برقگیر
برقگير:
برقگير يكي از تجهيزاتي است كه بيشتر اثر حفاظتي روي بقيه تجهيزات در مقابل اضافه ولتاژهاي موجود در شبكه را دارد يعني اگر اضافه ولتاژي بيشتر از سطح عايقي تجهيزات يا BIL خود برقگير روي تجهيزات ظاهر شود برقگير به سرعت آن را از خود عبور داده و در سيستم زمين مستهلك مي نمايدو مانع از آسيب ديدن تجهيزات مي گردد. به طور معمول برقگيرها در ابتداي خطوط ورودي به پست ها و نيز هر دو سمت ترانس هاي قدرت بر سر هر فاز يك برقگير نصب مي گردند . هر برقگير بايد مجهز به نمراتور (Counter) باشد تا تعداد عملكرد برقگير را ثبت نمايد. چرا كه تعداد عملكرد برقگير در برآورد عمر آن و نيز تحليل داده هاي آماري شبكه هاي قدرت مورد استفاده قرار مي گيرد.
اضافه ولتاژ هاي موجود در شبكه:
- اضافه ولتاژ ناشي از رعد و برق
- اضافه ولتاژ ناشي از سوئيچينگ (كليد زني)در سطح ولتاژ 400،230 كيلو ولت و بالاتر اهميت بيشتريدارد.
اضافه ولتاژ ناشي از رعد و برق:
اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه به دليل تخليه بار الكتريكي ذخيره شده بر روي ابرها،بر روي هادي مي
باشدجريان حاصله كه در حد چندين KA مي باشد با عبور از هادي ها ايجاد يك ولتاژ بسيار بالا در حد هزار كيلو ولت مي كند در زمان بسيار كوتاهي (در حد µs) از صفر به پيك خود رسيده و پس از چندين µs مستهلك مي گردد كه اين مقدار پيك ولتاژ مي تواند اثر بسيار مخربي بر روي عايق تجهيزات منصوبه در پست داشته باشد، بنابراين برقگير وظيفه دارد اين اضافه ولتاژ را به زمين تخليه كند و مانع از رسيدن آن به تجهيزات داخل پست شود.
اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني:
همانگونه كه مي دانيم همواره كليد زني باعث ايجاد اضافه ولتاژ مي گردد كه شكل موج اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني مانند اضافه ولتاژ صاعقه ولي با بازه زماني بيشتر بوده به نحوي كه زمان پيشاني و پشت موج آنها طولاني تر از صاعقه مي باشد. دامنه اين اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني در سطح لايه فوق توزيع و توزيع كم است ولي در لايه انتقال داراي دامنه زيادي بوده و به نحوي كه ممكن است از دامنه موج صاعقه نيز بيشتر شود. بنابراين وقوع يك موج ولتاژي با دامنه بالا و زمان طولاني (µs 50-300 ) بسيار مخرب بوده به نحوي كه در سطح ولتاژ 230KV به بالا اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني بسيار خطر ناك تر از صاعقه مي باشد. بنابراين وظيفه برقگير اين است كه اين اضافه ولتاژ ها را به زمين هدايت مي كند و مانع تخريب تجهيزات پست گردد.
اضافه ولتاژ فازهاي سالم ناشي از اتصال كوتاه تك فاز:
زماني كه در شبكه اتصال كوتاه تك فازي حادث گردد ولتاژ آن فاز كاهش يافته و تقريبا صفر مي گردد ولي ولتاژ در دو فاز سالم ( كه اتصال كوتاه نشده اند ) بالا مي رود كه لازم است به نحو مقتضي تحت كنترل بوده و از آسيب به تجهيزات پست جلوگيري گردد.
مهمترين عوامل در انتخاب برقگيرها عبارتند از :
- – ولتاژ BIL يا سطح ولتاژ عايقي
- – ولتاژ نامي برقگير
- – جريان نامي يا ماكزيمم تحمل جرياني برقگير
انواع برقگير :
برقگير سوزني
برقگير سيليكون كاربريد
برقگير هاي داراي مقاومت معكوس ولتاژ (برقگير هاي غير خطي ) يا اكسيد فلزي Zno
برقگير هاي سوزني: برقگيرهاي سوزني از دو ميله نوك تيز تشكيل مي گردند كه با توجه به سطح ولتاژ در فاصله مشخصي از هم قرار مي گيرند. هر گاه ولتاژ اعمال شده بين اين دو ميله بيشتر از حد تحمل عايقي هوا گردد هوا يونيزه شده و بين آنها تخليه الكتريكي برقرار مي گردد. اين نوع از برقگيرها بيشتر در دو سر مقره هاي بشقابي در ورودي خطوط به پست يا دو سر بوشينگ ترانسها قرار مي گيرند و در واقع فاصله عايقي سطح مقره يا بوشينگ را كم كرده و اضافه ولتاژ روي شبكه انتقال را به پايه ي ديگر (ارت) انتقال مي دهند و بدين ترتيب اثر اضافه ولتاژ روي تجهيزات از بين مي رود. مهمترين عيب اين نوع برق گير كه جز اولين نسل برقگير ها مي باشد اين است كه با توجه به اينكه مسير تخليه جريان از طريق هواي يونيزه شده انجام مي گيرد پس از رفع اضافه ولتاژ ، قوس قطع نمي گردد و تداوم قوس مي تواند باعث تخريب مقره و ذوب شدن برقگير سوزني گردد. معمولا در زمان اضافه ولتاژ، رله هاي حفاظتي با واحد ارت فالت (EF) يا اضافه جريان (OC )عمل نموده و فرمان قطع را به كليد هاي قدرت صادر مي كنند.
برقگير هاي سيليكون كاربريد با فاصله هوايي :
در ساختمان آنها نيمه هادي هايي با تركيب كربن و سيليكون وجود دارد كه به صورت قرصهايي با ابعاد مختلف ساخته مي شوند. در اين برقگيرها هر نيمه هادي به صورت سري با خازنهايي با دي الكتريك هوا (گپ) و موازي با يك سلف قرار گرفته است ( شكل ذيل) و يك مجموعه را تشكيل مي دهند . هر برقگير با توجه به سطح ولتاژ نامي داراي چندين مجموعه مي باشند. در اثر اضافه ولتاژ بيش از ولتاژ نامي اين گپها دچار شكست الكتريكي شده و تخليه اضافه ولتاژ از طريق كانال قرص هاي نيمه هادي صورت مي پذيرد. نقش سلف نيز خاموش نمودن قوس در فاصله هوايي بعد رفع اضافه ولتاژ مي باشد. مهمترين عيب اين نوع برقگيرها اتلاف حرارتي زياد و تنش مكانيكي در اثر جابجايي قرص ها و در نتيجه خرابي زود هنگام آنها مي باشد.
برقگير هاي داراي مقاومت معكوس بدون فاصله هوايي اكسيد فلزي Zno :
اين نوع از برقگيرها در حال حاظر رايجترين نوع برقگير بوده و داراي يك سري مقاومتهاي غير خطي( مقاومت معكوس ) مي باشند. در ساختمان اين مقاومتهاي غير خطي از تركيبات اكسيد روي و ساير فلزات مانند كبالت ، بيسموت ، كرم ، منگنز ، انتيموآن و … استفاده شده كه به صورت پودر با هم مخلوط و در نهايت به شكل قرصهايي با ضخامت 5 الي 50 ميليمتر و قطرهاي مختلف ساخته مي شوند. عملكرد اين قرصها بدين صورت است كه در ولتاژ نامي شبكه، به صورت يك عايق ولتاژي عمل نموده و جرياني در حد ميلي آمپر از خود عبور مي دهند اما هنگامي كه يك اضافه ولتاژ به شبكه اعمال گردد مقدار مقاومت اهمي اين قرصها به شدت كاهش يافته ، مانند اتصال كوتاه عمل نموده و شبكه را زمين مي نمايند . در اين هنگام جريان عبوري از برقگير در حد چند كيلوآمپر مي باشد. عبور اين جريان بالا باعث افت ولتاژ روي نمراتور و در نهايت عملكرد نمراتور برقگير مي گردد.
اين نوع از برقگيرها به لحاظ ظاهري نيز نسبت به انواع ديگر كم حجم تر(باريكتر ) بوده و وزن كمتري دارند.
ايزولاتور برقگيرهاي اكسيد روي يا از چيني ساخته مي شوند و يا از سيليكن رابر كه نوع اول مناسب نصب بر روي استراكچر مي باشد و نوع دوم به دليل وزن بسيار كم آن هم مي تواند بر روي استركچر نصب گردد و هم مي تواند به صورت آويزي ( روي خط ) مورد استفاده قرار گيرد.
حلقه كرونا رينگ :
از آنجا كه در سطح ولتاژهاي بسيار بالا معمولا بحث يونيزاسيون و در نهايت تخليه جزئي و كرونا وجود دارد جهت يكنواخت نمودن اضافه ولتاژ روي تجهيزات و به خصوص برقگيرها از حلقه هاي كرونا رينگ استفاده مي گردد. يك برقگير بسته به سطح ولتاژ شبكه ممكن است داراي چندين كرونا رينگ باشد.
نكات بهره برداري
- – بازديد ظاهري و اطمينان از سالم بودن ايزولاتور برقگير
- – كنترل سيم ارت برقگير
- – كنترل و ثبت نمراتور برقگير به خصوص در مواقعي كه هوا باراني و صاعقه اي باشد
- – كنترل و ثبت جريان نشتي برقگير در برقگيرهاي داراي جريان نشتي سنج
تستهاي راه اندازي
1-تست ميگر
2-اندازه گيري جريان نشتي خازني و اهمي
3-تست كنتور برقگير
4-اندازه گيري مقاومت ارت برقگير
نكته مهم : بايد ارت برقگير از ارت شبكه مجزا باشد و به صورت ميله اي اجرا گرديده باشد.
درباره ابرمهندسی
بنام یزدان اینجانب محمدی هستم 12سال در زمینه برق فعالیت دارم ونسبت به این علم علاقه زیاد دارم وتمایل دارم که تجربیاتم را در خدمت کسانی که به این رشته علاقه مند هستند بگذارم امیدوارم که این آموزشات مفید باشند.....
نوشته های بیشتر از ابرمهندسی
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.