امروزه برای حفاظت از ساختمان‌های بلندی که در معرض خطر آذرخش و یا صاعقه می‌باشند، از وسیله‌ای به نام برقگیر استفاده می‌شود. برقگیر وسیله‌ای ایمنی است که برای هدایت موج‌های ولتاژ به زمین و جلوگیری از ورود آن‌ها به ایستگاه‌های انتقال و توزیع نیرو بکار می‌رود. برقگیرها در مقایسه با دیگر وسایل حفاظتی بهتر عمل کرده و امواج بیشتری را حذف می‌کند.
برقگیر ترانسفورماتور در موازات وسیله‌ی تحت حفاظت یا بین فاز و زمین قرار می‌گیرد. برقگیرها انرژی موج اضافه ولتاژ را به زمین منتقل می‌کنند و موجب حفاظت بیشتر می‌شوند. این محصول یکی از بهترین و اساسی‌ترین تجهیزات برای محافظت ترانسفورماتور در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه، رعد و برق، جرقه، تخلیه‌ی اضافه ولتاژهای موجی در هادی‌های خطوط و سایر خطاهای برقی می‌باشد. برقگیر در برابر ولتاژهای معمولی مقاومت زیادی در حد عایق الکتریکی دارد، اما در مقابل ولتاژهای ناگهانی مقاومت کمتری دارد و موج‌های الکتریکی اضافه را در زمین تخلیه می‌کند.
اهمیت استفاده از برقگیر ترانسفورماتور
یکی از راه‌های حفاظت از تجهیزات الکتریکی متصل در سیستم برق، در برابر فشار ولتاژهای گذرا استفاده از برقگیر ترانسفورماتور می‌باشد. برقگیر ترانسفورماتور با انتقال انرژی ولتاژ به زمین از تجهیزات الکتریکی محافظت می‌کند و می‌تواند تا حد بسیار زیادی طول عمر آن‌ها را افزایش دهد و شما را از خرید مجدد لوازم الکتریکی بی‌نیاز کند.
عملکرد برقگیر ترانسفورماتور
برقگیر ترانسفورماتور در شرایط عادی جریانی به زمین منتقل نمی‌کند و شکاف هادی نیست، اما زمانی که ولتاژهای اضافی در تجهیزات الکتریکی وجود داشته باشد، برقگیر ترانسفورماتور عایق هوایی در شکاف ایجاد کرده و موجب پیدایش یک آرک می‌شود، که مسیری با مقاومت پایین برای انتقال بار اضافی روی خطوط به زمین ایجاد می‌کند.
لازم به ذکر است که به دلیل موج بالایی که در خطوط وجود دارد، بار اضافی بدون آسیب از برقگیر به زمین منتقل شده و از ارسال مجدد آن به خط جلوگیری می‌شود.در طراحی برقگیرها دو مورد را باید رعایت کرد، در اولین مورد زمانی که انتقال موج به زمین تمام می‌شود، آرک باید از بین برود در غیر این صورت جریان عبور از مقاومت تداوم خواهد داشت و موجب از بین رفتن شکاف و مقاومت بین هر دو می‌شود. در آخر افت l R در دو طرف برقگیر در زمان عبور جریان ناگهانی نباید از قدرت شکست تجهیزاتی که باید محافظت شود بیشتر باشد.
کاربرد برقگیر در ساختمان‌ها
برقگیر میله یا سیم‌های رسانای بلند و نوک تیزی هستند، که در بالاترین قسمت ساختمان نصب می‌شوند. انتهای این سیم به یک صفحه فلزی لحیم شده و تا سطح آب‌های زیر زمینی در زمین فرو برده می‌شود. در هنگام طوفان تندری یا صاعقه بارهای زیادی در زمین القا شده و میدان الکتریکی شدیدی در سطح زمین ایجاد می‌شود. شدت این میدان در نزدیک اجسام نوک تیز زیاد است به همین سبب در نزدیکی نوک برقگیر تخلیه می‌شود.
در نتیجه بارهای القا شده نمی‌توانند روی ساختمان جمع شوند و آذرخش ایجاد نمی‌شود. اما اگر آذرخش به وجود آید به برقگیر برخورد کرده و بارهای ایجاد شده بدون خسارت به زمین می‌روند. برقگیر ترانسفورماتور جریان الکتریکی عظیم وابسته، به جریان رعد و برق را تا حد زیادی کنترل می‌کند. این برقگیر رسانای فوق‌العاده قوی است، که موجب عبور جریان برق بدون ایجاد هر گونه خسارت ناشی از درجه حرارت بالا، به زمین می‌باشد.
بررسی انواع برقگیر
همان‌طور که می‌دانید، برقگیرها انواع متعددی دارند که هر یک از آن‌ها می‌توانند کاربرد و ویژگی‌های منحصر به فرد خود را داشته باشند. از مهم‌ترین انواع برقگیر می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
برقگیر خازنی
می توان گفت برقگیر خازنی برای ولتاژ‌هایی با فشار پایین مورد استفاده است در این نوع برقگیر، انرژی حاصل از موج ولتاژها در خازن ذخیره می‌شود.
برقگیر با مقاومت غیرخطی
این نوع برقگیر ها برای تخلیه امواج اضافی در مقابل ولتاژ نامی، شبکه امپدانس بالایی از خود نشان می‌دهند اما در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی، شبکه امپدانس کمتری را از خود نشان می‌دهند. همان‌طور که می‌دانید این برقگیرها به‌صورت غیرخطی عمل می‌کنند، قرص‌های اکسید بکار رفته در برقگیرها دارای نشتی بسیار کمی هستند و نقش مقاومت غیرخطی را دارند. بنابراین اگر میدان به‌طور یکنواخت نباشد تقسیم ولتاژ روی قرص‌ها یکسان نخواهد بود، در چنین شرایطی یک قرص به‌ویژه قرص‌های بالایی ولتاژ بیشتری نسبت به سایر قرص‌ها تحمل می‌کنند و زودتر آسیب می‌بینند، این امر موجب عملکرد نادرست برقگیر می‌شود. زمانی که میدان یکنواخت باشد تقسیم ولتاژ بین قرص‌ها یکسان‌تر است، در این صورت عمر قرص‌ها نیز افزایش پیدا می‌کند و عملکرد برقگیر ها بهتر می‌شود.
برای اینکه میدان یکنواخت باشد و تقسیم ولتاژ روی قرص‌ها به حالت متعادلی نزدیک شود، از وسیله‌ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می‌کنند.
برقگیر بافاصله‌ی هوایی
این نوع برقگیر ها فقط در موارد خاص استفاده می‌شوند که عبارت‌اند از:
۱_بر سر بوشینگ های ترانس‌ها
۲_در خطوط انتقال فشار قوی به شکل حلقه‌ای
برقگیر فاقد فاصله هوایی
در برقگیر بدون فاصله هوایی، خازن‌هایی وجود دارد که سری آن‌ها از قطعات اکسید روی می‌باشد. این خازن‌ها به‌صورت قرص‌هایی با اندازه و ابعاد مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‌گیرند.این برقگیرها از نظر ساخت ساده‌تر بوده و حجم کمتری دارند، همچنین می‌توانند در ولتاژهای پایین‌تر عمل کنند به همین دلیل می‌توان سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را پایین‌تر آورد و در هزینه‌ها صرفه جویی نمود. لازم به ذکر است که جریان نشتی در این نوع برقگیر کمتر و در برخی موارد تقریباً صفر است.
برقگیر میله‌ای
ساده‌ترین و کم هزینه‌ترین برقگیر، برقگیر میله‌ای است. این برقگیر اولین نوع برقگیر بوده و با توجه به قدیمی بودنش کاربرد زیادی دارد. برقگیر میله‌ای از دو میله نوک تیز تشکیل شده که یکی از آن‌ها در قسمت برق دار نصب شده و دیگری پایین ایزولاتور یا بدنه، نصب و به زمین متصل می‌شود. فاصله میان این دو سر متناسب با ولتاژ، شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تغییر می‌باشد.
برقگیر فیوزی
برقگیر فیوزی به گونه‌ای ساخته می‌شود که هنگام جریان اضافه ولتاژ، جریان زیادی از برقگیر عبور کند. جرقه داخل برقگیر توسط گاز یا مواد نسوز درون برقگیر خاموش می‌شود.
نصب برقگیر
برقگیر باید در ورودی پست‌های ترانس خط قبل از تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به تجهیزات الکتریکی به‌صورت موازی با مدار مورد نظر نصب و از طرف دیگر داخل زمین فرو برده شود. علاوه بر برق‌گیری که در ورودی پست‌های ترانس نصب می‌شود، قبل از تجهیزات مهمی مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز برقگیر جداگانه‌ای نصب می‌شود. با توجه به اینکه عمر برقگیرها وابسته به تعداد دفعات عملکرد آن‌ها می‌باشد معمولاً در مسیر برقگیرها به زمین یک شماره انداز قرار می‌دهند که تعداد دفعات تخلیه موج‌های ولتاژ ضربه‌ای بر روی برقگیر را ثبت کند.
علل سوختن برقگیر ترانسفورماتور
عواملی که منجر به آسیب رساندن و یا انفجار برقگیر ها می‌شود و کاربران محترم می‌بایست به آن‌ها توجه داشته باشند، عبارت‌اند از:
۱_نفوذ رطوبت و آلودگی سطح خارجی برقگیر
۲_ذخیره شدن اضافه ولتاژهای گذرا در برقگیرها
۳_استفاده نادرست از برقگیرها
۴_طراحی غلط محفظه و تعداد قرص‌های سری_موازی جهت تحمل تنش‌های حرارتی
۵_رعایت نکردن شرایط نگهداری و بهره برداری طبق مشخصات برقگیر
۶_عدم استفاده از حلقه کرونا
۷_مناسب نبودن ولتاژ آستانه برقگیر انتخاب شده به نسبت سطح اضافه ولتاژهای موقت
۸_بی‌کیفیت بودن مواد تشکیل دهنده و ابعاد ذرات قرص‌های وریستور
۹_ انتخاب نامناسب نوع برقگیر بدون توجه به شرایط و در نظر نگرفتن اضافه ولتاژ منطقه
سخن پایانی
برقگیر ترانسفورماتور وسیله ای بسیار کاربردی است که توسط برندهای مختلف داخلی و خارجی تولید می‌شود. یکی از برترین تولیدکنندگان داخلی این محصول طاها ترانس است که تولیدات خود را بر اساس استانداردهای جهانی با قیمتی مناسب عرضه می‌کند. جهت آشنایی بیشتر با محصولات این مجموعه کافی است به وب سایت طاها ترانس مراجعه کنید.
مقالات پیشنهادی
