ویژگی برق گیرها

یک برق‌گیر خوب باید دارای مشخصات زیر باشد:

 

در ولتاژ نامی شبکه، به منظور کاهش تلفات دارای امپدانس بینهایت باشددر اضافه ولتاژ به منظور محدود سازی سطح ولتاژ دارای امپدانس کم باشدتوانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون اینکه خود صدمه ببیند داشته باشدپس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرایط مدار (حالت کار عادی) برگردد

 

پارامترهای مهم برای انتخاب برق‌گیر مناسب جهت حفاظت عایقی:

 

ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MCOV)ولتاژ نامی (Ur)جریان تخلیه نامی (۸٫۲۰ µsec)ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل (۴٫۱۰ µsec)قابلیت تحمل جذب انرژی W

 

عوامل مهم در آسیب دیدگی برق‌گیرها:

 

نفوذ رطوبت و آلودگیاضافه ولتاژهای گذرا و موقتیعدم انطباق شرایط بهره‌برداری با مشخصه برق‌گیر (طراحی غلط)عوامل ناشناخته

آذرخش

آذَرخش یا رعد و برق (که با نام‌های صاعقه، الماسک،اَبرَنجک، یا آتشه نیز شناخته می‌شود)[۱] گونه‌ای تخلیهالکتریکی است که در اثر الکتریسیته ایستا میان دو ابر یا ابر و زمین ایجاد می‌شود. هرچند آذرخش اشاره به درخشش الکتریکی ست که میان ابر و زمین است. چه، درخشش الکتریکی میان دو ابر در واقع دِرَخش یا رَخش یا همان برق نام دارد.

 

در اثر برخورد ذرات آب یک جبهه هوای گرم به ذرات یخیک جبهه هوای سرد، الکتریسیته ساکن بوجود می‌آید که نسبت به زمین دارای بار الکتریکی منفی بوده و در صورتی که فاصله منبع جریان الکتریکی کم و بیش، نزدیک به سطح زمین باشد، آذرخش بروز می‌کند. در آذرخش‌های شدید بیش‌ترین برون‌داد الکتریکی رخ می‌دهد. دما در محل اصابت برق فوق‌العاده بالا می‌رود (حدود ۲۸٬۰۰۰ درجه کلوین که حدود ۵ برابر دمای سطح خورشید است)

 

در هنگام آذرخش معمولاً مقداری از نیتروژن هوا به ترکیبات نیتریدی محلول در آب تبدیل می‌شود. رعد و برقی که بین ابر و زمین است معمولاً از ابر به زمین می‌زند (رعد منفی) ولی در برخی موارد نادر هم رعد از زمین به ابر می‌زند (رعد مثبت). در این حالت (رعد مثبت) زمین دارای بار منفی است و ابر دارای بار مثبت.

 

به رعد پیشگام و کوب برگشتِ آن در تخلیه الکتریکی اَبربه‌زمین «کوب آذرخش» گفته می‌شود. درخشندگی شدیدی که در آخرین مرحله هر کوب آذرخش ناشی از تخلیه الکتریکی اَبربه‌زمین، از زمین به سوی پایه اَبر بالا می‌رود کوب برگشت یا کوب اصلی می‌گویند.

 

 

الکترود

الکترود ماده‌ای رسانا است که از یک سو به بخش فلزی(مانند سیم مسی) و از سوی دیگر به بخش غیرفلزی (نیمه‌رسانا، الکترولیت یا خلأ) در یک مدار الکتریکی متصل می‌شود و بین آن‌ها ارتباط برقرار می‌کند.

یون

یون به اتم یا مولکول‌هایی گفته می‌شود که بار الکتریکیاضافه داشته باشند و این بار می‌تواند منفی یا مثبت باشد. نابرابری تعداد کل الکترون‌ها با پروتون‌ها، در یک اتم یا مولکول، به آن بار خالص مثبت یا بار خالص منفی الکتریکی می‌دهد.

 

با استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی، از طریقیونیزاسیون می‌توان این پدیده را ایجاد کرد. از نگاه فیزیکی یونی که از یک اتم تشکیل شده یون اتمی یا تک اتمی (مونواتمیک) نامیده می‌شود، و اگر آن یون از دو یا چند اتم تشکیل شده باشد، آن را یک یون مولکولی یا چنداتمی (پلی‌اتمیک) می‌گویند. از نگاه شیمیایی، اگر یک اتم خنثی، یک یا چند الکترون خود را از دست دهد، دارای بار خالص مثبت می‌شود و به عنوان یک کاتیون شناخته می‌شود، و برعکس؛ اگر یک اتم خنثی الکترون بیشتری به دست آورد، دارای بار خالص منفی می‌شود و به عنوان یکآنیون شناخته شده‌است و بنا بر این:

 

کاتیون: یونی است که بار مثبت دارد.آنیون: یونی است که بار منفی دارد.

ارت

در مهندسی برق، واژه زمین یا ارت با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است. زمین در یک مدار الکتریکیمی‌تواند نقش یک نقطه مبدأ را داشته باشد که بر طبق آن بقیه ولتاژهای الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند. واژه زمین همچنین به مسیری کلی برای بازگشت جریان به منبع نیز اطلاق می‌شود. این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد. در مدارهای قدرت این اتصال‌ها معمولاً برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه‌ها از تأثیرات معیوب بودن عایقکاری هادی‌ها ایجاد می‌شود (چاه ارت). اتصال به زمین در مدارهای قدرت از آسیب دیدن عایق‌های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری کرده و این ولتاژ را در یک حد معین محدود می‌کند. از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایشالکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند. در برخی از انواع تلگراف‌ها و شبکه‌های انتقال زمین به تنهایی نقش یکی از هادی‌ها را ایفا می‌کند و به عنوان مسیر بازگشت جریان به منبع مورد استفاده قرار می‌گیرد با این کار در هزینه ایجاد یک خط جداگانه برای بازگشت جریان صرفه‌جویی می‌شود. در اندازه‌گیری از زمین به عنوان یکپتانسیل الکتریکی ثابت استفاده می‌کنند که با توجه به اختلاف پتانسیل هر قسمت از مدار از زمین میزان پتانسیل آن قسمت را مشخص می‌کنند. یک زمین الکتریکی باید از ظرفیت انتقال جریان مناسبی برخوردار باشد تا بتوان از آن به عنوان مبدأ صفر ولتاژ استفاده کرد.

 

 

سیستم های ولتاژ متوسط

به‌طور کلی تفاوت‌های زیر در زمین کردن پست‌های فشار متوسط نسبت به برق فشار ضعیف خانگی وجود دارند:

 

فقط افراد ماهر اجازه ورود به محوطه را دارند.وجود ولتاژهای بسیار بالامعمولاً خط ورودی فاقد سیم نول است؛ بنابراین، در پست‌های فشار متوسط، مسائل مهم در سیستم زمین به ترتیب عبارتند از:تأمین تداوم در تغذیه مشترکینعدم آسیب دیدن تجهیزات و تأسیسات در صورت وقوع اتصالیقابلیت بالا در تأمین حفاظت کارگرانرد کردن ایمن آذرخش به زمین مخصوصاً از طرف خطوط هواییکم کردن ولتاژ گام به خصوص در محل تردد احشام

 

اگر فقط یکی از شرایط زیر موجود باشند، یک چاه زمین لازم می‌شود؛ وگرنه باید دو چاه زمین مجزا برای قسمت‌های فشار ضعیف و فشار متوسط + ترانسفورماتور در نظر گرفت:

 

در اطراف پست برق، سیستم لوله‌کشی آب باشد؛مقاومت چاه زمین زیر ۱ اهم باشد؛کابل با زره در تماس با خاک طویل تر از یک کیلومتر از پست خارج یا داخل شده باشد،

انواع سیم در ساختمان

به‌طور معمول صرف نظر از این که فشار الکتریکی ۱۱۵ یا ۲۲۰ ولت باشد، سه سیم در مدار وجود دارد، یک سیم مشکی، یک سیم مشکی و یک سیم عایق بندی نشده که به تسمهٔ متصل به زمین در تابلوی وصل است. این سیم‌ها باید هنگام عبور از داخل ساختمان در برابر آسیب‌ها محافطت شوند.

 

سیم الکتریکی در ساختمان های کوچک

سیستم الکتریکی در یک ساختمان کوچک، مفهوم بسیار ساده‌ای دارد. سه سیم از راه هوایی یا زمینی که به مبدلی متصل اند، عبور می‌کنند. یکی از سیم‌ها بدون بار است که هیچ گونه پتانسیل الکتریکی بین این سیم و زمین وچود ندارد. به همین دلیل است که می‌توان روی خاک خیس ایستاد و بدون خطر شوک الکتریکی، به سیم بدون بار دست زد. این سیم برای اطمینان از بدون بار بودن، بهمیله‌های فلزی با پوشش مسی محکم متصل و در محلی نزدیک نقطه ورود سیم بدون بار به ساختمان درون خاک قرار داده می‌شود. سیم‌های دوم و سوم سیم فاز و نول(با جریان مثبت و منفی) هستند و طوری به آن‌ها انرژی داده شده که دارای ۲۳۰ ولت پتانسیل می‌باشند. سیم‌های مثبت و منفی قبل از ورود به ساختمان از داخل یک کنتور که مصرف انرژی را با واحد کیلووات ساعت محاسبه می‌کند، عبور می‌کنند. درون ساختمان سه سیم که از مبدل خارج شده‌اند، وارد تابلوی اصلی برق می‌شوند. سیم بدون بار به جعبهٔ فولادی تابلو که صفحهٔ کلید‌های فرمان در روی آن قرار دارند، وصل شده و از سوی دیگر به یک میلهٔ مسی یا آلومینیومی وصل می‌شود که تمام مدارهای ساختمان را به زمین وصل می‌کند. هریک از سیم‌های مثبت و منفی که به وسیله رنگ عایق دورشان کدگذاری شده‌اند، به یک میلهٔ آلومینیومی یا مسی وصل است که با متصل‌کننده‌ها چفت شده‌اند و مشخص است که به کدام یک از کلیدهای قطع و وصل مدار می‌توانند وصل شوند. سیم‌هایی که جریان از آن‌ها می‌گذرند، به‌طور قراردادی دارای روکش به رنگ‌های قرمز و سیاه هستند و هر کدام به یک میلهٔ مسی یا آلومینیومی که در جایگاه کوچکی برای قرارگرفتن فیوزهای خودکار تعبیه شده، وصل می‌شوند. دو تسمهٔ فلزی که به دقت به جعبهٔ تابلوی برق و نسبت به هم علیق بندی شده‌اند، طوری قرار گرفته‌اند که یک فیوز اتوماتیک هر کدام از سیم‌های برق را به ترتیب به آن‌ها مرتبط می‌کند، در حالی که یک فیوز دو پل اتوماتیک که روی دو اتصال مجاور قار گرفته، یک سیم را به تسمه و سیم دیگر را به تسمه فلزی متصل می‌کنند. به این منظور یک کلید تک پل اتصال مدار منفرد ۱۱۵ ولت یا ۱۲۰ ولت را قطع می‌کند که شامل یک سیم مثبت یا منفی یا عایق بندی به رنگ مشکی است که به کلید وصل است که همچنین شامل یک سیم بدون باربا عایق بندی سفید است که به تسمه آهنی متصل به زمین وصل است. بسته به این که کلی در مدار کجا قرار داده شده باشد، سیم فاز برای یک مدار ۱۱۵ ولت می‌تواند یا به سیم قرمز یا به سیم مشکی که از کنتور خارج می‌شود، وصل شود که مهم نیست به کدام یک باشد. یک کلید دو پل به هر دو سیم قرمز و مشکی وصل است و برای مدارهای ۲۴۰ – ۲۳۰ ولت استفاده می‌شود (ولتاژهایواقعی بحرانی نیستند و شرکت‌های تأمین نیروی مختلف، الکتریسیته را در ولتاژهای مختلف تأمین می‌کنند و همیشه در سیم‌هایی که الکتریسیته را منتقل می‌کنند، اتلاف ولتاژ وجود دارد) کلیدهایی که برای قطع و وصل مدارهای مختلف در ساختمان لازم هستند، به راحتی نصب می‌شوند. کلیدها به عنوان وسیله‌ای راحت و مناسب برای روشن و خاموش کردن جریان در مدار استفاده می‌شوند، علاوه بر این که عملکرد مهم تأمین امنیت را به عهده دارند و در مواقعی که جریان بیش از حد تحمل سیم از آن عبور کند، جلوی آتش‌سوزی و داغ شدن بیش از حد را می‌گیرند. این وضعیت زمانی زمانی ممکن است به وجود بیاید که وسایل برقی بیش از حد هم‌زمان به مدار وصل شوند و در اثر سیم کشی اشتباه یا خطا در وسایل برقی، اتصال کوتاه ایجاد شده باشد.