به نام خدا

موضوع : برق گیر

برق گیرها در ساختمان بلند

با بررسیهای مختلفی معلوم شده است که درجو زمین حدود1800طوفان تندریهمزمان روی می دهند و اینطوفانهای تندری حدود100 درخشآذرخش در ثانیهتولید می کنند. اگر چه احتمال اینکه شخصی دچار آذرخش شود در حد قابل اغماض کم استبا این وجود آذرخش بسیار زیانبار است. کافی است بدانیم که حدود نیمی از جرقه زنیهادر خطوط انتقال بزرگ مقیاس امروزی از آذرخش ناشی می شود. بنابر این محافظت در مقابلآذرخش مسئله مهمی است.

 مشخصات برقگیر

سیمی بلند و نوک تیز است که در بالاترین نقطه ساختمان موردحفاظت نصب می‌شود ته سیم کاملاً به زمین متصل می‌شود. برای این منظور معمولا سیم بهیک صفحه فلزی لحیم شده و درون زمین تا سطح آب زیر زمینی فرو برده می‌شود. در عینطوفان تندری بارهای زیادی در سطح زمین القا می‌شوند ومیدان الکتریکیشدیدی در سطح زمین بوجودمی‌آید. شدت میدان بخصوص در نزدیک اجسام نوک تیز زیاد است و به این دلیل در نزدیکینوک برقگیرتخلیهخرمنی ظاهر می‌شود. در نتیجه بارهای القا شده نمی‌توانند روی ساختمان جمع شوندوآذرخشی ایجادنمی‌شود. با وجود این اگر آذرخشی بوجود آید که چنین مواردی کاملا نادر است، بهبرقگیر می‌خورد و بارها بدون خسارت به زمین می‌روند.

آتش سنت المو

در بعضی مواردتخلیه الکتریکیابر برقگیر چنان شدید است کهتابانی ناشی از آن به وضوح در نوک آن برقگیر دیده می‌شود. گاهی این تابانی درنزدیکی سایر اجسام نوک تیز مثل بالای دکلهای کشتی ، نوکهای تیز درختها و غیره دیدهمی‌شود. با این پدیده از قرنها قبل تحت عنوان آتش سنت المو آشنا بودند و ملوانانیکه درک درستی از منشأ واقعی از آن نداشتند دچار وحشت و اوهام می‌شدند. لازم به یادآوری است که برقگیری وقتی کارش را انجام می‌دهد، که اتصال آن با زمین کامل باشد. درغیر این صورت بارهای القایی نمی‌توانند از سطح زمین و ساختمانها به هوا وارد شوند. با بهره گیری از این مکانیزم توصیه شده است که موقع طوفان تندری آنتن گیرنده رادیوباید به زمین وصل باشد.

 این اصطلاح در فارسی برای نامیدن دو وسیله الکتریکی متفاوت استفاده می شود.

میله‌های فلزی که در بالای ساختمانها یا در پستهای فشار قوی نصب می شوند و تا با برخورد صاعقه با این میله‌ها از برخورد مستقیم صاعقه به تجهیز جلوگیری شود. این وسیله (Lighteningrod) در مهندسی برق نیزه نیز نامیده می شود.این وسیله اولین بار توسط بنیامین فرانکلین مخترع آمریکایی ابداع شد.[۱]

وسیله ای است که در شبکه‌های الکتریکی برای حفاظت تجهیزات در مقابل صدمات ناشی از اضافه ولتاژهای ناگهانی همچون صاعقه و رعد و برق به کار برده می شود. برق‌گیر (Lightningarrester) در مقابل ولتاژهای معمولی یک مقاومت بسیار زیاد در حد عایق از خود نشان می‌دهد و در مقابل ولتاژهای آنی مقاومت کمی از خود نشان می‌دهد و موجهای الکتریکی را اتصال به زمین می‌کند.برقگیرها نسبت به سایر وسایل حفاظتی بهترین حفاظت را انجام می دهند و بیشترین مقدار حذف امواج گزرا را فراهم می کند. برقیگرها به صورت موازی با وسیله تحت حفاظت یا بین فاز و زمین قرار می گیرند انرژی موج اضافه ولتاژ به وسیله برقگیر به زمین منتقل می شود .

انواع برقگیرهای مرسوم عبارتند از

 o        برقگیر شاخکی یا جرقه ای

o        برقگیر سوپاپی

o        برقگیر اکسید فلزی

انواع برقگیرها:

1- برقگیر میله ای

2- برقگیر لوله ای

3- برقگیر سیلیکون کارباید (SIC)

4- برقگیر نوع اکسید فلزی (MOV)

یک برقگیر خوب باید دارای مشخصات زیر باشد :

1- در ولتاژ نامی شبکه،به منظور کاهش تلفات دارای امپدانس بینهایت باشد

2- در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازی سطح ولتاژ دارای امپدانس کم باشد

3- توانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون اینکه خود صدمه ببیند داشته باشد

4- پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرایط مدار (حالت کار عادی) برگردد

معایب برقگیر میله ای:

1- تداوم عبور جریان به زمین حتی پس از حذف اضافه ولتاژ

2- افت شدید ولتاژ فاز به خاطر اتصال کوتاه شدن فاز در لحظه عبور جریان از برقگیر

3- دارای تاخیر زمانی متناسب با اضافه ولتاژ

4- پراکندگی زیاد ولتاژ جرقه

 پارامترهای مهم برای انتخاب برقگیر مناسب جهت حفاظت عایقی:

1- ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MCOV)

2- ولتاژ نامی (Ur)

3- جریان تخلیه نامی ( 8.20 µsec )

4- ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل ( 4.10 µsec )

5- قابلیت تحمل جذب انرژی W

عوامل مهم در آسیب دیدگی برقگیرها:

1- نفوذ رطوبت و آلودگی

2- اضافه ولتاژهای گزرا و موقتی

3- عدم انطباق شرایط بهره برداری با مشخصه برقگیر (طراحی غلط )

4- عوامل ناشناخته

نحوهٔ اتصال

یک سر برق‌گیر را به زمین و سر دیگر را به نقطه‌ای که میخواهند مورد حفاظت قرار گیرد متصل می‌کنند

برقگیر:

یک سیستم برقگیر اساساً از سه قسمت اصلی تشکیل شده است که از :

۱- آنتن برقگیر Air termination

2- هادی ها Conductor

3- الکترود یا سیستم اتصال به زمین Earth termination

آنتن های برقگیر : عبارتند از جسم نوک دار با الکترود لوله ای در اندازه مشخص و یک پایه که دارای یک زمینه هدایت کنندگی می باشد. وظیفه آنتن برقگیر این است که تخلیه الکتریکی صاعقه را که احتمال دارد در ساختمان تحت حفاظت صورت گیرد ، به طرف خود منحرف نموده و به طرف زمین بارهای مربوطه را هدایت می نماید. محل نصب آنتن برقگیر در بلندترین نقطه ساختمان می باشد.

هادی ها : که سبب ارتباط الکتریکی آنتن های برقگیر به زمین و به یکدیگر و نیز به اجسام فلزی مجاور می گردد. وظیف هادی ها تخلیه بارهای صاعقه از آنتن برقگیر به زمین می باشد. هادی ها می توانند بصورت تسمه ای یا کابلی شکل باشند.

سیستم اتصال به زمین : عبارت است از یک یا چند الکترود منفرد یا مرتبط که بارهای الکتریکی را از آنتن توسط هادی های نزولی به زمین منتقل می کنند.

رابط ها عبارتند از پیوند الکتریکی مابین دو یا بیشتر قسمت های سیستم حفاظتی.

اتصالات : عبارتند از هادی هایی که به منظور فراهم نمودن اتصال الکتریکی مابین حفاظت صاعقه و قسمت های فلزی دیگر و مابین قسمت های مختلف اخیر برقرار شده است.