پاورپوینت برقگیر ساختمان و نحوه طراحی و اجرای آن Lightning arrester

توضیحات

پاورپوینت برقگیر ساختمان و نحوه طراحی و اجرای آن Lightning arresterاین فایل در قالب فرمت Power Point قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد یک برق‌گیر خوب باید دارای مشخصات زیر باشد: در ولتاژ نامی شبکه، به منظور کاهش تلفات دارای امپدانس بینهایت باشد در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازی سطح ولتاژ دارای امپدانس کم باشد توانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون اینکه خود صدمه ببیند داشته باشد پس 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 آلودگی اضافه ولتاژهای گذرا و موقتی عدم انطباق شرایط بهره‌برداری با مشخصه برق‌گیر (طراحی غلط) عوامل ناشناخته انواع انواع برق‌گیرهای مرسوم عبارتند از: برق‌گیر شاخکی یا جرقه‌ای برق‌گیر سوپاپی برق‌گیر اکسید فلزی برق‌گیر میله‌ای برق‌گیر لوله‌ای برق‌گیر سیلیکون کارباید (SIC) برق‌گیر نوع اکسید فلزی (MOV) معایب برق‌گیر میله‌ای تداوم عبور جریان به زمین حتی پس از حذف اضافه ولتاژ افت شدید ولتاژ فاز به خاطر اتصال کوتاه شدن فاز در لحظه عبور جریان از برق‌گیر دارای تأخیر زمانی متناسب با اضافه ولتاژ پراکندگی زیاد ولتاژ جرقه مزایای برق‌گیر نوع اکسید فلزی (MOV) کارایی بهتر نسبت به سایر برق‌گیرها پراکندگی کم ولتاژ پسماند همچنین دارای ولتاژ پسماند خیلی کم دارای تأخیر زمانی خیلی کم برگشت طبیعی به وضعیت اولیه یا مدار باز دارای مشخصه ولت-جریان خطی‌تر از برق‌گیر SIC دارای سطح حفاظتی خوب نحوهٔ اتصال یک سر برق‌گیر را به زمین و سر دیگر را به نقطه‌ای که می‌خواهند مورد حفاظت قرار گیرد متصل می‌کنند. معمولاً در ورودی ترانسها و یا ورودی موتورها نصب می‌شود. برقگیرها به منظور حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای گذرا و تخلیه اضافه ولتاژهای موجی ظاهر شده در هادیهای خطوط و پست های فشار قوی بکار می روند . اضاف«…………………………….» مت عایقی تاسیسات و تجهیزات فشار قوی را مختل نموده و بروز قوس و اتصالی را در شبکه ظاهر می سازند . برقگیرها به شکل موازی با وسیله تحت حفاظت خود قرار می گیرند. از آنجا که برقگیرها نقش حساسی را در شبکه های انتقال و توزیع نیرو بر عهده دارند ضروری می باشدکه طراحیها به نحوی انجام پذیرد که یک برقگیر بتواند در بدترین شرایط آب و هوایی نیز عملکردمناسب خود را حفظ نماید. ولیکن با بررسی آمار و سوابق بهره برداری به ویژه در شبکه های توزیع مشاهده می گردد که ساختار برقگیرهای فعلی در مناطق جنوبی کشورمان پاسخگو نبوده و هر ساله خسارات زیادی از این طریق به شبکه برق کشور وارد می گردد که «…………………………….» ط حاد محیطی شامل موارد دیگری نظیر شرایط ناصحیح حمل و نقل، انبارداری، نصب و بهر ه برداری و عدم برنامه ریزی مدون در جهت بازرسی و شستشوی برقگیرها و نیز شرایط و مواردی که ممکن است در حین پروسه تولید بر کیفیت ساخت برقگیرها تاثیر نامطلوب بگذارد نیز می باشد که «…………………………….» عمل های تعمیر و نگهداری و نیز بازرسی و کنترل کیفیت را نیز نمایان می سازد. در مورد برقگیر باید به موارد زیر توجه داشت: با نصب برقگیر تنها ریسک آسیب پذیری تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ های ناشی از صاعقه و کلید زنی پایین می آید اما کاملا از بین نخواهد رفت. هر چند میزان ظرفیت انرژی عبوری از برقگیر در حین عملکرد محاسبه میش«…………………………….» گیر منجر شود هر چند که احتمال وقوع این حالت بسیار کم است. برقگیر تنها در برابر اضافه ولتاژهای با انرژی بالا عمل خواهد نمود و هرگز در برابر نوسانات ولتاژ حول نقطه کار عملکرد نخواهد داشت. جریان تخلیه برقگیر که برحسب KA بیان میشود یکی از مشخصه های برقگیر بوده و هیچ ارتباطی به سطح اتصال کوتاه در محل نصب برقگیر ندارد اما در مواردی که درمحل نصب برقگیر ،سطح اتصال کوتاه بسیار بالاست میبایست ق«…………………………….» فاظتی مناسب) جهت محافظت از برقگیر قرار داده شود. در مقایسه برقگیرهای مختلف علاوه بر دامنه جریان تخلیه برقگیر بر حسب KA میبایست به زمانهای پیشانی و پشت موج قابل تحمل برقگیر هم توجه نمود. در برخی موارد ممکن است جهت حفاظت کامل از چند برقگیر با کلاسهای مختلف بر حسب فاصله از مصرف کننده استفاده شود. در اینگونه موارد رعایت هماهنگی بین برقگیرها بسیار مهم است. مشخصات برقگیر سیمی بلند و نوک تیز است که در بالاترین نقطه ساختمان مورد حفاظت نصب می‌شود ته سیم کاملاً به زمین متصل می‌شود. برای این منظور معمولا سیم به یک صفحه فلزی لحیم شده و درون زمین تا سطح آب زیر زمینی فرو برده می‌«…………………………….» ا می‌شوند و میدان الکتریکی شدیدی در سطح زمین بوجود می‌آید. شدت میدان بخصوص در نزدیک اجسام نوک تیز زیاد است و به این دلیل در نزدیکی نوک برقگیر تخلیه خرمنی ظاهر می‌شود. در نتیجه بارهای القا شده نمی‌توانند روی ساختمان جمع شوند و آذرخشی ایجاد نمی‌شود. با وجود ا«…………………………….» ادر است، به برقگیر می‌خورد و بارها بدون خسارت به زمین می‌روند. انواع برقـگیـر ۱) برقگیر میـله‏ای ۲) برقگیر بـا فاصله هوایی ۳) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی ۴) برقگیر بدون فاصله هوایی ۵) برقگیر خـازنـی ۶) برقگیر فیوزی برقگیـر میـله ای یکی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها که از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند که با وجود قدیمی بودن امروزه نیز کاربردهای زیادی دارد . این برقگیر عبارت است از دو میله نوک‏تیز که یکی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد «…………………………….» ی که در مقابل ولتاژ حداکثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الکتریکی صورت می‏گیرد . البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور بوده و می‏توان گفت در یک باند ولتاژ عمل می‏کند و مشخصه عملکرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور کرد. برقگیـر با فاصله هوایی نوع دیگری از برقگیرها که کاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگ«…………………………….» ا 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 فاصله هوایی امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز: ۱) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس) ۲) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند و هم نقش حلقه کرونا را بازی می کنند. برقگیـر با مقاومت غیر خطی این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است، این خازنها «…………………………….» کنند. چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور می‏کند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏کند . فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال کوتاه شود پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع کند که این کار توسط م«…………………………….» قامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد برای اینکه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها بطور مساوی انجام گیرد. یک سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏های هوایی قرار می‏دهند و این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی حتما ببینید! پیش‌نمایش (موکاپ) بیلبورد حلقه کرونا یا کروناگیر همانطور که در شکل دیده می شود برقگیرها 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 پدیده 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 با«…………………………….» 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«…………………………….» ر 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«…………………………….» 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 فاصله هوایی یک نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بکار می‏رود که خازنهای سری آن از قطعات اکسید روی می‏باشد که این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند. این برقگیرها از نظر ساخت سا«…………………………….» عمل کنند بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏‌ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها کمتر است یا تقریباً صفر است. برقگیـر خـازنی این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود که انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود. برقگیـر فیـوزی این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود که در مقابل اضافه‏ ولتاژ که سبب عبور جریان زیادی از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اکثراً بعنوان حفاظت ثانویه بکار می‏رود. محل نصب برقگیـر برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از کلیه تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به آنها نصب گردد. «…………………………….» داگانه برقگیر نصب می‏شود. معمولاً در مسیر برقگیر به زمین یک شماره انداز قرار می‏دهند که می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید. تجهیزات و متعلقات برقگیر : شمارنده موج ضربه : شمارنده در واقع وسیله ای است که جهت نمایش ع«…………………………….» ار برده می رود . شمارنده توسط کابل یا شیشه مسی به برقگیر وصل شده و جریان تخلیه از طریق این دستگاه به زمین جریان می یابد و هر بار عبور جریان تخلیه ، شمارنده عمل می نماید . پایه ها یا مقره های عایق کننده : در برقگیری که می بایست مجهز به شمارنده باشند بایستی تمام جریان تخلیه از شمارنده عبور نماید و مسیر دیگری جهت تخلیه جریان ضربه وجود نداشته باشد تا از عملکرد حتمی شمارنده به ازاء هر بار تخلیه جریان موج اطمینان حاصل شود . لذا لازم است که برق گیر از استراکچی ایزوله باشد این عمل توسط مقره های کوچکی که زیر پایه های برقگیر نصب می شوند انجام می گیرد . سوپاپ اطمینان برقگیر : یک برقگیر ممکن است در مواردی اضافه بار پیدا ک«…………………………….» شبکه با یک اتصال کوتاه در محل نصب برقگیر روبرو خواهد شد . اتصال کوتاه در برقگیر باعث تولید گازهای داغ یونیزه با فشار بالا شده و نهایتاً به انفجار برقگیر می انجامد . هدف از تعبیه مکانیزم سوپاپ اطمینان جلوگیری از انفجار ناگهانی و شدید برقگیر است . این انفجار ممکن است باعث آسیب دیدن تجهیزات مجاور و خسارت جانی گردد . درذیل برقگیرهای اکسید فلزی به استحضار میرسد: – برقگیر اکسید فلزی بدون فاصله هوایی : به برقگیرهایی گفته می شود که شامل مقاومت های غیرخطی اکسید فلزی هستند، نحوه اتصال این مقاومت ها سری یا موازی بدون هیچگونه فاصله هوایی می باشد. برقگیرهای توزیع با کلاسHeavyDuty :برقگیری می باشد که معمولاً برای حفاظت خطوط «…………………………….» ح بالا قرار دارند مورد استفاده قرارمی گیرند. – ولتاژ نامی یک برقگیر : بیشترین مقدار موثر مجاز ولتاژ «…………………………….» طراحی شده است. – جریان تخلیه نامی یک برقگیر : بیشترین مقدار جریان ضربه «…………………………….» طبقه بندی می شود. – بیشترین ولتاژ کاری پیوسته(MCOV) : بیشترین مقدار موثر ولتاژ فرکانس قدرت است که مطابق شرایط استاندارد بر پایانه های برقگیر می تواند اعمال شود. برقگير از وسايل ايمني مي‏باشد كه براي هدايت موجهاي ولتاژ ضربه‏اي به زمين و جلوگيري از ورود آنها به ايستگاههاي انتقال و توزيع نيرو بكار مي‏رود و معمولاً در انتهاي خط انتقال و در ورودي ترانسها نصب مي‏شود. ولتاژ شكست الكتريكي يك برقگير بايستي كمتر از ولتاژ شكست الكتريكي ايزولاسيون لايه تجهيزات نصب شده در پست باشد.و یا به عبارت دیگر: برقگیر یک رسانای الکتریسته است که یک سر آن متصل به زمین و سر دیگر آن منتهی به یک یا چند نوک تیز است که در بالای ساختمان نصب می‌شود. این جسم مسیر مستقیم کم مقاومتی را به‌زمین تأمین می‌کند.برقگیر وسیله‌ای به‌منظور حفاظت دستگاه‌های الکتریکی مانند آنتن و خط انتقالی از برق آسمانی و معمولاً دارای مکانیزمی است که در برابر ولتاژهای معمولی یک مقاومت بالا و در مقابل ولتاژهای آنی بالا، یک مقاومت کم از خود نشان می‌دهد تا در حالت دوم ضربات الکتریکی را اتصال به‌زمین کند. انواع برقـگیـر 1) برقگير ميـله‏اي 2) برقگير بـا فاصله هوايي 3) برقگير بـا مقاومت غير خطي 4) برقگير بدون فاصله هوايي 5) برقگير خـازنـي 6) برقگير فيوز 7)برقگیرها آرماتور 8)برقگیر نوع بافنتیل ( مقاومت های غیر خطی ) 9) برقگیرهای نوع جرقه ای برقگیـر میـله ای: يكي از ساده‏ترين و ارزانترين برقگيرها كه از اولين برقگيرها مي‏باشند برقگير ميله‏اي هستند كه با وجود قديمي بودن امروزه نيز كاربردهاي زيادي دارد . اين برقگير عبارت است از دو ميله نوك‏تيز كه يكي در قسمت برقدار نصب شده و ديگري در زير ايزولاتور و يا بدنه نصب و به زمين اتصال مي‏يابد فاصله دو نوك متناسب با ولتاژ و شرايط و زمان اعمال ولتاژ روي سيستم قابل تنظيم است . تنظيم اين فاصله طوري كه در مقابل ولتاژ حداكثر سيستم پايدار بوده و فقط در برابر ولتاژهاي زياد تخليه الكتريكي صورت مي‏گيرد . البته تنظيم برقگير از حالت ايده‏آل دور بوده و مي‏توان گفت در يك باند ولتاژ عمل مي‏كند و مشخصه عملكرد دقيقي را براي آن نمي‏توان تصور كرد. برقگیـر با فاصله هوايی: نوع دیگری از برقگیرها که كاربرد بسیاری در پستهاي 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 بوشينگهاي 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 اين امر باعث می شود که تجهيز از بین نرود. موارد استفاده برقگیـر با فاصله هوايی: امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز: 1) برسر بوشينگهاي ترانسها (جهت حفاظت سيم پيچهاي 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: اين نوع برقگير از يك يا چند خازن سري همراه با يك يا چند مقاومت غير خطي تشكيل شده است، اين خازنها كه اصولا ً بصورت فواصل هوايي مي‏باشد در حالت كار عادي سيستم از عبور جريان الكتريكي به داخل برقگير جلوگيري مي‏كنند. چنانچه ولتاژ سيستم به عللي بالا رود، فواصل هوايي بين خازنها هادي شده و جريان الكتريكي عبور مي‏كند عبور جريان از مقاومت غير خطي ميزان افت و ولتاژ دو سر برقگير را مشخص مي‏كند . فواصل هوايي موجود در برقگير بايد طوري باشد كه در مقابل حداكثر ولتاژ كار سيستم مقاوم بوده ولي اگر به عللي اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال كوتاه شود پس از برقراري شرايط عادي بتواند جريان را قطع كند كه اين كار توسط مقاومت هاي غير خطي انجام مي‏گيرد . مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غير خطي در داخل يك ايزولاتور ساخته شده از مواد عايقي قرار مي‏گيرند . انتخاب چند خازن در برقگير بجاي يك خازن به اين دليل صورت مي‏گيرد كه استقامت برقگير در مقابل ولتاژهاي برگشتي زياد گردد براي اينكه تقسيم ولتاژهاي روي خازن‏ها بطور مساوي انجام گيرد. يك سري خازن و مقاومت موازي در دو سر فاصله‏هاي هوايي قرار مي‏دهند و اين كار را درجه‏بندي ولتاژ مي‏گوئيم، يعني يكنواخت نمودن توزيع ولتاژ در روي خازنهاي متوالي . همانطور که در شکل دیده می شود برقگیرها 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 پستهاي 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 قر