نحوه انتخاب برقگیر

برقگیرها عمدتاً برای حفاظت ترانسفورماتورها و موتورهای پر توان بکار می روند . آنها همچنین حفاظت کابل های فشار قوی را نیز بعهده می گیرند . برقگیرها با وسیله تحت حفاظت موازی می شوند . این کار عموماً با قرار گرفتن بین فاز و زمین انجام می گیرد . برقگیرها می بایست هرچه نزدیک تر به وسیله تحت حفاظت نصب شوند .

برقگیرها عمدتاً برای حفاظت ترانسفورماتورها و موتورهای پر توان بکار می روند . آنها همچنین حفاظت کابل های فشار قوی را نیز بعهده می گیرند . برقگیرها با وسیله تحت حفاظت موازی می شوند . این کار عموماً با قرار گرفتن بین فاز و زمین انجام می گیرد . برقگیرها می بایست هرچه نزدیک تر به وسیله تحت حفاظت نصب شوند .

 پارامترهای مهم در انتخاب برقگیر عبارتند از :

الف ) ماکزیمم ولتاژ کار دائم MCOV

ب ) ولتاژ نامی U_r

ج ) جریان تخلیۀ نامی (µsec20/8 )

د ) ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل (µsec 10/4 )

هـ ) ماکزیمم جریان قابل تحمل با زمان زیاد (µsec 2)

و ) قابلیت تحمل جذب انرژی W

حال این پارامترها را به ترتیب مورد بررسی قرار می دهیم :

الف ) ماکزیمم ولتاژ کار دائم MCOV

از آنجا که برقگیر بین فاز و زمین بسته می شود ، ولتاژ کار دائم روی برقگیر به میزان 3√ /1 برابر ولتاژ خط می باشد . معمولاً برای این مقدار ضریب اطمینانی در نظر گرفته می شود . حداقل ضریب اطمینان 05/1 می باشد .

                                                              3√ / U₁  × 1.05 

 ب ) ولتاژ نامی Ur

مقدار ولتاژ نامی به چند عامل بستگی دارد ، از جمله :

1- اضافه ولتاژ موقتی ( TOV ) ناشی از اتصال کوتاه خط با زمین یا قطع بار و در نتیجه افزایش ولتاژ شبکه .

 2- ضریب اتصال کوتاه ( C_E )

3- زمان قطع شدن خطاهای اضافه ولتاژ

با توجه به عوامل مذکور ، ولتاژ نامی از رابطه تقریبی زیر محاسبه می شود :

                                                      Ur≈1.25 Mcov

برای روشن شدن مطلب به تعاریف و توضیحا تزیر می پردازیم :

ب - 1- اضافه ولتاژ موقتی TOV

در حالت اتصال یک فاز با زمین ولتاژ فازهای سالم بسته به نوع اتصال زمین صفر شبکه بالا می رود . ولتاژ دو فاز سالم که افزایش می یابد برابر خواهد بود با :

                                                    3√ / U₁ ×  C_E = U  

 که در آن C_E ضریب اتصال کوتاه می باشد.بعدا توضیح داده می شود.

در حالت قطع بار ،ضریب اضافه ولتاژ در زمان عملکرد رله از جدول (1) بدست می آید .

تغذیـه خـط	ضریب اضافه ولتاژ در اثـر قطـع بـار CE	زمان پاک شدن یـا رفع خطـا
پست ترانسفورماتوری با قدرت اتصال کوتاه زیاد پست ترانسفورماتوری با قدرت اتصال کوتاه کم ترانسفورماتور نیروگاه توربینی ترانسفورماتور نیروگاه آبی	1/05 1/20 1/40 1/50	sec 60-10 sec 60-10 sec 3 sec 3

جدول 1

 در صورتی که احتمال وقوع اتصال کوتاه و قطع بار بطور همزمان وجود داشته باشد .

                                                       3√ / U₁ * C_E × C_L = TOV        

ب - 2 – ضریب اتصال زمین C_E

مقدار C_E متناسب با مقاومت و راکتانس مؤلفه های توالی صفر و مثبت و منفی سیستم بین 2/1 تا 7/1 می باشد .

در شبکه های توزیع اگر صفر آنها مستقیماً زمین شده باشد ، C_E عملاً 4/1 در نظر گرفته می شود و چنانچه صفر آنها زمین نشده یا غیر مستقیم زمین شده باشد ، 7/1 = C_E انتخاب می شود ( برای بدست آوردن اعداد دقیقتر به ضمیمه A از استاندارد IEC – TC37/85 – 1992 مراجعه نمائید ) .

ب - 3 - ولتاژ نامی برقگیری که برای MCOV مشخصی طراحی شده است و منحنی TOV آن نیز موجود است بدین ترتیب تعریف می شود ، ولتاژ نامی برقگیر کوچکتر یا مساوی با اضافه ولتاژ موقتی قابل تحمل در 10 ثانیه می باشد .

 ب - 4 – جهت تعیین ولتاژ نامی مناسب ، ابتدا اضافه ولتاژ موقتی شبکه را تعیین می نماییم و سپس معادل 10 ثانیه ای اضافه ولتاژهای موقتی را محاسبه می کنیم .

ولتاژ نامی برقگیر بایستی بزرگتر یا مساوی اضافه ولتاژ موقتی معادل sec 10 سیستم انتخاب شود .

( توضیخات کاملتر در استاندارد IEC – TC 37/85 -1992   )

ج ) جریان تخلیه نامی I_n

برقگیرهای خطوط توزیع و انتقال با 4 رنج جریان نامی 5 ، 10 ، 15 و 20 کیلو آمپر ساخته می شوند . در سیستم توزیع عموماً برقگیر  5kA استفاده می شود . اما در مناطقی که تعداد روزهای رعدوبرقی و یا تعداد صاعقه در سال زیاد باشد ، برقگیرهای 10 کیلوآمپری نیز بکار می ر وند . 
برای اطلاعات بیشتر از مناطق پر صاعقه به منحنی ایزوکرونیک ایران مراجعه کنید.

د ) ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل (µsec 10/4 )

ماکزیمم جریان ایمپالسی است با « زمان صعود » 4 میکروثانیه و « زمان نزول به نصف مقدار » 10 میکروثانیه که برقگیر بایستی در حالی که قرصهای داخلی آن تا  60 درجه گرم شده اند ، یکبار قادر به تحمل آن باشدو سپس به مدت 10 ثانیه ولتاژ نامی و بعد از آن به مدت نیم ساعت ولتاژ MCOV را نیز باید بتواند تحمل نماید و در اثر حرارت تخریب نشود و پایداری حرارتی تضمین گردد .

این جریان را استاندارد ICE برای برقگیرهای 5KA به میزان 65KA وبرای برقگیرهای 10KA به میزان 100KA توصیه نموده است .

هـ ) ماکزیمم جریان قابل تحمل با زمان زیاد (µsec 2)

بارهای انباشته شده بر روی خط انتقال در هنگام وصل کلید باعث عبور جریان از برقگیر نصب شده در انتهای یک خط باز می گردد که دامنه جریان متناسب با ولتاژ شارژ خط و زمان عبور این جریان متناسب با طول خط می باشد

 مقدار این جریان به توصیه استاندارد ICE برای برقگیر 5KA برابر 75A و زمان آن 10msec و برای برقگیر 10KA کلاس 1 ( که در سیستم توزیع بکار می رود ) برابر 125A و زمان آن  2msec می باشد .

و ) قابلیت تحمل جذب انرژی W

قابلیت جذب انرژی اصولاً مختص فشارهای ناشی از وصل کلید در انتهای باز خطوط انتقال طویل می باشد . برقگیری که در انتهای باز خط نصب می شود ، می بایست توانایی جذب بارهای انباشته شده روی خط انتقال را داشته باشند .

(برای اطلاعات بیشتر به استاندارد IEC 99-4 /1997  رجوع کنید) .

منبع: http://majidimani.blogfa.com/