روش‌های حفاظت در برابر اضافه ولتاژ

آیا با روش‌های حفاظت در برابر اضافه ولتاژ آشنایی دارید؟ تغییرات ناگهانی ولتاژ می‌تواند بر اثر عوامل مختلفی به وجود آید که از جمله این اتفاقات و عوامل می‌توان به اتصالات کوتاه در مدارهای الکتریکی، سوئیچینگ، تخلیه الکترواستاتیکی و صاعقه اشاره کرد. تمامی این موارد به‌صورت اضافه ولتاژ ناگهانی وارد سیستم می‌شوند و این اضافه ولتاژ ناگهانی در طی زمان بسیار کوتاه و در حد میکروثانیه، باعث وارد آمدن آسیب‌ها و خسارات زیادی به تجهیزات مختلف می‌شود و حتی این امکان وجود دارد که باعث آسیب دائمی در آن‌ها شود و از این طریق هزینه‌های بالایی را برای تعمیر یا تعویض تجهیزات ایجاد می‌کند.

به همین دلیل در زمان خرید تابلو ساختمانی نیز بهتر است به این مسئله توجه کنید و بسته به این مورد تابلو برق باکیفیت و مناسبی را انتخاب کنید. همچنین روش‌هایی برای جلوگیری از وارد شدن شوک به تجهیزات الکتریکی وجود دارد که در ادامه به این روش‌ها خواهیم پرداخت با فرنام الکتریک همراه باشید.

دلایل اصلی ایجاد اضافه ولتاژ

یکی از مهم‌ترین مسائل درباره حفظ ایمنی برق، حفاظت در برابر اضافه ولتاژ است. اضافه ولتاژی که به دلایل مختلف در خطوط برقی و وسایل برقی به وجود می‌آید خطرات بالایی را برای تجهیزات و افراد حاضر در آن محیط ایجاد می‌کند. این اضافه ولتاژ ممکن است به خاطر اختلالات درونی یا بیرونی ایجاد شود. عوامل داخلی می‌تواند به خاطر مشکلات شبکه مثل قطع و وصل خطوط، اتصال کوتاه، رزونانس شبکه و دیگر مسائل ایجاد شود. همان‌طور که گفتیم باید این مسائل را در زمان خرید تابلوهای برق ساختمانی در نظر بگیرید چرا که قیمت تابلو برق بر اساس ویژگی‌ها و قابلیت امن بودن آن می‌تواند متفاوت باشد.

انواع اضافه ولتاژ

اضافه ولتاژها دارای انواع مختلفی هستند که در دو دسته داخلی و خارجی تقسیم بندی می‌شوند. اضافه ولتاژهای داخلی خود به دو نوع اضافه ولتاژ به خاطر نوسان‌های فرکانس قدرت یا هارمونیک و اضافه ولتاژ به خاطر کلید زنی دسته بندی می‌شوند.

همچنین دلایل خارجی دیگر مثل رعدوبرق و صاعقه وجود دارند که در بیرون از شبکه قدرت هستند و برخورد آن‌ها به تجهیزات الکتریکی مخصوصاً در شبکه‌هایی که از سیم‌های هوایی استفاده می‌کنند باعث ایجاد اضافه ولتاژ خواهد شد. اضافه ولتاژهای ناشی از عوامل بیرونی مثل صاعقه جدا از طرح سیستم محسوب می‌شوند درحالی‌که اضافه ولتاژهای ایجادشده به خاطر عوامل داخلی مثل کلید زنی به دلیل افزایش ولتاژ کاری سیستم ایجاد می‌شوند.

انواع روش های حفاظت در برابر اضافه ولتاژ چیست؟

حفاظت الکتریکی به معنای آن است که برای جلوگیری از آسیب دیدن افراد، حیوانات، تجهیزات، مولدها، مصرف‌کننده و سیم‌های حمل‌کننده جریان در برابر خطرات ناشی از جریان برق اقدامات خاصی را در تجهیزات الکتریکی انجام داد. روش‌ های حفاظت در برابر اضافه ولتاژ شامل انواع مختلفی است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• محفاظت در برابر اضافه ولتاژ از سیم و کابل

باید ضمن استفاده از بهترین برند های سیم‌ و کابل، از تمامی آن‌ها در مقابل حوادث و عواملی مانند اضافه‌بار و اتصال کوتاه محافظت کرد. برای محافظت سیم‌ها در مقابل اضافه‌بار بهتر است از کلیدهای حرارتی بدون متال یا فیوزهای مختلف باقابلیت ذوب شوندگی استفاده کرد.

• محافظت از تجهیزات الکتریکی و مصرف‌کننده

تجهیزات الکتریکی و مصرف‌کننده‌ها حتماً باید در برابر اختلالات احتمالی مثل اتصال کوتاه و اضافه‌بار محافظت شوند. برای حفاظت این دستگاه‌ها قبل از تجهیزات مورد نظر یا مصرف‌کننده از فیوزهای ذوب شونده و یا کلیدهای مغناطیسی یا حرارتی که طبق جریان اسمی تجهیزات انتخاب ‌شده است، استفاده می‌کنند.

• محافظت از افراد

یکی از مهم‌ترین مسائلی که درباره حفاظت در برابر اضافه ولتاژ باید همواره آن را در نظر داشت، احتمال برق‌گرفتگی افراد است. هر اضافه ولتاژ احتمالی که در بخش‌های دارای برق ایجاد می‌شود، نباید باعث ضرر یا آسیب به افراد و تجهیزات شود. به همین دلیل محافظت از افراد در برابر اضافه ولتاژ دارای اهمیت بالایی است و برای این منظور معمولاً از دو روش زیر استفاده می‌شود:

• به وسیله قطع اتوماتیک تغذیه در زمان اتفاق افتادن اضافه ولتاژ و جلوگیری از رسیدن اضافه ولتاژ به حد خطرناک
• ایجاد محدودیت برای بالاترین میزان اضافه ولتاژ، به میزانی که خطری برای تجهیزات و افراد نداشته باشد.

لیست تجهیزات اصلی برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ

همانطور که می‌دانید، اضافه ولتاژ باعث ایجاد آسیب و خسارت به تجهیزات و دستگاه‌های شبکه تاسیسات برق می‌شود و در مواردی حتی ممکن است خطرات و خسارات جانی نیز به همراه داشته باشد. برای آشنایی با روش‌های محافظت در برابر اضافه ولتاژ، در این بخش مهم‌ترین تجهیزات مهم محافظتی برای این کار را معرفی کنیم.

• کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری برای جلوگیری از اضافه ولتاژ در مواقع وجود اتصالی میان فاز و نول در مدار قرارگرفته می‌شوند.

• رله کنترل فاز

از رله کنترل فاز در مواردی که باعث قطعی فاز یا جابه‌جایی فاز باعث خسارت و ضرر به تجهیزات می‌شود، استفاده می‌گردد.

• رله کنترل ولتاژ

رله کنترل ولتاژ در میان تجهیزات اصلی در شبکه‌های الکتریکی است که به منظور فعالیت در یک ولتاژ خاص طراحی‌شده است. در رله‌های کنترل ولتاژ، مقدار ولتاژ نباید از حد معینی کمتر یا بیشتر شود. همچنین بازه این نوع تغییرات بسته به دستگاه‌های مختلف، می‌تواند متفاوت باشد. برای محافظت از شبکه‌های الکتریکی در مقابل اضافه ولتاژ و تغییرات ولتاژ از این نوع رله استفاده می‌کنند.

• رله اضافه ولتاژ

رله اضافه ولتاژ (Over Voltage Relay) به گونه‌ای طراحی‌شده است که می‌تواند در زمان افزایش ولتاژ و برای پیشگیری از رسیدن ضرر و زیان به تجهیزات، مدار را قطع کند. این مدل رله با بالا رفتن میزان ولتاژ از حد تعیین‌شده کار خود را آغاز می‌کند. رله‌های اضافه ولتاژ در حالت معمول در ژنراتورهای برق و ترانس‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند و این قابلیت را دارند که هنگام افزایش ولتاژ، سیگنال هایی را ارسال کرده و یا مدارهایی که به ولتاژ حساس هستند را قطع نماید تا از بروز آسیب در تجهیزات، جلوگیری به عمل آورند. در حقیقت این نوع از رله می‌تواند به بخش‌های تحریک کننده دستور صادر نماید تا با کاهش تحریک، ولتاژ کمتر شود.

حفاظت تابلو برق در برابر اضافه ولتاژ

حفاظت تابلو برق در مقابل اضافه ولتاژ اهمیت زیادی دارد چراکه در صورت صدمه باعث ایجاد مشکلات زیادی در سیستم برق‌رسانی می‌شود. انواع وسایل حفاظتی در مدار فرمان که به صورت رایج استفاده می‌شوند عبارتند از:

• کلید مینیاتوری برای قطع جریان برق در صورت اتصالی فاز و نول استفاده می‌شود
• رله کنترل فاز برای برق سه فاز به کار می‌رود و جلوی آسیب دستگاه‌ها را در هنگام قطع یا تغییر فاز می‌گیرد.
• رله کنترل ولتاژ: تنها ولتاژی که در محدوده مشخص باشد را عبور می‌دهد بنابراین جلوی اضافه ولتاژ را می‌گیرد.
• رله اضافه ولتاژ: هنگامی که ولتاژ اضافه شود مدار را قطع می‌کند. این دستگاه بیشتر در ژنراتورها و ترانس‌ها به کار می‌رود.
• سرج استر یا SPD: بیشترین سطح حفاظت را دارد و برای دستگاه‌های مهم به کار می‌رود. سرج استرها دو نوع هستند برخی از آن‌ها در زمان شوک ولتاژ، آمپدانس را کم‌کم کاهش می‌دهند و برخی ناگهانی. آن‌ها در کلاس‌ها و مدل‌های مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام برای حفاظت از انواع مختلفی از دستگاه‌ها ارائه شده‌اند.

سخن پایانی

در این مقاله درباره اضافه ولتاژ، انواع اضافه ولتاژ و روش‌های حفاظت در برابر اضافه ولتاژ صحبت کردیم. درنهایت لازم به ذکر است که همه تجهیزات مختلف الکتریکی و الکترونیکی در تابلوهای برق نصب‌شده و قرار می‌گیرند که معمولاً برای محافظت از آن‌ها و جلوگیری از هر نوع ضرر و زیان در برابر اضافه ولتاژ از روش‌های خاصی برای این کار استفاده می‌کنند.

سوالات متداول:

برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ از چه تجهیزاتی می‌توان کمک گرفت؟

انواع رله، کلید‌های مینیاتوری و سرج ارستر‌ها می‌توانند به حفاظت در برابر اضافه ولتاژ کمک کنند.

چرا اضافه ولتاژ در سیستم‌های الکتریکی به وجود می‌آید؟

سوئیچینگ، اتصال کوتاه، رزونانس در شبکه و رعد و برق برخی از دلایل به وجود آمدن اضافه ولتاژ هستند.