سرج ارستر یا برقگیر وسیله ای است که برای محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر افزایش یا نوسانات ولتاژ استفاده می شود. افزایش یا ضربه ولتاژ ممکن است به دلیل صاعقه، قطع برق یا سایر اختلالات الکتریکی رخ دهد. و به تجهیزات حساس آسیب برساند یا از بین ببرد. برقگیرها با منحرف کردن ولتاژ اضافی به زمین کار می کنند، بنابراین از رسیدن آن به تجهیزات محافظت شده جلوگیری می کنند.
#1 انواع برقگیر چیست ؟
انواع مختلفی از برقگیر وجود دارد که عبارتند از:
- برقگیرهای کلاس Station: این برقگیرهای ولتاژ بالا هستند. برای محافظت از تجهیزات سیستم قدرت مانند ترانسفورماتورها، قطع کننده های مدار و سایر دستگاه های ولتاژ بالا استفاده می شوند.
- برقگیرهای کلاس متوسط: برقگیرهای ولتاژ متوسطی هستند که برای محافظت از ترانسفورماتورهای توزیع، تابلو برق و سایر دستگاه های ولتاژ متوسط استفاده می شوند.
- برقگیرهای کلاس توزیع: برقگیرهای ولتاژ پایین هستند. برای محافظت از ترانسفورماتورهای توزیع، سیستم های الکتریکی مسکونی، تجاری و صنعتی و سایر دستگاه های ولتاژ پایین استفاده می شوند.
- صاعقه گیرها: دستگاه هایی که به طور خاص برای محافظت در برابر صاعقه طراحی میشوند. معمولاً در کاربردهای فضای باز استفاده می شوند و می توانند نوسانات انرژی بسیار بالایی را تحمل کنند.
- برقگیرهای واریستور اکسید فلز (MOV= Metal Oxide Varistor): این برقگیرها از MOV ها به عنوان عنصر محافظ اولیه استفاده می کنند. معمولاً در کاربردهای ولتاژ پایین و متوسط استفاده می شوند.
- برقگیرهای لوله تخلیه گاز (GDT= Gas Discharge Tube): از GDTها به عنوان عنصر محافظ اولیه استفاده می کنند. معمولاً در کاربردهای ولتاژ بالا استفاده می شوند.
- برقگیرهای هیبریدی: این نوع از برقگیرها ویژگی های هر دو فناوری MOV و GDT را ترکیب می کنند. این برقگیرها زمان پاسخ سریع و سطوح ولتاژ باقیمانده پایین را ارائه می دهند.
#2 چرا استفاده از برقگیر مهم است ؟
انواع مختلفی از نوسانات ولتاژ وجود دارد که ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد. در اینجا برخی از رایج ترین انواع افزایش ولتاژ را میبینیم :
- رعد و برق: این نوسانات ولتاژ بالا هستند که در اثر برخورد صاعقه به خطوط برق یا تجهیزات ایجاد می شوند. موج های رعد و برق می توانند ولتاژهای ضربه چند میلیون ولتی داشته باشند. و آسیب های زیادی به سیستم‌های الکتریکی وارد کنند که برقگیر میتواند این اضافه ولتاژها را میرا نماید.
- نوسانات سوئیچینگ یا کلیدزنی: نوسانات ولتاژی هستند که هنگام روشن یا خاموش شدن تجهیزات الکتریکی رخ می دهند. نوسانات سوئیچینگ می تواند ناشی از قطع برق، تغییر بار، یا باز و بسته شدن کلیدها یا کلیدهای مدار باشد. برقگیر در اضافه ولتاژهای کلیدزنی نیز میتواند برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات کمک کند.
- نوسانات خطا: این نوسانات ولتاژی هستند که در هنگام بروز خطا در سیستم الکتریکی مانند اتصال کوتاه یا خطای زمین رخ می دهند. نوسانات خطا می تواند منجر به ولتاژها و جریان های بسیار بالا شود که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و خطرات ایمنی ایجاد کند. که برقگیر از این آسیب ها و مخاطرات جلوگیری می‌کند.
- تخلیه های الکترواستاتیک (ESD= Electrostatic discharges): این نوسانات ولتاژ کوچک و موضعی هستند که می توانند در هنگام تجمع الکتریسیته ساکن روی سطوح یا تجهیزات رخ دهند. ESD می تواند به تجهیزات و قطعات حساس الکترونیکی آسیب برساند.
- مسائل مربوط به کیفیت برق: اینها نوسانات ولتاژی هستند. که می توانند ناشی از مشکلات مربوط به کیفیت منبع تغذیه الکتریکی، مانند نوسانات ولتاژ یا اعوجاج هارمونیک باشند.
#2-1 نوسانات ولتاژ
بنابراین نوسانات ولتاژ ممکن است به دلایل مختلفی از جمله دلایل طبیعی مانند برخورد صاعقه یا در نتیجه اعمال انسان مانند عملیات سوئیچینگ یا خطاهای الکتریکی رخ دهد. اثرات نوسانات ولتاژ می تواند از اختلالات جزئی تا خرابی تجهیزات یا حتی خرابی کامل تجهیزات متغیر باشد. لذا حفاظت از تجهیزات و سیستم های الکتریکی در برابر نوسانات ولتاژ با استفاده از وسایل حفاظت از ولتاژ مانند برق گیر بسیار مهم است.
#3 کاربرد ارستر در صنایع مختلف
برقگیرها در طیف گسترده ای از صنایع و کاربردها برای محافظت از تجهیزات و سیستم های الکتریکی در برابر نوسانات ولتاژ یا گذرا استفاده می شوند.
#2-1 برخی از کاربردهای رایج برقگیر در صنعت عبارتند از:
- تولید برق: برقگیرها برای محافظت از تجهیزات تولید برق مانند ترانسفورماتورها، ژنراتورها و تابلو برق در برابر نوسانات ولتاژ ناشی از برخورد صاعقه یا عملیات سوئیچینگ استفاده می شوند.
- انتقال و توزیع برق: در سیستم های انتقال و توزیع برق از برقگیر برای محافظت از خطوط هوایی و زیرزمینی، پست ها، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات در برابر نوسانات ولتاژ استفاده می شود.
- اتوماسیون و کنترل صنعتی: اتوماسیون صنعتی و سیستم های کنترل از حوزه های مهمی هستند که استفاده از برقگیر برای محافظت از تجهیزات حساس مانند کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و سایر دستگاه های الکترونیکی در برابر نوسانات ولتاژ حائز اهمیت است.
- مخابرات: سیستم های مخابراتی از برقگیرها برای محافظت از تجهیزاتی مانند روترها، سوئیچ ها و مودم‌ها در برابر نوسانات ولتاژ ناشی از برخورد صاعقه یا اختلال در خطوط برق استفاده می کنند.
- مراکز داده: برقگیرها در تاسیسات مرکز داده برای محافظت از سرورها، سیستم های ذخیره سازی و سایر تجهیزات حیاتی فناوری اطلاعات در برابر نوسانات ولتاژی که می تواند باعث از دست رفتن داده ها یا خرابی سیستم شود، استفاده می شود.
- نفت و گاز: صنایع نفت و گاز نیز دارای سیستم ها و تجهیزات مختلف الکترونیکی بوده که برای محافظت از این سیستم های کنترل الکترونیکی، ابزار دقیق و سایر تجهیزات در برابر نوسانات ولتاژ ناشی از برخورد صاعقه یا اختلال در خطوط برق از برقگیر استفاده می‌کنند.
- حمل و نقل: برقگیرها در سیستم های حمل و نقل مانند راه آهن و مترو برای محافظت از سیستم های سیگنالینگ و کنترل الکترونیکی در برابر نوسانات ولتاژ استفاده می شوند.
به طور کلی، برقگیرها نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات و سیستم های الکتریکی در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی دارند.
#4 اهمیت برقگیر در سیستم های کنترل و اتوماسیون
افزایش ولتاژ در سیستم های اتوماسیون و کنترل می تواند آسیب قابل توجهی به تجهیزات و قطعات الکترونیکی حساس وارد کند و منجر به خرابی و تعمیرات پرهزینه شود. در محیط های صنعتی، نوسانات ولتاژ می تواند ناشی از عوامل مختلفی از جمله صاعقه، قطع برق، عملیات سوئیچینگ و خطاهای الکتریکی باشد.
در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل، نوسانات ولتاژ ممکن است به دلیل وجود بارهای القایی مانند موتورها یا ترانسفورماتورها رخ دهد که می‌توانند هنگام روشن یا خاموش شدن، افزایش ولتاژ ایجاد کنند. علاوه بر این، کابل‌های طولانی و خطوط انتقال می‌توانند به عنوان آنتن عمل کنند، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل فرکانس رادیویی (RFI) را از منابع نزدیک دریافت کنند، که همچنین میتواند باعث افزایش ولتاژ شود.
برای محافظت از سیستم‌های اتوماسیون و کنترل در برابر نوسانات ولتاژ، می‌توان دستگاه‌های حفاظت از ولتاژ مانند برقگیر یا سرکوب‌کننده‌ها را در نقاط مختلف سیستم الکتریکی نصب کرد. این دستگاه ها می توانند ولتاژ اضافی را به زمین منحرف یا آن را جذب و از رسیدن آن به تجهیزات حساس جلوگیری کنند.
همچنین اطمینان از اتصال زمین و اتصال مناسب تجهیزات و سیستم های الکتریکی برای به حداقل رساندن خطر افزایش ولتاژ بسیار مهم است. روش‌های خوب اتصال زمین میتواند به کاهش اثرات صاعقه و سایر منابع خارجی افزایش ولتاژ کمک کند، در حالی که خطر تداخل EMI و RFI را نیز به حداقل می‌رساند.
مثال :
به طور مثال PLC ها یا کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی که به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی و سیستم های کنترل برای کنترل و نظارت بر ماشین آلات و فرآیندها استفاده می شوند را در نظر بگیرید. PLC ها بر قطعات الکترونیکی حساس متکی هستند که می توانند در برابر نوسانات ولتاژی که در محیط های صنعتی رخ می دهد آسیب پذیر باشند. نوسانات ولتاژی می تواند باعث آسیب به قطعات الکترونیکی حساس در PLC شود و منجر به خرابی سیستم و تعمیرات پرهزینه شود. برای محافظت از PLC ها در برابر نوسانات ولتاژ، برقگیرها را می توان در نقاط مختلف سیستم الکتریکی نصب کرد. برقگیرها برای منحرف کردن ولتاژ اضافی به زمین یا جذب آن طراحی شده اند و از رسیدن آن به قطعات الکترونیکی حساس در PLC جلوگیری می کنند.
بدون حفاظت از نوسانات، نوسانات ولتاژ می تواند باعث خرابی یا حتی خرابی PLC شود که منجر به خرابی و هزینه های گران قیمت تعمیر می شود. با نصب برقگیر، PLC ها را می توان در برابر نوسانات ولتاژ محافظت کرد و از عملکرد قابل اطمینان اطمینان حاصل کرد و خطر آسیب تجهیزات و خرابی را به حداقل رساند.
به طور خلاصه، برقگیرها جزء مهمی از سیستم های اتوماسیون صنعتی و کنترل هستند که حفاظت حیاتی را برای قطعات الکترونیکی حساس مانند آنهایی که در PLC ها یافت می شوند، ارائه می دهند. با محافظت از این قطعات در برابر نوسانات ولتاژ، برقگیرها می توانند به اطمینان از عملکرد مطمئن و به حداقل رساندن زمان خرابی و هزینه های تعمیر کمک کنند.
#5 مشخصه های یک برقگیر خوب
چندین ویژگی مهم وجود دارد که یک برقگیر خوب باید برای محافظت موثر در برابر نوسانات ولتاژ یا نوک ولتاژ داشته باشد:
- ظرفیت جریان ولتاژ بالا: یک برق گیر خوب باید بتواند جریان های ولتاژ بالایی را که می تواند در حین افزایش ولتاژ رخ دهد، کنترل کند. ظرفیت جریان برقگیر با واحد کیلو آمپر (kA) اندازه گیری می شود.
- ولتاژ باقیمانده کم: ولتاژ باقیمانده مقدار ولتاژی است که پس از منحرف شدن ولتاژ به زمین باقی می ماند. یک برقگیر مناسب باید ولتاژ باقیمانده پایینی داشته باشد. معمولاً کمتر از 1 کیلو ولت، تا از آسیب به تجهیزات محافظتی جلوگیری شود.
- زمان پاسخ سریع: زمان پاسخ یک برقگیر، زمانی است که برقگیر برای منحرف کردن جریان برق به زمین طول می کشد. لذا برقگیر باید زمان پاسخگویی سریع داشته باشد، معمولاً کمتر از 10 نانوثانیه، تا به طور موثر در برابر نوسانات با سرعت بالا محافظت کند.
- عمر طولانی: طول عمر برقگیر مدت زمانی است که می تواند حفاظت موثری در برابر نوسانات ایجاد کند. طول عمر برقگیر به عواملی مانند کیفیت ساخت، محیط عملیاتی و سطح نوسانات ولتاژی که برای مدیریت آن طراحی شده است بستگی دارد.
- نصب و نگهداری آسان: برقگیر باید به راحتی نصب و نگهداری شود و دستورالعمل های واضحی برای نصب و تعویض ارائه شده باشد. تعمیر و نگهداری منظم برای اطمینان از ادامه عملکرد موثر برقگیر مهم است.
- انطباق با استانداردهای صنعت: برقگیری مناسب است که با استانداردها و مقررات صنعتی مطابقت داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که برای استفاده در برنامه مورد نظر ایمن و مؤثر است.
#6 برقگیر فونیکس کنتاکت
تولیدکنندگان مختلفی هستند که برقگیر تولید می‌کنند. از جمله برقگیرهای اشنایدر الکتریک، زیمنس، Eaton، ABB، DEHN و فونیکس کنتاکت از پرکاربردترین برقگیرهای مورداستفاده در صنعت هستند.
در این بین برقگیرهای فونیکس کنتاکت در ایران از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند. فونیکس کنتاکت یک شرکت آلمانی است که طیف وسیعی از محصولات الکتریکی و الکترونیکی از جمله برقگیر را تولید می کند.
برقگیرهای آنها برای محافظت در برابر اضافه ولتاژ در سیستم های توزیع برق، شبکه های مخابراتی و سایر کاربردها طراحی شده اند. برقگیرهای فونیکس کتناکت در انواع و اندازه های مختلف برای کاربردهای مختلف تولید می شوند.
آنها برقگیرهای لوله تخلیه گاز، برقگیرهای وریستور و سرج ارسترهای ترکیبی را ارائه می دهند که هر دو فناوری را برای افزایش حفاظت ترکیب می کنند. این برقگیرها برای محافظت در برابر نوسانات پر انرژی، صاعقه و سایر اختلالات الکتریکی که می تواند به تجهیزات حساس آسیب برساند، طراحی شده است.
#6-1 در اینجا انواع مختلفی از برقگیرهای فونیکس کنتاکت ارائه می شود:
- برق گیر یا سرج ارسترهای نوع 1: این نوع برق گیرها به عنوان “صاعقه گیر” نیز شناخته می شوند و برای محافظت از تاسیسات الکتریکی در برابر برخورد مستقیم صاعقه طراحی شده اند.
- برقگیر یا سرج ارستر نوع 2: این برق گیرها نیز به عنوان “سرج ارستر اولیه” شناخته می شوند و برای محافظت از تاسیسات الکتریکی در برابر صاعقه غیرمستقیم و نوسانات سوئیچینگ طراحی شده اند.
- برقگیر یا سرج ارستر نوع 3: برق گیرهای این نوع همچنین به عنوان “سرج ارستر ثانویه” شناخته می شوند و برای محافظت از تک تک تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ و حوادث گذرا طراحی شده اند.
- برقگیر یا سرج ارسترهای ترکیبی نوع 1+2: برقگیرهای ترکیبی نوع 1 و 2 به گونه ای طراحی شده اند که حفاظت جامع در برابر صاعقه های مستقیم و غیرمستقیم و همچنین نوسانات سوئیچینگ ارائه دهند.
- برقگیر یا سرج ارسترهای ترکیبی نوع 2+3: این نوع از دستگاه ها برای محافظت در برابر صاعقه های غیرمستقیم و نوسانات سوئیچینگ، و همچنین افزایش ولتاژ و حوادث گذرا در سطح تجهیزات طراحی شده اند.
- برقگیرهای مخابراتی: به طور خاص برای استفاده در برنامه های مخابراتی و انتقال داده طراحی شده اند، جایی که محافظت در برابر اضافه ولتاژ و حوادث گذرا در خطوط تلفن و داده را فراهم می کنند.
#6-2 ویژگی های سرج ارستر فونیکس
برخی از ویژگی های سرج ارستر فونیکس شامل طراحی جمع و جور برای نصب آسان، ظرفیت تخلیه بالا برای حفاظت موثر و ولتاژ عبور کم برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات محافظت شده است. برقگیرهای این شرکت همچنین برقگیرهایی را با قابلیت سیگنال دهی از راه دور برای ارائه اطلاعات بلادرنگ در مورد وضعیت حفاظت از نوسانات ارائه می دهند.
برقگیرهای فونیکس کنتاکت به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله توزیع برق، مخابرات و انرژی های تجدید پذیر استفاده می شود. آنها به دلیل ساخت و ساز با کیفیت بالا، عملکرد قابل اعتماد و طول عمر طولانی خود شناخته شده اند که آنها را به گزینه ای محبوب برای محافظت از تجهیزات حیاتی در برابر آسیب اضافه ولتاژ تبدیل می کند.
#6-3 برخی از برقگیرهای فونیکس کنتاکت همراه با ویژگی های آن ها در جدول زیر مقایسه شده است.
| Product Number | Type | Rated Voltage | MCOV | Nominal Discharge Current (In) | Maximum Discharge Current (Imax) | Response Time | Operating Temperature Range | Mounting |
| 2800184 | Type 2 | 320 V AC | 385 V AC | 20 kA (8/20 µs) | 40 kA (8/20 µs) | <25 ns | -40°C to +80°C | DIN rail |
| 2838199 | Type 3 | 230/400 V AC | 275 V AC | 5 kA (8/20 µs) | 10 kA (8/20 µs) | <25 ns | -40°C to +80°C | DIN rail |
| 2838209 | Type 2 | 120 V AC | 150 V AC | 10 kA (8/20 µs) | 20 kA (8/20 µs) | <25 ns | -40°C to +80°C | DIN rail |
| 2839127 | Type 3 | 230/400 V AC | 275 V AC | 5 kA (8/20 µs) | 10 kA (8/20 µs) | <25 ns | -40°C to +80°C | DIN rail |
همانطور که می بینید، هر یک از این سرج ارسترها دارای مجموعه مشخصات کمی متفاوت هستند که آنها را برای انواع مختلف کاربردها مناسب می کند. با این حال، همه آنها دارای برخی ویژگی های مشترک هستند، مانند نصب ریل DIN و زمان پاسخ سریع کمتر از 25 نانوثانیه، که آنها را در محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس در برابر اضافه ولتاژ و حوادث گذرا موثر می کند.
جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با برقگیرهای صنعتی با کارشناسان ما تماس بگیرید.
تلفن: 021-33905353، 021-33903213
واتساپ:
مراجعه حضوری: تهران، خیابان لاله زار جنوبی نبش کوچه شاهچراغی پاساژ تجارت پلاک 6