آبشاران
دکوراسیون داخلی | دکوراسیون منزل | دکوراسیون آشپزخانه
حل یک تمرین برای برقگیر ها
حل یک تمرین
برقگیری جهت حفاظت ورودی خط به یک پست 132 کیلوولت با ارتفاع محیط 1200 متر در نظر گرفته شده است.
طول خط 50 کیلومتر میباشد و آلودگی محیط سنگین است. سایت از لحاظ وزش باد و ضریب زلزله وضعیت معمولی دارد. مطلوبست انتخاب برقگیر مناسب با توجه به جدول
حل:
1- انتخاب برقگیر براساس فاصله خزشی:
چون آلودگی محیط سنگینت است پس حداقل فاصله خزشی مقره برابر mm3625=25×145 میباشد.
2- چون وضعیت خاصی از نظر نیروی باد و زلزله وجود ندارد برقگیر از نوع مقره با تحمل نیروی بالا انتخاب نمیشود [معمولاً سازندگان 2 یا 3 نوع مقره جهت برقگیرها معرفی میکنند].
3- ظرفیت سوپاپ اطمینان 40 کیلوآمپر میباشد.
4- ولتاژ کار دائمی برقگیر (Uc یا COV) میبایستی بزرگتر یا مساوی 
یعنی 84 کیلوولت باشد. مقدار ولتاژ نامی یا Ur برای این سیستم باید بزرگتر یا مساوی TOV باشد که TOV عبارت است از:
5- جهت انتخاب برقگیر براساس ولتاژهای باقیمانده و سطوح حفاظتی برقگیر باید دقت نمود که براساس جدول مربوطه Cpl باید بزرگتر یا مساوی 2/1 باشد با توجه به اینکه ولتاژ صاعقه قابل تحمل تجهیزات 650 کیلوولت میباشد، نتیجتاً Ures باید کمتر یا برابر 2/1/650 یا 541 کیلوولت گردد.
با توجه به موارد فوق و با عنایت به جداول یکی از سازندگان (جدول شماره 10) نوع SB120/10.2.1 با مقره C110 انتخاب میشود. ولتاژ دائم 96 کیلوولت و ولتاژ نامی 120 کیلوولت برای این برقگیر از جدول استخراج میشود که با توجه به بند 4 فوق قابل قبول است و ولتاژ باقیمانده به ازاء جریان 10 کیلوآمپر موج 
برابر 319 کیلوولت است که بسیار مناسب میباشد.
6- با توجه به نوع برقگیر انتخابی و ولتاژهای Ures صاعقه 10 کیلوآمپر و ولتاژهای Ures کلید زنی 1000 آمپر، سطوح ولتاژ قابل تحمل برای ارتفاع زیر 1000 متر عبارت است از:
که با اعمال ضرائب تصحیح ارتفاع 1200 متر [بخش 7-3-6-1] این مقادیر برابر 6/206 کیلوولت و 425 کیلوولت خواهند بود که کاملاً در محدوده حفاظتی تجهیزات [بند 5] میباشند.
7- مطابق استاندارد برای این سطح ولتاژ کلاس تخلیه 2 یا 3 باید انتخاب شود که در اینجا کلاس 2 انتخاب میگردد حال میبایست چک شود که آیا این کلاس درست انتخاب شده است یا خیر؟
این مقدار در واقع انرژی است که در اثر امواج اضافه ولتاژ خط به برقگیر اعمال خواهد شد مقدار انرژی براساس KJ/KV4 عبارت است از 222/0 کیلوژول به کیلوولت که این مقدار از انرژی قابل تحمل برقگیر یعنی KJ/KV4 کمتر است لذا از نظر انرژی تخلیه مشکلی نخواهیم داشت.
8- جهت انتخاب محدوده حفاظتی برقگیر با استفاده از روابط بخش 9-5-2 داریم:
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
قدم های لازم در انتخاب برقگیر
1- انتخاب فاصله خزشی با توجه به آلودگی محیط
2- انتخاب نوع مقرهها با توجه به نیروی مکانیکی وارده
3- انتخاب ظرفیت سوپاپ اطمینان براساس سطح اتصال کوتاه سیستم که عبارت است از:
در استاندارد ایران مقدار ظرفیت سوپاپ اطمینان برای ولتاژهای 5/72 و 145 کیلوولت 40 کیلوآمپر و برای ولتاژهای 245 و 420 کیلوولت 50 کیلو آمپر میباشد.
4- انتخاب برقگیر براسا ولتاز دائمی برقگیر (Uc یا COV) و ولتاز نامی Ur که این مقدار باید بیش از مقدار TOV باشد [البته روش دقیقتر، انتخاب Ur و محاسبه TOV برقگیر با توجه به زمان اتصالی و سپس مقایسه این TOV با TOV شبکه است اما از آنجائی که زمان رفع اتصال کاملاً مشخص نیست، بهتر است Ur را با TOV شبکه مقایسه کنیم].
5- انتخاب برقگیر براساس ولتاژهای باقیمانده و سطوح حفاظتی برقگیر که این ولتاژ با توجه به جدول بخش 7-6-5-2 [فواصل ایمنی] انتخاب میشوند.
تذکر:
مطابق استاندارد ایران ولتاژ باقیمانده صاعقه براساس مقدار ماکزیمم جریان 10 کیلوآمپر و مقدار ولتاژ باقیمانده کلیدزنی باید براساس جدول مندرج در بند 10-5-2 انتخاب شود.
6- انتخاب ولتاژ قابل تحمل کلیدزنی و صاعقه و فرکانس قدرت جهت مقره برقگیر با اعمال ضرائب تصحیح ارتفاع [بخش 14-6-5-2]
7- انتخاب برقگیر براساس کلاس تخلیه خط یا ظرفیت جذب انرژی برقگیر که محاسبه دقیق این مسئله در بند 10-5-2 منعکس شده است لکن مطابق استاندارد ایران مقادیر زیر برای پستهای فشارقوی پیشنهاد شدهاند.
|
کلاس تخلیه خط |
ماکزیمم ولتاژ سیستم |
|
2 |
UP TO 72.5 KV |
|
2 OR 3 |
145 KV |
|
3 |
245 KV |
|
4 |
420 KV |
8- انتخاب فاصله برقگیر نسبت به دستگاه مورد حفاظت.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
ظرفیت جذب انرژی برقگیر
همانگونه که عنوان شد ظرفیت جذب انرژی برقگیر عددی است که نمایانگر انرژی تحمل تخلیه میباشد و گاهاً نیز منحنی هایی عنوان میشود که بسته به کلاس جذب انرژی برقگیر میتوان از روی آنها مقدار انرژی قابل تحمل را بدست آورد از سمت دیگر مقدار انرژی که انتظار میرود یک برقگیر تحمل نماید به طول خط، ولتاژ سیستم و امپدانس موجود و خط… بستگی دارد و مقدار این انرژی (انرژی تحمیلی یا قابل انتظار تخلیه در برقگیر) مطابق فرمول عبارت است از:
در این رابطه UL اضافه ولتاژ کلیدزنی مورد انتظار جهت خط 
و Z امپدانس موجی خط 
زمان سیر موج در خط 
که برابر L/V است L طول خط است، Ures ولتاژ تخلیه برقگیر برای موج کلیدزنی ،n تعداد تخلیه متوالی و W انرژی جذب شده توسط برقگیر [J] است. مطابق استاندارد n, IEC برابر 2 میباشد و مقادیر U برابر 
میباشد که مقادیر Z و K مطابق جدول زیر میباشد:
|
اضافه ولتاژ کلیدزنی مورد انتظار در غیاب برقگیر (K) |
امپدانسی موجی خط انتقال |
حداکثر ولتاژ سیستم |
|
3.0 |
<145 |
|
|
3.0 |
400 |
145-345 |
|
2.6 |
350 |
362-525 |
|
2.2 |
300 |
765 |
Ures یا ولتاژ تخلیه برقگیر برای امواج کیلدزنی برحسب مقادیر متفاومت جریان تخلیه کلیدزنی، مقادیر متفاوتی خواهد داشت. مقادیر جریان تخلیهای که ولتاژ Ures مربوط به آنرا میبایست در نظر گرفت از جدول زیر بدست میآید:
|
اضافه ولتاژ کلید زنی |
|
|
مقدار پیک جریان موج کلیدزنی KA |
حداکثر ولتاژ سیستم |
|
0.5 |
<145 |
|
1 |
145-362 |
|
2 |
420-800 |
متذکر میشود که همانطوری که ملاحظه میشود در محاسبه انرژی همواره مقادیر مربوط به کلیدزنی (همانند ولتاژ کلیدزنی مورد انتظار و ولتاز باقیمانده کلیدزنی) مورد توجه میباشد زیرا که تستهای لازمه براساس جریانهای ضربه کلیدزنی انجام میشود.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
محل نصب برقگیر
برقگیرها معمولاً در ورودی خطوط هوایی به پست، اطراف ترانسفورماتورهای قدرت و ترمینالهای راکتورها نصب میشوند. با وجودیکه کابلها تحت تاثیر ولتاژ صاعقه قرار نمیگیرند و دامنه امواج سیار در آنها کاهش مییابد لکن در حدو فاصل اتصال کابل به خط هوایی و در صورتیکه طول کابل بیش از 30 متر باشد به جهت مسائل ناشی از برقگیر و وسیله مورد حفاظت، اثر حفاظتی برقگیر کاهش مییابد بنابراین انتخاب و تعیین فاصله مجاز الزامی است. بعبارت دیگر موج ورودی در حد فاصل برقگیر وموضوع حفاظت شده، منعکس شده و موجب ایجاد تنشهای ولتاژی بالاتر از سطح حفاظتی برقگیر خواهد شد. هرچه شیب موج ورودی تندتر و فاصله برقگیر و موضوع بزرگترباشد ولتاژ ظاهر شده در ترمینالهای موضوع بیشتر خواهد بود.
چنانچه فقط انعکاس نخست را در نظر بگیریم، میتوانیم توسط، ابطه زیر ولتاژ ظاهر شده در ترمینالهای موضوع را تخمین بزنیم:
که در این رابطه U ولتاژ ظاهر شده در ترمینالهای موضوع تحت حفاظت میباشد که در صورت تامین حفاظت صحیح همان BIL یا BIS خواهد بود.
Ures ولتاژ تخلیه یا باقیمانده برقگیر است.
S شیب موج ولتاژی ورودی 
میباشد.
V سرعت سیر موج است.
L کل فاصلخ بین برقگیر و موضوع تحت حفاظت میباشد. [m] که شامل طول خط اتصال فاز بین زمین و فاصله بین برقگیر با موضوع تحت حفاظت است.
L=L1+L2
در فرمول فوق L1 حدود 7 متر فرض میشود و V برای خطوط هوایی 
و برای سیستمهای کابلی 
میباشد. جهت S امروزه بیشتر دوشیب مبنای 
و 
در نظر گرفته میشود که انتخاب یکی از اعداد فوق به سطوح ولتاژی سیستم و تعداد روزهای رعد و برقدار منطقه (ISO KRONIC) بستگی دارد. استاندارد IEEE C62 توصیه میکند که برای برقگیرها، با ولتاژ نامی 3 تا 460 کیلوولت از یک پیشانی با شیب 
به ازای هر 12 کیلوولت ولتاژ نامی برقگیر استفاده شود و برای برقگیرهایی با ولتاژ نامی بزرگتر از 240 کیلوولت مقدار شیب موج ثابت و برابر انتخاب شود. با توجه به مقادیر فوق پیشنهاد میشود که مقدار این پارامتر برای برقگیرها با ولتاژ نامی کمتر یا برابر 240 کیلوولت برابر انتخاب شود و برای برقگیرهای با ولتاژ نامی بالاتر از 240 کیلوولت برابر انتخاب شود. برای کاهش تنشهای ولتاژی اعمالی به ترمینالهای برقگیر میتوان از کاهش Ures با انتخاب برقگیر مناسب و کاهش فاصله (L) استفاده کرد.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
تجهیزات و متعلقات جنبی برقگیر
شمارنده موج ضربه
شمارنده در واقع وسیلهای است که جهت نمایش تعداد عملکرد برقگیرها در مقابل ضربههای موج کیلد زنی یا صاعقه بکار میرود. شمارنده توسط کابل یا شینه مسی به برقگیر وصل شده و جریان تخلیه از طریق این دستگاه به زمین جریان مییابد و با هر بار عبور جریان تخلیه، شمارنده عمل مینماید. گاهاً جهت هر سه فاز یک عدد شمارنده نصب میشود. [خصوصاً در پستهای 63 و 132 کیلوولت] بعضی از شمارندهها مقدار جریان تخلیه را نیز ثبت میکنند.
پایه ها یا مقره های عایق کننده
در برقگیرهایی که میبایست مجهز به شمارنده باشند میبایستی تمام جریان تخلیه از شمارنده عبور نماید و مسیر دیگری جهت تخلیه جریان ضربه وجود نداشته باشد تا از عملکرد حتمی شمارنده به ازاء هر بار تخلیه جریان موج اطمینان حاصل شود، لذا لازم است که برقگیر از استراکچر خود ایزوله باشد این عمل توسط مقرههای کوچکی که زیر پایه های برقگیر نصب میشوند انجام میگیرد. این مقرها باید تحمل نیروهای مکانیکی وارده را داشته باشند و اصولاً محدودیت عمده این مقرهها بیشتر مسائل مکانیکی است.
سوپاپ اطمینان برقگیر (PRESSURE RELIEF)
یک برقگیر ممکن است در مواردی اضافه بار پیدا کند و معیوب شود. اگر برقگیر صحیح انتخاب شود تنها در دو حالت استثتنایی ممکن است با اضافه بار مواجه شود. در حالت اول اضافه بار برقگیر نتیجه تخلیه عظیم صاعقه است [مطابق اطلاعات آماری تنها 2% از صاعقهها دارای جریان تخلیهای بزرگتر از 100 کیلو آمپر هستند] در حالت دوم اضافه بار ناشی از اتصال کوتاه میان دوسطح ولتاژی مختلف میباشد این مورد مثلاً در حالاتی رخ میدهد که خطوط انتقال با دو سطح ولتاژ توسط یک برج یا دکل، انتقال مییابند و در صورت واژگون شدن دکل ممکن است سیستم با ولتاژ پائین تحت تاثیر سیستم با ولتاژ بالا قرار گیرد. در هر حال با معیوب شدن برقگیر، شبکه با یک اتصال کوتاه در محل نصب برقگیر روبر و خواهد شد. اتصال کوتاه در برقگیر باعث تولید گازهای داغ یونیزه با فشار بالا شده و نهایتاً به انفجار برقگیر است این انفجار ممکن است باعث آسیب دیدن تجهیزات مجاور و خسارات جانی گردد. ظرفیت سوپاپ اطمینان برقگیر نشان دهنده قابلیت برقگیر برای هدایت ایمن جریان اتصال کوتاه سیستم میباشد. طبق استاندارد IEC برقگیرها با ظرفیتهای 5، 10، 16، 20، 40 کیلوآمپر ساخته میشوند و باید بتوانند جریان اتصالی را بدون انفجار حداقل به مدت 2/0 ثانیه تحمل نمایند. در صورت عملکرد سوپاپها اطمینان یک برقگیر از بین رفته و باید تعویض گردد.
در حین اتصال کوتاه برقگیر ابتدا قوسی در کانالی که مابین دیسکهای Zno و مقره خارجی است ایجاد میشود [این کانال را کانال سوپاپ اطمینان گویند] این قوس به سرعت باعث افزایش درجه حرارت هوای کانال شده و بسته به شدت جریان اتصال کوتاه در زمان 2 الی8 میلی ثانیه فشار داخلی به حدی میرسد که سوپاپها اطمینان در دو طرف برقگیر باز شده و گازهای داغ یونیزه توسط دریچه های ویژهای به سمت معینی از برقگیر هدایت میشوند و بلافاصله یک قوس الکتریکی در خارج پرسلین برقگیر ایجاد میشود. انتقال قوس از داخل برقگیر به خارج از آن فشار داخل را تقلیل میدهد و از انفجار آن جلوگیری میکند.
تعاریف و مشخصات فنی برقگیرهای Zno
استاندارد IEC 91-1 استاندارد مربوط به برقگیرهای Zno میباشد و تعاریف زیر برای این برقگیر عنوان میشود.
حداکثر ولتاژ سیستم Um(HIGHTEST SYSTEM VOLTAGE)
حداکثر ولتاژ موثر فاز – فاز است که تحت شرایط عادی کار، در هر لحظه و در هر نقطه از سیستم ممکن است رخ دهد.
ولتاژ واقعی کار دائم Uca (ACTUAL CONTINUOUS OPERATING VOLTAGE)
حداکثر ولتاژ موثر در فرکانس شبکه است که به صورت دائم بر ترمینالهای برقگیر اعمال میشود.
ولتاژ کار دائم برقگیر Uc (CONTINUOUS OPERATING VOLTAGE)
حداکثر ولتاژ موثر در فرکانس شبکه است که میتوان طبق طراحی بر ترمینالهای برقگیرها اعمال نمود. بنابراین همواره باید شرط زیر برقرار باشد: 
گاهاً این ولتاژ را COV نیز نامند.
اضافه ولتاژهای موضعی TOV ( TEMPORARY OVERVOLTAGE)
به اضافه ولتاژهای نوسانی با مدت زمان نسبتاً طولانی که غیر میرا و یا با میرایی ضعیف هستند، اطلاق میشود. این ولتاژ بر حسب مقدار موثر ولتاژ بیان می شود.
ولتاژ نامی برقگیر Ur (RATED VOLTAGE)
مطابق استاندارد IEC یک برقگیر با ولتاژ نامی Ur باید بتواند ولتاژ متناوب Ur را حداقل به مدت 10 ثانیه بدون آنکه پایداری حرارتی خود را از دست بدهد تحمل نماید مطابق استاندارد پیش از اعمال ولتاژ Ur، برقگیر باید تا 60 درجه سانتیگراد گرم شده و تحت یک تخلیه انرژی لحظهای قرار گیرد.
برای خطاهای با زمان پاک شدن کمتر یا برابر 10 ثانیه، مقدار ولتاژ نامی از رابطه Ur<TOV انتخاب میشود. مثلاً برای یک شبکه 63 کیلوولت و جهت برقگیر برای اتصال فاز بین زمین داریم:
الف- با نوترال مستقیماً زمین شده:
با نقطه نوترال غیر موثر زمین شده/ یا زمین نشده
ولتاژ بازمانده یا تخلیه برقگیر Ures (RESIDUAL/DISCHARGE VOLTAGE)
Ures ولتاژی است که هنگام عبور جریان تخلیه در ترمینالهای برقگیر ظاهر میشود. این ولتاژ تابع شکل وج و دامنه جریان تخلیه بوده و بر حسب مقدار پیک بیان میشود.
استاندارد IEC مقادیر تخلیه برقگیرهای Zno را برحسب جریان نامی و ولتاژ نامی برقگیر و شکل موج جریان تخلیه محدود بوده است.
تذکر:
مطابق استاندارد موج ضربه جریان صاعقه دارای مشخصه 
و موج ضربه جریان کلیدزنی دارای مشخصه 
میباشد.
مشخصه حفاظتی برقگیرهای Zno
مشخصه حفاظتی یک برقگیر Zno به مجموعه ولتاژهای تخلیه آن به ازای جریانهای تخلیه استاندارد (موج جریان صاعقه یا موج با شیب تند و موج جریان کلیدزنی) اطلاق می شود براساس این ولتاژهای تخلیه، در برقگیرهای Zno دو سطح حفاظتی LIPL (سطح حفاظتی در برابر امواج صاعقه) و SIPL (سطح حفاظتی در برابر امواج کلیدزنی) تعریف می شود. برای یک حفاظت موثر مشخصه حفاظتی برقگیر (SIPL, LIPL) باید به خوبی در زیر مشخصه استقامت عایقی تجهیزات (SIWL, LIWL) درکلیه نقاط مشخصه قرار گیرند.
CPL=LIWL/ LIPL
CPS =SIWL/ SIPL
ضرایب ایمنی اعداد بزرگتر از واحد هستند و جدول زیر مقادیر پیشنهادی براساس استاندارد IEC 71-2 را نشان می دهد.
|
رده ولتاژی |
A |
B |
C |
|
ضریب ایمنی |
|||
|
CPL |
~ 1.4 |
>1.2 |
>1.25 |
|
CPS |
- |
- |
>1.15 |
جریان دائم Ic (CONTINUOUS CURRENT)
به جریان برقگیر وقتی ولتاژ آن Uc باشد گفته میشود. این جریان عمدتاً خازنی بوده و بر حسب مقدار پیک یا موثر بیان میشود و برای برقگیرهای Zno حدود یک میلی آمپر است.
جریان تخلیه نامی In (NOMINAL DISCHARGE CURRENT)
مقدار پیک جریان با شکل موج 
است که به منظور طبقه بندی برقگیرها بکار میرود. مقادیر استاندارد شده جریان نامی طبق IEC عبارتند از 5/1، 5/2، 5، 10، 20 کیلوآمپر.
ظرفیت جذب انرژی موج ضربه در برقگیرها
W (IMPULSE ENERGUY CAPABILITY)
به ماکزیمم مقدار مجاز انرژی برحسب KJ که برقگیر قادر است حین اعمال یک موج ضربه با یک دوره خاص جذب کند، ظرفیت جذب انرژی برقگیر (W) اطلاق می شود. چنانچه این ظرفیت انرژی برحسب واحد ولتاژ نامی برقگیر (Ur) بیان شود، ظرفیت جذب انرژی ویژه برقگیر (W1) بدست می آید.
تذکر:
جهت تعیین ظرفیت جذب انرژی برقگیر از موج جریان مستطیل شکلی استفاده میشود که استاندارد IEC مقدار استاندارد این موج را بیان نموده است. البته روشی نیز مبتنی بر اعمال چندین موج ضربه کلیدزنی به برقگیر طی پروسه خاصی وجود دارد.
IEC مقدار استاندارد این موج را بیان نموده است.
کلاس تخلیه خط (LINE DISCHARGE CLASS)
این مشخصه نشان دهنده قابلیت جذب انرژی یا بعبارت بهتر نشان دهنده توانایی تحمل تنشهای ناشی از انرژی جذب شده (یا تخلیه شده) بوسیله برقیگر می باشد. در واقع جهت هر کلاس انرژی، منحنی خاصی وجود دارد که رابطه بین Ures/ Ur و ظرفتیت جذب انرژی ویژه W1 را بیان میکند و منحنیهای مربوطه براساس IEC بدست میآیند و کلاً 5 کلاس تخلیه خط داریم و در شرایط متشابه برقگیر با کلاس تخلیه خط بالاتر ارجع است.
ظرفیت سوپاپ اطمینان (PRESSURE RELIEF CAPABILITY)
این مشخصه قابلیت تحمل محفظه برقگیر و ایستادگی آن در مقابل جریان های اتصال کوتاه، بدون آنکه منفجر شود را بیان می کند.
فاصله خزشی
فاصله خزشی مقرههای برقگیر با توجه به نوع آلودگی و کلاسه بندی آنها تعیین می گردد.
سطح تحمل عایقی جهت خارجی
مقره یا عایق خارجی برقگیرها باید تحمل عایقی جهت امواج گذرا را داشته باشند مطابق IEC این مقدار را برابر ضریبی از ولتاژ تخلیه برقگیر در جریان نامی فرض میکنند در این رابطه میبایستی ضرائب تصحیح ارتفاع اعمال کردند. البته گاهی در مشخصات فنی سطوح عایقی مورد نیاز همانند سطح عایقی استاندارد تجهیزات دیگر ذکر میشود که از نظر استاندارد برقگیر و مشخصات ارائه شده توسط سازندگان این موضوع لزومی ندارد.
جدول زیر، این مقادیر را طبق استاندارد IEC 99-4 بیان میکند.
|
RATED VOLTAGE OF ARRESTER
|
RATED VOLTAGE OF ARRESTER Ur < 200 KV |
|
|
ــــــــــ |
AT SWITHING IMPLUSE CURRENT |
PFWL |
|
ــــــــــ |
(1.3)Ures AT LIGHTNING IMPLUSE CURRENT |
LIWL |
|
(1.25)Ures AT SWITCHING IMPLUSE CURRENT |
ــــــــــ |
SIWL |
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدی یار همتی
هماهنگی عایقی با برقگیرها
همانطوری که گفته شد برقگیرها وظیفه حفاظت تجهیزات را در مقابل اضافه ولتاژهای گذرای صاعقه و کلیدزنی بعهده دارند شکل 27 نشان دهنده سطوح ولتاژی ممکن برای یک وسیله فشارقوی میباشد. این شکل در واقع مفهوم هماهنگی عایقی در یک شبکه 400کیلوولت با نقطه نوترال زمین شده بطور موثر را نشان میدهد.
منحنی سینوسی ابتدایی همان ولتاژ عادی سینوسی شبکه میباشد محور TOV نشان دهنده ولتاژ موقت فرکانس قدرت شبکه است که چون ولتاژها براساس پریونیت بیان شدهاند همان Ce میباشد در محدود A فرض بر وجود شرایط عادی است و در محدوده B فرض بر بروز یک اتصال کوتاه تکفاز در سیستم شده است.
منحنی b لحظه عملکرد برقگیر در اثر رخداد یک اضافه ولتاژ گذرا صاعقه میباشد، LIWL همان سطح استقامت عایقی در برابر موج صاعقه یا همان BIL (BASIC LIGHTNING INSULATION LEVEL) است و LIPL سطح حفاظت عایقی در برابر موج صاعقه (LIGHTNING IMPLUSE PROTECTION LEVEL) میباشد. CL یا CPL فاصله ایمنی تا ولتاژ صاعقه (SAFETY MARGIN FROM LIWL) را بیان میکند.
SIWL همان سطح استقامت عایقی در برابر موج کلید زنی یا (BSL – BASIC SWITCHING INSULATION LEVEL) میباشد و SIPL سطح حفاظت عایقی در برابر موج صاعقه (SWITHCHING IMPULSE PROTECTION LEVEL) است. CS یا CPS فاصله ایمنی تا ولتاژ کلیدزنی (SAFETY MARGIN FROM SIWL) را بیان میکند.
از این شکل مشخص است که اولاً حداکثر ولتاژ موقت که برقگیر میتواند تحمل کند باید برابر TOV باشد ضمناً مشخص میشود که با بروز اضافه ولتاژ صاعقه یا اضافه ولتاژ کلیدزنی، برقگیر عمل مینماید و ولتاژ را در سطح پائینتر از حد قابل تحمل ولتاژ صاعقه یا کلیدزنی تجهیزات محدود میکند لذا با بروز اضافه ولتاژهای حتی بالاتر از حد تحمل تجهیزات با عملکرد برقگیر و محدود شدن ولتاژهای گذرا مشکلی برای تجهیزات پیش نخواهد آمد. در واقع با هماهنگی عایقی مابین تجهیزات از سطح استقامت عایق تجهیزات مطمئن هستیم و با قرار دادن برقگیرهای مناسب فاصله ایمنی لازم را برای تجهیزات ایجاد میکنیم.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدی یار براتی
مقایسه اجمالی مابین برقگیرهای بدون فاصله ی هوایی و برقگیرهای مرسوم
مقایسه اجمالی مابین برقگیرهای Zno و برقگیرهای مرسوم
همانطوری که گفته شد برقگیرهای Zno در واقع برقگیرهای اکسید فلزی بدون بازهای هوایی میباشند و برقگیرهای مرسوم متشکل از مقاومت غیرخطی با بازهای هوایی جرقهگیر میباشند.
مزیت عمده برقگیرهای Zno نسبت به برقگیرهای فاصله هوایی (یا مرسوم) در این است که جریان این برقگیر (یا جریان مقاومت غیرخطی Zno) در ولتاژهای عادی کار به حدود یک میلی آمپر محدود میشود درحالی که این مقدار برای مقاومتهای غیرخطی از نوع Sic بسیار بیشتر است. لذا در برقگیرها مرسوم نیاز به فاصله هوایی میباشد. با اضافه نمودن فواصل هوایی مشکل مذکور حل میشود ولی متشکل دیگری که جریان تعقیبی در برقگیر میباشد بوجود میآید (جریانهایی که بعد از رفع ولتاژ گذرا هنوز از طریق برقگیر به زمین جریان مییابند) و این موجب اعمال تنش بر برقگیر و عملکرد ناصحیح سیستمهای حفاظتی میشود. بنابراین امکان ساخت برقگیرهای Zno با ظرفیت حرارتی بالایی ممکن است که این موضوع به علت عدم وجود جریان تعقیبی و مشخصه بینهایت غیرخطی آنها در مقایسه با برقگیرهای مرسوم میباشد این مشخصات امکان تخلی ایمن صاعقههای عظیم و حفاظت مطمئنتر تجهیزات را فراهم میکنند. دیگر مزایای ناشی از حذف فواصل هوایی در برقگیرهای Zno بشرح زیر میباشند:
1- تعداد قطعات بطور قابل ملاحظهای کم شده و این باعث سادگی طرح و افزایش قابلیت اطمینان آن شده است.
2- دقت در طرح و پیش بینی سطوح حفاظتی بیشتر شده و هرگونه عدم قطعیت در رابطه با ولتاژهای جرقه در شرایط مختلف از بین رفتهاست.
3- در هنگام ظاهر شدن اضافه ولتاژ برقگیر Zno آرامتر و یکنواختتر وارد ناحیه هدایت شده و یا از آن خارج میشود و این حالت موجب کاهش پدیده های گذرا در سیستم است.
4- این نوع برقگیرها جریان تعقیبی 200 الی 400 آمپری برقگیرهای مرسوم ندارند و بنابراین احتمال قطعی در شبکه به مراتب کمتر است.
5- رفتار برقگیرهای Zno در مقابل آلودگی به مراتب بهتر است.
6- کوچکی و سبکی از دیگر مزایای برقگیرهای نوع Zno به شمار می رود.
بعلت مزایای فراوان برقگیرهای Zno، هم اکنون این برقگیرها مورد توجه می باشند.
[البته متذکر میگردد که اکثر تعاریف عنوان شده عمومی بوده و برای تمام برقگیرها قابل استفاده می باشند].
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
انواع برقگیرها
- برقگیرهای مرسوم یا برقگیرها با مقاومت غیرخطی و فواصل هوایی
در این نوع از برقگیرها، نقش حفاظتی تجهیزات و شبکه در مقابل موجهای گذرا، بعهده تعدادی المان یا مقاومت غیرخطی که به صورت سری با فاصله هوایی میباشد قرار دارد.
این مقاومتها در مقابل ولتاژهای فرکانس قدرت مقاومت زیادی دارند لذا ولتاژ شکست کافی بر روی فاصله هوایی نمیافتد ولی این مقاومتها در مقابل ولتاژهای صاعقه و یا کلیدزنی مقاومت کمی داشته و نتیجتاً ولتاژ بالایی که از حد شکست الکتریکی فاصله هوایی بیشتر است بر روی فاصله هوایی میافتد و برای این ولتاژها در فاصله هوایی شکست الکتریکی رخ میدهد. البته به علیت مقاومت غیرخطی موجود، ولتاژ کل خط در
حد ثابتی باقی میماند لذا حالت اتصال کوتاه عنوان شده در روش استفاده از جرقه گیر در این روش رخ نمیدهد و بعد از رفع ولتاژهای گذرا و ظهور ولتاژ فرکانس قدرت، مجدداً مقاومت، مقاومتهای غیرخطی بالا رفته و جرقه خاموش میشود.
چون جریان دائم این مقاومتها در مقابل ولتاژ فرکانس قدرت نسبتاً بالاتر از نوع Zno میباشد وجود فواصل هوایی الزامی است.
2- برقگیرها با مقاومت غیرخطی و فاصله هوایی مجهز به کویل مغناطیسی خاموش کننده جرقه
این برقگیرها از همان نوع برقگیرها با مقاومت غیرخطی و فاصله هوایی هستند که در محفظه فاصله هوایی علاوخ بر فاصله هوایی کویل مغناطیسی هم قرار دارد که با عبور جریان از آن در حین تخلیه میدان مغناطیسی ایجاد میشود و این میدان بر قوس نیرویی وارد میکند که باعث افزایش طول جرقه گشته و نتیجتاً خاموش شدن جرقه راحتتر خواهد بود.
3- برقگیرهای اکسید فلزی یا Zon بدون فواصل هوایی
این برقگیر از مجموعهای از مقاومتهای غیرخطی که نسبت به ولتاژ شبکه مقاومت بالایی دارند تشکیل شده است ولی در زمان وقوع اضافه ولتاژ صاعقه یا کلیدزنی در مقابل این موجها مقاومت کمی داشته، جریانی را از خود عبور میدهد و کل ولتاژی که برای عملکرد این برقگیر لازم است از ولتاژ قابل تحمل تجهیزات (کلیدزنی و صاعقه) پائینتر است. این برقگیر فاقد فاصله هوایی میباشد.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
مقدمه ی برقگیرها-تعریف برقگیر
برقگیر چیست
حفاظت سیستم در برابر TOVها توسط رلهها و قطع کلیدهای قدرت و … انجام میشود، ولی حفاظت سیستم در برابر امواج ضربهای عموماً توسط وسائل زیر انجام میشود:
1- جرقه گیرها (SPARK – GAPS)
2-برقگیرها (LIGHTNING/ SURGE ARRESTERS)
که خود به سه نوع زیر تقسیم میشوند:
الف) برقگیرها مرسوم یا برقگیرهای با مقاومت غیرخطی و فواصل هوایی
(NON – LINEAR RESISTOR TYPE ARRESTERS WITH SPARK – GAPS/ CONVERNTIONAL ARRESTER)
ب)برقگیر با مقاومت غیرخطی و فاصله هوایی مجهز به گویل مغناطیسی خاموش کننده جرقه
(MAGNETICALLY BLOWN OUT SPARK GAPS & SILICON CARBIDE RESISTOR)
ج)برقگیرهای اکسید فلزی یا Zno بدون فواصل هوایی
(NON- LINEAR METAL OXIDE RESISTOR TYPE ARRESTERS WITHOUT SPARK- GAPS/ ARRESTERS/ Zno ARRESTERS/ MO – ARRESTERS
جرقه گیرها (SPARK – GAPS):
ساده ترین و ارزانترین راه برای حفاظت عایقی در برابر اضافه ولتاژهای ضربهای استفاده از فواصل هوایی می باشد. بدلیل معایب زیر، امروزه از این وسایل بعنوان حافظ اصلی در برابر امواج ضربه استفاده نمی شود.
الف- در صورت عملکرد این وسائل، شبکه با افت شدید ولتاژ روبرو میشود. حتی با سپری شدن ولتاژ ضربه، جرقه بدلیل حضور ولتاژ همچنان پایدار باقی می ماند و ناگزیر جهت قطع جریان تعقیبی (FOLLOW CURRENT) میبایستی کلیدهای قدرت عمل کنند. این مسئله علاوه برا اینکه باعث عدم تداوم بار (هر چند کوتاه مدت) میشود، شبکه و تجهیزات آن را در معرض تنشهای مکانیکی و حرارتی ناشی از جریان اتصال کوتاه قرار میدهد.
ب- مشخصه حفاظتی این وسائل شدیداً تابع پلاریته موج، آرایش الکترودی و شرایط آب و هوایی است. ضمن اینکه عکس العمل مناسبی در برابر امواج با شیب تند ندارد و این مسئله تنظیم آنها را جهت دستیابی به یک سطح حفاظتی معین مشکل میسازد.
ج- جنانچه جرقه گیرها درموقعیت مناسب نصب نشوند، احتمال آسیب دیدن تجهیزات توسط قوس و نیز سرایت آن به سایر فازها وجود دارد.
معمولاً در حال حاضر تجهیزات همانند مقرههای آویزی مجهز به این جرقهگیرها میگردند.
سطح حفاظتی این جرقه گیرها 20 دصد پائینتر از ولتاژ شکست مقرهها است و فاصله آنها از بدنه مقرهها باید بیش از یک سوم طول فاصله هوایی بین شاخک ها باشد و علت نیز تنها حفاظت مقرههای مربوطه میباشد نه حفاظت کل سیستم.
منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم
گردآورنده:آقای مهدیار براتی
محبوبیت گوگل
پلاس
.jpg)
.jpg)
.jpg)
