سرج ارستر یا برقگیر ( Surge arrester ) قطعه الکتریکی است که به منظور حفاظت تجهیزات الکتریکی در مقابل صدمات ناشی از اضافه جریان و ولتاژ زیاد در تابلوهای برق نصب میگردد. نحوه عملکرد ارستر به گونه ایست که چنانچه ولتاژ آستانه بالاتر از ۲۲۰ ولت باشد، وارد عمل شده و ولتاژ اضافی را منتقل نموده و از وارد شدن صدمات، جلوگیری می‌نماید.
به عبارت دیگر: هنگام برخورد صاعقه به زمین یا ساختمان، در اثر میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده در آن محل، وسایل الکترونیکی در ساختمان هایی که تا شعاع ۲ کیلومتری از محل برخورد صاعقه قرار دارند، در معرض آسیب قرار خواهند گرفت.
حتی در ساختمان هایی که مجهز به صاعقه گیر خارجی هستند و به اصطلاح دارای حفاظت اولیه باشند، در اثر برخورد مستقیم صاعقه به ساختمان، جریان بالای رعد و برق از طریق صاعقه گیر به سیستم زمین منتقل می شود و ۵۰% از این جریان از طریق سیستم همبندی به سیستم قدرت و کابل کشی ساختمان بر می گردد.
این برگشت جریان باعث تخریب تجهیزات الکتریکی و گاهی اوقات باعث از بین رفتن اطلاعات داده ای مهم می شود و بعضی مواقع طبعاتی جبران ناپذیر در بر خواهد داشت
لذا با در نظر گرفتن ارستر در سیستم، این جریان ایجاد شده در اثر صاعقه، مجددا به سیستم ارت (زمین) بر می گردد.
در واقع سرج ارستر برای محافظت از وسایل الکتریکی در مقابل جریان و ولتاژ غیر عادی به کار می رود و ولتاژ را در آستانه ی 120 ولت نگه می دارد. وقتی آستانه ای بالاتر از 120 ولت باشد سرج پروتکتور ولتاژ را پایین می آورد یا آنرا متوقف می کند. بدون سرج پروتکتور اگر ولتاژی بالاتر از 120 ولت باشد آن دستگاه صدمه می بیند. سرج پروتکتورها از وسایل الکترونیکی در مقابل جریان برق محافظت می کنند.
سرج پروتکتورها از قطعات زیر تشکیل شده است:
هسته ی آهنی انتقال دهنده –زینر دیود- واریستور اکسیدی فلزی
مدار سرج ارستر (برقگیر):
سرج ارستر، بسته به نوع کاربرد آن به صورت‌های مختلفی مانند: موازی بعد از کلید اصلی، قبل از کلید محافظ جان (RCD) و یا از طریق پایه بر روی ریل تابلو برق قرار می گیرند. در غیر این صورت، جریان سرج به عنوان جریان پس ماند عمل نموده و باعث قطعی مدار می‌شود. اکثر ارسترهای تولید شده توسط شرکت‌های معتبر، بصورت ماژولار هستند و از دو قطعه پایه و ماژول حفاظتی تشکیل می شوند. ماژول حفاظتی به شکل “خشابی” از پایه خارج شده یا به دستگاه وارد می شود.
اجزای تشکیل دهنده سرج استر ها
سرج ارسترها از اجزای زیادی تشکیل شده‌اند و این باعث شده این دستگاه‌ها از تکنولوژی‌های متعددی استفاده کنند اما به صورت کلی می‌توان به ۴ قطعه زیر اشاره کرد که در اکثر این دستگاه‌ها وجود دارند:
- وریستور:قطعات الکتریکی هستند که وظیفه اصلی‌شان حفاظت از مدارها و سیستم‌های قدرت و تنظیم مقادیر ناخواسته ولتاژهای زودگذر است. در ولتاژهای پایین مقاومت این قطعه بالاست و با افزایش ولتاژ مقاومت این قطعه نیز کم می‌شود.
- تریستور: یک‌نیمه رسانای قدرت است که به صورت یک قطعه چهار لایه‌ای ساخته می‌شود، این قطعه به عنوان کلید به کار می‌رود.
- دیود خنثی ساز: یک قطعه الکترونیکی است که به منظور محافظت از قطعات حساس الکترونیکی در برابر افزایش ولتاژ لحظه‌ای به صورت موازی با آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- GDT : یک قطعه تشکیل شده از ۲ الکترود که فضای بین الکترودها با بعضاً یک گاز نجیب پر شده‌است. زمانی که اختلاف پتانسیل ۲ الکترود بالا رود، گاز یونیزه شده و جریان بین ۲ الکترود برقرار می‌شود.
نحوه کارکرد سرج ارستر ها
مکانیزم عمل سرج ارسترها به گونه ایست که تا زمانی که ولتاژ سرجی در سیستم وجود نداشته باشد، این قطعات به صورت مسیرهای مدار بازی هستند که در روند کاری سیستم دخالتی ندارند، ولی چنانچه در سیستم، ولتاژ سرج نمایان شود و اختلاف پتانسیل دو سر سرج ارسترها از حدی بالاتر رود، این قطعات به صورت مسیرهای بسته‌ای عمل میکنند که از طریق تخلیه جریان‌های سرج (در زمین یا نول)، سطح اضافه ولتاژی که در سیستم رخ داده‌است را پایین می‌آورند و به این ترتیب دیگر تجهیزات موجود در سیستم با چنین اضافه ولتاژهایی مواجه نخواهند شد و آسیب نخواهند دید.
دسته‌بندی سرج ارستر ها
- ارسترهای کلاس B یا کلاس І :این ارستر ها به عنوان حفاظت اولیه در برابر صاعقه با تحمل 100KA استفاده می شود.
- ارسترهای کلاس C یا کلاس ІІ : این ارستر برای محافظت در مقابل سوئیچینگ می باشد که به عنوان حفاظت ثانویه در مقابل اضافه ولتاژ عمل می کند و ولتاژ نشتی از ارستر های کلاس B حذف میکنند.
- ارسترهای کلاس B+C یا کلاس ІІ +І : از این ارستر برای حفاظت سیستم های الکتریکی در زمان توزیع ولتاژ پایین ناشی از صاعقه و یا سوئیچ داخلی دستگاه می باشد که در تابلو سازی، مخابرات، مراکز صنعی و نظامی استفاده میگردد.
- ارسترهای کلاس D: این سرج ارستر جهت تکمیل و مقابله با اضافه ولتاژ می باشد و نباید در معرض مستقیم صاعقه(شوک های قوی) قرار بگیرد و در خطوط دارای ولتاژ پایین استفاده می شود.
- ارسترهای دیتا و مخابراتی: از این ارستر برای حفاظت از خطوط کابل های CAF5 و CAT6 استفاده می شود.
- ارستر فتوولتاییک: این نوع ارسترها برای حفاظت از انواع پنل های خورشیدی،اینورتر خورشیدی، سلول های خورشیدی، اینورتر DC و همچنین جهت حفاظت در مقابل رعد و برق و صاعقه مورد استفاده قرار می گیرد.
- ارستر دوربین: این ارستر برای محافظت از انواع دوربین های مداربسته در مسیر سیگنال و ارتباط الکتریکی دوربین ها کاربرد دارد.
برای مشاهده مقالات و پروژه های بیشتر ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.
