برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)


برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد كه برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بكار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شكست الكتریكی یك برقگیر بایستی كمتر از ولتاژ شكست الكتریكی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

انواع برقـگیـر

1) برقگیر میـله‏ای
2) برقگیر بـا فاصله هوایی
3) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی
4) برقگیر بدون فاصله هوایی
5) برقگیر خـازنـی
6) برقگیر فیوزی

برقگیـر میـله ای

یكی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها كه از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند كه با وجود قدیمی بودن امروزه نیز كاربردهای زیادی دارد . این برقگیر عبارت است از دو میله نوك‏تیز كه یكی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد فاصله دو نوك متناسب با ولتاژ و شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تنظیم است . تنظیم این فاصله طوری كه در مقابل ولتاژ حداكثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الكتریكی صورت می‏گیرد . البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور بوده و می‏توان گفت در یك باند ولتاژ عمل می‏كند و مشخصه عملكرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور كرد.

برقگیـر با فاصلة هوایی

نوع دیگری از برقگیرها که كاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگیر از نوع شاخكی می باشد . این نوع برقگیرها ساده ترین نوع برقگیر می باشند که به جرقه گیر (برقگیر با فاصله هوایی ) معروف هستند به مراتب از آنها در محلهای اتصال مقره به هادی یا اطراف بوشینگهای ترانسهای توزیع دیده می شود.
همانطوریکه که می دانیم برقگیرها باید در برابر ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید باز رفتار کنند و در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید بسته رفتار کنند.
در این نوع برقگیرها (برقگیر با فاصله هوایی) اگر ولتاژ بالا رود؛ بین شاخکها قوس برقرار شده و انرژی صائقه را به زمین منتقل شده و این امر باعث می شود که تجهیز از بین نرود.

موارد استفاده برقگیـر با فاصلة هوایی

امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز:
1) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس)
2) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند و هم نقش حلقة کرونا را بازی می کنند.

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

این نوع برقگیر از یك یا چند خازن سری همراه با یك یا چند مقاومت غیر خطی تشكیل شده است، این خازنها كه اصولا ً بصورت فواصل هوایی می‏باشد در حالت كار عادی سیستم از عبور جریان الكتریكی به داخل برقگیر جلوگیری می‏كنند. چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الكتریكی عبور می‏كند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏كند .
فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد كه در مقابل حداكثر ولتاژ كار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال كوتاه شود پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع كند كه این كار توسط مقاومت های غیر خطی انجام می‏گیرد . مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غیر خطی در داخل یك ایزولاتور ساخته شده از مواد عایقی قرار می‏گیرند . انتخاب چند خازن در برقگیر بجای یك خازن به این دلیل صورت می‏گیرد كه استقامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد برای اینكه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها بطور مساوی انجام گیرد. یك سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏های هوایی قرار می‏دهند و این كار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یكنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .رقگیرها در قسمت فوقانی خود مجهز به یک وسیله حلقه ای شکل هستند که این وسیله به حلقه کرونا یا کروناگیر معروف می باشد .
همانطور که می دانیم پدیدة کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می باشد . در پستهای فشار قوی این پدیده بالاخص در محل های اتصال هادیها به تجهیزات دیده می شود .
لذا برای برطرف کردن این عیب باید میدان را در این نواحی یکنواخت کنند تا اثرات مخرب کرونا کمتر گردد . برقگیرهایی که امروز در پستها بکار می روند از نوع ZNO می باشند که در داخل آنها قرص هایی از جنس اکسید رویZNO می باشد که بسته به سطح ولتاژ شبکه تعداد آنها متغیر است .

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می دانیم این برقگیرها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند و در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد . لذا قرص های اکسید روی بکار رفته در برقگیرهای امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می باشند (در حالتNormal شبکه) لذا به روی این قرص ها ولتاژ تقسیم می گردد.
حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص ها یکسان نخواهد بود؛ در این صورت یک قرص و به خصوص قرص های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص ها متحمل می شوند و زودتر آسیب می بینند و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می شود لذا اگر بتوانند به طریقی میدان را یکنواخت کنند ( به حالت یکنواخت نزدیک کنند ) تقسیم ولتاژ بین قرصها شکل متعادل تری را به خود می گیرد و قاعدتاً عمر قرصها افزایش می یابد و عملکرد برقگیرها بهتر میگردد.
برای این کار از وسیله ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می کنند؛ که در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص ها به حالت متعادلی نزدیک می نماید.

برقگیـر بدون فاصلة هوایی

یك نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بكار می‏رود كه خازنهای سری آن از قطعات اكسید روی می‏باشد كه این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند. این برقگیرها از نظر ساخت ساده‏تر بوده و دارای حجم كمتری نیز می‏باشد. این برقگیرها می‏توانند در ولتاژهای پائین‏تر عمل كنند بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها كمتر است یا تقریباً صفر است.

برقگیـر خـازنی

این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود كه انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود.

برقگیـر فیـوزی

این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود كه در مقابل اضافه‏ ولتاژ كه سبب عبور جریان زیادی از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اكثراً بعنوان حفاظت ثانویه بكار می‏رود.

محل نصب برقگیـر

برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از كلیه تجهیزات و تا حد ممكن نزدیك به آنها نصب گردد. علاوه بر برقگیری كه در ورودی پستهای ترانس نصب می‏شود قبل از تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز جداگانه برقگیر نصب می‏شود. معمولاً در مسیر برقگیر به زمین یك شماره انداز قرار می‏دهند كه می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید.


 

محققان پژوهشگاه نیرو موفق شدند قرص "وریستور اکسید روی" را با کمک فناوری نانو بصورت نیمه صنعتی تولید کنند.
مدیر گروه مواد غیر فلزی پژوهشگاه نیروT روز چهارشنبه در گفت و گو با خبرنگار علمی ایرنا، گفت: قرص های اکسید روی، قطعاتی سرامیکی هستند که توانایی حفاظت از مدارهای الکتریکی و الکترونیکی را در برابر ولتاژهای مازاد، دارا می باشند.









مهندس "هادی بیرامی" افزود: از جمله مهمترین کاربرد برقگیرها (قرص وریستور) در خطوط توزیع، انتقال و ستهای فشار قوی، می توان به حفاظت از ترانسها که به تغییرات ولتاژ حساس هستند، اشاره کرد.
مهندس بیرامی اظهارداشت: در حال حاضر، برغم استفاده گسترده برق گیرها در صنعت برق، وریستورهای اکسید روی از خارج از کشور تامین می شوند.
مدیر گروه مواد غیرفلزی افزود: اجرای این طرح را می توان به دو بخش تولید پودر و تولید قرص تقسیم کرد.
مهندس بیرامی هاطرنشان ساخت: بخش تولید پودر در این طرح به اتمام رسیده و تیم پروژه موفق شدند تا برای اولین بار در جهان، نانو پودر اکسید روی را به همراه سایر نانو افزودنی های مورد نیاز در ساخت وریستور، بطور همزمان تولید کنند.
وی یکی از نقاط قوت این طرح استفاده از مواد ارزان قیمت و تجاری جهت ساخت قرص های اکسید روی با تکنولوژی نانو عنوان کرد.
مهندس بیرامی گفت: در این تحقیق، نانو پودری متشکل از اکسید روی به همراه هفت افزودنی دیگر از طریق روش ژل-احتراقی تولید شده و همچنین پایلوت ساخت این نانو پودرها به اتمام رسیده است.
وی افزود: این پایلوت در هر مرحله بارگیری توانایی تولید 500 گرم نانو پودر را دارد که این میزان در قیاس با روشهای آزمایشگاهی عدد بسیار مطلوبی می باشد.
مهندس بیرامی اظهارداشت: روش های مختلفی برای ساخت نانو پودر اکسید روی مانند هم رسوبی، سل - ژل، احتراقی و... وجود دارد، اما در این تحقیق برای اولین بار از روشی ترکیبی به ‌نام " ژل احتراقی" و از اسید سیتریک بعنوان سوخت استفاده شده است.
مدیر گروه مواد غیرفلزی، افزود: در بخش دوم پروژه، قرص وریستور در ابعاد آزمایشگاهی ساخته شده و تولید قرص در ابعاد واقعی تا شش ماه دیگر به اتمام خواهد رسید.
مراحل ساخت قرص به زبان ساده شامل همگن کردن پودر، پرس، پخت، پولیش، اعمال لعاب و الکترود گذاری می باشند که همگی این مراحل توسط تیم پروژه و با استفاده از امکانات داخل کشور در پژوهشگاه نیرو انجام شده است.
مدیر گروه مواد غیر فلزی پژوهشگاه نیرو ابراز امیدواری کرد که بر اساس سیاست های پژوهشگاه نیرو مبنی بر بومی سازی و حمایت از تکنولوژی ساخت داخل، با اتمام پروژه و مشارکت بخش خصوصی در آینده ای نزدیک شاهد تولید صنعتی این قرص ها در داخل کشور باشند.
منبع : ایرنا

http://www.chemistmag.com/modules/news/article.php?storyid=429

 

برقگیر :

از وسایل حفاظتی محدود كننده ضربه برای حفاظت تجهیزات سیستم های قدرت در برابر اضاف ولتاژها استفاده می شود . یك وسیله حفاظتی محدود كننده ضربه ، باید اضافه ولتاژهاب گذرا یا ولتاژهایی كه باعث تخریب تجهیزات شبكه می شوند را محدود و به زمین هدایت كند و بتواند این كار را بدون آن كه آسیبی ببیند به دفعات تكرار كند .

یك برقگیر خوب باید دارای مشخصه های زیر باشد :

·  در ولتاژ نامی شبكه ، به منظور كاهش تلفات ، دارای امپدانس بی نهایت باشد .

·  در اضافه ولتاژها ، به منظور محدود سازی سطح ولتاژ ، دارای امپدانس كم باشد .

·  توانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون آن كه خود صدمه ببیند ، داشته باشد .

·  پس از حذف و عبور اضافه ولتاژ ، بتواند به شرایط مدار باز (حالت كار عادی) برگردد.

انواع برقگیرها:

جرقه گیرها یا شاخك ها ساده ترین شكل برقگیرها هستند كه از آن ها بیشتر برای حفاظت زنجیره مقره ها ، بوشینگ ترانسفورماتورها و خازن ها استفاده می شود . مشكل اصلی این نوع برقگیرها ایجاد خطای اتصال كوتاه به زمین پس از تولید جرقه است كه باعث عمل كردن تجهیزات حفاظتی شبكه قدرت (رله های جریانی) و در نتیجه ایجاد وقفه می شوند .

1- برقگیر میله ای (جرقه گیر با فواصل هوایی) :

این نوع برقگیرها به صورت دو الكترود یا دو شاخك هستند كه متناسب با ولتاژ ، در فاصله معین بین هادی و زمین قرار می گیرند و در صورت بروز اضافه ولتاژ ، بین آن ها قوس الكتریكی برقرار می شود . این قوس باعث اتصال كوتاه گردیده و از اضافه ولتاژ جلوگیری می كند ، البته باعث اختلال در امر برق رسانی نیز می گردد .

2- برقگیر لوله ای :

این نوع برقگیرها شامل یك فاصله هوایی برای جرقه زدن در فضا و یك فاصله دیگر در درون یك محفظه مخصوص هستند كه با هم به طور سری قرار دارند این نوع برقگیرها به منظور كوتاه كردن زمان عبور جریان هدایت شونده (پرهیز از وقوع اتصال كوتاه) تهیه شده اند .در برقگیر لوله ای جریان هدایت شونده پس از یك یا چند پریود در اثر گازی گازی كه خود برقگیر تولید می كند از بین می رود و از این جهت می توان آن را برقگیر جرقه خاموش كن نیز نامید . برقگیر لوله ای از یك لوله عایقی (R) از جنس مواد مصنوعی (PVC ، فیبر لاستیك سخت) تشكیل شده شده و در داخل آن دو الكترود فلزی توپر (E) و توخالی (G) قرار دارند از برقگیرهای لول های بیش تر در شبكه های با ولتاژ 10 تا 30 كیلوولت استفاده می شود . ولتاژ جرقه این نوع برقگیرها بالاتر از برقگیرهای با مقاومت غیر خطی است.

3- برقگیر سیلیكون كارباید (sic) :

روش متداول حفاظت در مقابل صاعقه استفاده از برقگیرهای سیلیكون كارباید (sic) می باشد . این برقگیرها از تركیب سری فواصل هوایی با مقاومت ساخته می شوند و برخلاف جرقه گیرها پس از عملكردن آن ها ، شبكه قدرت قابلیت بازگشت به حالن اولیه را خواهد داشت . برقگیر سیلیكون كارباید شامل یك مقاومت سیلیكون كارباید با مشخصه غیر خطی V-I به صورت سری با یك فاصله هوایی است . وقتی اضافه ولتاژها از حد ولتاژ جرقه بیش تر شود ، با ایجاد جرقه در سر فاصله هوایی ، افزایش امپدانس مسیر جرقه از افزایش شدید جریان جلوگیری می كند . فاصله هوایی جرقه كه به آن فاصله جرقه اكتیو گفته می شود ، طوری طراحی می گردد كه بعد از چند بار جرقه زدن در اثر اضافه ولتاژ ، جرقه مسدود شود . مسأله ای كه باعث محدودیت در كاربرد این نوع برقگیرها شده است اضافه ولتاژ كلیدزنی با انرژی بالا كه جریان تخلیه زیادی را برای مدت طولانی اعمال می كند در برقگیرهای sic نوع جدبد با خاموش كردن مغناطیسی سه برابر بیشتر از نوع معمولی آن ها قابلیت تحمل انرژی را داراست این نوع برقگیرها در شبكه های با ولتاژ بالا كاربرد دارند .

4- برقگیرهای نوع اكسید فلزی (MOV) :

نوع جدید برقگیرها دارای بلوك هایی با مقاومت الكتریكی غیر خطی و از جنس اكسید فلزات هستند این بلوك ها به MOV مشهور هستند از آن جا كه حدود 95% از مواد تشكیل دهنده بلوك های MOV را اكسید روی (ZnO) تشكیل می دهد ، به آن ها برقگیرهای ZnO نیز گفته می شود .اجزای تشكیل دهنده برقگیرهای ZnO ، شامل اكسید روی و مقادیر كمی از اكسید دیگر فلزات از قبیل بیسموت ، كبالت ، آنتیموان و اكسید منگنز است .ذرات بسیار ریز اكسید روی و اكسید فلزات دیگر پس از فشرده شدن به صورت دیسك و در اندازه های معین شكل می گیرند . سپس این دیسك ها در درجه حرارت بالا پخته شده .و به صورت در می آیند . این دیسك ها به صورت سری در محفظه استوانه ای شكل قرار گرفته و برق ZnO را تشكیل می دهد . از مزایای این نوع برقگیرها ، سرعت عملكرد در پیشانی موج است به این معنی كه تأخیری كه در برقگیرهای با فاصله هوایی وجود دارد ، در این نوع برقگیرها خیلی كم تر است . با توجه به عدم وجود فاصله هوایی ، امكان موازی كردن برقگیر ZnO وجود دارد . یكی از مشكلات برقگیرهای ZnO ، جریان نشتی در فركانس قدرت است این جریان در حد یك میلی آمپر است با تكرار عملكرد برقگیر ، لایه عایق بین دندانه های اكسید روی سوخته شود و باعث افزایش جریان نشتی گردد .

بعضی از مزایای برقگیرهای ZnO  :

1-     كارآیی بهتر نسبت به سایر برقگیرها

2-     پراكندگی كم ولتاژ پسماند و همچنین دارای ولتاژ پسماند خیلی كم

3-     دارای تاخیر زمانی خیلی كم

4-     برگشت طبیعی به وضعیت اولیه یا مدار باز

5-     دارای مشخصه ولت – جریان خطی تر از برقگیر SiC

6-     دارای سطح حفاظتی خیلی خوب

7-     دارای جریان نشتی پایین در شرایط كار نامی سیستم

از مهمترین عیب های برقگیرهای ZnO :

قیمت زیاد آن ها نسبت به دیگر برقگیرها است و دیگر این كه برقگیرهای ZnO در سیستم های دارای نوسانات ولتاژ قابل ملاحظه ، بیش تر از برقگیرهای SiC در معرض خطر و آسیب دیدگی قرار می گیرند .

5- برقگیر قوس طولانی (LFA) :

نصب برقگیر خط یبن فاز- دكل به صورت موازی با زنجیره مقره یا بجای مقره نیاز به هزینه سنگینی دارد . لذا باید به دنبال راهی بود تا بتوان هزینه نصب برقگیرها را كاهش داد و جلوی خروجی خطوط بر اثر تخلیه اضافه ولتاژهای ناشی از تخلیه جوی بر خط را گرفت . روش جدید برای حفاظت خطوط انتقال ، استفاده از یك سطح طولانی جهت هدایت قوس الكتریكی ناشی از تخلیه است . برقگیرهای قوس طولانی می توانند بین هادی و زمین یا به صورت سری با مقره قرار بگیرند . ساختار این برقگیرها خیلی ساده بوده و در نتیجه نسبت به سایر برقگیرها ارزانتر هستند یكی دیگر از مزایای عمده این برقگیرها عدم جاری شدن جریان با فركانس شبكه شبكه (PAF) پس از اتمام تخلیه جریان موج گذرا و بروز قوس بر روی مقره است .

http://powerzing.mihanblog.com

E-mail: rezagoodboy1@yahoo.com

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :