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 برقگيرها:

برقگيرها را از نظر نوع ساخت را مي توان به گروه‌هاي زير تقسيم كرد:

1- برقگير با فاصله هوائي Gap Type Arrester

اين نوع برقگير عبارتست از يك جفت الكترود كه يكي از الكترودها به زمين و ديگري به فاز متصل است و بين آن‌ها فاصله هوائي وجود دارد. وقتي كه ولتاژ بين الكترودها از ولتاژ شكست هوا بيشتر شد شكست الكتريكي در هوا صورت مي‌گيرد. اين نوع برقگير ساده‌ترين نوع برقگير است .

2- برقگير ميله ای يا آرماتور

كلا جهت حفاظت ترانسفورماتورها و زنجيره‌هاي ايزولاتور خطوط انتقال انرژي الكتريكي در مقابل اضافه ولتاژ مي توان از برقگير ميله‌اي استفاده كرد. بدان معني كه طول مقره را توسط دو ميله فلزي شاخي شكل كه در دو سر ايزولاتور نصب مي‌شود بطور مصنوعي كوتاه مي‌كنند. اين وسيله عملاً براي حفاظت ايزولاتور به كار برده مي‌شود و باعث مي‌شود كه جرقه و حرارت ناشي از آن از ايزولاتور دور نگه داشته شود در اين صورت حرارت جرقه باعث صدمه زدن به ايزولاتور نمي‌شود .

فاصله بين دو الكترود بايد طوري انتخاب شود كه در مقابل بيشترين مقدار ولتاژ سيستم استقامت‌ كند ولي اضافه ولتاژ باعث تخليه الكتريكي در آن شود. براي شروع تخليه الكتريكي در فاصله هوائي حداقل بايد يك الكترون آزاد در محل باشدت ميدان الكتريكي زياد موجود باشد. در اين صورت به كمك ميدان، الكترون شتاب مي‌گيرد و با اتم‌ها و يا مولكول‌هاي خنثي تصادم خواهد كرد. اگر شدت ميدان الكتريكي بقدر كافي بزرگ باشد انرژي الكترون‌ها بقدر كافي خواهد بود كه اتم‌ها و مولكول‌هاي خنثي را يونيزه كند. اين عمل بصورت بهمن و ار ادامه خواهد يافت تا مقدار زيادي از ذرات يونيزه در فضاي بين دو الكترود بوجود آيد و فاصله هوائي قابليت هدايت جريان را بدست آورد و بعبارت ديگر تخليه الكتريكي صورت گيرد .

3- برقگير از نوع مقاومت غير خطي يا برقگير بافنتيل Non Linear resistor type arrester

از برقگير بايد در موقع كار عادي شبكه جريان عبور نكند، در ثاني برقگير بايستي فقط در موقعي كه شبكه داراي آنچنان ولتاژي است كه براي دستگاه‌هاي الكتريكي مثل مقره و ترانسفورماتور خطرناك است عمل كند. در ثالث بايد موقعي كه ولتاژ شبكه به مقداري كه ديگر خطرناك نيست رسيد، بلافاصله برقگير جريان را قطع كند و شبكه را به حالت عادي خود برگرداند. تمام شرايط فوق در برقگير بامقاومت غير خطي جمع است .

اين نوع برقگيرها كه به Valve Type معروف هستند در حال حاضر در شبكه از آن‌ها استفاده مي‌شود. اين نوع برقگيرها از يك يا چند خازن سري همراه بايك يا چند مقاومت غير خطي تشكيل شده است. اين خازن‌ها ( فواصل هوائي ) لازمند تا در حالت كار عادي سيستم از عبور جريان الكتريكي به داخل برقگيرها جلوگيري شود  اين مجموعه در داخل يك لوله مقره كه طول آن بستگي به ولتاژ دارد قرار دارد .

ولتاژ شبكه نمي‌تواند باعث شكست در فاصله هوائي بشود و مقاومت سري خيلي بالا است و جريان از برقگير عبور نمي كند. در اثر اضافه ولتاژ در ترمينال برقگير فاصله هوائي سري تحمل اضافه ولتاژ نداشته و جرقه در دو سر الكترود آن زده مي شود و در همين حال مقاومت غير خطي شديدا كاهش مي يابد و جريان به زمين تخليه مي‌شود. پس از تخليه اضافه ولتاژ مقاومت برقگير زياد شده و جريان قطع برقگير خاموش مي‌شود. فاصله هوائي جرقه از دو الكترود كه ممكن است نوك آن صاف و يا تيز باشد تشكيل شده و مقاومت هاي غير خطي بصورت بلوك‌هاي سيلندري از جنس سيليكان كاربيد ساخته مي‌شود. ساختمان اين برقگيرها طوري است كه گازهاي توليد شده در اثر جرقه به خارج هدايت مي‌شود و به اين وسيله سوپاپ تخليه فشار گفته مي‌شود. لازم به توضيح است كه ممكن است در حين كار عادي شبكه در اثر اضافه ولتاژهاي ولتاژ برقگير جريان‌هاي كمي از برقگير عبور نموده كه رفته رفته باعث ايجاد گاز مي‌گردد. سوپاپ تخليه فشار پس از اينكه فشار به حد معين رسيد گازها را تخليه و از منفجر شدن برقگير جلوگيري مي كند.

معمولا در زير هر برقگير يك شمارنده وجود دارد كه اين شمارنده تعداد عملكردهاي برقگير را نشان مي دهد يعني هر بار كه برقگير اتصال به زمين انجام مي دهد اين شمارنده عمل كرده و يك شماره مي اندازد لازم بذكر است كه هر برقگير براي كار در تعداد شماره هاي خاصي تنطيم شده است.

4-برقگير از نوع اكسيد روي Gapless Zn oxide arrester (zno)

در چند سال اخير برقگيرهائي با طرح كاملا جديد بانام برقگيرهاي اكسيد روي ساخته و به بازار عرضه شده است كه از نظر طرح و نحوه كار كرد بابرقگيرهاي ديگر متفاوت مي باشد. در اين نوع برقگيرها فاصله هوائي وجود نداشته و فقط از مقاومت نوع اكسيد روي استفاده مي شود. مقاومت اكسيد روي كاملا غير خطي مي باشد.

حذف فواصل هوائي، مشخصات ولت ـ آمپر بي نهايت غير خطي و ظرفيت حرارتي بالاي ديسكهاي zno و وجود يك سطح حفاظتي معين، حذف تقريبي جريان نشتي و كاهش احتمال قطعي در شبكه، افزايش ظرفيت جذب انرژي، سادگي ساختمان و افزايش قابليت اطمينان، ايجاد حالت گذاري كمتر و غيره ويژگيهاي ممتازي به برقگير 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 50 تا 60 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 20% 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

• 10/5- 5 -12- 19- 18- 21- 27 -30 -33 – 36
• 39 -42 -51 -54 -60 -75 -84 -96 -102 -108 126-120 -138 -150 -174 -180 -198

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 1 :

جزوه آموزشی شناخت برقگیر، روابط، اصول کارکرد

فصل اول

• تعريف سيستم برقگير
• برقگير يا رساناي آذرخش

فصل دوم

• ايمني حفاظت
• ضرورت استفاده از برقگيرها
• اساس كار دستگاه LCM
• سيستم هاي حفاظت صاعقه
• بررسي برقگيرهاي اكسيد فلزي
• سيستم هاي حفاظتي جايگزين

فصل سوم 

• انتخاب مشخصات مناسب برقگيرها
• تعاريف لازم به منظور مشخصات مناسب برقگيرها
• امتحان مناسب برقگير به منظور اضافه ولتاژهاي موقت

فصل چهارم

• آزمايشات به روي برقگيرها
• آزمايشات ايزولاسيون خارجي برقگيرها
• آزمايشات آلودگي برقگيرها ، آزمايش با بخار نمك
• روش انجام آزمايش ها با لايه سطحي

فصل پنجم

• آزمايش رطوبت غيركامل ستون مقره يا برقگير
• نصب برقگيرها در خطوط انتقال انرژي
• منظور از نصب برقگيرها در شبكه هاي فشار قوي
• خصوصيات نصب برقگيرها در خطوط
• برقگيرها به صورت بشقاب مقره
• نصب برقگيرها در خطوط انتقال انرژي
• نصب برقگيرها در خطوط ويژه

فرمت فایل ها: word + powerpoint

تعداد صفحات: 26 اسلاید + 54 صفحه

محصول شماره 2:

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

karbaladha@gmail.com