دستور العمل انتخاب ارستر :

ماهیت نحوه استفاده از تجهیزات الکتریکی در خانه و محل کار با تکیه بر تجهیزات الکترونیکی تکامل یافته است. استفاده از محصولاتی مانند رایانه، چاپگر، تلویزیون صفحه تخت، تجهیزات کنترل صنعتی مانند PLC، آلارم، مایکروویو و ماشین لباسشویی رایج شده است. همه اینها می توانند در برابر اضافه ولتاژهای گذرا آسیب پذیر باشند، که این امر می تواند به طور قابل توجهی طول عمر تجهیزات را از طریق تخریب و آسیب کاهش دهد.

این راهنما برخی از الزامات موجود در سایر استانداردها را در رابطه با حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات الکتریکی در بر میگیرد.

 فقط در تاسیسات الکتریکی محافظت در برابر تغییرات ولتاژ را در نظر می گیرد. همچنین باید به حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای گذرا که توسط سیستم های انتقال داده منتقل می شود، توجه شود . مطابق با :. BS EN 50174 

توجه: این راهنما در واقع تضمین نمی کند که تجهیزات در برابر نوسانات الکتریکی محافظت می شوند.

ریسک های مرتبط با شوکهای الکتریکی

تجهیزات حفاظت اضافه ولتاژهای گذرا با ارستر یا برقگیر تابلویی (SPD) به محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر حوادث گذرا با منبع صاعقه و همچنین منابع سوئیچینگ کمک می‌کنند.

این اتفاقات گذرا می تواند باعث آسیبهایی از قبیل  کاهش طول عمر تجهیزات، از کار افتادن تا تخریب کامل تجهیزات در کل تاسیسات الکتریکی شود. محصولاتی مانند صفحه نمایش LCD، سرورهای داده و تجهیزات صنعتی مانند PLC ها برای فعالیت تجاری حیاتی هستند. حفاظت از این تجهیزات در حال حاضر ممکن است یک ضرورت باشد.

راه حل های ارائه شده توسط شرکت تارازنیر آداک به گونه ایست که  محافظتی را برای جلوگیری از آسیب به این تجهیزات حساس با منحرف کردن ولتاژهای اضافی گذرا ارائه دهد. در اکثر موارد با نصب این تجهیزات ، میزان و زمان خرابی ها کاهش می یابد.

انتخاب تجهیزات حفاظت اضافه ولتاژهای گذرا با ارستر یا برقگیر تابلویی (SPD) به موارد زیر بستگی دارد:

• قرار گرفتن ساختمان در معرض صاعقه 

• حساسیت و ارزش تجهیزاتی که نیاز به حفاظت دارند (توصیه می شود که پیمانکار الزامات تاسیسات را با مشتری در میان بگذارد)

• مکان و در نتیجه  میزان در معرض اصابت بودن یا سطح جاذب سازه

• تجهیزات مورد استفاده در نصب و اینکه آیا این تجهیزات می تواند اضافه ولتاژ گذرای سوئیچینگ ایجاد کند یا خیر

الزامات استاندارد BS 7671 و روش های حفاظت:

تخلیه صاعقه می تواند حاوی جریان 200 کیلو آمپر باشد که اگر در خطوط انتقال برق یا نزدیک آن تخلیه شود، ولتاژ گذرای قابل توجهی  ایجاد می کند. این ولتاژ گذرا می تواند آسیب قابل توجهی به تجهیزات الکترونیکی خانگی و تجاری وارد کند.

به حفاظت در برابر ولتاژهای گذرا در بخش 443 استاندراد BS 7671 اشاره شده است. در اینجا روش بیسیکی معرفی شده است که براساس احتمال قرار گرفتن تجهیزات در معرض ولتاژ گذرای ناشی از برخورد صاعقه با در نظر گرفتن تعداد احتمالی صاعقه است. تعداد اصابت در سال برای تاسیسات الکتریکی در تهران، بر اساس داده دریافتی از سازمان هواشناسی ( تعداد احتمالی روزهای رعد و برق در سال )33 روز است.

در مواردی که چنین است و برای تاسیساتی که توسط خطوط هوایی تامین می‌شوند، و مطابق استاندارد به شرطی که ولتاژ مقاومت ضربه‌ای تجهیزات کمتر از مقادیر ارائه‌شده در جدول  زیر نباشد (تاسیسات دارای ولتاژ 230 ولت به زمین)، هیچ حفاظت اضافی توسط SPD مورد نیاز نیست. با این حال، در جایی که سطوح بالاتری از قابلیت اطمینان تجهیزات یا خطرات بالاتر (مثلاً آتش سوزی) مورد انتظار است، ممکن است حفاظت اضافی توسط SPD در برابر اضافه ولتاژ ضربه مورد نیاز باشد.

به طور مشابه، برای تاسیساتی که خطوط هوایی ندارد، اگر تجهیزات حداقل مقادیر مقاومت ولتاژ در جدول را داشته باشند، هیچ حفاظت اضافی در برابر اضافه ولتاژ لازم نیست.

نکات احتیاطی در یادداشت‌های این بخش وجود دارد که در آن تشخیص داده می‌شود که اضافه ولتاژهای گذرا منتقل شده توسط سیستم توزیع تغذیه به طور قابل توجهی کاهش نمی‌یابد. بنابراین یک ولتاژ القایی در فاصله ای دورتر می تواند به راحتی خود را در تاسیسات الکتریکی نشان دهد و باعث آسیب احتمالی به تجهیزات داخل شود. همچنین شایان ذکر است که داده های مربوط به روزهای رعد و برق است نه رعد و برق. یک طوفان معمولاً شامل رعد و برق های زیادی است که می تواند منجر به ولتاژ بیش از حد در تاسیسات شود و باعث آسیب به تجهیزات شود.

در جایی که سطوح بالاتری از قابلیت اطمینان تجهیزات یا خطرات بالاتر (مثلاً آتش سوزی) مورد انتظار است، ممکن است حفاظت اضافی توسط SPD در برابر ولتاژ اضافی مورد نیاز باشد.

       حداقل ولتاژ مقاومت ضربه ای مورد نیاز برای تجهیزاتی که ولتاژ نامی نصب 230 ولت به زمین است

اصطلاحات و معیارهای انتخاب

تجهیزات حفاظت در برابر اضافه ولتاژ های گذرا یا ارسترها یا برقگیرهای تابلویی بر اساس استاندارد خود به انواع مختلفی طبقه بندی می شوند

-کلاس1 (تایپ B)-  ارستری ( SPD) که می تواند جریان صاعقه جزئی را با شکل موج معمولی 10/350 میکرو ثانیه تخلیه کند. معمولاً از فناوری اسپارک گپ استفاده می کند.

-کلاس 2 (تایپ C)- ارستری ( SPD)که می تواند از گسترش اضافه ولتاژ در تاسیسات الکتریکی جلوگیری کرده و از تجهیزات متصل به آن محافظت کند. معمولاً از فناوری وریستور اکسید فلزی (MOV) استفاده می کند و با موج جریان 8/20 میکرو ثانیه مشخص می شود.

- کلاس 3 (تایپ D)- این ارستر ( SPD) ها ظرفیت تخلیه پایینی دارند. بنابراین آنها باید فقط به عنوان مکمل SPD نوع 2 و در مجاورت بارهای حساس نصب شوند. SPD نوع 3 با ترکیبی از امواج ولتاژ (1.2/50میکرو ثانیه) و امواج جریان (8/20 میکروثانیه) مشخص می شود

Iimp - جریان ضربه ای 10/350 میکرو ثانیه شکل موج مرتبط با ارستر ( SPD)  کلاس1 (تایپ B)        

In – جریان ضربه ای  8/20  میکرو ثانیه شکل موج مرتبط با ارستر ( SPD)  کلاس 2 (تایپ C)             

Up - ولتاژ باقیمانده ای که در ترمینال ارستر ( SPDیا برقگیر)    هنگام اعمال In اندازه گیری می شود       

Uc - حداکثر ولتاژی که ممکن است به طور مداوم به ارستر ( SPDیا برقگیر)   بدون هدایت آن اعمال شود

انتخاب SPD یا ارستر یا برقگیر تابلویی مناسب:                                                                                                                                                                                                                                                                               

در مورد زیر SPD یا ارستر یا برقگیر تابلویی باید نصب شود:                                                                                                                                                                                                                                                                    

(i) مبدأ  تاسیسات،

یا

(ii) تابلوی توزیع اصلی در نزدیکترین نقطه به مبدا تاسیسات

- یک ارستر ( SPDیا برقگیر)  کلاس1 (تایپ B) یا کلاس2 (تایپ C) ممکن است در مبدا استفاده شود، در حالی که کلاس2 (تایپ C) و کلاس3 (تایپ D)برای مکان‌های نزدیک به تجهیزات محافظت‌شده نیز مناسب هستند.

-ارستر ( SPDیا برقگیر) های  کلاس1 (تایپ B)اغلب به عنوان ارستر ( SPDیا برقگیر) های هم پتانسیل کننده نامیده می شوند و در مبدا نصب می شوند. یک سیستم حفاظت در برابر صاعقه که فقط از این دستگاه ها استفاده می کند، هیچ محافظت موثری در برابر خرابی سیستم های حساس الکتریکی و الکترونیکی ارائه نمی دهد. برای دستیابی به این امر، SPD  های هماهنگ شده اضافی باید به کار گرفته شوند.

به طور خلاصه، یک ارستر ( SPDیا برقگیر)  کلاس1 (تایپ B) در مبدا نصب، یک ارستر ( SPDیا برقگیر) کلاس2 (تایپ C) در تابلوهای توزیع و یک ارستر ( SPDیا برقگیر) کلاس 3 (تایپ D)در نزدیکی تجهیزات پایانه استفاده می شود.

حفاظت از ولتاژ باید به گونه ای انتخاب شود که سطح حفاظت ولتاژ آنها (Up) کمتر از توانایی مقاومت ضربه ای تجهیزات محافظت شونده باشد. پیشنهاد میشود برای تعیین این مقدار به جدول فوق مراجعه شود. برای تاسیسات 400/230 ولت نشان می دهد که مقدار نباید از 2.5 کیلو ولت تجاوز کند. با این حال پیشنهاد میشود که برای محافظت از تجهیزات حساس و حیاتی، باید این مقدار را به مقدار مورد نیاز برای تجهیزات دسته 1 (یعنی 1.5 کیلو ولت) کمتر باشد.

     نصب:

بر اساس دستورالعملی که سازنده میدهد معمولا روش نصب (CT1 OR CT2) مشخص میشود.

ارستر ( SPDیا برقگیر) کلاس یک(تایپ B ) باید به گونه ای انتخاب شوند که مقدار Iimp کمتر از مقدار محاسبه شده نباشند. اما اگر این قابل محاسبه نباشد، این مقدار نباید کمتر از 12.5کیلو آمپر باشد. همچنین با توجه به روش اتصال، مقدار Iimp بین هادی خنثی و هادی محافظ نباید کمتر از 50 کیلو آمپر برای سیستم های سه فاز و 25 کیلو آمپر برای سیستم های تک فاز که نمی توان مقدار را محاسبه کرد، کمتر باشد.

برای ارستر( SPDیا برقگیر) های کلاس دو مقدار In نباید کمتر از 5کیلو آمپر باشد و مقدار بین هادی خنثی و محافظ نباید کمتر از 20کیلوآمپر برای سیستم های سه فاز و 10کیلو آمپر برای تک فاز باشد. ممکن است مقادیر بزرگتر طبق استاندارد BS EN 61643-11 مورد نیاز باشد.

اتصالات

برای به دست آوردن حداکثر محافظت بوسیله ارستر( SPDیا برقگیر) ، هادی های اتصال باید تا حد امکان کوتاه نگه داشته شوند. این برای به حداقل رساندن هرگونه افت ولتاژ  در کابل های اتصال است.

هادی های اتصال ارستر( SPDیا برقگیر)  باید سطح مقطع حداقل 4 میلی متر مربع مس داشته باشند و طول کل سر اتصال (a+b) ترجیحاً نباید از 0.5 متر تجاوز کند و در هیچ موردی نباید از 1 متر تجاوز کند.

در جایی که ارستر( SPDیا برقگیر)  کلاس 1 (تایپ B) نصب شده است سطح مقطع نباید کمتر از 16 میلی متر مربع مس باشد. دستورالعمل های سازنده باید رعایت شود.

برخی از ارستر( SPDیا برقگیر) دارای ترمینالهای دوبل فازو خنثی هستند. این  روش اتصال هرگونه افت ولتاژ اضافی را کاهش می دهد

  کابل های اتصال در نتیجه بهترین حالت ممکن را به دست می آورند

اگر فاصله بین ارستر( SPDیا برقگیر) و تجهیزات حساسی که باید محافظت شود بیشتر از 10 متر باشد، نوسانات می تواند منجر به نمایان شدن مقادیر ولتاژ بالاتر در تجهیزات شود. میبایست از ارستر( SPDیا برقگیر)های هماهنگ شده در نزدیکی تجهیزات استفاده کرد. و البته دستورالعمل های سازنده باید دنبال شود.

فیوز پشتیبان:

حفاظت در برابر اتصال کوتاه ارستر( SPDیا برقگیر) اغلب توسط یک وسیله حفاظتی اضافه جریان مانند فیوز یا قطع کننده مدار ارائه می شود. البته این دستگاه باید بدون کارکرد اجازه عبور جریان موج از طریق دستگاه را بدهد. سازندگان دستورالعمل هایی را در مورد اینکه کدام دستگاه توصیه می شود ارائه می دهند. در شرایط خاص، اگر فیوز بالادست شرایط خاصی را داشته باشد، فیوز پشتیبان میتواند حذف شود(دستورالعمل سازنده).

اگرکلید جریان تفاضلی ( RCD )در تاسیسات به عنوان حفاظت اضافی مورد نیاز باشد یا برای اطمینان از برآورده شدن الزامات حفاظت از خطا، ارستر( SPDیا برقگیر)  باید در بالادست کلید جریان تفاضلی ( RCD ) نصب شود. در مواردی که نمی توان از این امر اجتناب کرد، کلید جریان تفاضلی ( RCD ) باید از نوع تاخیر زمانی یا تایپ S باشد.

هماهنگ سازی ارستر( SPDیا برقگیر) : coordination

اصطلاحی است که برای توصیف روش ترکیب چندین کلاس از ارستر( SPDیا برقگیر) ها در یک تاسیسات استفاده می شود که از بهترین ویژگی های هر دستگاه برای بهبود سطح حفاظت برای تجهیزات بهره می برد

در مورد دستگاه های کلاس 1 و 2، یا اسپارک گپی یا MOV با ظرفیت جریان بالا خواهد بود. در صورت نیاز به حفاظت دقیق تر، گام بعدی نصب یک دستگاه کلاس 3 در نزدیکی تجهیزات ترمینال است.

هماهنگ سازی ظرفیت انحراف جریان سیستم ارستر( SPDیا برقگیر)  را افزایش می دهد و در عین حال ولتاژ پایین (Up) را حفظ می کند تا بهترین حفاظت را برای تجهیزات ارزشمند تضمین کند.

انتخاب ارستر( SPDیا برقگیر)  هماهنگ شده از یک همان سازنده ، هماهنگی صحیح بین دستگاه ها را تضمین می کند.

تست  و بازبینی:

به عنوان بخشی از یک بازرسی و آزمایش دوره ای، ارستر( SPDیا برقگیر)  باید برای اطمینان از عملیاتی بودن آن بازرسی شود. هر تجهیز حفاظت اضافه جریان مرتبط با ارستر( SPDیا برقگیر)  باید سالم باشد و طبق دستور سازنده باشد. معمولاً نوعی نشانه بصری روی ارستر( SPDیا برقگیر)  وجود دارد که نشان می دهد دستگاه هنوز کار می کند. این ممکن است با یک فلگ سبز نشان داده شود. اگر این فلگ قرمز را نشان دهد، نشان دهنده این است که دستگاه به "پایان عمر" خود رسیده است و نیاز به تعویض دارد. در برخی از محصولات، این امر مستلزم تعویض دستگاه خواهد بود، اما در بسیاری از محصولات موجود، این کار به سادگی با تعویض کارتریج قابل جابجایی قابل انجام است.

آزمایش مقاومت عایق 500 ولت dc که با ارستر( SPDیا برقگیر)  نصب شده انجام می شود، قرائت نادرستی ایجاد می کند. این به این دلیل است که ارستر( SPDیا برقگیر)  شروع به تخلیه می کند زیرا ممکن است از مقدار Uc فراتر رفته باشد. سپس این آزمایش باید بدون اتصال ارستر( SPDیا برقگیر)  انجام شود. یا این آزمایش را می توان در ولتاژ آزمایش کاهش یافته 250 ولت dc انجام داد.