صاعقه گیر (Arrester Lightning، Surge arrester یا Line arrester) وسیله ای است که در سیستم های برق و سیستم های مخابراتی است و هدف استفاده از صاعقه گیر برای محافظت از عایق و هادی های سیستم در برابر اثرات مخرب صاعقه مورد استفاده قرار می گیرد. Arrester Lightning Arrester دارای یک ترمینال ولتاژ بالا و یک ترمینال زمینی است. هنگامی که یک موج صاعقه (یا موج سوئیچینگ) در امتداد خط برق به سمت Arrester حرکت می کند، جریان جریان از طریق Arrestor هدایت می شود، در بیشتر موارد به زمین.
بدون اتصال زمین خوب، حتی پیچیده ترین تاسیسات محافظ در برابر صاعقه نیز بی تأثیر خواهد بود. با این حال، تنها راه برای اطمینان از خوب بودن اتصالات زمین آزمایش آنهاست. اگر حفاظت از کار بیفتد یا وجود نداشته باشد، صاعقه ای که به سیستم الکتریکی برخورد می کند هزاران کیلو ولت را وارد می کند که ممکن است به خطوط انتقال آسیب برساند و همچنین می تواند به ترانسفورماتورها و سایر دستگاه های الکتریکی یا الکترونیکی آسیب جدی برساند.
Arrester / Surge Arrester صاعقه گیر چیست؟
برقگیر دستگاه هایی هستند که به دلیل ولتاژ زیاد از آسیب رسیدن به دستگاه کمک می کنند. برقگیر یک مسیر با امپدانس کم به زمین را برای جریان حاصل از برخورد صاعقه یا ولتاژ گذرا فراهم می کند و سپس به حالت عادی کار برگردانده می شود. برقگیر را می توان با شیر تسکین دهنده بر روی دیگ بخار یا بخاری آب گرم مقایسه کرد. این فشار بالا را آزاد می کند تا زمانی که به یک شرایط عملیاتی عادی برسید. وقتی فشار به حالت عادی برگشت، شیر اطمینان برای کار بعدی آماده است. هنگامی که ولتاژ بالا (بیشتر از ولتاژ خط معمولی) روی خط وجود دارد، برقگیر بلافاصله راهی به زمین ارائه می دهد و بنابراین ولتاژ اضافی را محدود و تخلیه می کند. برقگیر باید این تسکین را ایجاد کند و سپس از هرگونه جریان بیشتر جریان در زمین جلوگیری کند. دستگیر کننده دو عملکرد دارد.
انواع مختلفی از ولتاژهای متناوب می تواند در سیستم های الکتریکی و الکترونیکی رخ دهد. آنها عمدتا با توجه به مدت و دامنه آنها متفاوت هستند. بسته به علت، ولتاژ افزایش می تواند چند صد میکرو ثانیه، ساعت یا حتی روز طول بکشد. دامنه می تواند از چند میلی ولت تا حدود ده هزار ولت باشد. صاعقه علت ویژه ای در افزایش ولتاژ است. حملات مستقیم و غیرمستقیم می تواند علاوه بر دامنه ولتاژ ولتاژ بالا ، بلکه به ویژه جریان زیاد و گاهی طولانی نیز جریان داشته باشد که پس از آن اثرات بسیار جدی دارد.
انواع دستگیر کننده صاعقه
- شکاف گیر میله ای
- شکافگیر کره
- شکافگیر شاخ
- چند شکافگیر
- برقگیر نوع الکترولیت
- برقگیر اکسید فلز
- صاعقه گیر الکتریکی
تعمیر و نگهداری از صاعقه گیر
- تمیز کردن قسمت خارجی محفظه نگهدارنده.
- قبل از دست زدن به برقگیر باید از خط خارج شود.
- اتصال زمین باید به صورت دوره ای بررسی شود.
- برای ضبط قرائت شمارنده موج.
- سرب خط به طور ایمن بر روی هادی و گیرنده خط بسته می شود.
- سرب زمین به طور ایمن بر روی ترمینال برقگیر و زمین بسته می شود.
مطالب پبشنهادی: خرید صاعقه گیر ارزان
آزمایش برقگیر باید به شرح زیر انجام شود:
- ساختارهای فیزیکی محافظت شده از انفجار باید هر 6 ماه یکبار تحت بررسی بصری قرار بگیرند.
آزمایش برق تاسیسات باید یک بار در سال انجام شود.
به عنوان مثال، برای سیستم هایی با الزامات دقیق از نظر فناوری ایمنی، قانونگذار می تواند یک چک جامع تجویز کند. این امر در صورت برخورد صاعقه در شعاع مشخصی از سیستم مربوطه ضروری خواهد بود.
آزمایش جامع در شرایط بحرانی مربوط به ساختارهای فیزیکی است که شامل سیستم های حساس یا سیستم هایی با تعداد زیادی از افراد است. - دستگاه های محافظ صاعقه بر اساس استاندارد بین المللی محصول خود تولید، آزمایش و طبقه بندی می شوند و آنها توابع حفاظتی و پارامترهای عملکردی را برای استفاده مناسب در مفاهیم محافظتی مناسب تعریف کرده اند.
- بنابراین برای دستیابی به در دسترس بودن سیستم بالا، اپراتورهای سیستم باید مرتباً سیستم الکتریکی خود را بازرسی و نگهداری کنند. این امر توسط قانون گذاران، مراجع نظارتی یا انجمن های حرفه ای بر اساس نوع سیستم مربوطه بیان شده است. آزمایش و نگهداری منظم سیستم های حفاظت از صاعقه (حفاظت از صاعقه خارجی و داخلی) نیز مطابق استاندارد حفاظت از صاعقه IEC 62305-3 مورد نیاز است.
- برای انجام آزمایشات حرفه ای سیستم های حفاظت از صاعقه، دانش تخصصی مورد نیاز است. به همین دلیل، این آزمایش باید توسط یک متخصص محافظت در برابر صاعقه انجام شود.
- بازرسی از SPD ها (دستگاه های محافظ موجی) نیز بخشی از این موارد است. این استاندارد همچنین مستلزم آن است که نگهداری به درستی مستند شود.
آزمایش فاکتور قدرت Arrestor رعد و برق
آزمایش ضریب قدرت به شرایط آب و هوایی بسیار حساس است. آزمایشات در هر زمان ممکن در شرایط مطلوب انجام می شود. اندازه گیری بر روی برقگیرها همیشه در همان ولتاژ آزمایش مشابه یا توصیه شده انجام می شود زیرا ممکن است عناصر غیر خطی در یک برقگیر تعبیه شوند.
به جز برای هدف خاص از بررسی نشت سطح، سطح عایق در معرض یک برقگیر تمیز و خشک نگه داشته می شود تا از تأثیر نشتی در اندازه گیری ها جلوگیری کند. در هنگام دست زدن به دستگیرکننده هایی که مظنون به آسیب دیدگی هستند، بسیار مراقبت می شود، زیرا فشار گاز به طور خطرناکی می تواند در یک واحد مهر و موم شده ایجاد شود. حالت آزمایش و تعداد آزمایشات انجام شده به تعداد گیرنده های موجود در پشته بستگی خواهد داشت. پس از انجام آزمایشات، نتایج آزمون بر روی فرم آزمون ثبت می شود.
برای تمام تست های ضریب توان، اطلاعات بیشتر که در زمان آزمایش ثبت شده است، بهترین مقایسه نتایج را در آزمون روتین بعدی تضمین می کند. در صورت موجود بودن داده های آزمایش باید با داده های کارخانه یا پلاک مقایسه شود. اگر هیچ اطلاعاتی در دسترس نیست، نتایج آزمایش را با آزمایشات قبلی در همان گیرنده و نتایج آزمایش های مشابه بر روی برقگیرهای مشابه مقایسه کنید. اطلاعات تکمیلی زیر باید در فرم آزمون ثبت شود.
تمام اطلاعات پلاک گیرنده را ضبط کنید.
هر مجموعه قرائت را با شماره سریال دستگیر مشخص کنید.
به هرگونه اتصالات یا شرایط آزمایش خاص یا غیرمعمول توجه داشته باشید.
ولتاژ، جریان، وات، ضریب توان و ظرفیت واقعی آزمایش را ثبت کنید. جریان و وات را با ولتاژ آزمایش استاندارد 2.5kV یا 10kV اصلاح کنید.
برقگیرها اغلب بر اساس افت وات درجه بندی می شوند. برای به دست آوردن معادل 10 کیلوولت وات افت از اندازه گیری ظرفیت و ضریب توان، اگر مجموعه آزمایش نتایج را نشان نمی دهد ، محاسبات زیر را انجام دهید.
افت وات = CpF x٪ DF x 377 x 10-6 (برای 60 هرتز)
افت وات = CpF x٪ DF x 314 x 10-6 (برای 50 هرتز)
کجا: CpF = ظرفیت در picofarads٪ DF = درصد اتلاف (ضریب توان) ß ثبت دمای محیط و رطوبت نسبی و نشانه ای کلی از شرایط آب و هوایی در زمان آزمون.
مزایای آزمایش صاعقه گیر
آزمایش حفاظت از صاعقه اطمینان حاصل می کند که کلیه سازه ها، تاسیسات اصلی الکتریکی و الکترونیکی از اثر صاعقه در امان هستند.
منافع مالی به شرح زیر تعیین می شود: کل هزینه سالانه یک سیستم محافظت در برابر صاعقه چگونه با هزینه های خسارت احتمالی بدون سیستم حفاظت مقایسه می شود؟ ارزیابی هزینه بر اساس هزینه های برنامه ریزی، مونتاژ و نگهداری سیستم حفاظت از صاعقه است.
آمار نشان می دهد که انگلستان سالانه حدود دو میلیون حمله انجام می شود و برای اطمینان از عملکرد سیستم محافظت در برابر صاعقه در صورت فراخوانی، توجه داشته باشید که راهی برای تعیین زمان انجام هرگونه کار تعمیر و نگهداری با مصلحت مناسب ندارید.
در دست مهندسان باتجربه، آزمایش و نگهداری صحیح از سیستم های محافظت در برابر صاعقه می تواند به عنوان بخشی از برنامه ایمنی جامع، امری عادی اما بسیار ضروری باشد. حداقل عواقب عدم رویکرد دقیق می تواند هزینه های غیر ضروری را متحمل شود، اما با توجه به توانایی تخریب یک حمله صاعقه، این پیامدها می تواند بسیار بدتر باشد.
کلیه سیستم های حفاظت از صاعقه و سیستم های سفالی خاکی باید با استفاده از تجهیزات آزمون کالیبره شده توسط فرد ماهر بازرسی و آزمایش کنند. آزمایش کامل حفاظت از صاعقه اطمینان حاصل می کند که همه سازه ها، تاسیسات اصلی الکتریکی و الکترونیکی از اثر صاعقه در امان هستند.
صاعقه گیر برج
صاعقهگیر برج یک سیستم ایمنی است که به منظور جلوگیری از آسیبها به ساختمانها و افراد در اثر ضربه صاعقه طراحی میشود. این سیستم از یک سری قطبها، موصلها و اتصالات تشکیل شده است که در سطح بالایی از ساختمان نصب میشوند. هدف اصلی صاعقهگیر برج، جلوگیری از وقوع آتشسوزی، آسیب به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، و نجات افراد در صورت ضربه صاعقه است.
عملکرد صاعقهگیر برج به این صورت است که وقتی یک ابر سیاره به نام ابرپدیده به شدت الکتریکی شارژ شود، این ابر به عنوان یک مثبت دارای بار الکتریکی و موقعیت بالاتر از زمین و ساختمانها قرار میگیرد. زمین نیز یک نقطه منفی دارای بار الکتریکی است. در این موقعیت، اختلاف پتانسیل بسیار زیادی بین ابرپدیده و زمین ایجاد میشود و زمین سعی میکند به ابرپدیده بار الکتریکی خود را منتقل کند.
صاعقهگیر برج با عملکرد خاص خود، تلاش میکند این اختلاف پتانسیل را کاهش دهد. این کار به این صورت است که صاعقهگیر برج با ایجاد نقاطی که بار الکتریکی میتواند به سرعت به سمت زمین جریان کند، اقدام به جذب بار الکتریکی ابرپدیده میکند و به این ترتیب اجازه نمیدهد که اختلاف پتانسیل به حدی بالا برود که باعث آسیب به ساختمان یا تجهیزات الکتریکی شود. جریان الکتریکی حاصل از این انتقال بار به زمین به صورت ایمن از طریق سیمهای موصل به زمین منتقل میشود.
به این ترتیب، صاعقهگیر برج عملکردی ایمن و کارآمد دارد که با جذب بار الکتریکی صاعقه، از ساختمانها و تجهیزات حفاظت میکند و امنیت افراد را تضمین میکند. این تکنولوژی یکی از مهمترین مواردی است که در طراحی ساختمانها، به ویژه برجها، در نظر گرفته میشود.
ارستر صاعقه گیر
ارستر صاعقهگیر (Surge Arrester) نیز یکی از اجزای مهم سیستمهای صاعقهگیری است. این اجزا به منظور محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ (شوک الکتریکی یا سوئیچینگ ولتاژ) ناشی از ضربههای صاعقه، نوسانات برق یا سایر انواع اختلالات الکتریکی طراحی شدهاند.
عملکرد ارستر صاعقهگیر به این صورت است که در شرایط عادی، رسانایی کمی دارد و به جریان الکتریکی اجازه میدهد به سیستمها و تجهیزات الکتریکی وارد نشود. اما هنگامی که ولتاژ بالایی ناگهانی (مانند ضربه صاعقه) در سیستم الکتریکی ایجاد میشود، ارستر صاعقهگیر به سرعت ولتاژ را کاهش میدهد و به صورت موقتی به یک راه رسانا تبدیل میشود. این عمل باعث تخلیه شارژ الکتریکی اضافی به زمین میشود و در نتیجه از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر آسیب ناشی از افزایش ناگهانی ولتاژ محافظت میکند.
ارستر صاعقهگیر به عنوان یک نوع فرازنازک (Overvoltage Protector) عمل میکند و در انواع مختلف مانند ارسترهای فلزی اکسید روی (Zinc Oxide Surge Arrester) و ارسترهای گازی (Gas Discharge Tube) وجود دارد. هر کدام از این انواع ارستر صاعقهگیر به دلیل خواص و کاربردهای خاص خود در سیستمهای الکتریکی استفاده میشوند.
استفاده از ارستر صاعقهگیرها به عنوان جزءی از سیستمهای صاعقهگیری، میزان امنیت و پایداری تجهیزات و دستگاههای الکتریکی را افزایش میدهد و از خسارات احتمالی به علت ضربههای صاعقه و افزایش ناگهانی ولتاژ جلوگیری میکند.
همه چیز در مورد صاعقه گیر
صاعقهگیر، دستگاهی است که برای محافظت از ساختمانها، تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، و همچنین افراد در برابر ضربههای صاعقه طراحی شده است. صاعقهگیرها به عنوان یکی از اجزای مهم سیستمهای صاعقهگیری در ساختمانها و انواع تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرند. در ادامه، توضیحات بیشتری درباره صاعقهگیرها ارائه میشود:
۱. عملکرد صاعقهگیر: صاعقهگیر به منظور کاهش ولتاژ ناگهانی و بسیار بالا ایجاد شده توسط صاعقه به سطح زمین طراحی میشود. این ولتاژ ناگهانی میتواند از طریق شبکههای الکتریکی، خطوط تلفن، کابلهای انتقال داده، یا هر نوع نقطه اتصال به زمین وارد شود. صاعقهگیر با جذب این ولتاژ ناگهانی و انتقال آن به زمین، از افزایش ناگهانی ولتاژ بر روی تجهیزات و ساختمان جلوگیری میکند.
۲. اجزاء صاعقهگیر: صاعقهگیرها از مجموعهای از اجزاء تشکیل شدهاند که عملکرد کلی آنها به محافظت از سیستمها و تجهیزات الکتریکی اختصاص دارد. این اجزاء عبارتاند از:
- قطبها: بخشهای فلزی یا مواد هدایتکننده که وظیفه جذب ولتاژ صاعقه را دارند.
- موصلها: بخشهایی که جریان الکتریکی از قطبها به زمین منتقل میکنند.
- عایقها: بخشهایی که از جریان الکتریکی از سیستمها به سمت دیگر اجزاء جلوگیری میکنند.
- ترمینالها: نقاط اتصال صاعقهگیر به سیستمهای الکتریکی.
- هواگیرها: بخشهایی که به هدف جلب صاعقه و تغییر مسیر آن کار میکنند.
۳. انواع صاعقهگیرها: صاعقهگیرها در انواع مختلف و با استفاده از مواد و فناوریهای مختلف تولید میشوند. برخی از انواع معروف شامل:
- صاعقهگیرهای فلزی اکسید روی (Zinc Oxide Surge Arrester): معمولاً برای سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی استفاده میشوند و به عنوان انواع کوچکتر و حساستر محسوب میشوند.
- صاعقهگیرهای گازی (Gas Discharge Tube): این انواع ارسترها برای محافظت در برابر ضربههای صاعقه بسیار بزرگتر و مقاومتر طراحی شدهاند.
- صاعقهگیرهای فلزی (Metal Oxide Surge Arrester): این نوع صاعقهگیرها عمدتاً در شبکههای توزیع برق و سیستمهای قدرت استفاده میشوند.
۴. نصب و نگهداری: نصب صاعقهگیرها به درستی و با رعایت دستورالعملهای تولید کننده بسیار مهم است. همچنین، برای حفظ عملکرد صحیح صاعقهگیرها و اطمینان از کارآیی آنها، نگهداری منظم و بررسی دورهای لازم است.
۵. استانداردها: محافظت صاعقهگیرها و سیستمهای صاعقهگیری به عنوان یک مسئله حیاتی مورد توجه است. استفاده از محصولات مطابق با استانداردهای تعینکننده که معتبر میباشد، از اهمیت بسیاری برخوردار است. استانداردهای معتبر این صنعت عبارتند از:
- IEC 62305: این استاندارد توسط کمیته بینالمللی الکتروتکنیکی (IEC) تهیه شده است و شامل مجموعهای از اصول و رهنمودهای مربوط به محافظت از ساختمانها و تجهیزات در برابر ضربههای صاعقه میشود.
- IEEE C62.41: این استاندارد توسط انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) تهیه شده است و به بررسی محافظت تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر ضربههای صاعقه میپردازد.
- NFC 17-102: این استاندارد توسط انجمن فرانسه تهیه شده است و اصول مربوط به محافظت در برابر ضربههای صاعقه را مشخص میکند.
- UL 1449: این استاندارد توسط آزمایشگاههای آتشنشانی آمریکا (UL) تهیه شده است و به محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر ضربههای صاعقه میپردازد.
- BS EN 62305: این استاندارد توسط بریتیش استاندارد (BSI) تهیه شده است و به اصول مربوط به محافظت در برابر ضربههای صاعقه در ساختمانها و سازهها میپردازد.
در نصب صاعقهگیرها، لازم است توجه ویژهای به روشهای اتصال به سیستمها و اجزاء دیگر صاعقهگیری شود تا بهترین عملکرد را ارائه دهند. همچنین، برای اطمینان از عملکرد صحیح صاعقهگیرها، لازم است که به صورت دورهای (مثلاً هر یک سال یک بار) این تجهیزات مورد بررسی و بازرسی قرار گیرند تا از عملکرد درست آنها اطمینان حاصل شود و در صورت نیاز، تعویض شوند.
همچنین، در انتخاب و استفاده از صاعقهگیرها، مهم است که به نوع زمین و ارتباط آن با صاعقهگیر توجه داشته باشیم، زیرا این ارتباط نقش مهمی در کارایی صاعقهگیر ایفا میکند. همچنین، تعویض صاعقهگیرها در مواقعی که از عمر مفید آنها گذشته است، امری ضروری است تا از محافظت کامل و بهترین عملکرد صاعقهگیرها اطمینان حاصل شود.