انتخاب مشخصات مناسب برقگيرها و انواع ولتاژ
تعیین مشخصات برقگیرها
انتخاب برقگيرها و تعيين مشخصات مناسب آنان با توجـه بـا خصوصـيات شـبكه و
سطح ايزوالسيون داخلي تجهيزات فشـار قـوي صـورت مـي پـذيرد . برقگيرهـا بـه منظـور
محافظت ايزوالسيون داخلي در قبال ولتاژهاي موجي تخليه جوي و قطـع و وصـل بـه كـار
برده مي شوند. به همين علت ضـروري خواهـد بـود منحنـي ولـت – ثانيـه يـا ولتـاژ قابـل
تحمل ايزوالسيون داخلي تجهيزات فشار قوي در قبـال ولتاژهـاي مـوجي و بخـش ثابـت و
مشخص منحني فوق تحت عنوان BIL، همچنـ ين دامنـه اضـافه ولتاژهـاي تخليـه جـوي و
قطع و وصل ظاهر شده در شبكه بدون وجود برقگير و ساير خصوصـيات شـبكه از جملـه
دامنه اضافه ولتاژهاي موقت و نسبت هاي
و غيره در دسترس باشند. تعريـف
ايزوالسيون داخلي و خارجي در تجهيزات فشار قـوي و روش رسـم منحنـي ولـت – ثانيـه و
سطح قابل تحمل BIL و سـطح محافظـت P.L بـه طـور مشـروح در فصـل هفـتم كتـاب :
»ايزوالسيون و طرح ايسـتگاه هـاي فشـار قـوي « آورده شـده اسـت كـه مـي تواننـد مـورد
مطالعه قرار گيرند.
تعاريف الزم به منظور انتخاب مشخصات مناسب برقگيرها
طبق آنچه كه در فصل قبل بررسي نموديم برقراري شرايط تخليه در برقگيرهـا بـر
طبق منحني ولت-آمپر غيرخطي مقاومت ها صورت مي پذيرد. بخشي از منحنـي فـوق بـه
طور مداوم تحت ولتاژ فركانس 21 واقع بـوده، جريـان نـاچيز فركـانس 21، تحـت عنـوان
جريان نشتي به طور دائم در مقاومت ها برقرار مي باشد. در بخـش فـوق ولتـاژ واقـع بـر
برقگير همواره كمتـر از ولتـاژ مبنـا بـوده،
مـي باشـد . بخـش ديگـر منحنـي بـه
منظور برقراري بارهاي تخليه جوي به زمين بـه كـار مـي رود . شـرايط برقـراري جريـان در
اين بخش ها تنها در قبال ولتاژهاي تخليه جوي و قطع و وصل براي فاصله زمـاني كوتـاه
چند ميكروثانيه تا چند ميلي ثانيه فراهم مي شود. در اين بخش از منحني
می باشد. هنگامي كه جريان نشتي فركانس 21 همواره در فاصله A، و جريان مـوجي كوتـاه
مدت همواره در فاصله B شكل 0-2 برقرار شوند، كار برقگير ايده آل بـوده، عمـر و دوام
آن حداكثر خواهد بود. به عبارت ديگر جريان نشتي و تغييرات قابل مالحظـه آن در قبـال
اضافه ولتاژهـاي موقـت )فركـانس 21( از محـدوده A تجـاوز ننمايـد . بخـش A يـا ناحيـه
جريان هاي نشتي به عنوان ناحيه جريان هـاي كـم اصـطالحاً Low Current Region و
بخش B به عنوان ناحيه جر يان هاي موجي اصطالحاً ناحيه جريـان هـاي بـاال يـا High
Current Region ناميده مي شود.
در عمل و در طي بهره برداري تفكيك دقيق جريان هاي برقـرار شـده در برقگيـر در
شرايط گوناگون كار شبكه، به شرح فوق، امكان پذير نمي باشد. به منظـور جلـوگيري از
برقراري جريان هاي نشتي فركانس 21 در ناحيه B، منحني مشخصه ولـت -آمپـر مقاومـت
ها به طور مناسب انتخاب مي شود آنچنانكه نقطه كار برقگير در طي بهـره بـرداري و در
قبال ولتاژهاي فاز-زمين فركانس 21 هيچگاه از ناحيـه A فراتـر نـرود . بـراي ايـن منظـور
كليه اضافه ولتاژهاي موقت كـه در طـي بهـره بـرداري ظـ اهر مـي شـوند، بـرآورده شـده،
باالترين مقدار آنان بر نقطه شكست منحني و يـا نقطـه Reference منطبـق مـي شـود .
كارخانجات سازنده در كليه رديـف ولتاژهـاي اسـمي، برقگيرهـا بـا منحنـي هـاي مشخصـه
متفات را طبق استاندارد توليد مي نمايند، كه تفاوت ناچيز بالغ بـر 3-2kv را بـا يكـديگر
دارا مي باشند.نقاط شكسـت و نقـاط Reference منحنـي هـا نيـز تفـاوت مشـابه را بـا
يكديگر دارا ي باشند. با توجه به دامنه اضافه ولتاژهاي موقت شبكه، منحني ولـت -آمپـر
مناسب مقاومت ها منطبق با آنان انتخاب مي شوند. آنچنانكه پيك ولتاژ سينوسي اضافه
ولتاژدر مجاور نقطه Reference، به ميزان 2-3kv كمتر از آن واقع شود.
انواع ولتاژ برای انتخاب برقگیر
به منظور تأمين شرط فوق دو تعريف زير در استاندارد IEC صورت گرفته است:
0- ولتاژ اسمي برقگير و انتخاب مناسب آن
2- ولتاژ دائم واقع بر برقگير و انتخاب مناسب آن
عليرغم پيش بيني هاي فوق احتمال افزايش ولتـاژ فركـانس 21 شـبكه بـه صـورت
اتفاقي و پيش بيني نشـده همـواره موجـود بـوده، نقطـه كـار برقگيـر تـا بـيش از نقطـه
Reference جابجا مي شود كه با جريـان قابـل مالحظـه از نـوع اكتيـو همـراه بـوده، بـه
علت افت حرارتي باال، درجه حرارت مقاومت ها را تـا مقـدار خطرنـاك فزونـي مـي بخشـد .
نظير اضافه ولتاژهاي ناشي از پديده رزنانس و فرو رزنانس.
الف- تعريف ولتاژ اسمي و انتخاب برقگير با توجـه بـه اضـافه ولتاژهـاي موقـت : در
استاندارد IEC حداكثر اضافه ولتـاژ فركـانس 21 ناشـي از عيـوب فـاز – زمـين در فازهـاي
سالم، كه به تعداد دفعات پيش بيني شده در استاندارد بـه فواصـل زمـاني معـين ظـاهر
شده، در قبال آن درجـه حـرارت محفظـه برقگيـر كمتـر از مقـدار بحرانـي خواهـد بـود، بـه
عنوان ولتاژ اسمي يا rated برقگيـر تعريـف شـده، برقگيرهـا بـه منظـور تحمـل ولتاژهـاي
ناشي از عيوب فاز- زمين ، )تحمل اضافه ولتاژ گذرا در فاز سالم( طراحي و مـورد آزمـايش
قرار مي گيرند.
اضافه ولتاژهاي موقت فاز- زمين به صورت متوالي و پي در پـي، بـه دنبـال عيـوب
فاز- زمين و كار دستگاه وصل مجدد ظـاهر مـي شـوند . بـا بـروز اولـين عيـب و جابجـايي
نقطه كار در منحني مشخصه غيرخطي، درجه حرارت تا حدودي افزايش مي يابد، بـا قطـع
كليد درجه حرارت مقاومت ها طبق منحني 2 شـكل 2-2 تقليـل مـي يابـد، بـا بـروز عيـب
دوم و افزايش مجدد ولتاژ فاز سالم، درجه حرارت مجدداً طبق منحني 3 افزايش مي يابد،
با قطع كليد طبق منحني 4 تقليل مي يابد. در صورت كـار دسـتگاه وصـل مجـدد و بـاقي
بودن عيب، ولتاژ افزايش يافته درجه حرارت تا درجه حرارت
T3افزايش مي يابد. چنانكـهديده مي شود با جابجايي متوالي نقطه كار برقگير درجـه حـرارت مقاومـت هـا بـه تـدريج
افزايش يافته، درجه حرارت حـداكثرT3را دارا شـده اسـت . منحنـي a بـراي درجـه حـرارت60 درجه
محيط و منحني b براي درجه حرارت 20محيط رسم شده اند.
منحني هاي خط پر درجه حرارت مقاومت ها و منحني هاي خط چـين درجـه حـرارت
محفظه را مشخص مي سازد.
چنانكه مالحظه مي شود در منحني a با درجه حـرارت محـيط معـادل60 درجه
حرارت محفظه به تدريج افزايش يافته است در حالي كه در منحنـي هـاي b درجـه حـرارت
افزايش نيافته است.
