سرج ارستر یا برقگیر وسیله ای ایست که برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ و جریان های ناگهانی تولید میگردد.
نحوه عملکرد سرج ارستر یا برقگیر به چه صورت می باشد؟
عملکرد این محصول به طوریست که مقاومت بسیار کمی از خود بروز می دهد و در حالت عادی به صورت مدار باز عمل میکند و جریانی را از خود عبور نمی دهد؛ در واقع به هنگام بروز سرج، قبل از آنکه اضافه ولتاژها و جریان ها به تجهیزات تحت حفاظت برسد، توسط سرج ارستر به زمین منتقل می شود.
محافظت از تجهیزات به دو صورت انجام می پذیرد:
حفاظت در برابر صاعقه یا حفاظت اولیه: شامل ارتینگ، هادی نزولی، شیلدینگ خارجی و استفاده از صاعقه گیر میباشد.
حفاظت در برابر سرج یا حفاظت ثانویه: شامل همبندی، شیلدینگ داخلی و استفاده از سرج ارستر میباشد.
سه مفهوم برای واژه سرج :
- افزایش ناگهانی در مقدار ولتاژ و جربان در مدارات یا تاسیسات الکتریکی
- در زمان خیلی کوتاهی اتفاق میفتد (میلی ثانیه و میکروثانیه)
- سرج اضافه ولتاژ موقت نیست
آیا تفاوتی میان سرج و اضافه ولتاژ موقت وجود دارد؟
واژه سرج و واژه اضافه ولتاژ موقت مفهومی جدا از یکدیگر دارند. بسیاری از افراد این دو واژه را یکسان دیده و تفاوتی میان آن دو قائل نیستند.سرج به معنای اضافه ولتاژی می باشد که در مدت زمان بسیار کوتاهی (در حد میکروثانیه) و با سرعت بالا به طور آنی در شبکه اتفاق می افتد؛ در صورتی که اضافه ولتاژ موقت بین چند ثانیه تا چند ساعت ممکن است به طول انجامد.(به طور کلی مهم ترین تفاوت سرج و اضافه ولتاژ موقت مدت زمان برز هر یک از آنها می باشد.)
نکته: برای جلوگیری از خرابی و ازبین رفتن قطعات ارستر باید به تاثیرات اضافه ولتاژ به آن توجه نمود. در سرج ارسترهایی که دارای وریستور می باشند؛ هنگامی که اضافه ولتاژ موقت اتفاق می افتد، ولتاژ سرج ارستر باعث ایجاد آسیب و مشکلات جدی در شبکه برق می شود.این در صورتی است که هنگام بروز سرج ، ارستر مقاومتی در حد چند اهم یا صفر نشان می دهد و جریان را به سیستم ارتت منتقل میکند.
عوامل موثر بر ایجاد سرج:
- برخورد صاعقه به خطوط برق
- القای الکترومغناطیسی
- برخورد صاعقه به صاعقه گیر
- قطع و وصل های ناگهانی برق
- سوییچینگ در شبکه
سرج عامل تاثیرات مخربی نظیر موارد زیر می باشد:
- اعمال خسارات جبران ناپذیر و خطرناک بر روی تجهیزات به طوریکه سالانه بالغ بر 80 میلیارد دلار خسارات توسط شرکت های بیمه پرداخت می شود.
- سوختن تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
- بوجود آوردن خرابی های زودتر از موعد در دستگاه ها (نکته: اضافه ولتاژ هایی که برای اولین بار اتفاق می افتند و به طور لحظه ای ایجاد می شوند سرج تجهیز را از بین نمیبرند و تنها وقتی این اتفاق می افتد که سرج طی چند روز متوالی ادامه بیابد.)
- از بین رفتن اطلاعات مهم در دیتاسنترها
- ریسک مالی، امنیتی و جانی
سرج ارستر به چند دسته تقسیم می شود:
کمپانی OBO، سرج ارسترهای متنوعی با کاربردهای گوناگون تولید میکند و برای بهره گیری در پروژه های مرتبط با عملکرد دستگاه آن ها را به بازار عرضه میکند.
سرج ارستر های برق فشار ضعیف:
سرج ارستر کلاس 1 (تایپ B):
در قسمت ورودی ساختمان یا در تابلو برق اصلی جهت محافظت در برابر صاعقه بکار می روند. این سرج ارستر ها قادر به تحمل جریان صاعقه تا 100 کیلوآمپر می باشند . اتصال این محصولات به شبکه به صورت موازی می باشد و در انواع تک پل تا 4 پل قابل ارائه می باشند. اسپارک استفاده شه در این سرج ارسترها جریان صاعقه تا 125 کیلو آمپر را تحمل می کند.
سرج ارستر کلاس 2 (تایپ C):
دومین مرحله حفاظت داخلی برعهده این ارستر ها می باشد. این تجهیزات در تابلوی فرعی و گاها اصلی نصب میگردد. ارسترهای کلاس 2 جریان 20 تا 40 کیلو آمپر را تحمل میکنند و با جریان نامی In شناخته می شوند. اتصال آنها همانند سرج ارسترهای کلاس 1 به صورت موازی می باشد.
سرج ارستر کلاس 3 (تایپ D):
با شکل موج 20/8 و 50/1.2 میکروثانیه شبیه سازی می شوند. در نزدیکی تجهیز نصب می گردند و آخرین مرحله حفاظت در برابر سرج را برعهده دارند. نسبت به ارسترهای دیگر ولتاژ پایین تری دارند . تجهیزاتی همانند منبع تغذیه دوربین ها ، دیتاسنترها، اعلام حریق، کامپیوترها،یخچال و تلوزیون مواردی هستند که نیاز به استفاده از سرج ارسترهای کلاس 3 دارند.
سرج ارستر های شبکه و دیتا:
سرج ارستر تجهیزات کنترل و اندازه گیری:
این ارسترها در تجهیزات جریان ضعیف کاربرد دارند . ولتاژ تجهیزات کنترلی از ولتاژ کاری آنها پایین تر می باشد و این ولتاژ معمولا به صورت DC می باشد. به دلیل وجود ولتاژ پایین در مدار آنها از ترکیب اسپارک گپ و دیود استفاده می شود.
سرج ارستر خطوط مخابراتی:
کاربرد استفاده ارسترهای خطوط مخابراتی هنگام کابل کشی از مخابرات به محل مورد نظر میباشد.در ورودی جعبه تقسیم کابل های تلفن از این ارسترها استفاده می شود.
سرج ارستر خط تلفن:
جهت حفاظت از کابل های استفاده شده در کابل کشی خطوط تلفن ساختمان ها از این ارسترها استفاده می شود. به وسیله کابل دارای سوکت RJ11 تلفن به پریز متصل می شود.
سرج ارستر دوربین مدار بسته:
سرج ارستر های دوربین مداربسته برای جلوگیری از سوختن و خرابی دوربین های مداربسته ناشی از برخورد صاعقه مورد استفاده قرار میگیرند. این ارسترها مطابق با نوع دوربین مداربسته (آنالوگ یا دیجیتال) به دو دسته کابل کواکسیال و کابل LAN تقسیم می گردند.
سرج ارستر دیتای ضد انفجار:
موارد استفاده از آنها مکان هایی نظیر پتروشیمی ها، نفت و گاز و … که در آنها خطر وقوع انفجار وجود دارد می باشد.
سرج ارستر منبع تغذیه:
در اکثر موارد منابع تغذیه DC در معرض سوختن ناشی از اضافه ولتاژ قرار دارند زیرا در ساختار خود دارای تجهیزات الکترونیکی می باشند. ارسترهای منبع تغذیه بهترین گزینه برای حفاظت از این نوع منابع میباشند؛ زیرا از مشخصاتی نظیر جریان کم، ولتاژ DC پایین و تحمل عبور سرج های بالا برخوردار می باشند. به محض بروز سرج در کابل، سرج ارستر منبع تغذیه سریعا آن را به زمین منتقل می کند.
سرج ارستر کابل شبکه:
دارای دو مدل پرسرعت و کم سرعت می باشند و در کلاس بندی های متفاوت قابل ارائه می باشند. ارسترهای شبکه در کابل شبکه به عنوان انتقال دیتا و برق مورد استفاده قرار می گیرند و قادر به تحمل جریان صاعقه و سوییچینگ باتوجه به نوع سیستم و طراحی حفاظت صاعقه دارند. سوکت کابلی آنها از نوع RJ45 می باشد.
سرج ارستر فتوولتاییک:
برای حفاظت از اینورترها و پنل های خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرند. با توجه به طراحی سیستم حفاظت در برابر صاعقه می توان از انواع قابل ارائه (کلاس 2+1 و کلاس 2 ) این ارسترها استفاده نمود. ارستر فتوولتاییک به صورت موازی و قبل از اینورتر نصب می گردد، دارای مشخصه DC می باشند و ولتاژ از 600 ولت تا 1500 ولت را شامل می شوند.
