قگیر شبکه فشار متوسط:

ارستر (SURGE ARRESTER) - چگونه در برابر ولتاژ ضربه  محافظت می کند؟

ارستر (SURGE ARRESTER-SPD) ابزارهای محافظی هستند که با تخلیه یا بای پس جریان ضربه، ازتجهیزات در برابر ولتاژهای گذرا محافظت می کنند. این تجهیز یک مسیر کم امپدانس برای جریان ضربه فراهم می کند که از سیستم محافظت می کند. جریان افزایشی معمولاً می‌تواند به دلایل مختلفی مانند رعد و برق یا سوئیچ زنی داخلی رخ دهد. در نوسانات سوئیچینگ معمولی، افزایش ولتاژ می تواند محدود باشد اما برای دستگاه های موجود در شبکه مضر است. در مورد صاعقه، افزایش ولتاژ می تواند تا حد زیادی متفاوت باشد که چالش برانگیزتر است. برقگیرها (ارسترها) معمولاً در سیستم های انتقال و توزیع برق استفاده می شوند. استفاده از آنها فقط به پست ها، ترانسفورماتورها و قطب ها محدود نمی شود، بلکه به کلیدهای مدار در ساختمان های مسکونی نیز گسترش می یابد.

ارستر (SURGE ARRESTER-SPD) با صاعقه گیر متفاوت است. برای محافظت از تجهیزات در برابر برخورد مستقیم صاعقه استفاده نمی شود. اما افزایش ولتاژ ناشی از رعد و برق را محدود می کند و از تجهیزات نصب شده به صورت موازی محافظت می کند. برقگیر تابلویی یا ارستر حفاظتی در ولتاژهای معمولی غیرفعال است. روشن می شود و شروع به هدایت می کند و در زمان سرج  مسیری را به سمت زمین تشکیل می دهد.

ارستر (SURGE ARRESTER-SPD) چگونه کار می کند؟

برقگیر متداول وریستور اکسید فلزی حاوی یک سری بلوک وریستور اکسید فلزی است. این بلوک ها مانند یک کلید کنترل شده با ولتاژ هستند که در طول ولتاژ خط معمولی به عنوان عایق عمل می کنند. هنگامی که ولتاژ از ولتاژ مرجع سرج ارستر بالاتر رفت، بلوک های وریستور اکسید فلزی هدایت را آغاز می کنند. جریان اضافی مستقیماً به زمین منتقل می شود و تجهیزات را از اضافه ولتاژ محافظت می کند. بلوک های وریستور اکسید فلزی بسیار غیر خطی هستند، بنابراین هنگامی که ولتاژ به زیر ولتاژ مرجع کاهش می یابد، هدایت متوقف می شود. بنابراین یک برقگیر می تواند هر انرژی گذرا را به شکل جریان از سیستم تخلیه کند و از ولتاژ بیش از حد در تجهیزات جلوگیری کند. به عبارت ساده می توان گفت که برقگیر یک مدار باز نسبت به ولتاژ معمولی است، اما زمانی که یک خطا رخ می دهد که یک نوسان ولتاژ است، این ولتاژ خطا باعث می شود که ارستر (SURGE ARRESTER-SPD) جریان را هدایت کند و در نتیجه جریان خطا را مستقیماً به زمین منحرف کند.

چرا به یک برقگیر نیاز داریم؟

افزایش ولتاژ یک رویداد غیرقابل پیش بینی است، به ویژه آنهایی که در اثر برخورد صاعقه رخ می دهند. رعد و برق یکی از دلایل اصلی افزایش ولتاژ است. رعد و برقی که به زمین برخورد می کند باعث ایجاد جریان های زمینی می شود که از هادی های مدفون می گذرد. این یک ولتاژ گذرا را القا می کند که به سمت انتهای هادی حرکت می کند. همین نوع القاء می تواند در هادی های بالاسری و سایر هادی ها نیز اتفاق بیفتد. برقگیرها در برابر ولتاژ القایی ناشی از تخلیه صاعقه محافظت انجام میدهند، اما نه در برابر برق گرفتگی ناشی از برخورد مستقیم به هادی.

منبع دیگر افزایش ولتاژ شامل افزایش ولتاژ ناشی از سوئیچینگ است. آنها توسط (به دلیل یا به دلیل) تغییرات در شرایط عملیاتی در یک سیستم تولید می شوند. اضافه ولتاژهای موقتی وجود دارد که به دلیل خطاهای زمین در یک فاز و افزایش ولتاژ در فاز بدون خطا تا رفع عیب رخ می دهد. برقگیرها از چنین ولتاژهای اضافی نیز محافظت می کنند.

انواع مختلفی از برقگیرها در کاربردهایی مانند پست ها و در سطوح بهره برداری استفاده می شوند. برای مثال:

– در پست های کوچکتر یا تجهیزات متوسط از برقگیرهای نوع متوسط استفاده می شود.

– انواع ثانویه در سطوح ولتاژ شهری استفاده می شود.

- ارستر نوع پست برای عملکرد بالاتر و تجهیزات پست و غیره استفاده می شود.

– برقگیرها با توجه به الزامات بسیار با دقت انتخاب می شوند و طبق استاندارد IEEE ANSI C62.1 طراحی و آزمایش می شوند.

بنابراین، برای محافظت از شبکه در برابر نوسانات برق، برقگیرهایی داریم که به تخلیه جریان سرج  اضافی به زمین کمک می کند. برقگیر به گونه ای تعبیه شده است که حداقل مقاومت را نسبت به بقیه مدار ارائه می دهد و در نتیجه جریان خطا را به راحتی به زمین منحرف می کند. در بیشتر کاربردها، برقگیر درست قبل از اتصال هادی بر روی تجهیزات نصب می شود تا محافظت را انجام دهد.