استفاده از برقگیرها و سیستم های حفاظت از صاعقه
ضرورت استفاد ه از برقگيرها
معموالً وقتي درباره يك سيستم برق رساني مي انديشيم ، اجزاي چشمگير آن ، از قبيل
نيروگاههاي بزرگ ، ترانسفورماتورها ، خطهاي فشار قوي و غيره به ذهنمان مي آيند .
در عين حال كه اين اجزاء قسمت اصلي يك سيستم برق رساني را تشكيل مي دهند ،
بسيار اجزاي ضروري و جالب نيز در سيستم وجود دارند . از جمله سيستم حفاظت و
ايمني ، كه وجود آنها در يك سيستم الزم و ضروري مي باشد .
اساس كار دستگاه LCM آناليز هارمونيك سوم موجود در جريان نشتي پيوسته برقگير
است.برخالف سيستم هاي اندازهگيري موجود كه بر اساس آناليز هارمونيكها است ،
LCM به هارمونيكهاي موجود در ولتاژ سيستم حساس نيست ، زيرا با استفاده از يك
پروب ميدان الكتريكي كه بر روي فلنج انتهايي برقگير تحت آزمايش بسته ميشود
هارمونيكهاي موجود در ولتاژ سيستم بوسيله پروب ميدان جدا شده و خنثي ميشوند.
بنابراين نتايج اندازه گيري كامالً مستقل از هارمونيكهاي موجود در ولتاژ سيستم است.
رابطه بين هارمونيك سوم جريان و اندازه مولفه مقاومتي جريان با اندازه گيري هاي
انجام شده روي انواع مختلف وريستورهاي ZnO به اثبات رسيده است. با لحاظ كردن
اين رابطه در روش اندازه گيري LCM مستقيماً به صورت مولفه مقاومتي جريان نشتي
برقگير نشان داده ميشود.
تاثيرات جريان نشتي خارجي ) از روي بدنه برقگير ناشي از وجود آلودگي روي آن(حذف
شده و خطاي قابل مالحظه اي بر روي مقدار متوسط جريان نشتي اندازه گيري شده
ايجاد نخواهد شد.
سيستم هاي حفاظت صاعقه به دو گروه تقسيم بندي ميشوند :
1ـ جمع آوري ضربه هاي صاعقه.
2ـ پيش بيني ضربه هاي صاعقه.
ميله هاي برقگير فرانكلين به عنوان جمع كننده محسوب ميشوند بدين صورت كه
ضربه هاي صاعقه را در مجاورت خود جذب مينمايند. سيستم انتقال بار CTS يك
سيستم جلوگيري كننده است و مانع از پيشروي جرقه هاي صاعقه ميگردد.
بعبارتي ديگر ارزيابي مكانيزم عملكرد سيستم DAS نشان ميدهد كه اين سيستم
بطور ساده همان نظريه رد شده فرانكلين براي ميله هاي برقگير است كه با خنثي
نمودن بار الكتريكي ابرهاي صاعقه اي از تشكيل صاعقه جلوگيري مينمود. اگر چه اين
ميله ها احتمال ضربه ها را كاهش ميدهنداما اين اثر غيرقابل پيش بيني است براي
اينكه بتوان نتايج سيستم هاي DAS , CTS را در حفاظت صاعقه ارزيابي نموده و در
مورد وسعت محدوده قابل حفاظت تصميم گيري نمود الزم است كه درباره اثرات فن
آوري اين دو سيستم اندازه گيري هاي سازمان يافته و علميانجام دهيم.
بعضي از مشتريهاي استفاده كننده از فن آوري CT راضي هستند به طوري كه در جنوب
شرق آمريكا مشكالت متعددي در خصوص رعد و برق هست و كاربرهاي اين سيستم .
استفاده از آن را مورد تاكيد قرار داده اند. شركت برق Auburndale داراي ژنراتورهاي
بوده و در منطقه اي قرار گرفته كه ميزان صاعقه در آن باالست ودستگاهها بايستي
4تا6 صاعقه سنگين را در روز تحمل نمايندكه در بعضي موارد به خاموشي هاي 02 تا
24 ساعته منجر شده است. پس از استفاده از سيستم DAS براي مهار كردن
)محدودسازي ( جريانهاي صاعقه در سال 2111 فقط يكبار در طول طوفانها و صاعقه
خاموشي داشته اند و مهندسين اتاق كنترل از اين موضوع متعجب شده اند كه صدمه
اي به دستگاهها وارد نشده است. آنها مصمم هستند كه دستگاههاي بعدي را نيز به
سيتم DAS مجهز نمايند تا تعداد ضربه هاي صاعقه را از 6 به يك كاهش دهند .چنين
تجربه مشابهي نيز در Lexington كه منطقه پر صاعقه اي است نيز اتفاق افتاده است.
در آنجا نيز با استفاده از سيستم DAS هزينه هاي سنگين صدمه ديدن تجهيزات
بواسطه صاعقه را كاهش داده اند و از كاربرد اين سيستم راضي هستند. در گزارش
Ayers امده است كه قبل از استفاده از اين سيستم صدمات ناشي از صاعقه در طول
يك دوره پنج ساله بين 0/22 تا 0/2 ميليون دالر بوده حال آنكه پس از استفاده از
سيستم DAS اين رقم به 2111 دالر كاهش يافته است.
اما كارايي فناوري انتقال بار صاعقه ،بحث انگيز بوده ونظر منتقدين بر اين است كه اين
سيستم مانع از وقوع صاعقه نميشود ضمن اينكه هزينه نصب آن نيز گران است اين
اختالف نظرها ادامه داشته تا اينكه در سالهاي اخير انجمن IEEE تصميم گرفت كه يك
استاندارد براي سيستمهاي انتقال بار صاعقه ارائه نمايد.
به طور خالصه اين سيستمها در مقابل ضربه هاي صاعقه نميتوانند به طور كامل
عمل حفاظت را انجام دهند زيرا روش معيني براي اندازه گيري يا اثبات درستي كار اين
دستگاه ها وجود ندارد. البته خبرهاي دريافت شده از مشتريهاي كاربرد اين تجهيزات
هنوز جالب است. منتهي خود مهندسين برق سيستمهاي قدرت هستندكه بايد از
دستگاههاي خود در مقابل صاعقه حفاظت و مراقبت بنماينداگر چه اين كار با اطمينان
كامل، دست نيافتني است، لذا آنها بايد تالش كنند تا ضربه هاي صاعقه تا حد امكان
كاهش يابد كه در اين راه سيستم DAS يا CTS ميتواند به آنها كمك كند.
