیر زیاد شده و جریان قطع برقگیر خاموش می‌شود. فاصله هوائی جرقه از دو الکترود که ممکن است نوک آن صاف و یا تیز باشد تشکیل شده و مقاومت های غیر خطی بصورت بلوک‌های سیلندری از جنس سیلیکان کاربید ساخته می‌شود. ساختمان این برقگیرها طوری است که گازهای تولید شده در اثر جرقه به خارج هدایت می‌شود و به این وسیله سوپاپ تخلیه فشار گفته می‌شود. لازم به توضیح است که ممکن است در حین کار عادی شبکه در اثر اضافه ولتاژهای ولتاژ برقگیر جریان‌های کمی از برقگیر عبور نموده که رفته رفته باعث ایجاد گاز می‌گردد. سوپاپ تخلیه فشار پس از اینکه فشار به حد معین رسید گازها را تخلیه و از منفجر شدن برقگیر جلوگیری می کند.

معمولا در زیر هر برقگیر یک شمارنده وجود دارد که این شمارنده تعداد عملکردهای برقگیر را نشان می دهد یعنی هر بار که برقگیر اتصال به زمین انجام می دهد این شمارنده عمل کرده و یک شماره می اندازد لازم بذکر است که هر برقگیر برای کار در تعداد شماره های خاصی تنطیم شده است.

۴-برقگیر از نوع اکسید روی Gapless Zn oxide arrester (zno)

در چند سال اخیر برقگیرهائی با طرح کاملا جدید بانام برقگیرهای اکسید روی ساخته و به بازار عرضه شده است که از نظر طرح و نحوه کار کرد بابرقگیرهای دیگر متفاوت می باشد. در این نوع برقگیرها فاصله هوائی وجود نداشته و فقط از مقاومت نوع اکسید روی استفاده می شود. مقاومت اکسید روی کاملا غیر خطی می باشد.

حذف فواصل هوائی، مشخصات ولت ـ آمپر بی نهایت غیر خطی و ظرفیت حرارتی بالای دیسکهای zno و وجود یک سطح حفاظتی معین، حذف تقریبی جریان نشتی و کاهش احتمال قطعی در شبکه، افزایش ظرفیت جذب انرژی، سادگی ساختمان و افزایش قابلیت اطمینان، ایجاد حالت گذاری کمتر و غیره ویژگیهای ممتازی به برقگیر نوع zno داده است.

• یک برق‌گیر خوب باید دارای مشخصات زیر باشد:

1. در ولتاژ نامی شبکه، به منظور کاهش تلفات دارای امپدانس بینهایت باشد
2. در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازی سطح ولتاژ دارای امپدانس کم باشد
3. توانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون اینکه خود صدمه ببیند داشته باشد
4. پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرایط مدار (حالت کار عادی) برگردد

• پارامترهای مهم برای انتخاب برق‌گیر مناسب جهت حفاظت عایقی:

1. ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MCOV)
2. ولتاژ نامی (Ur)
3. جریان تخلیه نامی µsec۸٫۲۰
4. ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل µsec۴٫۱۰
5. قابلیت تحمل جذب انرژی W

• عوامل مهم در آسیب دیدگی برق‌گیرها:

1. نفوذ رطوبت و آلودگی
2. اضافه ولتاژهای گذرا و موقتی
3. عدم انطباق شرایط بهره‌برداری با مشخصه برق‌گیر (طراحی غلط)
4. عوامل ناشناخته

مشخصات فنی برقگیرها

• ولتاژ نامی : حداکثر مقدار مؤثر ولتاژی است که در صورت اعمال در سر برقگیر باعث عملکرد برقیگر نخواهد شد.
• ولتاژ عملکرد: حداقل مقدار مؤثر ولتاژی است که در صورت اعمال در سر برقگیر باعث عملکرد برقگیر خواهد شد.
• جریان تخلیه نامی: حداکثر جریانی است که برقگیر در حین تخلیه می­تواند تحمل کند.
• فرکانس نامی: همان فرکانس شبکه­ای است که برقگیر در آن نصب شده که معمولا ۵۰ تا ۶۰ هرتز است.
• کلاس تخلیه طولانی برقگیر: حداکثر زمانی که طول می­کشد تا جریان تخلیه را به زمین عبور و تخلیه کند.
• کلاس دریچه اطمینان: در صورتی که جریان تخلیه از حد نامی بیشتر باشد و یا مدت زمان عبور جریان تخلیه زیاد باشد در داخل برقگیر گاز جمع شده و باعث ترکیدن برقگیر خواهد شد جهت جلوگیری از این عمل با نصب این دریچه گازها از این دریچه خارج شده و از ترکیدن برقگیر جلوگیری خواهد شد.
• ولتاژ باقی مانده: در حین تخلیه جریانی از برقگیر عبور می­کند این جریان اگر در امپدانس مسیر ضرب شود ولتاژی بدست می­آید که در سر برقگیر قرار می­گیرد که BIL(سطح عایقی مبنا) بر مبنای این ولتاژ ضربدر ۲۰% بدست می­آید.

به طور خلاصه پارامترهای مهم برای انتخاب برقگیر مناسب جهت حفاظت عایقی را می­توان به صورت زیر عنوان نمود.

• ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MCOV)
• ولتاژ نامی (Ur)
• جریان تخلیه نامی (µsec 8,2)
• ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل (µsec4,10)
• قابلیت تحمل جذب انرژی W

ولتاژ استاندارد برای برقگیرها

• ۱۰/۵- ۵ -۱۲- ۱۹- ۱۸- ۲۱- ۲۷ -۳۰ -۳۳ – ۳۶
• ۳۹ -۴۲ -۵۱ -۵۴ -۶۰ -۷۵ -۸۴ -۹۶ -۱۰۲ -۱۰۸ ۱۲۶-۱۲۰ -۱۳۸ -۱۵۰ -۱۷۴ -۱۸۰ -۱۹۸

نقش برقگیر در ممانعت از آسیب رسیدن به ساختمان چیست؟

نقش برقگیر در جلوگیری از آسیب به ساختمان چیست؟ هدف از ساخت برق گیر‌ها معمولا اشتباه درک می‌شود. بسیاری از مردم فکر می‌کنند که برق گیرها، رعد و برق را به خود جذب می‌کنند. بهتر است این گونه گفته شود که برق گیر‌ها مسیری با مقاومت پایین از جریان‌ برق را به سمت زمین فراهم می‌کنند تا زمانی که برخورد آذرخش اتفاق می‌افتد، بتوانند از آن برای انتقال دادن جریان‌های الکتریکی عظیم استفاده کنند. اگر رعد وبرقی اتفاق بیافتد، برقگیر‌ها جریان‌های الکتریکی مضر از ساختمان انتقال داده و آن را بدون هیچ خطری به زمین منتقل می‌کند. این دستگاه توانایی کنترل جریان الکتریکی عظیم وابسته به جریان رعد و برق را دارد. اگر جریان الکتریسیته به جسمی برخورد کند که رسانای خوبی نباشد، آن وسیله به دلیل تحمل حرارت بسیار زیاد، دچار آسیب جدی مانند سوختگی خواهد شد. سیستم برقگیر، رسانای فوق العاده‌ای است و در نتیجه امکان عبور جریان برق را بدون ایجاد هرگونه خسارت ناشی از درجه حرارت بالا، به سوی زمین فراهم می‌کند.

زمانی که رعد و برق به ساختمانی برخورد می‌کند، در هر جسم رسانایی که در ساختمان موجود باشد، جریان می‌یابد تا راه خودش را به سوی زمین باز کند. در اکثر موارد این فرایند از طریق سیم‌های مفتولی یا الکتریکی انجام می‌گیرد. هرچند بعضی اوقات خود ساختمان می‌تواند نقش رسانا را ایفا کند. زمانی که جریان برق از بین سیم‌ها عبور کند، می‌تواند موجب خسارت تجهیزات برقی شود و حتی ممکن است باعث آتش‌سوزی و نابودی ساختمان شود. اگر ما تهدید ایجاد شده توسط جریان رعد و برق را در مورد زندگی انسان در نظر بگیریم و این واقعیت را بپذیریم که نمی‌توانیم از آن جلوگیری کنیم، بهترین راه حل این است که از آن دوری نماییم. بنابراین آسان‌ترین روش دوری کردن از آن، هدایت جریان الکتریسیته به سمت زمین توسط مسیر مشخص شده‌ای است، به طوری که از کنار ساختمان عبور کند بدون آنکه خسارتی ایجاد شود.

بنابراین این موقعیت جایی است که سیستم برق گیر به کار می‌آید. سیستم برقگیر جلوی جریان الکتریسیته را گرفته و با استفاده از وسایل رسانا آن را به سمت زمین هدایت می‌کند. اولین نوع برق گیر، برق گیر فرانکلین بود. (یک رسانای برقگیر نوک تیز که توسط بنجامین فرانکلین چیزی در حدود سال‌های ۱۷۴۹ تا ۱۷۵۲ گسترش یافت.) عملکرد برق گیر فرانکلین ساده بود. حجم بار الکتریسیته قبل از آنکه بتواند به اندازه‌ی کافی زیاد شود تا تبدیل به رعد و برق شود، به آرامی از ابر تخلیه می‌شد. یکی از مشکلات برقگیر فرانکلین این بود که به زمین وصل نمی‌شد و در نتیجه خوب عمل نمی‌کرد. آن مشکل هم سرانجام با اختراع اولین برقگیر زمینی توسط دانشمند اهل چک، پروکوب دیویس در سال ۱۷۵۴ برطرف شد.

یک سیستم برق گیر یا به عبارت دقیق‌تر سیستم ایمنی در برابر جریان الکتریسیته به دقت طراحی شده تا ساختمان‌ها را از ضربه‌های ناگهانی آذرخش‌ها و خسارات ناشی از آن محافظت کند. سیستم برق گیر از یک میله‌ی فلزی نوک تیز به ضخامت یک اینچ، سیم‌های رسانا و سیم‌های دفن شده در زمین، تشکیل شده است. از این رو میله‌های صاعقه گیر فقط قسمتی از این سیستم است و مفتول‌های رسانا و سیم‌های دفن شده در زمین هر دو به طور مساوی نقش مهمی در تغییر جهت جریان الکتریسیته به سوی زمین بدون ایجاد هرگونه خسارتی به ساختمان به عهده دارند.

برقگیر‌ بار الکتریکی ابر‌ها را تخلیه می‌کنند و در نتیجه مانع از این می‌شود که صاعقه الکتریکی سیستم برق ساختمان را از کار بیاندازد. این که برق گیر آذرخش‌های الکتریکی را نه جذب می‌کند و نه دفع، امسئله مهمی نیست. همانطور که قبلا گفتیم برق گیر‌ها فقط جلوی ضربه‌ها و حملات ناگهانی صاعقه‌ها را می‌گیرد و بار‌های الکتریکی را به سمت زمین از طریق سیستم‌های رسانا و جسم رسانای دفن شده در زمین هدایت می‌کند، در نتیجه از ساختمان در برابر خسارت ناشی از درجه حرارت زیاد و آتش‌سوزی وابسته به این خطر طبیعی محافظت می‌کند. به بیان دیگر، زمانی که رعد و برق اتفاق می‌افتد، جریان الکتریسیته‌ موجود در آن به دنبال بهترین مسیر برای رسیدن به زمین است که (در این مورد) از طریق سیستم ایمنی جریان برق یا برقگیر انجام می‌شود.

بهترین مسیر ممکن یا راه رسانا از سیم‌های رسانای ضخیمی ساخته شده است که معمولا از جنس مس یا آلومینیوم هستند. از بین این دو، مس به لحاظ داشتن ظرفیت قابل توجه حمل جریان الکتریسیته، رسانای بهتری است. به وسیله‌ی تغییر جهت بار‌های الکتریسیته به سمت زمین از طریق مسیر رسانا، این سیم‌ها مانع از خسارت‌های ناشی از درجه حرارت بالا به اجسامی غیر رسانایی می‌شوند که در مسیر جریان الکتریسیته قرار می‌گیرند.

برق گیر و سرج ارستر مکمل یکدیگرند

بسیاری از مردم فکر می‌کنند که سرج ارستر‌ها (محافظ‌های الکتریکی) به منظور حفاظت موثر از جریان الکتریسیته یا رعد و برق ساخته شده که به دور از حقیقت است. سرج ارستر در برابر تغییرات ناگهانی ولتاژ در زندگی روزمره مقاوم است. آن‌ها می‌توانند از تجهیزات الکتریکی در برابر تغییر ناگهانی ولتاژ یا افزایش ناگهانی برق مراقبت کنند. اما اگر رعد و برق به ساختمان برخورد کند، رعد و برق ناگهانی فوری می‌تواند سرج ارسترها را نیز از کار بیاندازد.

سرج ارسترها نمی‌توانند جایگزین برق گیر‌ها شوند، بلکه در کنار برقگیر کار می‌کنند. ساختار فولادی یک ساختمان جریان الکتریسیته را به سمت زمین عبور خواهد داد. اما این احتمال هم وجود دارد که رعد و برق همانند ذخیره الکتریکی برق به سیستم الکتریکی خسارت وارد کند (در حالی که راهی را جستجو می‌کند) و از وسیله‌ای به وسیله‌ی دیگر پرش پیدا می‌کند.

این نکته مهم است که متوجه باشیم که یک برق گیر به محافظت از ساختمان‌ها در برابر رعد و برق کمک می‌کند، نه اینکه از رعد و برق جلوگیری کند! و آن فقط زمانی انجام می‌شود که این سیستم به طور صحیح نصب شود. مشکل است که ما بتوانیم پیش بینی کنیم کی و کجا رعد و برق اتفاق می‌افتد، هرچند ساختمان‌های بلند، خصوصا در مقابل این خطر طبیعی ضعیف و آسیب پذیر هستند. امروزه اگر ما برق گیر‌ها را نمی‌بینیم که از آسمان خراش‌ها بیرون زده باشند، فقط به این علت است که معماران چند روش خلاقانه پیدا کرده اند که در طراحی سیستم‌های ایمنی برق از آن استفاده می‌کنند، هر چند طرز کار اساسی آن‌ها یکسان باقی مانده است.

جمع بندی و پیشنهاد ویژه کاربلدها:

استفاده از برقگیر به عنوان یکی از اصول پایه ای حفاظت در تاسیسات و ساختمان ها شناخته می شود. از خطوط توزیع و پست های برق گرفته تا ایستگاه های پمپاژ آب و سازه های فلزی و ساختمان های مسکونی همه و همه به برقگیر نیاز دارند. ما در جزوه هایی که در پیش رو دارید به معرفی کامل و اصول و روابط برقگیرها پرداخته ایم و در پایان هم یک فایل پاورپوینت ارائه برقگیر برای شما در نظر گرفته شده است. چنانچه مایل به بررسی یک مثال واقعی از نحوه طراحی برقگیر بودید به لینک های زیر مراجه کنید.

محصول شماره ۱ :

جزوه آموزشی شناخت برقگیر، روابط، اصول کارکرد

فصل اول

• تعریف سیستم برقگیر
• برقگیر یا رسانای آذرخش

فصل دوم

• ایمنی حفاظت
• ضرورت استفاده از برقگیرها
• اساس کار دستگاه LCM
• سیستم های حفاظت صاعقه
• بررسی برقگیرهای اکسید فلزی
• سیستم های حفاظتی جایگزین

فصل سوم 

• انتخاب مشخصات مناسب برقگیرها
• تعاریف لازم به منظور مشخصات مناسب برقگیرها
• امتحان مناسب برقگیر به منظور اضافه ولتاژهای موقت

فصل چهارم

• آزمایشات به روی برقگیرها
• آزمایشات ایزولاسیون خارجی برقگیرها
• آزمایشات آلودگی برقگیرها ، آزمایش با بخار نمک
• روش انجام آزمایش ها با لایه سطحی

فصل پنجم

• آزمایش رطوبت غیرکامل ستون مقره یا برقگیر
• نصب برقگیرها در خطوط انتقال انرژی
• منظور از نصب برقگیرها در شبکه های فشار قوی
• خصوصیات نصب برقگیرها در خطوط
• برقگیرها به صورت بشقاب مقره
• نصب برقگیرها در خطوط انتقال انرژی
• نصب برقگیرها در خطوط ویژه

فرمت فایل ها: word + powerpoint

تعداد صفحات: ۲۶ اسلاید + ۵۴ صفحه

محصول شماره ۲:

طراحی کامل سیستم حفاظت از صاعقه

در لینک فوق فایلی پیش رو دارید طراحی کامل سیستم حفاظت از صاعقه در یک ایستگاه پمپاژ و محاسبات سیستم ارت مورد نیاز انجام شده است. سرفصل های گزارش به شرح ذیل می باشد:

• پی آمدهای یک صاعقه
• اصول اساسی حاکم بر ضوابط حفاظتی
• کلاس حفاظت(Protection Level)
• هادی نزولی(Down Condutor)
• استانداردها
• روش های مختلف طراحی سیستم حفاظت از صاعقه
• انواع برقگیر
• انواع برقگیرهای مورد استفاده در ساختمان‌ها
• برقگیر قفس فاراده یا شکلی از آن
• صاعقه گیرهای الکترونیکی
• موارد کاربرد سیستم برقگیر الکترونیکی (ESE)
• روشهای تعیین شعاع حفاظتی برقگیر
• تعیین شعاع حفاظتی به روش پسیو
• تعیین شعاع حفاظتی به روش اکتیو
• مفاهیم مربوط به ارزیابی ریسک
• بدست آوردن احتمال اصابت مستقیم صاعقه بر سازه
• ضریب مربوط به تراکم تحمل پذیری ساختمان در برابر اصابت صاعقه
• انتخاب سطح حفاظتی برقگیر
• محاسبه سطح حفاظتی برقگیر
• محاسبات سیستم صاعقهگیر ایستگاه پمپاژ………..
• ارزیابی ریسک
• محاسبه ضریب احتمال اصابت مستقیم صاعقه بر سازه
• ضریب مربوط به تراکم تحمل پذیری ساختمان در برابر اصابت صاعقه
• انتخاب سطح حفاظتی برقگیر
• محاسبه شعاع حفاظت برقگیر
• محاسبه ی سیستم زمین برقگیر
• فهرست جداول
• جدول ۱: متوسط فاصله بین هادیهای نزولی براساس کلاس حفاظت
• جدول ۲: پارامترهای مربوط به نوع و سازه ساختمان
• جدول ۳ : پارامترهای مربوط به محتوای داخل ساختمان
• جدول ۴ : پارامترهای مربوط به فضای اشغال شده توسط ساختمان یا سازه
• جدول ۵: پارامترهای مربوط به پی‌آمد و اثر اصابت صاعقه به ساختمان
• جدول ۶: جدول انتخاب سطح حفاظتی برقگیر
• جدول ۷: تعیین سطح حفاظتی برقگیر
• جدول ۸: محاسبه شعاع حفاظت برقگیر با ارتفاع‌ها و زمان‌های پیشروی مخلتف

فرمت دفترچه محاسبات: word

تعداد صفحات گزارش: ۴۱ صفحه

همواره بهترین ها را بخوانید.

همواره به یاد داشته باشید مجموعه مهندسین وب سایت کاربلدها در هر زمان در کنار شما هستند. اگر سوال یا مشکلی داشتید برای ما پیغام بفرستید تا با شما تماس بگیریم.

چنانچه نیاز به آموزش و یا انجام محاسبات یا اجرای پروژه داشته باشید می توانید از خدمات مجموعه ما با کمترین هزینه و بالاترین کیفیت برخوردار شوید.

ما از صمیم قلب معتقدیم که “به عمل کار برآید به سخنرانی نیست!” ما را در عمل محک بزنید.

به امید دیدار.

www.karbaladha.com

[email protected]