اطلاع رسانی

ویژه

دانشجویان  و   هنرجویان   

   محترم 

 رشته برق

.................

آغاز

به آرامی آغاز به مردن می‌کنی

اگر سفر نکنی،

اگر کتابی نخوانی،

اگر به اصوات زندگی گوش ندهی،

اگر از خودت قدردانی نکنی.

 

به آرامی آغاز به مردن می‌کنی

زمانی که خودباوری را در خودت بکشی،

وقتی نگذاری دیگران به تو کمک کنند.

به آرامی آغاز به مردن می‌کنی

اگر برده‏ عادات خود شوی،

اگر همیشه از یک راه تکراری بروی،

اگر روزمرّگی را تغییر ندهی،

اگر رنگ‏های متفاوت به تن نکنی،

یا اگر با افراد ناشناس صحبت نکنی.

 

تو به آرامی آغاز به مردن می‏کنی

اگر از شور و حرارت،

از احساسات سرکش،

و از چیزهایی که چشمانت را به درخشش وامی‌دارند،

و ضربان قلبت را تندتر می‌کنند،

دوری کنی.

 

تو به آرامی آغاز به مردن می‌کنی

اگر هنگامی که با شغلت‌ یا عشقت شاد نیستی، آن را عوض

نکنی،

اگر برای مطمئن در نامطمئن خطر نکنی،

اگر ورای رویاها نروی،

اگر به خودت اجازه ندهی،

که حداقل یک بار در تمام زندگیت

ورای مصلحت‌اندیشی بروی.

 

امروز زندگی را آغاز کن!

امروز مخاطره کن!

امروز کاری کن!

نگذار که به آرامی بمیری!

شادی را فراموش نکن

                                       شاملو

 

قبل از هر بحثی در موردعلوم مهندسی باید

 به این نکته توجه داشت که بدون داشتن اخلاق

 مهندسی نمی توان این علوم را ارزشمند دانست.

متاسفانه این مهم در جامعه ی کنونی رو به فراموشی است 

وکمبود آن به شدّت احساس می شود! 

ایمنی در برق

 

---

 

 

 

ایمنی در برق

ایمنی در برق به دوبخش عمده تقسیم میشود: 

۱-ایمنی کارگر ۲- ایمنی تجهیزات

ایمنی کارگر

ایمنی کارگران مقوله ای است که در کار تجاری،بخصوص در مواردی که با تولید و ماشین آلات صنعتی و محصولات ساخته شده سرو کار دارند بسیار با اهمیت است.در موارد مخاطره آمیز،علاوه بر اینکه کارگران ممکن است صدمه ببینند،خسارات مستقیم و غیر مستقیمی که به کار وارد می شود باعث ضرر قابل توجهی به کارخانه می شود.بنابراین شرکتها، استفاده از تجهیزات مشاهده و مراقبت و جدا سازی انسان از ماشین،به گونه ای که بتواند نیروی انسانی را از صدمات ماشین دور نگه دارد را مد نظر قرار می دهند.تقریبا یک سوم همه ی اظهار نامه های صنعتی که توسط اداره ی سلامت و ایمنی شخص صادر می شود،به نواقص حفاظتی در ماشین اشاره دارد.

اولین قدم در ایمنی کارگر در زمانی که هر قسمت از بدن کارگر وارد منطقه ی مشخص شده ی

خطر می شود تجهیز ماشین به سامانه ی توقف حرکت ماشین است،تا امکان مجروحیت به

حداقل برسد.این سطح از ایمنی را می توان با نصب یک کلید که در زیر پدال توقف مدار کنترل

موتور  قرار می گیرد، عملی کرد.تجهیزاتی که برای ایمنی لازم هستند عبارتند از:

-کلیدهای فراصوت

-کلیدهای فوتو الکتریک

-کلیدهای حدی(لیمیت سوئیچ ها)

-کلیدهای فشاری

-کلیدهای مجاورتی و کلید های شستی

نوع تجهیزات کلید زنی شده به وضعیت فعالیت بستگی خواهد داشت.به عنوان مثال،وقتی اپراتور یک ماشین،دستهایش را بیش از حد معینی به یک مکانیزم متحرک نزدیک می کند،سامانه بایستی به گونه ای طراحی شده باشد که:

-وجود دست های اپراتور شعاع های نوری تابیده شده به یک کلید فتو الکتریک را قطع کند،

-یک دروازه ی فعال کننده یک کلید حدی را حرکت دهد و

-حرکت یک پدال پایی که یک کلید فشاری را فعال می کند.

برای به کار گیری کنترل های الکتریکی در مدارات ایمنی از دو روش استفاده می شود:

1-مداراتی که برای جلو گیری از قرار گرفتن اپراتور در منطقه ی خطر در هر زمانی فعال می شوند (ماشین متوقف یا در حال کار)و

2-مداراتی که به محض قرار گرفتن اعضای بدن اپراتور در منطقه ی خطر فورا فعال می شوند.         

به منظور کنترل ایمنی از دو روش استفاده می شود:

1-توقف چند گانه ی ابزارها به صورت سری و

2-توقف اضافی تجهیزات در صورت ایجاد یک عیب در یک دستگاه.

مدارات ایمنی معمولا به طور مشخصی متناسب با شکل و هندسه ماشین طراحی می

شوند،منتها به گونه ای که در آنجا رابطه ی اپراتور با ماشین ،سرعت مکانیزم و عوامل دیگری

که تنها بعد از مشاهده ی رفتار و حرکت و کار اپراتور در نظر گرفته می شوند.در طراحی مورد

ملاحضه قرار گیرند. بنابراین ایمنی یک روند همیشه جاری و متغیر است که همواره قابل اصلاح و بهبود خواهد بود.

ضمنا تجهیزات ایمنی بایستی در نقاطی نصب شوند که از نظر فاصله نسبت به مکانیزم علمی

دور باشند،اما از آن نقاط بتوان حرکت مکانیزم را تحت تاثیر قرار داد.به عنوان مثال ،قطع کننده

های مداری که توان الکتریکی ورودی به ماشین را کنترل می کنند و همینطور کلید های

شستی کنترل کننده ی ماشین ، بایستی نسبت به منطقه ی خطر فاصله ی مناسبی داشته

باشند.در مواقعی که پرسنل تعمیرات و نگهداری ،داخل منطقه ی خطر ماشین در داخل کار

کردن هستند،بایستی برق کاملا قطع بوده و دستگاه کنترل کننده ی برق توسط یک کلید قفل

شود.به منظور ایمنی کارگران در منطقه ی خطر این کلید بایستی یک شخص مسئول داشته

باشد تا برای باز کردن و فعال کردن مجدد آن توجیه بوده و کارگران با خطری مواجه نباشند.

به موجب قانون،کارفرمایان موظفند محیط کار را برای کارگران خود ایمن کنند و آنها را ملزوم کنند

که کار را باید با توجه به نکات ایمنی انجام دهند.دولتها قوانین ایمنی و بهداشت محیط کار را در سازمان جداگانه ای به همین نام زیر نظر وزارت خانه های مربوطه وضع می کنند.

 

سازمان های دیگری نیز در ضمینه ی ایمنی کارگران فعالیت می کنند که عبارتند از:

1-شرکت های بیمه

2-موسسات صنعتی خاص

چنانچه شخص در جایگاهی استخدام شده که نیاز به کار با کلید زنی الکتریکی، ابزارهای

کنترلی و مدارات برقی دارد بایستی جزوات مربوط به مررات و کدهای ایمنی الکتریکی را که در آمریکا به وسیله ی انجمن آمریکایی تست و مواد وضع شده و در غالب کشورها تحت نظر

وزارتخانه های کار و موسسات استاندارد ملی قرار دارند،مطالعه کنند.موسسات دیگری نیز در

آمریکا در این ضمینه داری مطالعات و انتشاراتی هستند که از جمله آنها(ANSI) موسسه ی

ملی ایمنی آمریکا ،IEEE هستند.ایمنی در حین کار ،مبحثی است که همواره بایستی توسط

مدیریت مورد بازنگری قرار گرفته و به طور مداوم و پیوسطه توسط کارگران و تکنسین ها مورد

ملاحظه قرار گیرد.

 

ترانسفورماتور

   

 

 

_{ترانسفورماتور دستگاه الكتريكي است كه ورودي و خروجي آن انرژي الكتريكي است. اين دستگاه در نوع انرژي الكتريكي تغييراتي ايجاد نمي كند ، بلكه قادر است در اندازه كميت} هاي تشكيل دهنده ي انرژي الكتريكي از قبيل مقدار جريان ، ولتاژ ، زاويه ي فاز و  تغييراتي ايجاد كند.

 

 ارتباط بين ورودي و خروجي در ترانسفورماتورها ، شار مغناطيسي است. شار مغناطيسي متغير و قابل كنترل در مدار مغناطيسي امكاناتي فراهم مي سازد كه مي توان به طور دلخواه در كميت هاي انرژي الكتريكي دخالت نموده و آن ها را تحت كنترل در آورد.     

 

 ترانسفورماتورها در ابعاد مختلف صنعت برق با اهداف مختلف به كار مي روند ، كاهش تلفات خطوط انتقال انرژي الكتريكي در شبكه هاي عظيم انتقال انرژي ، امكان طراحي وسايل برقي در ولتاژهاي مورد نظر ، ايزوله نمودن يك قسمت از شكه هاي فشار قوي ، تطبيق امپدانس ها (matching) براي بهره گيري از انتقال ماكزيمم توان و يك سو سازي در صنعت برق ، از كاربردهاي بسيار با اهميت ترانسفورماتورها مي باشد.                                                                                                               ساختمان ترانسفورماتورها     

 ترانسفورماتورها از يك سيم پيچ اوليه ويك سيم پيچ ثانويه كه به دور يك هسته مغناطيسي پيچيده مي شوند تشكيل مي گردند.. تـرانسفـورماتورها در انـواع   هسـته اي     ( core – type ) و جداري ( shell – type ) ساخته مي شوند. كاربرد نوع هسته اي بيشتر در فشار قوي مي باشد و نوع جداري آن كاربرد عمومي تري دارد.      الف) ترانسفورماتور هسته اي    ب) ترانسفورماتور جداري (زرهي)     حفاظت از ترانسفورماتورهاي قدرت بوسيلة هوش مصنوعي   ترانسفورماتورها در سيستمهاي قدرت وسايل مهمي به شمار مي روند و بخاطر قيمت گران بايد به خوبي محافظت شوند.ترانسفورماتورهاي قدرت از ابتدا با رله هاي Electromagnetic&Static relay 

 

 محافظت شده اند. بعد از چنـــدي رله هاي ديجيتالي ارائه شده اند و تاكنون استفاده از اين رله ها ادامه دارد. در اين كار تحقيقاتي يك رله ديفرانسيل ـ ديزان طرح ريزي شده است. (Differential relay) اين رله با استفاده از هوش مصنوعي طراحي شده است.    يكي از خاصيت هاي بسيار مهم هوش مصنوعي شناسائي تصوير مي باشد. در اين كار از اين خاصيت استفاده شده و يك رله باهوش طرح ريزي شده است كه باديدن تصوير در جائي كه بايد عمل كند در صورت هرخطري در ترانسفورماتور عمل مي كند و در جائي كه نبايد عمل كند آن واقعة رخ داده در ترانسفورماتور را نشان مي دهد و عمل نمي كند. در اين تحقيقات از دو مدل مختلف هوش مصنوعي استفاده شده و هر دو با هم مقايسه گرديده است

 

البته هردو مدل توانائي شناسائي خوبي را از خود نشان دادند يكي از آنها مدل FFBP و ديگري مدل RBF است. FFBP چندين صفت از خود نشان داد كه با استفاده از RBF اين صفتها برطرف شد. FFBP در training time  خيلي كند بود و local minima از خود نشان داد.    اين صفتها با استفاده از RBF كه در ساختمان هم ساده تر بود برطرف شدند. اين رلة ديفرانسيلي باهوش، سريع در عمل و مورد اطمينان و با صرفه مي باشد.

 

 با استفاده از هوش مصنوعي، سيستمهاي قدرت آينده بسيار روشني را در پيش خواهند داشت.

    آزمايش هاي ترانسفورماتورها         

   دو آزمايش مهم در ترانسفورماتورها براي دو هدف اصلي انجام مي دهند  ، در آزمايش اول كه به آزمايش بي باري معروف است ، تلفات ثابت ترانسفورماتور را بدست مي آورند. تلفات ثابت به علت ناچيز بودن تلفات اهمي در حالت بي باري ، تقريبا برابر تلفات هسته يا تلفات آهني است. در آزمايش دوم كه به آزمايش اتصال كوتاه معروف است تلفات اهمي (مسي يا ژولي) در بار نامي بدست مي آيد از جمع تلفات آهني و مسي ، تلفات كل به دست مي آيد.  

 

 آزمايش بي باري     

 در آزمايش بي باري مداري مطابق شكل زير تشكيل مي دهيم كه دو سر سيم پيچ ثانويه به دو ترمينال يك ولت متر با مقاومت داخلي خيلي زياد اتصال دارد. در واقع مدار ثانويه باز است و وات متر براي اندازه گيري بكار گرفته شده است. اين آزمايش را آزمايش مدار باز (Open Circuit) نيز مي گويند. در طرف سيم پيچ اوليه يك امپر متر حتي الامكان با مقاومت داخلي خيلي كم و يك ولت متر با مقاومت داخلي خيلي زياد و يك واتمتر قرار مي دهيم. A V1 V   در آزمايش بالا ، جريان قرائت شده از آمپر متر همان جريان بي باري I مي باشد.

 

همان طوري كه قبلا بررسي كرديم اين جريان از دو جريان مغناطيس كننده و اهمي تشكيل مي گردد. اگر به وسيله ي اهم متر مقاومت اهمي سيم پيچ اول را اندازه گيري كنيم و آن را به R1 نمايش دهيم مي توان اندازه تلفات مسي را د  ر آزمايش بي باري از رابطه زير تعيين كرد. Pa10 = I0² * R1 Pa10 تلفات اهمي در آزمايش بي باري است و تقريبا دو درصد تلفات بي باري را تشكيل مي دهد و در محاسبات معمولا آن را ناديده مي گيرند. تواني كه از واتمتر خوانده مي شود تلفات بي باري را بيان مي كند و آن را P0 نمايش مي دهيم. اين مقدار تلفات ، از تلفات اهمي بي باري يعني Pa10 و تلفات آهني يعني Pfe0 و تفات اضافي بي باري يعني Pa0 تشكيل مي گردد به طوري كه مي توان نوشت:   P0 = Pa10 + Pfe0 + Pa0   Pa10 و Pa0  در مقابل تلفات Pfe0  خيلي ناچيز هستند و د عمل مقداري كه واتمتر نشان مي دهد برابر تلفات آهني منظور مي كنند.

 

در آزمايش بي باري خصوصا در ترانسفورماتورهاي غير خطي ، آزمايش را در ولتاژ و فركانس نامي انجام مي دهند. از آنجايي كه در آزمايش بي باري اندازه I0 خيلي كوچك است و افت ولتاژ در سيم پيچ ها زياد نيست با مساوي قرار دادن U10 = E10 ، ضريب تبديل ترانسفورماتور را از قرائت مقادير V1 , V2 و رابطه زير بدست مي آوريم.    K = E20 / E10 = U20 / U10 = V2 / V1   از آزمايش بي باري مي توان با توجه به روابط زير پارامترهاي مدر معادل را بدست آورد.      I0² = Ia0² + Iµ0²     ,      Ia0² = I0 * cosφ0       ,      Iµ0  = I0 sinφ0   cos φ0 = P0 / (U0 * I0)        ,         Z = U0 / I0   I0  بي باري و Ia0 جريان اهمي و Iµ0  جريان مغناطيس كننده مي باشد. φ0 اختلاف فاز بين ولتاژ بي باري و جريان بي باري است. Z  امپدانس سيم اوليه است. P0 تلفات بي باري است كه واتمتر نشان مي دهد و U0 ولتاژ بي باري است كه واتمترV1 نشان مي دهد.  

 

آزمايش اتصال كوتاه ترانسفورماتورهاي تك فاز     

 اتصال كوتاه دو ترمينال خروجي تحت ولتاژ نامي مرحله ي بسيار خطرناك براي ترانسفورماتورها است زيرا جريان فوق العاده (تا 20 برابر جريان نامي ) زياد از سيم پيچ ها عبور مي كند و اگر ترانسفورماتور توسط وسايل حفاظتي كنترل و از شبكه گرفته نشود ، سوختن و از بين رفتن آن حتمي است. دليل سوختن و از بين رفتن ترانسفورماتور ، در موارد اتصال كوتاه ، پيدايش نيروهاي مكانيكي شديد و افزايش فوق العاده درجه حرارت ، در سيم پيچ ها است.

 

بنابراين در آزمايش هاي اتصال كوتاه خيلي محتاط بود و نبايد از ولتاژ نامي در سيم پيچ اوليه استفاده كرد. در عمل از يك پتانسيومتر در سيم پيچ اوليه در آزمايش اتصال كوتاه اسفاده مي شود و روش كار بدين طريق است كه ابتدا پتانسيومتر را در خروجي صفر تنظيم مي كنند و دو ترمينال آن را كه اختلاف پتانسيل الكتريكي ندارند به دو سيم يچ اوليه مي كنند. بعد به تدريج ولتاژ خروجي پتانسيومتر را تا برقراري جريان نامي در سيم پيچ اوليه و ثانويه افزايش مي دهند. در حوالي 10 درصد ولتاژ نامي ، ولتاژ خروجي پتانسيومتر قادر خواهد بود تا جريان نامي را در سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه ترانسفورماتور برقرار كند. 

 

  ولتاژ اتصال كوتاه            اختلاف پتانسيل الكتريكي كه در آمايش اتصال كوتاه بتواند جريان نامي ترانسفورماتور را در سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه برقرار كند ، ولتاژ اتصال كوتاه ترانسفورماتورگويند و از پارامترهاي مهم ترانسفورماتورها است و با Ush نشان مي دهند و به صورت درصد روي پلاك ترانسفورماتورها مي نويسند.    Ush = ( Ush / Un ) * 100 %   در رابطه بالا ، Ush ولتاژ اتصال كوتاه ، Un نامي و% Ush درصد ولتاژ اتصال كوتاه است. مدار آزمايش اتصال كوتاه را مطابق شكل زير مي بندند.      در برقراري جريان هاي نامي در آزمايش شكل بالا ، زولتمتر ولتاژ اتصال كوتاه و از آمپر متر A1 جريان نامي اوليه و از آمپرمتر A2 جريان نامي ثانويه عبور مي كند. از واتمتر تقريبا تلفات مسي اوليه و ثانويه قرائت مي شود ،

 

زيرا به علت كوچك بودن ولتاژ اتصال كوتاه در مقابل ولتاژ نامي و كم بودن شار مغناطيسي φsh مي توان از تلفات هسته در مقابل تلفات مسي صرف نظر نمود. اگر Psc مقدار قرائت شده از واتمتر در آزمايش اتصال كوتاه ،     Pcu1 = I1² * R1 تلفات مسي در سيم پيچ اوليه و Pcu2 = I2² * R2 تلفات مسي در سيم پيچ ثانويه باشد مي توان نوشت:   Psc = Pcu1 + Pcu2 = I1² * R1 + I2² * R2   تلفات نشان داده شده در آزمايش اتصال كوتاه ، تلفات مسي در بار نامي است. اگر بار ترانسفورماتور نامي نباشد  ، تلفات مسي با مجذور جريان تغيير خواهد كرد. اگر ضريب بار را به KCN نشان مي دهيم تغييرات تلفات مسي با KCN² متناسب خواهد بود.   KCN  = I1 / I1N = I2 / I2N    ,    PCU = KCN² * PSC   PCU تلفات مسي در بار معين و PSC تلفات مسي در بار نامي است.   از آزمايش اتصال كوتاه مي توان پارامترهاي مدار معادل را به قرار زير تعيين كرد.      Req1 = PSC / ISC²    ,     Z eq1 = VSC / ISC      X eq1 = √Z eq1² - R eq1²   R eq1 = R1 + R΄2                ,                X eq1 = X1 + X΄2   R eq1 مقاومت معادل ،  X eq1 راكتنس معادل ، Z eq1  امپدانس معادل از ديدگاه اوليه ي ترانسفورماتور مي باشد. R΄2 و X2΄ به ترتيب مقاومت معادل و راكتانس معادل سيم پيچ ثانويه در اوليه مي باشد.   

 

 روش آزمايش اتصال كوتاه براي تعيين پارامترهاي مدار معادل   ولتاژ U1 را به اندازه ي يك درصد ولتاژ نامي تنظيم مي كنيم. افزايش ولتاژ را در 5 الي 6 مرحله تكرار مي كنيم تا جريان اتصال كوتاه به 120 درصد جريان نامي برسد. مقادير (ISC و  VSCو PSC ) از دستگاه هاي اندازه گيري قرائت نموده و درجدول زير يادداشت مي كنيم و از روش ميانگين مقادير پارامترهاي مدار معادل بدست مي آيد.     Z = V1 / I1 R1 = P1 / I²1 I2 I1 ‍P1 V1           %1 Un           …           %10 Un       آزمايش بار داري ترانسفورماتورهاي تك فاز            در آزمايش بار داري اثرات تغيير بار را بر ولتاژ خروجي ترانسفورماتوها بررسي مي كنند. در مطالعه ي اصول كار ترانسفورماتور ها به روابطي دست پيدا كرديم كه در اين روابط رابطه ي V2 = E2 – I2 * R2 –I2 * XL2 بيان مي كند كه ولتاژ ثانويه به مقدار بار و اختلاف فاز بين ولتاژ و جريان بستگي دارد ، به طوري كه ولتاژ خروجي دربارهاي خاني در بسياري از موارد از ولتاژ بي باري بيشتر است و سير كاهش ولتاژ خروجي آهنگ شديدتري دارد  

 

 انواع كاربري ترانسفورماتورها ترانسفورماتورهاي قدرت براي انتقال و توزيع انرژي الكتريسيته ترانسفورماتورهاي قدرت كه براي مقاصد خاص مثل كوره ها 3-يكسو كننده ها و واحدهاي جوشكاري بكار مي روند . 4-ترانسفورماتورهايي كه براي تنظيم ولتاژ در شبكه هاي توزيع بكار مي روند . 5-اتوترانسفورماتورها جهت تبديل ولتاژ با نسبت كم و راه اندازي موتورهاي القايي 6-ترانسفورماتورهاي وسايل اندازه گيري   قسمتهاي مختلف ترانسفورماتور اگر چه اصول كار تمام ترانسفورماتورهاي ولتاژ يكسان است ولي در ترانسفورماتورهاي بزرگ به علت ولتاژ بالا و عبور جريان زياد آنها ، هسته و سيم پيچ ها به شدت گرم مي شوند و امكان بروز خسارت و از كار افتادن ترانسفورماتور وجود دارد ، از اين گونه ترانسفورماتورها با وسايل ايمني مجهز مي گردند و ساختمان آنها پيچيده تر از ترانسفورماتورهاي خشك با قدرت كم مي باشد . با بررسي ساختمان ترانسفورماتورهاي روغني با قدرت زياد ديگر احتياجي به تشريح ترانسفورماتورهاي كوچي نمي باشد . 

 

 قسمتهاي مختلف اين ترانسفورماتور عبارتند از : هسته - سيم پيچ ها (بوبين ها) - مخزن روغن - بوشينگ -  پاك و لوله انفجار -  تاپ چنچر - ترمومترها -  رله بو خهلتس – درجه نماي روغن – تابلوهاي مشخصات – چرخها – شيرهاي مختلف رواشها – لوله هاي ارتباط – ترانسفورماتورهاي جريان – جعبه كنترل (فرمان پنكه ها ، ترموستات ، پمپ ورگولاتور) – سيستم خنك كننده (رادياتورها – پنكه ها و غيره)   الف – هسته هسته هاي ترانسفورماتورها بايد تا حد امكان داراي قابليت نفوذ مغناطيسي خوب و قابليت هدايت الكتريكي بد باشد . هسته هاي ترانسها از ورقهاي نورد شده ي ديناموبلش يا فريت به ضخامت 35/0 تا 50/0 ميليمتر ساخته مي شوند . هسته ها به خاطر كاهش تلفات فوكو و هيستر زيس به صورت مورق ساخته مي شوند كه اين ورقه ها نسبت به هم عايق مي باشند .

 

 اين خاصيت توسط يك لايه ي نازك از رزين يا مواد عايقي ديگر تأمين مي گردد . هسته هاي ترانسها بسته به قدرت آنها ساخته و طراحي مي گردد . كه شامل دو نوع مي باشد ، هسته هاي شكافدار (EI) و هسته هاي نواري . كاربرد هسته هاي شكافدار بيشتر از هسته هاي نواري مي باشد . و اين به اين علت است كه اين هستها به راحتي در كنار هم قرار گرفته و سيم پيچ ها بر روي آنها نصب مي شوند .  

 

   ب – سيم پيچها سيم پيچ ترانسها اغلب از جنس مس يا آلومينيم انتخاب مي شود سيم پيچهاي ترانسهاي كوچك را معمولاً روي قرقره مي پيچند جنس قرقره ها اغلب از ترموپلاست است . در اصل بيشترين درصد اشكالات ترانسها در اين قسمت نقش اصلي را ايفا مي كند . سيم پيچها در كل به دو صورت هستند . نواري ، كه غير قابل تعمير مي باشند يا به صورت طبقه طبقه مي باشند كه به آنها ديسكي هم گفته مي شود و قابل تعمير هستند . سيم هاي به كار برده شده در ترانسها ، بسته به قدرت آنها تغيير مي كنند مثلاً در قدرتهاي پايين و متوسط از سيم هاي با سطح مقطع كوچك و گرد استفاده مي شود . در ترانس هايي با قدرت بالااز شمشهايي با سطح مقطع مربعي و يا نواري استفاده  مي شود .  

 

 نحوه ي قرار گرفتن سيم پيچ ها معمولاً در ترانسها قدرت ، ابتدا سيم پيچ ثانويه يا فشار ضعيف پيچيده مي شود و سپس سيم پيچ اوليه يا فشار قوي پيچيده مي شود . اين كار به خاطر اين است كه در صورت اتصالي ، سيم پيچ فشار قوي از هسته و اتصال به بدنه دور بماند و همچنين از بالا رفتن شدت ميدان ميان سيم پيچ اوليه و هسته جلوگيري شود .   نحوه ي اتصال سيم پيچ ها در ترانسهاي سه فاز بسته به شريط بارگيري ترانس ، اتصال سيم پيچ ها را تعيين مي كنند . انواع اتصالات به شرح زير مي باشند :

 

اتصال ستاره – ستاره (Y-y) اتصال ستاره – مثلث(Y-d) اتصال مثلث – ستاره (D-y) اتصال مثلث – مثلث (D-d) ستاره – زيكزاك (Y-z) در ميان اتصالات بالا فقط از يكي از آنها نمي توان در سيستم توزيع استفاده كرد . و آن هم اتصال ستاره – ستاره مي باشد . در اين اتصال ، در صورتي كه ترانس به صورت نا متقارن زير بار رود ترانس مي سوزد . علت اين امر اين است كه ، هنگامي كه از يك فاز به يك ترانس ستاره – ستاره جريان بيشتري كشيده شود در هسته شار بيشتري توليد مي شود و هسته فوراً اشباع مي شود و باعث گرم كردن بيش از حد مي شود. از سوي ديگر هم برگشت اين جريان از دو بازوي ديگر اين ترانس مي باشد و بر بازوهاي ديگر هم تأثير مي گذارد . در چنين مواردي سع مي شود در اوليه از اتصال مثلث استفاده شود . و در مواردي كه استفاده از اتصال مثلث غير ممكن باشد از اتصال زيكزاك در ثانويه ي آن ترانس استفاده مي شود تا بر روي دو بازوي ترانس در صورت نامتقارن بودن توزيع شود .   

 

    تپ چنجر در بعضي از مواقع به علت طول زياد شبكه ي توضيع و انتقال در انتهاي خط با افت ولتاژي مواجه مي شويم كه بايد اين افت بر طرف شود تا مصرف كننده بتواند بدون هيچ مشكلي از ولتاژ شبكه استفاده كند . در چنين مواقعي از تغييرات نسبت دور در ترانسها استفاده مي شود . همان طور كه از رابطه اساسي ترانس ها برآورد مي شود (NI/N2=V1/V2) هنگامي كه تعداد دور اوليه افزايش يابد ولتاژ خروجي كاهش و با كم كردن تعداد  دور اوليه ولتاژ خروجي افزايش مي يابد . تپ چنجر كه بر روي اوليه ي ترانسها مي باشد ، در واقع تعداد دور اوليه را هنگام پايين بودن ولتاژ شبكه كم مي كند و بلعكس . معمولاً تپچنجرها داراي پنج رنج مي باشند كه از 1 تا 5 مدرج مي باشد .

 

 عمل تاپ چنجر در حقيقت افزايش يا كاهش شماره دوره هاي مؤثر سيم پيچ ترانسفورماتور مي باشد و استفاده از تپ چنجر (يارگولاتورولتاژ) در ترانسفورماتور هاي با قدرت زياد مي باشد . تاپ چنجرها امروزه با طرح هاي مختلف در حال كارند و معمولترين آنها شامل راكتورها يا مقاومتهاي محدود كننده جريان مي باشند . تغيير ولتاژ توسط تپ چنجر و جريان حاصله در مدار و قوس هاي الكتريكي آن امكان سوختن شديد و از بين رفتن كنتاكتها را بوجود مي آورد و وجود قوسها ي الكتريكي و حرارت حاصل از آن خود دليل مجزا نمودن تاپ سلكتور و كنتاكتورها در تانك روغن جداگانه اي قرار مي گيرند و بدين ترتيب بدون اينكه كنتاكتها صدمه ببينند قوس الكتريكي نيز از بين مي رود .

 

ضمناً بدون باز كردن ترانسفورماتور كنتاكتها     مي توانند بازرسي شوند و روغن فاسد شده در اثر قوسهاي الكتريكي به آساني تعويض شود . سوئيچ و كنتاكتور ها توسط چرخ دنده و با موتور الكتريكي عمل مي نمايند .   تانك روغن تانك روغن مخزن روغني است كه هسته و سيم پيچ هاي ترانسفورماتور در آن قرار مي گيرند ترانسفورماتورهاي روغن تا  KVA40  ممكن است فقط داراي تانك با ديواره هاي صاف و بدنه و وسائل خنك كننده اضافي باشند . براي ترانسفورماتورهاي بزرگتر سطح صاف براي از بين بردن حرارت كافي نبوده و بايد بطور مصنوعي افزايش يا بايد در آنها وسائل خنك كننده اضافي تعبيه گردد . در ترانسفورماتورهاي تا    1600 KVA  سطح تانك توسط لوله هايي كه از خارج به بدنه تانك جوش مي خورند افزايش مي يابد . ترانسفورماتور هاي از 1000 تا 10000 KVA با تانك ساده از رادياتورهايي كه با اتصالات فلانج به تانك جوش مي خورد استفاده مي نمايند در قدرت هاي بالاتر از 10000KVA خنك كردن با روغن بطور طبيعي كافي نبود و بايد از جريان هوا و روغن با فشار استفاده شود . يك تانك شامل يك ديواره ، كف و قاب به بالاي ديواره جوش داده مي شود و شامل نوار فولادي است كه حاوي سوراخ هايي به فواصل مساوي مي باشند . يك پوشش (كاور) از ورق فولادي به قاپ پيچ مي شود

 

. ضمناً در روي تانك محل هايي براي حمل و نصب ترانسفورماتور در نظر گرفته مي شود .   مخزن روغن مخزن روغن در حقيقت يك طبل فولادي است كه بطور افقي روي تانك نصب مي شود و توسط يك لوله به آن ارتباط مي يابد اين مخزن طور ساخته مي شود كه بتوان كف آن را جهت تميز نمودن و رنگ زدن جدا نمود . باك ها با والو روغن و رطوبت گير مجهز  مي شوند تا بتوان رطوبت هوايي را كه در مخزن به علت كم شدن روغن وجود دارد بر طرف نمود . هوا از طريق يك ماده جذب كننده رطوبت بنام سيليكاژل (Silicagel) عبور مي كند و در حالت خشك وارد مخزن مي شود . والو روغن گرد و خاك را از هوا دور (جدا) مي نمايد و مواد جذب كننده را از اثرات رطوبت موجود در محط محافظت مي نميد . در يك محفظه سيليكاژل ، هوا ابتدا از يك توري عبور كرده و سپس پس از عبور روغن به منظور گرفتن گرد و غبار و رطوبت به سيليكاژل رسيده و پس از رطوبت گيري كامل به بك ترانسفورماتور هدايت مي شود .  

 

   بدنه ي ترانسها از فولاد مي باشد و در بعضي مواقع از استيل است . بر روي بدنه ي ترانسها راديوتاورهايي جهت تهويه و خنك شدن هر چه سريعتر ترانس تعبيه شده است . بر روي بدنه ، شير تخليه ي روغن ، تانك روغن ، مقرهاي فشار ضعيف و فشاتر قوي قرار مي گيرند . تابلو مشخصات ترانسفورماتور اين تابلو (يا پلاك) كه بر روي ترانسفورماتور نصب مي شود معمولاً داراي مشخصات زير است : نوع ترانسفورماتور – شماره سريال ترانسفروماتور – سال مونتاژ – تعداد فازها – گروه ترانسفورماتور – فركانس – نوع خنك كردن – قدرت اسمي – وزن كل – وزن روغن – و دياگرام سيم پيچي .   سيستمهاي خنك كننده ي ترانسها ترانسها را مي توان از نظر سيستم خنك كنندگي به چند گروه تقسيم كرد . ترانسهايي كه با جريان هوا خنك مي شوند و ترانسهايي كه با روغن خنك مي شوند و يا تركيبي از هر دو انتخاب سيستم خنك كننده ، بسته به قدرت ترانس و محل استفاده از آن مي باشد . مثلاً در محل هايي كه بلاجبار ترانس بايد در سالن يا محل كار باشد از ترانسهايي با سمغ ريختگي استفاده مي شود . اين انتخاب به اين علت است كه چون امكان آتش سوزي در كارگاه يا محل كار  وجود دارد از ترانس با سيستم روغني استفاده نمي شود . در ترانس هاي توزيع معمولاً از سيستم خنك كنندگي روغن استفاده مي شود .

 

معمولاً بر روي پلاك ترانس ها ، نوع سيستم خنك كنندگي آنها نوشته مي شود . كه نمونه اي از آنها در زير نوشته شده اند : روغن طبيعي و هواي طبيعي (ONAN ) روغن با گردش توسط پمپ و هواي طبيعي ( OFAN) روغن طبيعي و پنكه هاي خنك كننده ) ( ONAF) تلفات ترانسفورماتور باعث گرم شدن ترانسفورماتور مي شود و اگر حرارت ايجاد شده بخارج هدايت نشود بار دهي ترانسفورماتور كم شده و چه بسا باعث سوختن ترانسفورماتور مي شود . براي خنك كردن ترانسفورماتور بر حسب نوع ترانسفورماتور ( ترانسفورماتور خشك و ترانسفورماتور روغني ) طرق مختلفي موجود است كه عبارتند از :   ترانسفورماتور خشك : ترانسفورماتور خشك با قدرت زياد بندرت ساخته مي شود زيرا اين ترانسفورماتورها از نظر استقامت الكتريكي و ديناميكي خيلي ضعيف تر از ترانسفورماتورهاي روغني مي باشند . ترانسفورماتور هاي خشك معمولاً با قدرت 300 كيلو ولت آمپر و ولتاژ ماكسيموم KkVA10 ساخته مي شوند .

 

زيرا در ولتاژ هاي زياد فاصله پيچك ها از يكديگر و از قسمت هائي كه مربوط به مدار جريان نيستند خيلي زياد مي شود بطوري كه براي ترانسفورماتورهاي بيش از K   VA10 نيز ترانسفورماتورهاي روغني با صرفه تر است.     در امريكا ترانسفورماتورهاي خشك  تا ولتاژ KV15  و قدرت 6000 كيلو ولت آمپر نيز ساخته شده است . در ترانسفورماتور هاي خشك  با قدرت كم معمولاً وسيله اضافي براي خشك كردن ترانسفورماتور بكار برده نمي شود بلكه همان خنك شدن طبيعي در اثر تماس مداوم و عادي هوا با سطوح ترانسفورماتور كافي است . اين نوع ترانسفورماتور را كه خود به خود خنك مي شود با TS نشان مي دهند . ترانسفورماتور هايي با قدرت بيشتر كمك فنتيلاتور ( باد زن ) مخصوص خنك مي كنند . اين ترانسفورماتورها با علامت TF مشخص مي شوند . در اين طريق خنك كردن حركت وسير كولاسيون هوا به وسيله فنتيلاتور زياد و سريع شده در نتيجه هدايت حرارت بخارج سريع تر عملي مي گردد . ترانسفور ماتور هاي خشك بايد حتي الامكان بطور دائمي به ولتاژ وصل باشد و از شبكه برق قطع نگردند زيرا قطع شدن آن باعث خنك شدن عرق كردن و مرطوب شدن ترانسفورماتور مي گردد . ترانسفورماتور روغني  در اين ترانسفورماتور ها روغن واسطه انتقال حرارت از هسته و سيم پيچ ترانسفورماتور به هواي خارج مي باشد .  

 

 طرق مختلف خنك كردن ترانسفورماتور هاي  روغني به شرح زير است : الف – خشك كردن طبيعي : (OS) 1 اين نوع خنك كردن عملاً بدون هيچ واسطه اي انجام مي گيرد و در حقيقت برداشت حرارت در اثر تشعشع ، هدايت و انتقال حرارت بطور عادي و طبيعي انجام مي شود و ساده ترين و ارزانترين روش خنك كردن ترانسفورماتور است زيرا ترانسفورماتور احتياج به هيچ گونه مراقبت و نگهداري ندارد . لذا در صورتي كه تلفات ترانسفورماتور تا حدودي باشد كه بتوان از اين نوع خنك كردن استفاده كرد حتماً روش ديگري براي خنك كردن ترانسفورماتو ر به كار برده نمي شود …. در ترانسفورماتور هاي كوچك تا قدرت 30 كيلو ولت آمپر كافي است كه سطح جدار خارجي منبع روغن صاف باشد و در قدرت هاي بيشتر تا 6000 كيلو ولت آمپر براي بزرگ كردن سطح تماس منبع روغن با هوا منبع روغن را پرده دار و يا موجي درست مي كنند و در قدرت هاي بيشتر تا حدود 20000 كيلو آمپر منبع روغن داراي لوله هاي خنك كننده مجزا مي باشد .        در پيوست ترانسفورماتور با منع پرده اي و ترانسفورماتور با لوله هاي خنك كننده را نشان داده ام . چنانچه ديده مي شود منبع ترانسفورماتور داراي لوله هائي است كه به داخل ترانسفورماتور راه ندارند .

 

 روغن گرم از بالاي ترانمسفورماتور وارد اين لوله ها شده پس از خنك شدن مجدداً در زير ترانسفورماتور راه مي يابد و در آنجا مجدداً گرم شده و در سطح روغن بالا مي رود . اين لوله ها ضريب خنك كنندگي روغن را زياد مي كند و به اين جهت سبب مي شود كه حجم روغن اين  ترانسفور ماتور ها قدري كمتر از ترانسفورماتور پرده اي مشابه خود باشد . لوله ها متناسب با قدرت ترانسفورماتور در 2 يا 5 رديف در اطراف منبع ترانسفورماتور نصب مي شود . عمل خنك كردن بطور طبيعي را مي توان با جريان انداختن سريع روغن توسط پمپ مخوصي تسريع نمود . در بعضي از ترانسفورماتور ها كه داراي تلافات بيشتر مي باشند از رادياتور مخصوص استفاده مي شود و در صورتيكه ترانسفورماتور خيلي بزرگ باشد بخاطر جلوگيري از مشكلات حمل و نقل رادياتور ها را طوري مي سازند كه در موقع حمل و نقل از ترانسفورماتور جدا شده و در محل مجدداً نصب شود .

 

اين گونه ترانسفورماتور ها در محل ارتباط بين مخزن و رادياتور داراي فنتيل مخصوصي مي باشند كه خارج شدن روغن ترانسفورماتور جلوگيري مي كند . ب- خنك كردن غير طبيعي ترانسفورماتور هاي خيلي بزرگ و يا ترانسفورماتورهايي كه در اطاق سرپوشيده و كوچك نصب مي شوند ( پست ترانسفورماتور محصور ) بايد مصنوعي خنك شوند تا عمل خنك شدن تسريع يابد و از باردهي ترانسفورماتور كاسته نگردد . خنك كردن مصنوعي بيشتر به كمك آب ( OW) و يا به كمك جريان انداختن سريع هوا ( فنتيلاتور ) ( OF)  انجام مي شود .   خنك كردن ترانسفورماتور به كمك آب دو طريق است : خنك كردن روغن ترانسفورماتور در داخل منبع آب  خنك كردن روغن ترانسفورماتور در خارج از منبع در طريقه اول لوله هاي اب سرد از داخل منبع ترانسفوماتور در كنار ديواره هاي منبع و يا سقف منبع عبور داده مي شود و جريان آب سرد باعث خنك كردن روغن مي گردد . در اين طريق نشت كردن احتمالي اب باعث خراب شدن ترانسفورماتور مي شود .

 

 در طريقه دوم روغن گرم از ترانسفورماتور خارج شده و به كمك اب خنك شده مجدداً به داخل ترانسفورماتور تزريق مي شود . چنانچه ديده مي شود روغن از بالاي ترانسفورماتور توسط پمپ روغن خارج شده پس از خنك شدن در كولر ابي مجدداً از زير ترانسفورماتور وارد منبع روغن مي شود . در ترانسفورماتور هايي با قدرت زياد از كولر مخصوصي استفاده مي شود . رد اين كولر آب و روغن در خلاف جهت يكديگر جريان دارند و عمل خنك كردن روغن بطور قابل ملاحظه اي تسريع مي گردد . در صورتيكه ترانسفورماتور هائي كه در فضاي آزاد نصب مي شوند در روي بدنه خود داراي فنيلاتور هاي هوا مي باشند .     شين تمام ژنراتورها و ترانسفورماتور ها و سيمها
و كابل هاي يك نيروگاه يا يك تبديل گاه كه ولتاژ مساوي دارند با يك شمش يا يك رسانا به نام شين در هر فاز بهم وصل مي شوند . در شين تمام انرژي ژنراتور و يا ترانسفورماتورها و يا هر دو به هم مي پيوندند و از آن ها به طور مستقم با همان ولتاژ و يا به كمك ترانسفورماتور افزاينده يا كاهنده با ولتاژ ديگر به مصرف كننده ها و يا شين هاي ديگر هدايت مي گردند . لذا مي توان گفت كه شين وسيله جمع و پخش انرژي در آن واحد است . شين ها را مي توان به طور  كلي به دو دسته تقسيم كرد :

 

الف – شين ساده ب – شين چندتايي (شين مركب) الف – شين ساده ساده ترين نوع جمع و پخش انرژي شين ساده است . در چنين تأسيساتي به ازاي هر فاز يك شين وجود دارد (در شبكه سه فاز سه شين ) تمام ژنراتورهاي يك نيروگاه به اين سه شين بسته مي شوند و از همين شين ها براي تغذيه تبديل گاهها يا مصارف بزرگ استفاده مي شود . هر يك از ژنراتورها و خطوط انتقال انرژي داراي ديژنكتور سه فاز مخصوص به خود مباشد . در ضمن هر يك از كليدهاي قدرت مربوط به ژنراتور با يك سكسيونر سه فاز به شين وصل مي شوند تا در موقع قطع ژنراتور بتوان ديژنكتور مربوطه را سرويس و تعمير نمود . در صورتيكه ديژنكتورها فاقد سكسيونر باشند يكي از قطبهاي كليد قدرت كه به شين وصل است هميشه ولتاژ شين را خواهد داشت . ب – شين چندتائي يا شين مركب شين هاي ساده كه فوقاً به آن اشاره شد داراي معايبي به شرح زير است :

 

اول – تميز كردن مقره ها و متعلقات ديگر شين بدون قطع برق به سادگي ممكن نيست . دوم – گرفتن انشعاب جديد از شين ساده بدون قطع برق امكان پذير نيست ، به عبارت ديگر توسعه شبكه برق فقط با قطع برق ممكن است . سوم – خراب شدن ديژنكتور هر يك از سيم هاي انتقال انرژي باعث قطع برق آن خط مي شود . براي بر طرف كردن معايب فوق امروزه در نيروگاهها و تبديل گاههاي مهم از شين مركب استفاده مي شود . ساده ترين و متداولترين نوع شين مركب ، شين دوبل است . در سيستم دوبل (دو شين به ازاي هر فاز) معمولاً يك شين زير بار است و شين ديگر به عنوان رزرو به كار گرفته مي شود . ارتباط خطوط ورودي و خروجي با هر يك از شين ها به كمك يك سكسيونر برقرار مي گردد . لذا در حالت كار عادي شبكه ما نيمي از سكسيونر ها باز و نيم ديگر بسته هستند .   مشخصات و طرز انتخاب شين فشار ضعيف شين ها معمولاً از مس (E-CU) و يا از آلومينيم (E-A1) ساخته مي شوند و در مواقع خاص مي توان از آلياژ آلومينيم كه داراي خواصي الكتريكي و مكانيكي خوبي هستند و نيز استفاده كرد .

 

 استقامت استاتيكي آلومينيم زيادتر از مس است زيرا در ضمن اينكه مقطع آن نسبت به مس بزرگتر است وزن آن كمتر مي باشند تحمل ديناميكي آلومينيم و مس با هم برابر است زيرا گرچه استقامت آلومينيم متر است ولي در عوض سطح مقطع آن بزرگتر است . ازدياد درجه حرارت توسط ازدياد شدت جريان و يا جريان اتصال كوتاه در آلومينيوم كمتر است زيرا جريان مخصوصي آلومينيم كمتر از مس است و تشعشعات حرارتي و تبادل حرارتي آن بهتر است . آلومينيم در موقع جرقه زدن و سوختن ايجاد خاكستر زياد نمي كند و چون جسم باقيمانده هادي الكتريسيته نمي باشد به مقره ها و پايه هاي عايقي شين آسيب نمي رساند . مس در مقابل بخار گوگرد خيلي حساس است ،

 

مس و گوگرد در هواي آزاد با هم تركيب مي شوند و سپس ايجاد اكسيد مس  مي كند كه داراي قابليت هدايت بسيار كمي است و باعث مي شود كه بخصوص در كنتاكتها اگر دائماً قطع و وصل نشود عمل كنتاكت دهي و هدايت جريان را مختل كند . آلومينيوم گرچه در مقابل اسيد كلريدريك و اسيد سولفوريك و آمونياك با ثبات است ولي به علت ناپايدار بودن در مقابل بخار كلر و جيوه و بسياري از مواد شيميايي ديگر بايد در موقع بكار بردن شين هاي مسي و يا آلومينيمي در تابلوهاي برق رساني كارخانجات شيميائي دقت و مطالعه كافي انجام گيرد . معايب مهم آلومينيم عبارتند از : اكسيداسيون سطحي ، فرورفتن در اثر فشار و اثر الكتروليتي شديد . در دست هاي فشار ضعيف فواصل شين ها بستگي به جريان اتصال كوتاه ( جريان ضربه اي ) و مقطع ماشين بستگي به جريان نامي دارد . براي تعيين و انتخاب مقطع شين هاي مسي و يا آلومينيومي معمولاً از جد اولي كه بدين منظور برحسب شدت جريان و باردهي شين ها و درجه حرارت مجاز داده شده است استفاده مي شود .                   ساختمان ترانسفورماتور ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصيات آنها به سه دسته كوچك متوسط و بزرگ دسته بندي كرد. ساختن ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به دليل مسايل حفاظتي و عايق بندي و امكانات موجود ، كار ساده اي نيست ولي ترانسفورماتورهاي كوچك را مي توان بررسي و يا ساخت.

 

 براي ساختن ترانسفورماتورهاي كوچك ، اجزاي آن مانند ورقه آهن ، سيم و قرقره را به سادگي مي توان تهيه نمود.   اجزاي تشكيل دهنده يك ترانسفورماتور به شرح زير است؛   هسته ترانسفورماتور هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه هاي نازك است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه مي شود. براي كم كردن تلفات آهني هسته ترانسفورماتور را نمي توان به طور يكپارچه ساخت. بلكه معمولا آنها را از ورقه هاي نازك فلزي كه نسبت به يكديگر عايق‌اند، مي سازند. اين ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلياژي از سيليسيم (حداكثر 4.5 درصد) كه داراي قابليت هدايت الكتريكي كم و قابليت هدايت مغناطيسي زياد است ساخته مي شوند. در اثر زياد شدن مقدار سيليسيم ، ورقه‌هاي دينام شكننده مي شود. براي عايق كردن ورقهاي ترانسفورماتور ، قبلا از يك كاغذ نازك مخصوص كه در يك سمت اين ورقه چسبانده مي شود، استفاده مي كردند اما امروزه بدين منظور در هنگام ساختن و نورد اين ورقه ها يك لايه نازك اكسيد فسفات يا سيليكات به ضخامت 2 تا 20 ميكرون به عنوان عايق در روي آنها مي مالند و با آنها روي ورقه ها را مي پوشانند. علاوه بر اين ، از لاك مخصوص نيز براي عايق كردن يك طرف ورقه ها استفاده مي شود. ورقه هاي ترانسفورماتور داراي يك لايه عايق هستند.
بنابراين ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته بايد سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌هاي ترانسفورماتورها را به ضخامت هاي 0.35 و 0.5 ميلي متر و در اندازه هاي استاندارد مي سازند. بايد دقت كرد كه سطح عايق شده ى ورقه هاي ترانسفورماتور همگي در يك جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر اين تا حد امكان نبايد در داخل قرقره فضاي خالي باقي بماند. لازم به ذكر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جاي بگيرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نيز جلوگيري شود. سيم پيچ ترانسفورماتور  معمولا براي سيم پيچ اوليه و ثانويه ترانسفورماتور از هادي هاي مسي با عايق (روپوش) لاكي استفاده مي‌كنند. اينها با سطح مقطع گرد و اندازه‌هاي استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص مي‌شوند. در ترانسفورماتورهاي پرقدرت از هاديهاي مسي كه به صورت تسمه هستند استفاده مي‌شوند و ابعاد اين گونه هادي‌ها نيز استاندارد است. توضيح سيم پيچي ترانسفورماتور به اين ترتيب است كه سر سيم پيچ‌ها را به وسيله روكش عايقها از سوراخهاي قرقره خارج كرد، تا بدين ترتيب سيم ها قطع (خصوصا در سيمهاي نازك و لايه‌هاي اول) يا زخمي نشوند.

 

علاوه بر اين بهتر است رنگ روكش‌ها نيز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهاي داراي چندين سيم پيچ ، را به راحتي بتوان سر هر سيم پيچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سيم پيچي يا تعمير سيم پيچهاي ترانسفورماتور بايد آنها را با ولتاژهاي نامي خودشان براي كنترل و كسب اطمينان از سالم بودن عايق بدنه و سيم پيچ اوليه ، بدنه و سيم پيچ ثانويه و سيم پيچ اوليه آزمايش كرد. قرقره ترانسفورماتور براي حفاظ و نگهداري از سيم پيچ‌هاي ترانسفورماتور خصوصا در ترانسفورماتورهاي كوچك بايد از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره بايد از مواد عايق باشد قرقره معمولا از كاغذ عايق سخت ، فيبرهاي استخواني يا مواد ترموپلاستيك مي سازند. قرقره هايي كه از جنس ترموپلاستيك هستند معمولا يك تكه ساخته مي شوند ولي براي ساختن قرقره هاي ديگر آنها را در چند قطعه ساخت و سپس بر روي همدگر سوار كرد. بر روي ديواره هاي قرقره بايد سوراخ يا شكافي ايجاد كرد تا سر سيم پيچ از آنها خارج شوند. اندازه قرقره بايد با اندازه ى ورقه‌هاي ترانسفورماتور متناسب باشد و سيم پيچ نيز طوري بر روي آن پيچيده شود. كه از لبه هاي قرقره مقداري پايين تر قرار گيرد تا هنگام جا زدن ورقه‌هاي ترانسفورماتور ، لايه ى رويي سيم پيچ صدمه نبيند. اندازه قرقره هاي ترانسفورماتورها نيز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نياز ، قرقره مناسب را مي توان طراحي كرد.

 

 - نکات قابل توجه قبل از حمل ترانسهای قدرت پس از پایان مراحل ساخت و انجام موفقیت آمیز آزمایشات کارخانه ای یا جابه جائی ترانسفورماتور نصب شده، از محلی به محل دیگر و قبل از بارگیری می بایست اقدامات زیر بروی ترانسفورماتور انجام گیرد. لازم به ذکر است که به منظور کاهش ابعاد و وزن ترانسفور ماتور و نیز از نظر فنی و محدودیّت ترافیکی می بایستی تجهیزات جنبی ترانسفورماتور(کنسرواتور، بوشینگ و...)باز و به طور جداگانه بسته بندی و آماده حمل گردند. اما خود ترانسفورماتور به طریق زیر حمل می گردد. الف_حمل با روغن: ترانسفورماتورهای کوچک و ترانسفورماتورهایکه وزن و ابعاد آنها مشکلاتی را از نظر حمل ایجاد نمی نمایند، معمولا با روغن حمل می گردند.در این حال سطح روغن بایستی حدودا 15 سانتی متر پایین تر از درپوش اصلی(سقف)ترانسفورماتور قرار دشته باشد.   توجه: 1 - فاصله 15 سانتیمتر فوق الذکر در مورد کلیه ترانسفورماتورها یکسان نبود.و توصیه می شود به دستور العمل کارخانه سازنده مراجعه شود. 2 - لازم به ذکر است که در هنگام حمل روغن، قسمت آمتیوپارت ترانسفورماتوری بایستی کاملا در داخل روغن قرار گیرد. 3 - به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت و هوا به داخل ترانسفورماتورفضای بین روغن و سقف ترانسفورماتور با هوای خشک و یا گاز نیتروژن با فشار حدود 2/0 بار در هوای 20c پر می کنند.

 

لازم به ذکر است که گاز نیتروژن بایستی کاملا خشک باشد 4 - در این حالت با نصب یک محفظه سیلیکاژل بسته (آب بندی شده) بر روی ترانسفورماتور به منظور جذب رطوبت استفاده می شود ضمنا جهت جلوگیری از پاشیدن روغن به داخل سیلیکاژل در طول حمل از یک وسیله حفاظتی استفاده می شود. ب_ حمل بدون روغن : ترانسفورماتور های بزرگ بدون روغن حمل می گردند. در این موارد پس از تخلیه روغن، ترانسفورماتور را با هوای خشک و یا با نیتروژن پر می کنند.لازم به ذکر است که در این حالت نیز در طول حمل بایستی فشار هوا یا نیتروژن به طور مرتب کنترل گردند. 2_نکات قابل توجه و مهم در نصب و قبل از راه اندازی: (1کنترل ضربه نگار (2   کنترل فشار هوا   (3کنترل نقطه شبنم و اکسیژن     (4کنترل استقرار ترانسفورماتور بر روی فوندانسیون (5کنترل تجهیزات جنبی ترانسفورماتور شامل بوشینگ-سیستم خنک کننده-رادیاتور-فن-پمپ-کنسرواتور-ملحقات کنسرواتور( 6  سیستم تنفسی (7   شیراطمینان( 8   ترمومترها شامل ترمومتر روغن-کالیبوه کردن ترمومتر-ترمومتر سیم پیچ(9   تپ خپجر(10   رله بو خهلتس روغن ترانسفورماتور روغن های ترانسفورماتور عمدتا ترکیبات پیچیده ای از هیدروکربنهای مشتق از نفت خام می باشند و به جهت دارا بودن خواص مناسب، روغنهای پایه نفتینک ترانسفورماتور مناسب تر تشخیص داده شدهاند. خواص مورد نیاز برای روغن های ترانسفورماتور به طور خلاصه عبارتند از: عایق کاری الکتریکی-انتقال حرارت-قابلیت خاموش کردن قوس الکتریکی-پایداری شیمیایی-سیل کردن ترانسفورماتور و حمل مواد آلوده ناشی از کارکرد به خارج-جلوگیری از خوردگی-مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور. در مورد سفارش خرید روغن برای ترانسفورماتور ها دو مورد مهم را مد نظر قرار می دهیم 1_کیفیت روغن ترانسفورماتور2_ انتخاب نوع ترانسفورماتور با در نظر گرفتن نوع روغن و در نظر گرفتن کیفیت آن، طراحی ترانسفورماتور ها مورد بحث قرار می گیرد به عنوان مثال یک نمونه از آن را یادآور می شویم که باعث زایل شدن روغن ترانسفورماتور گردید.

 

نمونه مورد اشاره این بود که یک نوع چسبی که در داخل ترانسفورماتور بکار برده شده بود توسط روغن آن چسب حل گردید و باعث این شد که ذرات چسب داخل روغن پراکنده شود و منجر به کاهش دی الکتریک روغن گردید. مورد دیگری که یادآوری نمودند این بود که کاتالیزور مس و آهن باعث از بین بردن روغن دانستند و همینطور اینکه چرا اصولاً کاغذ و روغن را به عنوان عایق در ترانسفورماتورها به کار میبرند. علتی را که برای آن توضیح داده بودند به این شرح بود که یک بار کاغذ عایقی بدون آغشته روغن، مورد تست عایقی قرار دادند، مشاهده شده بود که کاغذ عایقی آغشته به روغن بسیار خاصیّت عایقی آن نسبت به کاغذ عایقی بدون روغن بوده ماده ای به نام nemex که بین عایق ترانسفور ماتورها مورد استفاده قرار میگیرد مورد اشاره قرار گرفت که باعث ذایل شدن و از بین رفتن روغن گردید.

 

دو نوع آلودگی روغن ترانسفورماتورها : 1) آلودگی فیزیکی 2) آلودگی شیمیائی 200 تست را کلاً بر روی ترانسفورماتورها می توان انجام داد که از میان آنها تستهای زیر دارای اهمّیت بیشتری می باشند. 1-تست اسیدیته 2-گازهای حل شده در روغن 3- کشش سطحی 4- (pcb) بی فنیل پلی کلرید مهمترین منابع آلودگی روغن عبارتند از: 1- مواد معلق در روغن 2- آب 3- اکسیداسیون روغن به طور کلی 3 نوع تست برروی روغن ترانسفورماتور انجام می گیرد که عبارتند از: 1- تستهای فیزیکی 2- تست های شیمیائی 3- قسمت های الکتریکی  بطور كلي دلايل اصلي بكار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را مي توان بصورت زير خلاصه نمود : ١- عايق كاري الكتريكي ٢- كنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت ٣- جلوگيري از خوردگي مواد عايق و قسمتهاي فلزي ترانسفورماتور ٤- طول عمر زيادتر و تضمين پايداري شيميايي براي ترانسفورماتور ٥- آب بندي و جمع آوري و حمل مواد ناخالص ناشي از كاربرد به خارج از محيط سيستم ٦- خاموش كردن جرقه الكتريكي  وظيفه يك روغن خوب به عنوان يك سيال عايق و يك ماده انتقال دهنده حرارت كه به نحو احسن انجام وظيفه مي كند عبارت است از : 

 

 ١- استقامت دي الكتريك ( يا ولتاژ شكست ) بالا ٢- قابليت انتقال حرارت خوب ٣- ويسكوزيته كم ٤- نقطه ريزش يا سيلان پائين ٥- نقطه اشتغال بالا ٦- تمايل به اكسيداسيون و تشكيل لجن كم كم ٧- ضريب تلفات عايق پائين ٨- ميزان تغييرات خواص در درجه حرارت بالا كم ٩- مقاومت مخصوص زياد  عواملي كه باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتيجه عدول از خصوصيات استاندارد آن مي شود عبارتند از :  ١- نفوذ رطوبت و آب ٢- درجه حرارت بالا ٣- اكسيداسيون و اسيدي شدن روغن ٤- وارد شدن ذرات معلق و ناخالصي در روغن معمول است كه شركت هاي توزيع در دوره هاي شش ماهه با نمونه گيري و تست روغن ، در صورت لزوم اقدام به تصفيه روغن مي نمايند تكنولوژي ساخت ترانسفورماتور فشار قوي فاقد روغن در طول عمر يكصد ساله ترانسفورماتورها، يك انقلاب محسوب    مي شود. ايده استفاده از كابل با عايق پليمر پلي اتيلن (XLPE) به جاي هاديهاي مسي داراي عايق كاغذي از ذهن يك محقق ABB در سوئد به نام پرفسور  “Mats lijon” تراوش كرده است. تكنولوژي استفاده از كابل به جاي هاديهاي مسي داراي عايق كاغذي، نخستين بار در سال 1998 در يك ژنراتور فشار قوي به نام  “ Power Former” ساخت ABB به كار گرفته شد. در اين ژنراتور بر خلاف سابق كه از هاديهاي شمشي ( مستطيلي ) در سيم پيچي استاتور استفاده مي شد، از هاديهاي گرد استفاده شده است. همانطور كه از معادلات ماكسول استنباط مي شود، هاديهاي سيلندري ، توزيع ميدان الكتريكي متقارني دارند. بر اين اساس ژنراتوري مي توان ساخت كه برق را با سطح ولتاژ شبكه توليد كند بطوريكه نياز به ترانسفورماتور افزاينده نباشد.

 

در نتيجه اين كار، تلفات الكتريكي به ميزان 30 در صد كاهش  مي يابد. در يك كابل پليمري فشار قوي، ميدان الكتريكي در داخل كابل باقي مي ماند و سطح كابل داراي پتانسيل زمين  مي باشد.در عين حال ميدان مغناطيسي لازم براي كار ترانسفورماتور تحت تاثير عايق كابل قرار نمي گيرد.در يك ترانسفورماتور خشك، استفاده از تكنولوژي كابل، امكانات تازه اي براي بهينه كردن طراحي ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي، نيروهاي مكانيكي و تنش هاي گرمايي فراهم كرده است.

در فرايند تحقيقات و ساخت ترانسفورماتور خشك در ABB، در مرحله نخست يك ترانسفورماتور  آزمايشي تكفاز با ظرفيت 10 مگا ولت آمپر طراحي و ساخته شد و در Ludivica   در سوئد آزمايش گرديد. “ Dry former” اكنون در سطح ولتاژ هاي از 36 تا 145 كيلو ولت و ظرفيت تا 150 مگا ولت آمپر موجود است.  

ويژگيهاي ترانسفورماتور خشك ترانسفورماتور خشك داراي ويژگيهاي منحصر بفردي است از  جمله:

 

 1-    به روغن براي خنك شده با به عنوان عايق الكتريكي نياز ندارد. 2 سازگاري اين نوع ترانسفورماتور با طبيعت و محيط زيست يكي  از مهمترين ويژگي هاي آن است. به دليل عدم وجود روغن، خطر آلودگي خاك و منابع آب زير زميني و همچنين احتراق و  خطر آتش سورزي كم ميشود.

3-   با حذف روغن و كنترل ميدانهاي الكتريكي كه در نتيجه آن خطر ترانسفور ماتور از نظر ايمني افراد ومحيط زيست كاهش مي يابد، امكانات تازه اي از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم ميشود.به اين ترتيب  امكانات نصب ترانسفورماتور خشك در نقا شهري و جاهايي كه از نظر زيست محيطي حساس هستند،  فراهم ميشود.

4-  در ترانسفورماتور خشك به جاي بوشينگ چيني در قسمتهاي انتهايي از عايق سيسيكن را بر استفاده ميشود. 

به اين ترتيب خطر ترك خوردن چيني بوشينگ و نشت بخار روغن از بين ميرود.

5-  كاهش مواد قابل اشتعال، نياز به تجهيزات گسترده آتش نشاني كاهش ميدهد. بنابراين از اين دستگاهها در محيط هاي سر پوشيده و نواحي سرپوشيده شهري نيز مي توان استفاده كرد. 6-   با حذف روغن در ترانسفورماتور خشك، نياز به تانك هاي روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن كاملاً از بين ميرود.بنابراين كار نصب آسانتر شده و تنها شامل اتصال كابلها و نصب تجهيزات خنك كننده خواهد بود.

7-  از ديگر ويژگي هاي ترانسفورماتور خشك، كاهش تلفات الكتريكي است. يكي از راههاي كاهش تلفات و بهينه كردن طراحي ترانسفورماتور، نزديك كردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژي تا حد ممكن است تا از مزاياي انتقال نيرو به قدر كافي بهره برداري شود. با بكار گيري ترانسفورماتور خشك اين امر امكان پذير است .

 

 8-   اگر در پست، مشكل برق پيش آيد، خطري متوجه عايق ترانسفورماتور نمي شود. زيرا منبع اصلي گرما يعني تلفات در آن توليد نمي شود.بعلاوه چون هوا واسطه خنك شدن است و هوا هم مرتب تعويض و جابجا مي شود، مشكلي از بابت خنك شدن ترانسفورماتور بروز نمي كند. سيستم نمايش و مديريت  ترانسفورماتورها ‍TMMS   سيستم TMMS   (Trans former Monitoring Management  System )     فارادي يك سيستم نمايش و مديريت ترانسفورماتور است.   سيستم ‍TMMS بر اساس جمع آوري اطلاعات بحراني بهره برداري ترانسفورماتور و تجزيه و تحليل آنها عمل مي نمايد. سيستم TMMS با تجزيه و تحليل اطلاعات قادر خواهد بود كه ضمن تفسير عملكرد  ترانسفورماتور عيبهاي آن را تشخيص داده و اطلاعات لازم براي تصميم گيري را در اختيار بهره بردار قرار دهد. اطلاعات بهره برداري كه براي فرآيند نمايش و مديريت ترانسفور ماتور ها مورد نياز بوده و توسط سنسورهاي مخصوص جمع آوري ميگردند بشرح زير مي باشند. ·     .

- گازهاي موجود در روغن ترانسفورماتور همراه با ئيدران ·     - آب موجود در روغن ترانسفور ماتور همراه با Acquaoil 300 ·     - جريان بار ترانسفورماتور ·     - دماي نقاط مختلف ترانسفورماتور ·   

  - وضعيت تپ چنچر ترانسفورماتور ·     - سيستم خنك كنندگي ترانسفورماتور اطلاعات بهره برداي فوق جمع آوري شده و بهمراه ساير اطلاعات موجود بطور مستمر  تجزيه و تحليل شده تا بتوانند اطلاعات زير را درباره وضعيت بهره برداري ترانسفورماتور تهيه نمايند. ·      - شرايط عمومي و كلي ترانسفورماتور ·      - ظرفيت بارگيري ترانسفورماتور ·      - ميل و شدت توليد گاز و حباب در داخل روغن ترانسفورماتور ·      - ملزومات نگهداري ترانسفورماتور سيستم TMMS  فارادي را ميتوان براي ترانسفورماتورهاي موجود بكار برد و همچنين ميتوان آنرا در ساختمان ترانسفورماتورهاي جديد طراحي و نصب نمود. ارتقاء سيستم TMMS فارادي با افزودن سنسورهاي اضافي ميتواند باعث ارتقاء عملكرد آن براي موارد زير گردد. ·       - حداكثر نمودن ظرفيت بارگذاري ترانسفورماتور براي بهره برداري اقتصادي و  بهينه ·       - تشخيص عيب و توصيه راه حل در ترانسفورماتور ها ·       - مديريت عمر ترانسفورماتور و افزايش آن ·     - تكميل و توسعه فرايند و عمليات مديريت ترانسفورماتور ها با كمك اطلاعات اضافي تهيه شده در زمان حقيقي ·      -كاهش و حذف خروجي ترانسفورماتورها بصورت برنامه ريزي شده و يا ناشي از خطا ·       - آشكار سازي علائم اوليه پيدايش خطا در ترانسفورماتورها ·       - نمايش مراحل تكامل و شكل گيري شرايط پيدايش خطا ترانسفورماتورهاي سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي  مقاوم عامل     K هارمونيك هاي توليد شده توسط بارهاي غير خطي مي توانند مشكلات حرارتي و گرمائي خطرناكي را در ترانسفورماتورهاي توزيع استاندارد ايجاد نمايند . حتي اگر توان بار خيلي كمتر از مقدار نامي آن باشد ، هارمونيك ها مي توانند باعث گرماي بيش از حد و صدمه ديدن ترانسفورماتورها شوند . جريان هاي هارمونيكي تلفات فوكو را بشدت افزايش مي دهند . بهمين دليل سازنده ها ، ترانسفورماتور هاي تنومندي  را ساخته اند تا اينكه بتوانند تلفات اضافي ناشي از هارمونيك ها را تحمل كنند . سازنده ها براي رعايت استاندارد يك روش سنجش ظرفيت، بنام عامل   Kرا ابداع كرده اند .

 

در اساس عامل  K نشان دهنده مقدار افزايش در تلفات فوكو است . بنابراين ترانسفورماتور عامل  Kمي تواند باري به اندازه ظرفيت نامي ترانسفورماتور را تغذيه نمايد مشروط براينكه عاملK بار غير خطي تغذيه شده برابر با عامل K ترانسفورماتور باشد . مقادير استاندارد عامل K برابر با 4 ، 9 ، 13 ، 20 ، 30 ، 40 ، 50 مي باشند. اين نوع ترانسفورماتورها عملا" هارمونيك را از بين نبرده تنها نسبت به آن مقاوم مي باشند.     ترانسفورماتور HMT ( Harmonic Mitigating Transformer ) نوع ديگر از ترانسفورماتورهاي سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي HMT هستند كه ازصاف شدن بالاي موج ولتاژ بواسطه بريده شدن آن جلوگيري مي كند. HMT طوري ساخته شده است كه اعوجاج ولتاژ سيستم واثرات حرارتي ناشي از جريان هاي هارمونيك را كاهش مي دهد. HMT اين كار را از طريق حذف فلوها و جريان هاي هارمونيكي ايجاد شده توسط بار در سيم پيچي هاي ترانسفورماتور انجام مي دهد.

 

چنانچه شبكه هاي توزيع نيروي برق مجهز به ترانسفورماتورهايHMT  گردند مي توانند همه نوع بارهاي غير خطي   ( با هر درجه از غير خطي بودن ) را بدون اينكه پيامدهاي منفي داشته باشند، تغذيه نمايند. بهمين دليل در اماكني كه بارهاي غير خطي زياد وجود دارد از ترانسفورماتور HMT بصورت گسترده استفاده مي شود .

مزاياي ترانسفورماتورHMT  : ·        

مي توان از عبور جريان مؤلفه صفر هارمونيك ها ( شامل هارمونيك هاي سوم ، نهم و پانزدهم ) در سيم پيچي اوليه ، از طريق حذف فلوي آنها در سيم پيچي هاي ثانويه جلوگيري كرد . ·         ترانسفورماتورهاي HMT با يك خروجي در دو مدل با شيفت فازي متفاوت ساخته مي شوند. وقتي كه هر دو مدل با هم بكار مي روند مي توانند جريان هاي هارمونيك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را درقسمت جلوئي شبكه حذف كنند . ·         ترانسفورماتورهاي HMT با دو خروجي مي توانند مولفه متعادل جريان هاي هارمونيك  پنجم، هفتم ، هفدهم و نوزدهم را در داخل سيم پيچي هاي ثانويه حذف كنند . · 

 

        ترانسفورماتورهاي HMT با سه خروجي مي توانند مولفه متعادل جريانهاي هارمونيك پنجم، هفتم ، يازدهم و سيزدهم را در داخل سيم پيچي ثانويه حذف كنند . ·         كاهش جريان هاي هارمونيكي در سيم پيچي هاي اوليه HMT باعث كاهش افت ولتاژهاي هارمونيكي و اعوجاج مربوطه مي شود . ·                      كاهش تلفات توان بعلت كاهش جريان هاي هارمونيكي .

 

 بعبارت ديگر ترانسفورماتورHMT باعث ايجاد اعوجاج ولتاژ خيلي كمتري در مقايسه با ترانسفورماتورهاي معمولي يا ترانسفورماتور عامل K مي شود .  

  اضافه ولتاژهاي رزونانس در ترانسفورماتورهاي توزيع نتيجه طبيعي استفاده صنايع از ترانسفورماتورهاي توزيع با ظرفيتهاي بالاتر، افزايش احتمال بروز اضافه ولتاژها در وضعيتهاي مختلف روزانه است . براي تعيين پارامترهاي سيستم كه مي توانند باعث ايجاد اضافه ولتاژهاي فرورزونانس شديد گردند، آزمايشهاي كاملي توسط موسسه DSTAR انجام گرفته است .

 

 آزمايشات مذكور بر روي تعدادي ترانسفورماتور توزيع و تحت شرايط كار واقعي انجام شده است .

در طول اين آزمايشات، صدها بار عمليات كليدزني بر روي ترانسفورماتورهاي توزيع با ولتاژهاي متفاوت و با سيم پيچ ستاره زمين شده و اوليه مثلث انجام گرديد. اين پروژه بطور كلي ثابت كرد كه در ترانسفورماتورهاي با ظرفيت بالا كه امروزه توسط صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند، احتمال ايجاد اضافه ولتاژ فرورزونانسي بيشتر از ترانسفورماتورهاي دهه گذشته مي باشد. بطور نمونه ، در آزمايشات انجام گرفته شده توسط DSTAR بر روي يك ترانسفورماتور معمولي با هسته سيليكون – فولاد با ظرفيت 225 KVA  و ولتاژ  25 KV با اتصال  Y –Y   ، يك اضافه ولتاژ با پيك 2.35 برابر پيك نامي ترانسفورماتور اندازه گيري شده است . تحقيقات DSTAR ، برخي نظرات موجود در مورد اثرات پديده اضافه ولتاژ را رد كرد. براي مثال بجاي جريان تحريك هسته تلفات هسته ترانسفورماتور بهترين مشخصه براي شناسايي پديده اضافه ولتاژ در ترانسفورماتور مي باشد. نتايج تحقيقات انجام گرفته توسط اين مركز ، اخيرا" بعنوان مبحث جديد و با ارزشي از سوي IEEE منتشر شده است . پروژه تحقيقاتي ديگري توسط موسسه DSTAR جهت تعيين تأثير نصب برقگير اكسيد روي بر روي اضافه ولتاژهاي فرورزونانس انجام گرفته است. اين تحقيقات نشان داد كه وقوع اضافه ولتاژهاي فرورزونانس باعث خرابي سريع برقگير GAPLESS نخواهد شد.

 

بدليل وجود امپدانس خيلي بزرگ مدار فرورزونانس گرم شدن برقگير به آهستگي صورت ميگيرد. همچنين اين تحقيقات نشان داد كه برقگيرها مي توانند بعنوان عامل موثري در كنترل اضافه ولتاژها در شرايط گوناگون باشند. دستورالعملهاي مختلفي براي كاربرد برقگيرهاي مختلف با توجه به شرايط بهره برداري وجود دارد كه بيان مي كند هر برقگير چند دقيقه مي تواند اضافه ولتاژ فرورزونانس را تحمل كند. اين اضافه ولتاژ در زمان كليدزني ( سوئيچينگ ) ترانسفورماتورها رخ مي دهد.  

رله ها

^{رله ها}

_{به طور كلي هر حالت غير عادي كه در عملكرد سيستم به وجود مي آيد، خطا ناميده مي شود. از اين حالت هاي غير عادي مي توان به وقوع اتصال كوتاه، افزايش و يا كاهش بيش از حد ولتاژ، افزايش و يا كاهش بيش از حد فركانس، افزايش حرارت تجهيزات در اثر توان عبوري بيش از حد از آن ها يا اضافه بار،از سنكرون خارج شدن ژنراتورها و ... اشاره كرد. اتصال كوتاه ها از مهمترين و پراحتما ل ترين خطاهايي هستند كه در يك شبكه به وجود مي آيد. اين خطاها ممكن است بر اثر برخورد يك يا دو فاز با زمين، اتصال دو يا سه فاز به يكديگر و ... به وجود آيند كه در اين حالت جريان زيادي در حدود 10 تا 100 برابر جريان عادي، از شبكه عبور مي كند. عبور اين جريان مي تواند اثرات مختلف و زيانباري روي شبكه داشته باشد كه از مهم ترين آن ها مي توان به اثرات حرارتي روي تجهيزات اشاره كرد كه باعث سوختن و آسيب ديدن عايق آن ها مي شود. اين امر ممكن است در زماني در حدود چند ثانيه صورت گيرد. از اين رو رفع خطا در يك سيستم بايد در كوتاهترين زمان ممكن صورت گيرد. براي تشخيص حالت هاي غيرعادي در يك شبكه و ايزوله كردن بخش معيوب از ساير بخش ها از سيستم حفاظت استفاده مي شود. در اغلب موارد خطاهاي به وجود آمده در سيستم قدرت، باعث تغييرات ناخواسته و شديد در اندازه ولتاژ يا جريان مي شوند. از اين رو تقريبا در تمامي خطاها با اندازه گيري ميزان جريان و ولتاژ، مي توان وقوع خطا را تشخيص داد . در سيستم هاي حفاظت و در مرحله اول با استفاده از ترانس هاي ولتاژ و جريان، اندازه ولتاژ و جريان كاهش پيدا كرده تا به ميزان قابل استفاده براي تجهيزات سيستم حفاظت برسد.}

_{از انواع رله ها میتوان به}

_{موارد زیر اشاره کرد:}

_{رله اضافه بار}

_{رله اضافه جريان}

_{رله هاي ولتاژي}

_{رله خطاي زمين}

_{رله ديفرانسيل}

_{رله زمين محدود شده}

_{رله هاي فركانسي}

_{رله بر گشت توان}

_{رله حفاظت در برابر بار نامتقارن}

_{رله حفاظتي در برابر زمان استارت طولاني}

_{رله حفاظتي در برابر تعداد استارت مكرر}

_{رله بوخهلتز}

_{رله اضافه بار}

_{معمولا هر مصرف كننده الكتريكي داراي توان مشخص و نامي است كه توسط سازنده تعيين مي گردد. در صورتي كه توان مصرفي يك مصرف كننده بيشتر از توان نامي آن باشد، اصطلاحا دچار اضافه بار يا Overload  مي شود. در اين حالت دستگاه جرياني بيشتر از جريان نامي خود از شبكه ميكشد كه اين امر Overload باعث گرم شدن بيش از حد آن مي شود. به عنوان نمونه در موتورهاي آسنكرون كه بيش از 90 درصد موتورهاي موجود در صنايع را تشكيل مي دهند، بر طبق منحني جريان – سرعت آن ها، چنانچه بر اثر اضافه بار مكانيكي دور موتور كاهش يابد، جريان استاتور افزايش يافته و حتي تا چند برابر جريان اسمي موتور نيز مي رسد. از اين رو شرايط اضافه بار براي موتورها بسيار خطرناك بوده و ميتواند موجب گرم شدن بيش از حد سيم پيچ استاتور و روتور و در نتيجه سوختن آ نها شود.}

_{تجهيزات مختلف مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها و به ويژه الكتروموتورها را معمولا توسط رله هاي Overload كه در استاندارد ANSI با كد شماره 49 مشخص مي شود، حفاظت مي كنند. حرارت ايجاد  شده در تجهيزات به ميزان جريان بستگي دارد و از طرفي هر چه جريان اضافه بار بيشتر باشد الكتروموتور زودتر آسيب ميبيند. از اين رو منحني عملكرد جريان-زمان رله هاي  Overload از نوع معكوس بوده تا  در جريان هاي بيشتر زودتر عمل نموده و عملا از ايجاد گرماي زياد در دستگاه جلوگيري شود. اين منحني عملكرد بايد داراي مشخصات زير باشد:}

_{۱. جريان نامي دستگاه در قسمت سمت چپ خط مجانب عمودي اين منحني قرار گيرد زيرا در غير اينصورت رله در شرايط كار عادي دستگاه نيز عمل خواهد كرد.}

_{۲. در مورد الكتروموتورها، منحني عملكرد مربوطه بايد اجازه راه اندازي الكترو موتور را بدهد. يعني زمان عملكرد رله براساس جريان راه اندازي الكتروموتور از زمان استارت موتور بيشتر باشد. به عنوان مثال چنانچه الكتروموتوري در هنگام راه اندازي 6 برابر جريان نامي را براي مدت 4 ثانيه از شبكه م يگيرد، در منحني عملكرد رله حفاظتي، زمان معادل 6 برابر جريان نامي از 4 ثانيه بيشتر باشد. معمولاً رله هاي Overload  به گونه اي انتخاب م يشوند كه در جرياني حدود 110 % جريان تنظيمي  شروع به زمان گرفتن يا Pick Up كند. در موارد خاص كه الكتروموتور داراي جريان استارت زياد يا زمان را ه اندازي طولاني مي باشد ممكن است از رله ها با منحني هاي عملكرد خاص استفاده شود.}

_{در رله هايOverload اوليه از يك نوار بي متال استفاده شده كه اين نوار در اثر حرارت خم شده و باعث عملكرد كنتاكتهاي مربوطه م يشود. عملكرد اين كنتاكتها موجب ظهور آلارم و يا اعمال تريپ به موتور يا دستگاه مورد نظر م يگردد. امروزه رله هاي Overload را با منحني عملكرد معكوس از طريق مدارهاي الكترونيكي يا Plc شبيه سازي ميكنند. اين رله ها قابليت ارائه چندين منحني را داشته و كاربر با توجه به مشخصه دستگاه مورد حفاظت، قادر به انتخاب منحني مناسب خواهد بود. اين منحني ها را منحني هاي هم خانواده يا Family Curves مي نامند و توسط مختصات يك نقطه كه معمولا 6 برابر جريان نامي مي باشد مشخص و توسط تنظيم زمان مورد نظر انتخاب ميگردند.}

_{رله اضافه جريان}

_{حفاظت يك شبكه الكتريكي در برابر جريانهاي زياد يكي از اوليه ترين حفاظت ها در شبكه است. بايد توجه داشت كه حفاظت در برابر اضافه جريان با حفاظت در برابر اضافه بار متفاوت است. در اضافه جريان ها كه ناشي از وقوع اتصال كوتاه بين يك يا دو فاز با زمين، اتصال بين دو فاز و ... هستند، جريان به مراتب بيشتري نسبت به حالت هاي اضافه بار از شبكه مي گذرد كه اين جريان بايد در كوتا هترين زمان ممكن تشخيص داده شده و قطع شود.}

_{براي حفاظت در برابر اضافه جريا ن از رله Over current كه دراستاندارد ANSI با كد شماره 50 يا 51 مشخص شدهُ استفاده مي شود. كد شماره 50، براي زمان عملكرد لحظه اي و كد 51 براي عملكرد با تأخير زماني است. در حالت عملكرد لحظه اي پس از اين كه جريان از، ميزان تنظيم شده براي رله بيشتر شد، رله آن را تشخيص داده و بلافاصله تريپ مي دهد . در عملكرد باتأخير زماني، پس از رسيدن جريان به ميزان تنظيم شده، رله پس از مدت زماني كه به ميزان جريان بستگي دارد، دستور تريپ را صادر مي كند. در اين حالت معمولا از منحني هاي معكوس با شكل و شيب متفاوت استفاده ميشود}

_{رله هاي ولتاژي}

_{معمولا تجهيزات مورد استفاده در يك شبكه الكتريكي براي كار در يك ولتاژ مشخصي طراحي شده اند. از
اين رو نبايد ولتاژ اعمالي به آن ها از حد مشخصي كمتر و يا بيشتر شود. محدوده اين تغييرات به نوع
دستگاه بستگي دارد. براي حفاظت شبكه هاي الكتريكي در برابر تغييرات ولتاژ، از دو نوع رله به نام رله Under Voltage و رله Over Voltage استفاده ميشود.}

_{رله Under Voltage براي حفاظت تجهيزاتي كه در اثر افت ولتاژ آسيب مي بينند مانند الكتروموتورها به كار برده مي شود. اين رله معمولا داراي يك تنظيم ولتاژي و يك تنظيم زماني است و در صورت افت ولتاژ شبكه تا حد تنظيم شده و پس ازطي زمان تنظيم شده عمل مي كند. تنظيمات اين رله به نوع وسيله مورد حفاظت بستگي دارد. به عنوان مثال در مورد موتورهاي الكتريكي، تنظيم ولتاژي اين رله در حدود 70 تا 80 درصد ولتاژ نامي و تنظيم زماني آن در حدود چند ثانيه است.}

_{رله Over voltage براي حفاظت شبكه در برابر اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد و معمولا داراي دو تنظيم زماني و ولتاژي است . در صورت افزايش بيش از حد ولتاژ شبكه و رسيدن به حد تنظيم شده، در زمان تنظيم شده عمل مي كنند. تنظيم ولتاژي اين رله در حدود 120 درصد ولتاژ نامي و تنظيم زماني آن در حدود چند ثانيه است . اين رله معمولا در خروجي ژنراتورها و روي با س بار اصلي شبكه نصب ميشود.}

_{رله ارت فالت}   

 _{یکی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی ، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی ، مراکز اداری ، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق میباشد .}

 _{بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( محافظ جان ) استفاده می شود . این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند ، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق ، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند . براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا 30 میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از 30 میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .  اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید .}  

_{از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد . باتوجه به اینکه یم جریان 5/0 آمپری می توان باعث بروز آتش سوزی شود ، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی ، مانع از بروز آتش سوزی می شود . همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی و یا سیستم سیم کشی ساختمان ، این جریان به مرور زمان یاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی و سیستم سیم کشی ساختمان را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ، با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی . صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت}

 

_{رله اتصال زمين}

_{ساختمان و طرز كار اين رله ها مانند رله هاي اضافه جريان بوده و وظيفه اصلي اين رله، تشخيص بروز هر گونه اتصالي بين هر كدام از فازها با زمين و يا دو سه فاز با زمين نيز مي باشند
از نظر عملي ، رله هاي اضافه جريان سيستم سه فازه و رله اتصال زمين تواماً به صورت يك سيستم حفاظتي واحد بسته مي شود . رله اتصال زمين اصولاً حساستر از رله هاي اضافه جريان بوده و هر گاه يكي از فازها به زمين اتصال يابد ، رله اتصال زمين همراه با رله اضافه جريان همان فاز عمل مي نمايد . چنانچه مشاهده مي گردد ، براي سه فاز فقط احتياج به يك رله اتصال زمين مي باشد}

_{رله جهتي   Directional}

_{بروز اتصالي در جهت جرياني كه مدار جاري مي شود مؤثر مي باشد در بيشتر طراحي ها جهت جريان براي نصب دستگاه رله مي بايست مشخص شود در اين صورت از رله ها ي جهتي استفاده مي شود از نظر ساختمان داخلي و طرز كار ، اين رله به صورتهاي اندوكسيوني و الكترونيكي ، كاربرد فراواني دارد . رله هاي جهتي داراي دو سيم پيچ بوده كه يكي از آنها مانند رله هاي اضافه جريان با شدت جريان ورودي I تحريك شده و سيم پيچ ديگر با ولتاژ مناسبي تحريك مي گردد . اين رله ها از دو قسمت جهت ياب و اضافه جريان تشكيل شده اند و اين بدين معني است كه هر گاه در شبكه تحت حفاظت ، اتصالي رخ دهد ، ابتدا اين رله جهت عبور شدت جريان به محل اتصالي را به وسيله قسمت جهت ياب تشخيص داده و سپس اگر جريان در جهت عملكرد رله باشد و هم چنين از نظر مقدار به اندازه ايي باشد كه  بتواند موجب تحريك قسمت اضافه جريان رله گردد ، رله مزبور تحريك شده و فرمان قطع را صادر مي نمايد.}

_{رله دیفرانسیل:}

_{رله دیفرانسیل یا حفاظت اصلی ترانسفورماتور،مقایسه جریان های طرفین آن به عهده داشته وعملکردآن ناشی از عوامل زیر می باشد:}

_{I)      اتصالی در داخل تراسفوماتور(نظیر اتصال فاز به بدنه،فازبه فاز،اتصال حلقه ویا اتصال بین سیم پیچ های اوله وثانویه).}

_{II)    اتصالی خارج از ترانسفورماتوربراثر عوامل خارجی در محدوده حفاظت رله یعنی بینC.Tهای طرفین.}

_{III) حالت های کاذب ناشی از اشکال در یاC.T مدارات مربوطه.}

_{رله دیفرانسیل دارای ویژگی قطع سریع ،دقت بالاوقدرت تشخیص و تفکیک عیوب واقع شده در محدوده بینC.Tهای دوطرف ترانسفوماتورقدرت می باشد.}

_{لازم بذکر است رله های دیفرانسیل در جریانهای هجومی ترانسفورماتور،عمل نمی نمایدولی برای تشخیص فالت های واقع شده در محدودهC.Tهای دو طرف ترانسفورماتور قدرت همواره بهترین حفاظت،رله دیفرانسیل می باشد.}

_{رله بوخهلتس}

_{اين رله يكي از مهمترين رله هاي حفاظتي ترانسفورماتورهاي قدرت مي باشد ، وظيفه تشخيص بروز هر گونه اتصالي  در محفظة داخلي ترانسفورماتور و قطع سريع برق ورودي به آن مي باشد . مي دانيم كه اصولاً ترانسفورماتورهاي قدرت به وسيله مايع مخصوصي مانند روغن عايقكاري و خنك مي شوند . به خاطر سرد و گرم شدن روغن مزبور ظرف انبساطي براي آن در نظر گرفته شده و اين ظرف از طريق لولة رابطي به محفظه داخلي ترانسفورماتور متصل مي باشد .
رله بوخهلس بر روي لولة رابط بين ترانسفورماتور و ظرف انبساط قرار مي گيرد و روغن از اين لوله عبور مي نمايد . بنابراين تمامي محفظه داخلي رله پر از روغن مي باشد . هر گاه هر گونه اتصالي در محفظه داخلي ترانسفورماتور پديد آيد ، در نقطه اتصالي مقداري جرقه و قوس الكتريكي زده مي شود . در نتيجه اين عمل كمي از روغن اطراف محل اتصالي سوخته و توليد حبابهاي گازي شكلي را مي نمايد . اين حبابهاي گازي به طرف قسمت فوقاني ترانسفورماتور حركت نموده و از طريق لوله رابطة به رلة بوخهلس وارد شده و در قسمت فوقاني رله جمع مي گردند . اين رله داراي شناوري مي باشد كه با تجمع حبابهاي گاز ، سطح روغن در رله پايين آمده و همراه با آن شناور نيز به پايين مي آيد.
پايين آمدن شناور باعث بسته شدن كليد الكتريكي رله و تحريك مدار هشدار و يا قطع مي گردد . در بعضي از مدلهاي اين رله از دو شناور استفاده شده كه شناور بالايي براي تحريك مدار هشدار و شناور پاييني براي فرمان مدار قطع دستگاه مورد حفاظت مي باشد و اگر مقدار جرقه و قوس الكتريكي در محفظه داخلي ترانسفورماتور شديد باشد ، يك موج انفجاري در روغن داخلي ترانسفورماتور به وجود آمده و روغن ترانسفورماتور با سرعت زيادي به رلة بوخلهس وارد مي شود همانطوريكه قبلاً گفته شد، سرعت زياد روغن باعث عملكرد دريچه ورودي رله مي گردد . اين دريچه با شناور پائيني رله هم محور بوده و مستقيماً باعث تحريك مدار قطع مي شود . هر گاه در اثر علت هاي مختلفي از بدنة
ترانسفورماتور مقداري روغن ريزش نمايد ، به مرور زمان سطح روغن در ظرف انبساط كاهش يافته و به رله بوخهلس مي رسد . در رله بوخهلس اگر سطح روغن همچنان كاهش يابد باعث عملكرد و تحريك مدار هشدار و قطع مي گردد . در بعضي موارد مقداري هواي نشتي به رله راه يافته و مانند حبابهاي گاز باعث تحريك رله مي شود}

_{-رله سنكرون چك:}

_{زماني كه دو خط از شبكه بخواهند به يكديگر متصل گردند اين رله رابطه فازي و ولتاژ دو خط را مقايسه نموده و در صورت تطابق (تمايز نبايد بيش از 10% باشد.) اجازه اتصال آنها را مي دهد.}

_{اين رله زماني بكار مي‌رود كه دو يا چند فيدر به يك باس مشترك متصل مي‌گردند. اتصال موفقيت‌آميز دو منبع به يكديگر بستگي به اختلاف دامنه‌هاي ولتاژ طرفين، زاويه‌هاي فاز و فركانسهاي دو منبع در زمان اتصال دارد. رله كنترل سنكرونيزم در صورت نزديك بودن مقادير دو طرف، اجازه اتصال را خواهد داد.}

_{رله سنكرون‌كننده، رله‌اي است كه در رابطه با اتصال ژنراتور به شبكه و يا اتصال دو شبكه مجزا مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين رله سنكرون‌كننده براي كنترل يك يا چند كليد در يك نيروگاه و ارتباط با سيستم كنترل نيز بكار مي‌رود. بر خلاف رله كنترل سنكرونيزم، رله سنكرون‌كننده مي‌تواند فرمان وصل كليد را در نقطه دقيق سنكرونيزم صادر نمايد.}

_{سنكرون‌كردن دستي نيازمند آموزش، استفاده از قدرت تشخيص، تجربه و دقت كافي از طرف اپراتور است. كليدها و ژنراتورها در صورت عدم دقت اپراتور دچار صدمه مي‌شوند. بنابراين فرمان وصل كليد، تنها وقتي كه رله سنكرونيزم اجازه دهد، صادر مي‌گردد.}

_{رله كنترل سنكرونيزم براي نظارت بر اتصال دستي كليد بكار مي‌رود. بنابراين اپراتور مقادير سنكرونيزم را كنترل كرده و بطور دستي فرمان وصل مي‌دهد ولي كنتاكت باز رله سنكرونيزم كه بصورت سري قرار گرفته است از اتصال جلوگيري مي‌كند. كنتاكت باز رله سنكرونيزم وقتي بسته مي‌شود كه اختلاف زاويه فاز در دو طرف كليد از مقدار مشخص كمتر بوده و همچنين اختلاف ولتاژ بين دو طرف مقدار كمي را دارا باشد.}

_{رله سنكرونيزم به دو طريق مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مي‌توان اين رله را بعنوان ناظر در اتصال دستي ژنراتور به شبكه مورد استفاده قرار داد. طريق ديگر استفاده از رله سنكرونيزم در اتصال اتوماتيك ژنراتور به شبكه است كه در اين حالت علاوه بر اينكه شرايط سنكرونيزم مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد، فرمانهايي از طرف رله سنكرونيزم به سيستمهاي تنظيم فركانس و ولتاژ ژنراتور ارسال مي‌گردد و اتصال كاملاً اتوماتيك صورت مي گيرد.}

_{عدم تقارن ولتاژ فازها}

_{رله ولتاژي، عدم تقارن ولتاژ در فازها را در حالت اتصال كوتاه و اشكال در فيوز ثانويه ترانس ولتاژ حس مي‌كند كه اين كار با اندازه‌گيري توالي صفر و منفي ولتاژها انجام مي‌گيرد.}

_{رله عدم تقارن ولتاژ براي ايزوله‌كردن رله‌ها يا وسايلي كه با قطع ولتاژ در يك يا هر سه فاز ثانويه ترانس ولتاژ يا وجود اشكال در فيوز ثانويه ترانس ولتاژ نادرست عمل مي‌كنند، بكار مي‌رود. بعنوان مثال رله ديستانس يا رله سنكرونيزم، در اين صورت فرمان نادرست صادر مي‌كنند. بنابراين زمان قطع رله بالانس ولتاژ  بايد بحدي كوچك باشد تا قبل از اينكه رله‌هاي نامبرده باعث قطع كليد شوند، آنها را از مدار خارج كند.}

 

حفاظت ژنراتور

 

ژنراتور ها مهمترین و با ارزش ترین دستگاه های کارخانجات برق و نیروگاه ها می باشند.نقص داخلی ژنراتور علاوه بر زیانی که به خود ژنراتور می رساند، باعث قطع شدن قسمت بزرگی از انرژی نیروگاه نیز می شود و در صورتی که زیانهای وارد بر ژنراتور در اثر نداشتن وسایل حفاظتی صحیح، و قطع به موقع آن ازدیاد پیدا کند و گسترش یابد، ترمیم و تعمیر محل عیب دیده ممکن است مدت ها به درازا بکشد و بهره برداری از ژنراتور برای مدت زیادی متوقف گردد.در نتیجه به طور اجبار در تمام این مدت از ژنراتورهای دیگر بار بیشتری گرفته می شود.تا کمبود برق شبکه جبران شود.اضافه بار در ژنراتور علاوه بر اینکه ممکن است سبب خسارت دیدن آنها شود، باعث کم شدن طول عمر و دوام آنها نیز می گردد.لذا برای جلوگیری از اینگونه زیانها، لازم است خطاهای داخل ژنراتور را پیش از توسعه شناخت و برطرف کرد.

وظیفه ی دستگاه های حفاظتی ژنراتور این است که خطا را در همان مراحل ابتدایی پیدا کند، بسنجد و به اطلاع مسئولین برساند و در صورتی که لازم باشد، خود جهت قطع ژنراتور از شبکه و برداشت تحریک اقدام کند.این عمل باید چنان سریع و ماهرانه انجام شود که نقطه ی مصدوم و معیوب فرصت گسترش یافتن پیدا نکند.

دستگاه های حفاظتی ژنراتورهای با دور کم(ژنراتورهای توربین آبی) و با دور زیاد(توربو ژنراتورها) متفاوت نیستند.تنها تفاوت دستگاه های حفاظتی ژنراتورها، در نوع اتصال ژنراتورها به شبکه، "اتصال واحد" و "اتصال شین" می باشد.در اتصال واحد، هر ژنراتور دارای ترانسفورماتور مخصوص به خود می باشد، به طوری که ژنراتور و ترانسفورماتور یک واحد الکتریکی را تشکیل می دهند.لذا این واحد، با یک حفاظت واحد نیز مجهز می شود.

اتصال واحد اصولا در موقعی که قدرت ژنراتور زیاد است به کار برده می شود. در اتصال شین، ژنراتورها دارای ترانسفورماتور مخصوص به خود نیستند، بلکه انرژی ژنراتور مستقیما به شین جمع کننده ی نیرو منتقل می شود و سپس به کمک یک یا چند ترانسفورماتور انرژی لازم از شین گرفته می شود.خطاهایی که در ژنراتور اتفاق می افتد یا در اثر کمبود و نقصان ایزولاسیون و عایق بندی قسمتی از سیم پیچ های ژنراتور و کابلهای رابط آن است و یا بستگی به عوامل خارجی دیگر دارد.لذا می توان حفاظت ژنراتور را به دو دسته تقسیم کرد: 1-حفاظت در مقابل خطاهای داخلی 2- حفاظت در مقابل عوامل خارجی غیر مجاز

1-حفاظت در برابر خطاهای داخلی

خطاهایی که در داخل ژنراتور ممکن است اتفاق بیفتد، می توان به دو دسته ی منطقه ای تقسیم کرد که عبارتند از خطاهای استاتور و خطاهای روتور.

الف-خطاهایی که در سیم پیچ استاتور پیش می آید عبارتند از:

1-اتصال بین دو فاز

2-اتصال حلقه

3- اتصال زمین و اتصال زمین دوبل

ب- خطاهایی که در روتور پیش می آیند عبارتند از:

1-اتصال زمین

2-اتصال حلقه یا اتصال زمین دوبل

3-قطع شدگی(قطع تحریک) 

تصویر زیر حفاظت توسط رله ی دیفرانسیل را نشان می دهد 

2- حفاظت در برابر خطرات خارجی

عوامل خارجی که سبب خطا در داخل ژنراتور می شود نیز به دو دسته تقسیم می شود.یکی عواملی که در شبکه ی برق پیش می آید، و دیگری عواملی که در قسمت گرداننده ی روتور ژنراتور پیش می آید و مستقیما به روی ژنراتور موثر است.

الف-عواملی که در شبکه پیش می اید عبارتند از:

1-اتصال کوتاه در شبکه(به ویژه در اتصال مستقیم ژنراتور به شین)

2-بار نامتعادل

3-ازدیاد ولتاژ در اثر برداشت غیر مترقبه و پیش بینی نشده ی قسمت بزرگی از بار ژنراتور.

ب-خطاهایی که در وسیله ی گرداننده ی روتور ژنراتور پیش می اید عبارتند از:

1- خراب شدن توربین

2-قطع بخار

در ضمن باید دانست که تنها قطع ژنراتور از شبکه ی برق ، در موقع بروز خطا کافی نیست؛ بلکه باید انرژی که سبب اتصالی و خطا شده است نیز از میان برداشته شود.دستگاه هایی که باید در موقع قطع ژنراتور به کار افتد عبارتند از:

1- دستگاه برداشت تحریک

2-دستگاه خاموش کننده ی جرقه(دستگاه آتش نشانی)

حفاظت قسمت مکانیکی ژنراتور مثل دستگاه تنظیم درجه حرارت یاتاقان ها و تنظیم هوای خنک کننده و تمیز و یا هیدروژن ، مربوط به حفاظت الکتریکی ژنراتور نمی باشد، گرچه اغلب عدم کار صحیح این دستگاه ها نیز باعث قطع ژنراتور می شود.

حفاظت در مقابل خطاهای داخلی به وسیله ی دستگاه های حفاظتی زیر انجام می شود:

1-رله ی دیفرانسیل برای تشخیص اتصال دو فاز مختلف در ژنراتور

2-رله ی اتصال حلقه برای تشخیص اتصال حلقه در یک فاز روتور

2-رله ی اتصال زمین برای حفاظت ژنراتور در مقابل اتصال زمین سیم پیچی استاتور

4-رله ی توان متقابل برای حفاظت کلی ژنراتورهای کوچک

حفاظت در برابر عوامل خارجی به وسیله ی دستگاه های حفاظتی زیر انجام می شود:

1-رله ی حرارتی برای حفاظت در مقابل بار زیاد

2-رله ی جریان زیاد برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه

3-رله ی ولتاژ زیاد برای حفاظت در برابر ولتاژ زیاد غیر مجاز

4-رله ی بارنامتعادل برای حفاظت در برابر بار نامتعادل غیر مجاز

5-رله ی برگشت وات برای جلوگیری از حالت موتوری شدن ژنراتور 

ادامه نوشته

فیـــوزها

فيوز ها:

^{فيوز ها قديمي ترين وسيله هاي حفاظتي ميباشند كه از ابتداي عمر شبكه هاي برق تا كنون مورد استفاده قرار گرفته اند.اين ماندگاري ميتواند به سادگي قابل توجه آنها برگردد.فيوز در عبور جريان عادي شبكه واكنشي نشان نمي دهد اما وقتي جريان بيش از حد عادي عبور كند در زمان مشخص ذوب خواهد شد و مدار عبور جريان قطع خواهد شد.اين اضافه جريان داراي دو نوع است ،يكي اضافه جريان بر اساس اتصال كوتاه و ديگري اضافه جريان بر اساس اضافه بار است.}

^{فيوز تركيب توابع تشخيص،مقايسه و قطع را به همراه دارد.فيوز ها جهت محافظت از كابل ها،ترانسفورماتور ها،الكترو موتورها،خازن ها ،كنتاكتورها،تجهيزات الكترونيكي صنعتي و رله هاي الكترونيكي و محافظت شبكه هاي ولتاژ پايين و ولتاژ بالا مورد استفاده هستند كه اين نشان از پر كاربرد بودن فيوزها دارد.}

^{از ديگر مواردي كه از مزايا و حسن هاي فيوزها در صنعت بكار ميرود مكانيزم ساده آنها،قدرت قطع بالاي آنها،سرعت عملكرد و مشخصه Current limiting خوب آنها،اطمينان در عملكرد آنها،تعويض سريع آنها در سيستم آسيب ديده ،قيمت خوب و شرايط اقتصادي خوب،كاهش چشمگير در تلفات سيستم الكتريكي ما و انواع كاربرد آنها در صنعت امروزي است .}

^{در طراحي فيوزها،برخي از فيوزها كه به عنوان فيوز پشتيبان طراحي شده اند كه بايد به همراه وسيله حفاظتي ديگري مورد استفاده قرار بگيرند اين فيوزها قابليت ايجاد وقفه را ندارند و در مقابل اضافه جريان هيچ واكنشي نشان نمي دهند و فيوز فورا" آسيب ديده و ميسوزد.}

 ^{استاندارد مورد استفاده در فيوزها كه استاندارد كاربردي انها است،استاندارد IEC 60269  است كه داراي چهار بخش ميباشد:}

^{IEC 60269-1:Low voltage fuses,general requirement:}

^{اين استاندارد مربوط به فيوز هاي ولتاژ پايين با استفاده هاي كلي يا عمومي است ،كه از نظر كلاس بندي شامل دو دسته ميشود:}

^{-فيوز هايي كه براي حفاظت كابل و خط بكار ميرود،به اين فيوز ها كلاس gG ميگويند.}

^{-فيوزهايي كه براي حفاظت دستگاه ها الكتريكي بكار ميروند،اين فيوز ها داراي سه كلاس،aM,gTr,gB هستند.}

^{*حرف اول كه بصورت حروف كوچك انگليسي بكار ميرود، a ,g است وبراي تشخيص حالت قطع كنندگي آنها است:}

^{g:براي كاربرد هاي عمومي و جنرال بكار ميرود و از نظر حفاظتی دارای محدوده و رنج کاملی است.}

^{a:براي كاربرد هاي خاص است و از نظر حفاظتي داراي رنج و محدوده خاصي است ،از اين فيوز ها به عنوان فيوز هاي پشتيبان استفاده ميشود و حالت قطع كنندگي آن از يك جرياني بالاتر است.}

^{*حرف دوم كه بصورت حروف بزرگ انگليسي بكار ميرود و براي تشخيص نوع كاربرد آنها است و انواع مختلفي به شرح زيل دارد:}

^{براي حفاظت كامل ،براي فيوزها با حالت قطع كنندگيg:}

^{G:براي كار برد هاي معمول و عمومي است ،كه فيوزهاي مصارف عمومي، مخصوصا"رساناهاي معمولي از جمله كاربرد هاي اين دسته است (gG).مشخصه سابق اين فيوز ها gL, gF بود.}

^{M: از جمله كاربرد هاي اين دسته با اين مشخصه، حفاظت هاي موتوري است(gM).}

^{N:فيوزهاي سريع و بدون تاخير هستند كه مطابق با استاندارد آمريكاي شمالي است و براي مصارف عموي بكار ميرود(gN).}

^{D:فيوزهاي تاخيري هستند كه مطابق با استاندارد آمريكاي شمالي است و براي مصارف عمومي بكار ميرود(gD).}

^{R:براي حفاظت از نيمه هادي ها است (gR).}

^{Tr:از جمله كاربرد هاي اين دسته با اين مشخصه، حفاظت هاي ترانسفورماتور ها است(gTr).}

^{B:براي حفاظت ايستگاه هاي زير زميني بكار ميرود(gB).}

^{براي رنج هاي خاص حفاظتي ،براي فيوزها با حالت قطع كنندگيa:}

^{M:حفاظت الكترو موتورها فقط در برابر جريان هاي  اتصال كوتاه (aM).}

^{R:حفاظت نيمه هادي ها فقط در برابر جريان هاي  اتصال كوتاه (aR).}

^{*فيوز هاي aM سريع و مطمئن براي حفاظت موتورها و همين طور كابل ها  فقط در برابر اتصال كوتاه، با قدرت قطع100kA هستند.اگر از اين فيوز ها جايي استفاده كرديد كه حفاظت اضافه بار براي موتورها مد نظر است  اين نكته را در نظر بگيريد كه همراه اين فيوز بايد رله اضافه بار بي متال و كنتاكتور هم در نظر بگيريد چون اين نوع فيوز ها فقط مخصوص اتصال كوتاه است.}

^{*نکات خاص جهت انتخاب فیوز:
[فیوزهای تاخیری] بسته به کارکرد فیوز ، مشخصات مختلفی موجود و قابل انتخاب است. فیوزهای با مشخصه عملکرد سریع برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه و همچنین در کاربردهای محدود سازی جریان مناسب هستند در حالیکه اضافه بارهای گذرای کوتاه مدت هم سبب فعال شدن آنها میگردد. بنابراین در مواردی که عملکرد مدار با اضافه بار کوتاه مدت همراه است معمولا از فیوزهای کندکار استفاده میشود.(فیوز هایی که در راه اندازی الکترو موتورها به کار می روند ،برای زمان کوتاه (زمان راه اندازی موتور)تحمل عبور جریان بیشتری را دارند به همین علت به آنها فیوز تاخیری ،موتوری یا کند سوز می گویند.فیوز های تاخیری معمولا با علامت حلزون و یا واژه trageبر روی آنهامشخص می شوند   
تفاوت مشخصه این فیوزها، به لحاظ تکنولوژی ساخت در نوع تیغه یا نوار فلزی بکار رفته در فیوز است. به صورتیکه حرارت تولید شده توسط جریان خطا در زمان طولانی تری سبب ذوب شدن تیغه می گردد.در جريان هاي زياد اتصال كوتاه اين فيوز aM است كه سرعت عمل سريع و زمان لازم براي قطع كم است ، كه به آن به نوعي فيوز تند كار ميگويند.فيوزهاي gG در جريان هاي راه اندازي(اضافه جريان معمولي) موتور ها و براي راه اندازي الكترو موتورها مورد استفاده قرار ميگيرد كه فيوز زمان بيشتري اضافه جريان را تحمل كند و بي جهت مدار را قطع نكند .( اين قسمت برگرفته شده از وبلاگ profuse است.}

^{طبقه بندي فيوزهاي فشار ضعيف براي مصارف و احتياجات عمومي طبق استاندارد IEC 60269-1،بخش اول آن،براي حالت هاي قطع كنندگي آنها دو كلاس a , g را به شما معرفي كرديم ،حال در اينجا ميخواهيم براي نوع ساختار و نوع طراحي فيزيكي آنها ،اين دو كلاس را طبقه بندي كنيم:}

^{NH System/فيوز ها و پايه فيوز هاي كاردي فيوز هاي با ولتاژ پايين اما توان بالا:در شبكه هاي فشار ضعيف با توان زياد از فيوز هاي فوق الذكر استفاده ميشود كه اين فيوز ها داخل پايه فيوزهايي قرار گرفته كه مجموعا" بنام كليد فيوز  يا فيوز ديسكانكتور ميباشد.اين فيوز ها داراي دسته اي مي باشد كه توسط آن فيوز ها را در جاي خود جا مي اندازند و يا خارج ميكند كه به آن فيوز كش ميگويند.}

^{Diazed System /فيوز ها و پايه فيوز هاي معمولي موسوم به فيوز فشنگي:اين فيوز ها شبيه به استوانه ميباشند و داخل استوانه فيوز يك فشنگ استوانه اي كوچك است كه سيم ويژه فيوز داخل مواد حرارت گير(سراميك يا خاك نرم كوارتز همراه با ماسه)قرار دارد،اين فيوز ها داراي كلاهكي هستند كه در پايه فيوز پيچ ميشود ،در كلاهك فشنگ فيوز پولك رنگي وجود دارد كه موقع ذوب شدن سيم پولك رنگين به طرف خارج باز ميشود و نشان دهنده آن است كه فيوز سوخته است.علامت اين فيوزها D است.}

^{Neozed System/فيوز ها و پايه فيوز كامپكت:علامت اين فيوز ها DO است.}

^{Cylindrical System/فيوز ها و پايه فيوز هاي استوانه اي:شكل ظاهري اين فيوزها استوانه اي يا لوله اي است كه به اين فيوزها فيوز سيگاري هم ميگويند كه داخل پايه ديسكانكتور يا فيوز كرير قرار ميگيرد.} 

^{Bs System/فيوز هاي موسوم به شاخكدار مطابق با استاندارد انگليسي.}

^{پس استاندارد IEC 60269-1 براي كاربرد هاي عمومي يا معمول ، استانداردIEC 60269-2  براي سيستم هاي صنعتي كه افرادي مجاز به استفاده از سيستم هستند،استاندارد IEC 60269-3 براي سيستم هاي خانگي كه افراد غير متخصص با آن سر و كار دارند، استاندارد IEC 60269-4 براي حفاظت وسايل نيمه هادي.}

^{*فیوزهای  با ولتاژ متوسط(HRC-high rupture capacity):}

^{فیوزهای  با ولتاژ متوسط 3.6 تا 36 کیلو ولت جهت حفاظت از وسایل و تجهیزات توزیع و پستها نظیر سکسیونر ها ،دیژنکتور ها و ترانسفور مر ها در مقابل اثرات دینامیکی و حرارتی اتصال کوتاه یا اضافه بار مورد استفاده قرار می گیرند این فیوز ها قابل استفاده در محیط سربسته و باز می باشند  و ظرفيت قطع دارند بالايي}

حفاظت موتورهای جریان متناوب

الف- موتور سنکرون

موتور سنکرون معمولا در صنایع سنگین به کار برده می شود و از این جهت قدرت آن زیاد و گاهی از 1MW نیز تجاوز می کند. وچون همه اتصالی ها و معایبی که در داخل ژنراتور سنکرون پیش می آید ، برای موتور سنکرون نیز صادق است، لذا اغلب وسایل حفاظتی ژنراتور به صورت ساده تری در حفاظت موتور سنکرون نیز به کار برده می شود. به ویژه رله اضافه بار در حفاظت متور سنکرون دارای اهمیت بیشتری می باشد. اما نظر به اهمین زیادی که رله اضافه بار در حفاظت موتورهای آسنکرون دارد، ما نیز طرز استفاده از رله اضافه بار را در مورد حفاظت موتور آسنکرون توضیح می دهیم.

ب- موتور آسنکرون

از آنجا که هر ماشینی را ممکن است به صورت موتور و یا ژنراتور به راه انداخت، لذا دستگاه های حفاظتی بدون توجه به مورد کاربرد ماشین(موتور یا ژنراتور) طرح ریزی می شود. البته ممکن است که یک موتور آسنکرون نیز اتصال زمین پیدا کند ولی اصولا برای موتور آسنکرون رله ویژه اتصال زمین یا اتصال بدنه در نظر گرفته نمی شود، بلکه تنها به وصل کردن بدنه موتور به زمین اکتفا می شود.

موتورهای آسنکرون بیشتر در اثر اتصال کوتاه و جریان زیاد خراب می شوند و زیان می بینند. جریان زیاد ممکن است در اثر بار زیاد از حد موتور از شبکه کشیده شود و یا در اثر متناسب نبودن ولتاژ شبکه پیش آید. موتورهای سه فاز در اثر دو فاز شدن برق موتور در ضمن کار نیز جریان می کشند.

قطع ولتاژ معمولا نمی تواند به موتور خسارت وارد کند، بلکه بیشتر برگشت غیر مترقبه و پیش بینی نشده ولتاژ ممکن است برای دستگاه هایی که توسط این موتور کار می کنند و حتی به متصدی مربوطه خسارات قابل توجهی وارد کند.

در موقع طرح ریزی رله های حفاظتی موتور آسنکرون با روتور قفسی باید به جریان راه اندازی که ممکن است از 6 برابر جریان نامی موتور نیز تجاوز کند توجه کامل نمود.

جریان راه اندازی موتورها متناسب با نوع آن ها در حدود 10 تا 20 ثانیه و گاهی بیشتر طول می کشد ته به حد نامی خود برسد و به این جهت باید رله جریان زیاد زمانی نیز در این مدت موتور را قطع نکند و بلاخره چون موتورهای آسنکرون با قدرت از چند دهم KW  تا چند MW  ساخته شده است باید در موقع طرح ریزی حفاظت موتور به قدرت موتور توجه ویژه نمود و متناسب با قدرت و ارزش و اهمیت موتور وسایل حفاظتی آن را در نظر گرفت.

                       حفاظت موتور در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار

1-     حفاظت توسط فیوز

فیوز به علت داشتن منحنی مشخصات  قطع مخصوص به خود، فقط به عنوان حفاظت اتصال کوتاه می تواند مفید باشد و به این جهت فقط موتورهای با قدرت کم توسط فیوز حفظت می شوند. برای اینکه فیوز هنگام شروع کار موتور باعث قطع جریان نشود، باید نخست برای حفاظت موتور از فیوز کندکار استفاده نمود و دوم اینکه جریان نامی فیوز را در حدود دو برابر جریان نامی موتور انتخاب کرد.برای حفاظت موتورهای آسنکرون فشار کم و قدرت متوسط و بزگ، خیلی کم از فیوز استفاده می شود.

موتورهای قدرت متوسط که دارای قدرت اتصال کوتاه زیاد می باشند، بیشتر به قیوز قدرت قطع زیاد( فیوزNH  وHH ) مجهز می شوند. بدینوسیله می توان  برای قطع و وصل به ه جای کلید قدرت از کلید بار که دارای قدرت قطع کمتریست استفاده کرد. فیوز با سیم ذوب شونده به علت اینکه جریان را پیش از اینکه به بیشینه شدت خود برسد قطع می کند، بر فیوزهای کلیدی(فیوز اتوماتیک) برتری دارد. و چون جریان اتصال کوتاه را سریع قطع می کند اثر دینامیکی جریان اتصال کوتاه نیز محدود می شود. در صورتی که فیوز فقط برای حفاظت موتور در مقابل اتصال کوتاه به کار برده می شود، باید جریان نامی آن قدری بیشتر از جریان راه اندازی موتور باشد.

2-     رله جریان زیاد

استفاده از فیوز برای حفاظت موتور آسنکرون این عیب را دارد که چون جریان نامی آن باید در حدود 2 برابر جریان نامی موتور پیش بینی شود(به علت جریان راه اندازی) لذا نمی تواند موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت کند. از این جهت برای حفاظت موتورها اغلب از رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری استفاده می شود. در موتورهای فشار ضعیف، رله جریان زیاد زمانی و رله جریان زیاد تاخیری و کلید هر سه تشکیل یک واحد رامیدهند و کلید موتوری نامیده می شوند.

در موتورهای فشار متوسط این رله ها به طور جداگانه از کلید نصب می شوند و فرمان قطع توسط مدار فرعی رله ها به کلید صادر می شود.

رله جریان زیاد تاخیری که برای حفاظت موتور در برابر بار زیاد به کار برده می شود معمولا از نوع رله حرارتی و یا رله اندوکسیونی با صفحه گردان می باشد زیرا منحنی مشخصات قطع این رله با جریان راه اندازی موتور هم آهنگی بیشتری دارد و زمان قطع آن نیز تا حدودی قابل تنظیم است. اما از آنجا که این رله ها گرانقیمت می باشند در مورد موتورهای کوچکتر بیشتر از رله بیمتال که دارای زمان قطع غیر قابل تنظیم می باشد استفاده می شود. 

 

 

 

HMI چیست؟

HMI مخفف عبارت Human Machine Interface است و به معناي واسطه بين انسان و ماشين مي باشد. از آن براي مانيتور كردن و مشاهده پارامترهاي دستگاههاي صنعتي مثل PLC و اينورتر و.... استفاده مي شود. HMIدر واقع يك مانيتور LCD است كه مي توان آن را برنامه ريزي نمود و همچنين به كمك آن مي توان پارامترهاي مختلف را تغييرداد و سيستم را كنترل نمود.

 چرا براي مانيتورينگ و كنترل خطوط توليد و دستگاههاي صنعتي بجاي كامپيوتر از HMI استفاده مي گردد؟

تا مدتي پيش براي امور فوق از كامپيوتر استفاده مي شد ولي نرم افزارهاي كامپيوتري آسيب پذير هستندو هر از گاهي دچار ويروس مي گردند كه اين امر باعث صدور فرامين اشتباه گشته و ميليون ها دلار ضرر اقتصادي براي كمپاني هاي آمريكايي و اروپايي به همراه داشته است. لذا براي كنترل و مانيتورينگ دستگاه ويژه اي به نام HMI طراحي شد.

 در يك زمان چند وسيله را مي توان به HMI وصل نمود؟

HMI ها اين توانايي را دارند كه در يك زمان به 255 وسيله متصل شوند و پارامترهاي آنها را نمايش دهند.

 آيا مي توان HMI را به انواع مختلف PLC وصل كرد؟

بله . قبل از برنامه ريزي كردن HMI مي توان تعيين كرد كدام مارك PLC مثل ,VIGOR DELTA,SEMENS,OMRON و يا.... بايد با آن ارتباط برقرار كند.

  مشخصات كلي HMI :

1-   داراي صفحه تاچ اسكرين و LCD نوع TFT در مدل 10 اينچ

2-   ارتباط سريال از طريق دو پورت بصورت همزمان (RS-232,RS-485) 3-   شبيه سازي (سيمولاتور) on-line/off line

4-   پورت USB براي ارسال و دريافت برنامه

5-   امكان ذخيره سازي اطلاعات بصورت record

6-   قابليت slave بودن در يك شبكه مانيتورينگ

7-   داراي ماكرو جهت انجام محاسبات و اعمال منطقي

تجهیزات پست

 ^{بیشتردر ولتاژهای بالا (800 کیلو ولت وبالاتر) و در خطوط طولانی به علت پایین بودن
تلفات انتقال استفاده می شود.
درشبکهای انتقال DC درصورت استفاده ازنول زمین می توان انرژی
الکتریکی دا توسط یک سیم به مصرف کننده انتقال داد.}

انواع پست:

پستها را می توان ازنظر نوع وظیفه,هدف,محل نصب,نوع عایقی, به
انواع مختلفی تقسیم کرد.
براساس نوع وظیفه وهدف ساخت:
پستهای افزاینده , پستهای انتقال انرژی , پستهای سویچینگ و کاهنده فوق توزیع .
ـــ براساس نوع عایقی:
پستها با عایق هوا, پستها با عایق گازی( که دارای مزایای زیراست):
پایین بودن مرکز ثقل تجهیزات در نتیجه مقاوم بودن در مقابله زلزله,
کاهش حجم, ضریب ایمنی بسیار بالا باتوجه به اینکه همهً قسمت های
برق دار و کنتاکت ها در محفظهً گازSF6 امکان آتش سوزی ندارد,
پایین بودن هزینهً نگهداری باتوجه به نیاز تعمیرات کم تر, استفاده د ر
مناطق بسیار آلوده و مرطوب و مرتفع .
معایب پستها با عایق گازی :
گرانی سیستم و گرانی گاز SF6 , نیاز به تخصص خاص برای نصب و تعمیرات,مشکلات حمل و نقل وآب بندی سیستم.
ـــ بر اساس نوع محل نصب تجهیزات :
نصب تجهیزات در فضای باز , نصب تجهیزات در فضای سرپوشیده .
معمولاُ پستها را از 33 کیلو ولت به بالا به صورت فضای باز ساخته
وپستهای عایق گازی راچون فضای کمی دارندسرپوشیده خواهند ساخت.
اجزاع تشکيل دهنده پست :
پستهای فشار قوی از تجهیزات و قسمتهای زیر تشکیل می شود :
ترانس قدرت , ترانس زمین و مصرف داخلی , سویچگر ,
جبران کنندهای تون راکتیو , تاً سیسات جانبی الکتریکی ,
ساختمان کنترل , سایر تاًسیسات ساختمانی .
ـ ترانس زمین:
از این ترانس در جاهایی که نقطهً اتصال زمین (نوترال) در دسترس
ـ ترانس مصرف داخلی:
^{از ترانس مصرف داخلی برای تغذیه مصارف داخلی پست استفاده می شود .
تغذیه ترانس مصرف داخلی شامل قسمتهای زیر است :
تغذیه موتورپمپ تپ چنجر , تغذیه بریکرهای Kv20 , تغذیه فن و
سیستم خنک کننده , شارژ باتری ها , مصارف روشنایی , تهویه ها .
نوع اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث – ستاره با ویکتورکروپ
(نوع اتصال بندی) DYn11 می باشد .}
ـ سویچگر:
تشکیل شده از مجموعه ای از تجهیزات که فیدرهای مختلف را به
باسبار و یا باسبار ها را در نقاط مختلف به یکدیگر با ولتاژ معینی
ارتباط می دهند .

^{باسبار:
که خود تشکیل شده از مقره ها , کلمپها , اتصالات وهادیهای باسبار که به شکل سیم یا لولهًً توخالی و غیره است .
بریکر , سکسیونر , ترانسفورماتورهای اندازه گیری وحفاظتی , تجهیزات مربوت به سیستم ارتباطی , وسایل کوپلاژ مخابراتی(که شامل : موج گیر , خازن کوپلاژ , دستگاه تطبیق امپدانس است ) ,}

^{برقگیر:
که برای حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و برخورد صاعقه به خطوط
است که در انواع میله ای , لوله ای , آرماتور , جرقه ای و مقاوتهای
غیرخطی است}

<sup>.
ـ جبران کنندههای توان راکتیو:
جبران کننده ها شامل خازن وراکتورهای موازی می باشندکه به صورت
اتصال ستاره در مدار قرار دارند و نیاز به فیدر جهت اتصال به باسبار
می باشند که گاهی اوقات راکتورها در انتهای خطوط انتقال نیز نصب می شوند .
ـــ انواع راکتور ازنظر شکل عایقی :
راکتور با عایق بندی هوا , راکتور با عایق بندی روغنی .
ـــ انواع نصب راکتور سری :
راکتورسری با ژنراتور, راکتورسری باباسبار, راکتورسری با فیدرهای خروجی, راکتورسری بافیدرهای خروجی به صورت گروهی.

ـ ساختمان کنترل:
کلیهً ستگاه های اندازه گیری پارامترها, وسایل حفاظت وکنترل تجهیزات
ازطریق کابلها از محوطهً بیرونی پست به داخل ساختمان کنترل ارتباط
می یابد همچنین سیستمهای تغذیه جریان متناوب ومستقیم (AC,DC) در
داخل ساختمان کنترل قراردارند,این ساختمان اداری تاًسیسات مورد نیاز
جهت کار اپراتور می باشد که قسمت های زیر را دارا می باشد :
اتاق فرمان , فیدر خانه , باطری خانه , اتاق سیستم های توضیع برق
(AC,DC) , اتاق ارتباطات , دفتر , انبار و ...

ـ باطری خانه:
جهت تامین برقDC برای مصارف تغذیه رله های حفاظتی, موتورهای
شارژ فنر و... مکانیزم های فرمان و روشنایی اضطراری و... نیاز به
باطری خانه دارند که در اطاقکی تعدادی باطری با هم سری می شوند و
دردو مجموعه معمولاً 48 و110ولتی قرارمی گیرد وهرمجموعه با یک
دستگاه باطری شارژ کوپل می شوند .

اصول کار ترانس فورماتور :
1-تعریف ترانس فورماتور:
ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک
دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی
الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در
نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر
می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :
P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .
2ـ اجزاع ترانس فورماتور:
هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده ,
ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...

3ـ انواع اتصّال سیم پیچ:

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره ,
مثلث , زیکزاک است .
4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):
چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله
دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را
کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های
حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شود
که ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600 V تا 132 KV استفاده می شود .
5ـ ترانس فورماتورجریان(CT):

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار
جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود
از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف
و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط
ترانس جریان انجام می شود .
ـــ پارامترهای اساسی یک CT :
نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .
6ـ نسبت تبدیل ترانس جریان:
جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً
باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150 Amp

درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا
انتخواب شود . جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5
برای انتخواب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان
دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها
اندازه گیری شود انتخواب کرد .
در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .
7ـ حفاظتهای ترانس:
الف : حفا ظتهای دا خلی :
1- اتصال کوتاه :
A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) , B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل
2- اتصال زمین :
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین
3- افزایش فلوی هسته :
A اورفلاکس
ب : حفا ظتهای خارجی :
1- اتصالی در شبکه :
A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس
2- اضافه بار :
A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
3- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
A توسط انواع برق گیر
ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :
1- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
2- قطع دستگاه خنک کن
3- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز


انواع زمين کردن :

1ـ زمین کردن حفاظتی:
زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاًسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتریکی
قرار ندارد .
این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح
تماس زیاد به کار گرفته می شود .
2ـ زمین کردن الکتریکی:
زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشد.
مثل زمین کردن مرکز ستارهً سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور .
که این زمین کردن بخاطرکارصحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار
الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .
3ـ روشهای زمین کردن:
ـــ روش مستقیم :
مثل وصل مستقیم نقطه صفر ترانس یا نقطه ای از سیم رابط بین ژنراتور جریان دائم به زمین .
ـــ روش غیر مستقیم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا
اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پیچک محدود کننده
جریان زمین)
ـــ زمین کردن بار:
باید نقطه صفریااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد
توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.

ولتاژهای کمکی :
1ـ ولتاژکمکی (DC 110):
این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر وتغذیه اکثر رله های موجود در
هر پست ازهمین منبع تامین می شود .
این ولتاژ توسط یک دستگاه شارژر سه فاز و یک مجموعه 10 ستی باطری12 ولتی به آمپراژ 165 آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن
را به وجود میآورد.
ولتاژ 110 ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع DC به مشخصه (+SB)
شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل
, تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای KV 63 , تغذیه سیستم اضطراری
روشنایی توضیع می شود ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزا
می باشد .
2ـ ولتاژکمکی (AC):
ولتاژ کمکی متناوبV 380/220 , توسط ترانس های کمکی هریک به
قدرت KVA 100تامین می گردد که سمت اولیه KV 20 توسط فیوزـ
ـ های10A/20KV حفاظت می شود .
مراحل ورود ولتاژ کمکی به تابلوی توزیع به این ترتیب است که ولتاژ وارد باکس (AL – T– QS – Q ) داخل محوطه می شود که خود باکس شامل کلید پاپیونی , فیوزهای کتابی و بریکر V400 می باشد .
سپس توسط کابل وارد تابلوی توزیع +SA شده و از طریق کلیدهای
پاپیونی که به طور مکانیکی با هم اینترلاک شده اند وارد باسبار توزیع
می شود , ولتاژ متناوب V380/220 جهت تغذیه سیستم های روشنایی
وگرمایی وموتورهای شارژ بریکرهای KV20,موتورتپ چنجرترانس
و شارژها و ... استفاده می شود.
اندازه گيری :
دستگاهای اندازه گیری روی تابلو کنترل برای قسمتهای مختلف شامل:
ـــ فیدر ورودیKV63 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ ( تعیین بالانس بودن یا نبودن فازها ) , ولتمتر با سلکتورسویچ .
ـــ فیدر ورودی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتور , ولتمتر با سلکتور ,
مگاوات متر و مگاوار متر .
ـــ فیدر خروجی KV20 شامل آمپرمتر با سلکتورسویچ فازها .
ـــ فیدرورودی KV20 درداخل فیدر خانه شامل آمپرمتربا سلکتورسویچ
, ولتمتر با سلکتورسویچ .

اينترلاکها :
اینترلاکها به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم می شوند و جهت جلوگیری از عملکردهای ناصحیح تعبیه شده اند .
ـــ اینترلاکهای یک بی خط KV63 : اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر
زمین خط و ترانس ولتاژ تعبیه شده و تازمانیکه ترانس ولتاژ تحت ولتاژ
شبکه باشد , اجازه بستن به سکسیونر زمین خط داده نمی شود .
اینترلاک الکتریکی بین دو سکسیونر طرفین بریکر یک بی خط KV63
تا زمانیکه بریکر در حالت قطع قرار نگیرد اجازه باز یا بسته شدن به
سکسیونرطرفین داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV63 ترانس فورماتور : اینترلاک الکتریکی بین
بریکر KV63 وسکسیونر بی ترانس تا موقعی که بریکر در خالت قطع نباشد اجازه باز یا بسته شدن به سکسیونر داده نمی شود .
ـــ اینترلاکهای یک KV20 ترانس فورماتور: اینترلاک مکانیکی بریکر
کشویی ورودی KV20 تاهنگامی که بریکر در حالت وصل باشد , پین
انترلاک که در قسمت زیر بریکربین دو چرخ عقب بریکر کشویی قرار دارد , اجازهداخل یا خارج شدن از فیدر را نمی دهد . هنگامی که
بریکردر مدار وصل است پین مربوطه پشت نبشی که در قسمت کف فیدر پیچ است قراردارد واجازه خارج شدن بریکررانمی دهد .
اینترلاک الکتریکی بین سکسیونر ارت سرکابل ورودی KV20 از ترانسفورماتور و بریکرهای KV20 و KV63همان ترانس به این
ترتیب است که تا موقعی که دو بریکر یاد شده درحالت قطع نباشد ,
اجازه بستن به سکسیونر زمین سرکابل KV20 داده نمی شود .
ضمناً تازمانیکه سرکابل ورودی KV20 زمین باشد بریکرهای KV20 و KV63 فرمان وصل قبول نمی کند .
ـــ انترلاک باس شکن KV63: اینترلاک الکتریکی بین چهار بریکر 63 کیلو ولت قطع نباشند , اجازه بستن ویا باز کردن سکسیونر باس سکشن داده نمیشود .
همچنین در صورتی که هرچهار بریکر 63 کیلو ولت قطع باشد , اجازه باز و بسته شدن به سکسیونر باس شکن داده میشود .
ـــ اینترلاک سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت : در صورتی به سکسیونر زمین باسبار 20 کیلو ولت اجازه بسته شدن داده می شود که کلیه بریکرها همان باس (خروجی ها ,ورودی ها و باس کوپلر ) قطع باشند و سوکت بریکرهای انها نیز وصل باشد.
ـــ اینترلاک کلیدهای 400 ولت AC :
اینترلاک الکتریکی بین دو بریکر 400 ولت ترانسهای کمکی: بدین ترتیب که همیشه فقط یک بریکر میتواند در حالت وصل باشد.
اینترلاک مکانیکی بین دو کلید پاپیونی روی تابو توزیع SA + طوری است که فقط یک کلید حالت وصل باشد.
حفاظت:
یک سیستم حفاظتی کامل شامل :
1- ترانسهای جریان و ولتاژ
2- رله های حفاظتی (تصمیم گیرنده وصدور فرمان )
3- کلید های قدرت
ـــ حفاظت های یک پست 63 کیلو ولت ASEA شامل:
1ـ حفاظت های خط 63 کیلو ولت : دیستانس بعنوان حفاظت اصلی و اورکارنت پشتیبان
2ـ حفاظت های یک 63 کیلو ولت ترانس : اورکانت و REF (حفاظت های خارجی )
3ـ حفاظت های یک 20 کیلوولت ورودی ترانس : دایر کشنال اورکانت – ارت فالت – REF و اندرولتاژ
4ـ حفاظت های داخلی ترانس قدرت : رله بوخلس – شاخص سطح روغن – شاخص حرارت روغن – شاخص حرارت سیم پیچ – دریچه تنفسی – فشار زیاد داخل تپ چنجر که ناشی از ازدیاد گازها در اثر اتصالی بوجود میایند.
5ـ حفاظت های یک 20کیلوولت خروجی: اورکانت – ارت فالت
6ـ حفاظت باس کوپلر 20 کیلوولت:اورکانت-ارت فالت – دایرکشنال
7ـ حفاظت های ترانس کمکی: شاخص حرارت روغن ورله بوخهلتز
8ـ حفاظت های بریکر400 ولت AC : جریان زیاد ـــ رلهً حرارتی
9ـ رله سوپرویژن جهت کنترل و مراقبت مدارات قطع بریکرهای 63 ورودی و ترانس وهمچنین ورودی KV20 ترانس قدرت .
رله های 63kv , 20kv REF در صورت به هم خوردن تعادل جریانی فازهای سیم پیچ واختلاف زاویهً 120 درجه بین فازها و در
نتیجه جریان دار شدن نقطه صفر سیم پیچ , عملکرد رله REF را
بدنبال خواهد داشت .
عملکرد رلهً بوخهلتز:
در صورت بروز اتصال در داخل ترانس و متصاعد شدن گاز و
همچنین حرکت سریع روغن , منجر به عملکرد رلهً بوخهلتز خواهد
شد, که با توجه به شدت اتصال مدارات آلارم وتریپ به ترتیب بسته می شوند .
پیش از برق دارکردن باید حرارتهای سیم پیچ و روغن کنترل شود .
سیستم آلارم:
بطور کلی هدف از کاربرد سیستم آلارم و سیگنال در پستهای فشارقوی
آشکارساختن خطاها ومعایب بوده و در صورتیکه بهره بردار هنگام کار
و مانور دچارخطا شود سیستم آلارم بهره بردار را مطلع وکمک می کند
تا سریع تر خطا و عیب مشخص و قسمت معیوب در صورت نیاز مجزا
واقدامات لازم انجام گردد .
خطا یا فالت با آلارم (بوق) شروع و همزمان سیگنال چشمکزن مربوطه
در پانل آلارم ظاهر می گردد .
وظیفه بهره بردار در این مواقع به این ترتیب است که , ابتدا بوق را با دکمه پوش باتون(ALARM,STOP) قطع می نماید سپس کلیه سیگنال های ظاهر شده را کامل یادداشت نموده , بعد از آن دکمه (ACCEPT)
را جهت پذیرفتن یا ثابت نمودن سیگنال فشار می دهیم .
اگر فالت گذرا باشد , که سیگنال ریست شده و در صورتیکه فالت پایدار
باشد , سیگنال ثابت میگردد .
مرحلهً بعدی پیگیری وبرسی جهت برطرف نمودن خطا می باشد .
تشریح سیگنالهای پست kv63 :

1- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک بی خط KV63 .
2- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور 63/20 KV .
3- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ قسمت 20 KV .
4- آلارم وسیگنالهای نمونه ـــ یک ترانسفورماتور کمکی ویک ترانسفورماتورارتینگ .
5- آلارم وسیگنالهای عمومی .
مراحل مانور:
1- مراحل بی برق نمودن یک بی خط KV63 ونحوهً زمین :
قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر , باز نمودن سکسیونرهای طرفین بریکر , آ زمایش خط توسط فازمتر , سلکتور ولتمتر خط , بستن سکسیونر زمین , نصب تابلوهای ایمنی روی تابلوی فرمان وکشیدن نوار حفاظتی در محدوده کار گروه .
2- مراحل بی برق نمودن یک خط KV 20 و نحوه زمین :

قطع بریکر خط , آرزمایش توسط سلکتور سویچ آمپرمتر, بیرون آوردن
بریکر کشویی از داخل فیدر, آزمایش سر کابل خط توسط فازمتر, بستن
کابل ارت به قسمت زمین فیدروتخلیه فازها با استفاده ازفازوسط , نصب
تابلو ایمنی وهشدار دهنده روی فیدر وتابلوی فرمان بغل کلید مربوطه .
3ـ مراحل بی برق نمودن یک ترانس قدرت :
ـــ جابجایی تغذیه ولتاژ V400 کمکی در صورت نیاز .
ـــ جابجایی تپ چنجرترانس ها
ـــ کنترل مقدار بار ترانس ها و امکان مانور بدون خاموشی .
ـــ قطع بریکر KV20 , قطع بریکر KV63 , خارج نمودن بریکر کشویی ورودی KV20 , بازنمودن سکسیونر KV63 ترانس یاد شده ,
قطع کلید پاپییونیV400 بیرونی, زمین نمودن سرکابلKV20 ازطریق
اتصال زمین سرکابل ورودی,بستن کابل ارت سمتKV63ترانس قدرت
و جدا نمودن قسمتهای برق دار از قسمتهای بی برق با علائم ایمنی .
4ـ مراحل بی برق نمودن باس بار KV20 جهت کارگروه :
قطع کلید بریکر و فیوز تغذیه بریکر , ثبت بار وثبت زمان قطع بریکر در دفتر روزانه</sup>

 

^{حفاظت تجهيزات پست}

 

   ^{از وسايل حفاظتي محدود كننده ضربه براي حفاظت تجهيزات سيستمهاي قدرت در برابر اضافهولتاژها استفاده مي شود يك وسيله حفاظتي محدود كننده ضربه بايد اضافه ولتاژهاي گزرايا اضافه ولتاژهاي كه باعث تخريب تجهيزات شبكه مي شوند را محدود و به زمين هدايت كنند و بتواند اين كار را بدون اينكه آسيبي ببيند به دفعات تكرار كند.}  

 

^{برقگيرهانسبت به ساير وسايل حفاظتي بهترين حفاظت را انجام مي دهند و بيشترين مقدار حذفامواج گزرارا فراهم مي كند. برقيگرها به صورت موازي با وسيله تحت حفاظت يا بين فاز و زمينقرار مي گيرند انرژي موج اضافه ولتاژ به وسيله برقگير به زمين منتقل مي شوند.}

 

^{يك برقگير خوب بايد داراي مشخصات زير باشد :}

 

^{1- در ولتاژ نامي شبكه،به منظور كاهشتلفات داراي امپدانس بينهايت باشد}

^{2- در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازي سطحولتاژ داراي امپدانس كم باشد}

^{3- توانايي دفع يا ذخيره انرژي موج اضافه ولتاژ را بدون اينكه خود صدمه ببيندداشته باشد}

^{4- پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرايط مدار (حالت كار عادي)برگردد}

 

^{انواع برقگيرها:}

 

^{1- برقگير ميله اي}

^{2- برقگير لوله اي}

^{3-  برقگيرسيليكون كاربايد  (SIC)}

^{4- برقگير نوع اكسيد فلزي  (MOV)}

 

^{معايب برقگير ميلهاي:}

 

^{1- تداوم عبور جريان به زمين حتي پس از حذف  اضافه ولتاژ}

^{2- افت شديدولتاژ فاز به خاطر اتصال كوتاه شدن فاز در لحظه عبور جريان از برقگير}

^{3- دارايتاخير زماني متناسب با اضافه ولتاژ}

^{4- پراكندگي زياد ولتاژ جرقه}

 

^{پارامترهايمهم براي انتخاب برقگير مناسب جهت حفاظت عايقي:}

 

^{1- ماكزيمم ولتاژ كار دائم  (MCOV)}

^{2- ولتاژ نامي (Ur)}

^{3- جريان تخليه نامي ( 8.20 µsec )}

^{4- ماكزيمم جريانضربه قابل تحمل ( 4.10 µsec )}

^{5- قابليت تحمل جذب انرژي W}

 

^{عوامل مهم در آسيبديدگي برقگيرها:}

 

^{1- نفوذ رطوبت و آلودگي}

^{2- اضافه ولتاژهاي گزرا وموقتي}

^{3- عدم انطباق شرايط بهره برداري با مشخصه برقگير (طراحي غلط )}

^{4- عواملناشناخته}

 

^{مزاياي برقگير نوع اكسيد فلزي  (MOV)}

 

^{1- كارايي بهتر نسبت به سايربرقگيرها}

^{2- پراكندگي كم ولتاژ پسماند همچنين داراي ولتاژ پسماند خيلي كم}

^{3- داراي تاخير زماني خيلي كم}

^{4- برگشت طبيعي به وضعيت اوليه يا مدارباز}

^{5- داراي مشخصه ولت-جريان خطي تر از برقگير SIC}

^{6- داراي سطح حفاظتي خوب}

 

مقره

 
مقره ها: 
در شبکه های توزیع برق مانند خطوط انتقال،به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و

جداسازی قسمتهای  تحت ولتاژ را از یکدیگر قسمتها داشته باشند.طبق تعریف(مقره)به وسیله

یاآلتی گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده و بین هادی های برقدار و سازه

های نگه دارنده قرار می گیرند.مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پابه ( و همچنین

نسبت به زمین)ارتباط مکانیکی هادی و زمین را نیز تشکیل می دهد .

مقره ها چهار ویژگی و وظیفه عمده دارند:

الف) وظیفه اصلی مقره ها ، ایزوله کردن هادی از بدنه کنسول و پایه می باشد. این مقره ها ،

باید بتوانند بدون داشتن جریان نشتی ، مشخصات الکتریکی لازم برای تحمل بیشترین ولتاژهادی

و سایر ولتاژهای اضافی تحتشرایط مختلف را داشته باشند . این ویژگی ها به عنوان (خواص

الکتریکی مقره ها) عبارتند از:

1-   مقاومت الکتریکی حجمی و سطحی بالا

2-   مقاومت در برابر سوراخ شدن توسط شوک حرارتی در اثر عبور جریان الکتریکی فشار قوی.

3-   مقاومت زیاد در مسیر

4-   عدم تشکیل خود القایی

ب) وظیفه دیگر مقره ها ، تحمل نیروهای مکانیکی حاصل از وزن هادی ها ، و نیروهای اعمالی

ناشی از باد و یخ می باشد که در هر شرایطی ، فاصله هادی از بدنه و بازوی پایه ، نباید از مقادیر

مجاز کمتر باشد.این ویژگی ها به عنوان (خواص مکانیکی مقره) نامیده شده و به شرح زیر

هستند.
1- خاصیت الاستیسیته به نسبت خوب که باعث می شود مقره ، تنشهای خمشی و کششی را

تا حدودی تحمل کرده و در برابر تغییر شکل مقاومت نماید.

2 – در برابر نیروی فشاری مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.

3 – چون مقره های چینی در برابر ضربه مقاومت کمی دارن باید عی شود تا لبه و گوشه های

تیزی داشته باشند.

4 – مقاومت لازم را در برابر شوکهای حرارتی حاصل از تغییرات اختلاف پتانسیل الکتریکی ،

صاعقه و ... به طور ناگهانی داشته باشند.

ج)مقره ها باید در برابر تغییرات جوی و درجه حرارت مقاوم بوده ، خواص خود را در اثر گذشت

زمان و کهنه شدن ، تا حد قابل قبولی حفظ نماید. این ویژگی ها که (خواص فیزیکی ) نامیده شده

عبارتست از :

1- مقاومت در برابر عوامل جوی و تابش آفتاب

2- زنگ نزدن و اکسید نشدن

3 – دارا بودن ضریب انبساط کم

4 – حفظ خواص در برابر سرما و گرما

5 – عدم میل ترکیبی با بیشتر مواد موجود در محیط اطراف

د) هر مقره باید (خواص ساختمانی ) را رعایت نموده و قابل اعمال روی آن باشد . به عنوان نمونه

، می توان موارد زیر را در مورد مورد مقره های چینی با ساختمان پرسلان نام برد:

1- مقره چینی باید دارای ساختمان به هم فشرده بوده  ، به طوری که هیچ خلل و فرجی در

داخل آن وجود نداشته باشد.

2 – الکترونها و یونها به یکدیگر مرتبط و متصل باشند تا اختلاف پتانسیل الکتریک بسیار زیاد به آن

وارد نشود.

 امروزه رد شبکه های توزیع ، برای اتکای اجسام هادی ، و جداسازی آنها از یکدیگر بیشتر از

مقره های چینی استفاده می کنند. این مقره ها ، علاوه بر اینکه در خطوط انتقال فشار متوسط

به عنوان نقاط اتکایی سیم در محل پایه ها استفاده می شوند ، به عنوان عایق در سیستمهای

توزیع ، از جمله بوشینگهای ترانسفورماتورها ، کلیدها و سایر ادوات برقی از جمله بدنه برقگیرها

، مهارها ، کات اوتها و بدنه سر کابل فشار قوی و اتکایی برای عایق سازی در محل ورود برق به

کار می روند. مواد اولیه به کار رفته برای ساخت مقره ها ( سرامیک الکتریکی ) مانند چینی و

شیشه می باشد.در آینده برای ساخت مقره ها از مواد جدیدتری همچون فایبر گلاس ،

اپکسی(epoxy ) ، پلاستیک (composite ) و مواد پلیمری بیشتر استفاده خواهد شد. برای رعایت

نکته های مختلف مکانیکی و الکتریکی ، سازندگان مختلف مقره سعی می کنند تا مناسبترین ،

مرغوبترین و در عین حال اقتصادی ترین نوع مقره را برای استفاده در شبکه و کاربردهای مختلف تولید نمایند.

مقدمه

یکی از اجزاء مهم شبکه های فشار قوی ، مقره ها می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و

شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند. وظایف مقره ها در شبکه ها را می توان به صورت زیر بیان نمود :
1.   تحمل وزن هادی های خطوط انتقال و توزیع برای نگهداری سیم های هوایی روی پایه ها و دکل ها در بدترین شرایط (یعنی موقعی که ضخامت یخ و برف تشکیل شده روی سیم ها در حداکثر مقدار باشد) را داشته باشد و اصولاً باید بتوانند بیشترین نیروهای مکانیکی وارد شده بر ان ها را تحمل کنند.
 2.   عایق بندی هادی ها و زمین و بین هادی ها با یکدیگر به عهده مقره است. یعنی مقره ها باید از استقامت الکتریکی کافی برخوردار باشند تا بتوانند بین فازهای شبکه و دکل ها که متصل به زمین هستند ایزولاسیون کافی برای تحمل ولتاژ فازها را داشته باشند. استقامت الکتریکی آن ها باید در حدی باشد کهدر بدترین شرایط (یعنی در حضور رطوبت ، باران ، آلودگی و بروز صاعقه با ولتاژ بالا) دچار شکست کامی الکتریکی نشوند.
 بنابراین مقره ها باید دارای خصوصیات زیر باشند :
1.   استقامت الکتریکی بالا. 
2. استقامت مکانیکی بالا.
3.   عاری از ناخالصی و حفره های داخلی.
4.   استقامت در برابر تغییرات درجه حرارت و عدم تغییر شکل در اثر تغییر دما (با توجه به ضریب انبساط حرارتی که بایستی کم باشد).
5.   ضریب اطمینان بالا.
6.   ضریب تلفات عایقی کم.
7.   در برابر نفوذ آب و آلودگی ها مقاوم باشد.
جنس مقره ها
جنس مقره ها معمولاً از چینی یا شیشه است. مقره های چینی از سه ماده مختلف تشکیل شده است :
1.   کائولین یا خاک چینی AL2O3-2SIO2-2H2O به مقدار 40 تا 50 درصد.
2.   سیلیکات آلومینیوم (فلداسپات) K2O-AL2O3-6SIO2  به مقدار 25 تا 30 درصد.
3.   خاک کوارتز SIO2 به مقدار حداکثر 25 درصد.

این سه نوع با ترتیب برای بالا بردن استقامت حرارتی ، الکتریکی و مکانیکی به کار می روند. به عبارت دیگر خواص الکتریکی ، مکانیکی و حرارتی چینی بستگی به درصد فراوانی این سه جزء دارد. هر چه فلداسپات بیشتر باشد استقامت الکتریکی آن زیادتر می شود و هر چه مقدار کوارتز بیشتر شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر شده و با افزایش کائولین ، استقامت حرارتی آن بیشتر می شود.
 برای تهیه چینی ، مواد فوق را با کمی آب خالص مخلوط می کنند تا به صورت گل و خمیر در آید. سپس این گل را در قالب های معینی شکل داده و در کوره حرارت می دهند تا پخته شود و رطوبت آن نیز گرفته شود. البته قبل از قالب گیری ، درصد رطوبت گل را پایین      می آورند و تحت خلاء ان را پرس می کنند ، پس از ریخته شدن آن را سرد می کنند. ولی سرد کردن آن به طور  ناگهانی انجام نمی شود و با ملایم این کار صورت می گیرد. تا ترکی در آن ایجاد نشود. پس از این مرحله یک لایه لعاب شیشه ای بر روی آن می ریزند تا سطح آن کاملاً خالی از وجود حباب ها و ترک های مویین گردد. لعاب شیشه ای علاوه بر افزایش استقامت مکانیکی مقره قدرت چسبندگی گرد و غبار و نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می دهد. همچنین باعث ایجاد یک سطح کاملاً صاف می شود که باعث افزایش مقاومت سطحی عایق می شود.
درجه حرارت پختن در کوره نیز در تعیین استقامت الکتریکی و مکانیکی مقره چینی مؤثر است که هر چه در درجه حرارت بالاتری قرار داده شود ، حبابهای هوا در آن کمتر به وجود می آیند و استقامت الکتریکی آن زیاد می شود اما در عوض عایق خیلی ترد و شکننده       می شود و هرچه درجه حرارت پختن در کوره کمتر شود استقامت مکانیکی آن بیشتر        می شود و هر چه درجه حرارت پختن در کوره کمتر می شود ، استقامت مکانیکی آن بیشتر می شود ، ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن بیشتر می شود ولی حفره های بیشتری در آن باقی می ماند و استقامت الکتریکی آن کاهش می یابد. معمولاً درجه حرارت پخت در کوره را بین 1200 تا 1500 درجه نگه م دارند.

در نتیجه ، استقامت الکتریکی چینی بین 120 (kv/cm) تا 280 (kv/cm) می باشد. همچنین استقامت مکانیکی چینی در برابر نیروی فشاری 690 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 275 (MNt/m2) ) و در برابر نیروی کششی 48 (MNt/m2) (در مقاطع بزرگتر 20 (MNt/m2)) و در برابر نیروی خمشی 95 (MNt/m2) می باشد. از خواص بسیار مهم چینی می توان آسان شکل گرفتن  آن ها و استقامت در برابر مواد شیمیایی و تغییرات جوی را نام برد.
 شیشه

معمولاً شیشه را در درجه حرارت هی بالا با مخلوطی از مواد مختلف از جمله آهک و پودر کوارتز ذوب می نمایند و سپس به طور ناگهانی آن را سرد نموده و قالب ریزی می کنند. این عمل ((Toughening) باعث سفت شدن شیشه می شود).  بدین ترتیب مقره شیشه ای با استقامت مکانیکی خیلی زیاد بدست می آید که در مقابل لب پریدگی از چینی مقاوم تر است و استقامت مکانیکیفشاری آن 5/1 برابر چینی است و استقامت مکانیکی آن در برابر نیروهای خمشی اندک ، کمتر از چینی است.
همچنین استقامت الکتریکی آن هم خیلی بیشتر از عایق های چینی است (بین 500 تا 1000 کیلو ولت بر سانتی متر).
مزیت دیگر شیشه این است که ضریب انبساط حرارتی آن کوچک است و در نتیجه تغییر شکل نسبی آن در اثر تغییر درجه حرارت ، خیلی کم است. همچنین در مقره های شیشه ای ، قبل از بروز ترک ، کاملاً خرد می شوند و لذا از روی زمین به راحتی می توان مقره معیوب را تشخیص داد. بر خلاف مقره های چینی ، در واقع ساخت مقره های شیشه ای ، معمولاً حفره در آن به وجود نمی آید و اگر ترک یا حفره ای هم باشد به راحتی قابل مشاهده است. به علاوه به علت عبور نور خورشید از آن در اثر شاف بودن ، مقاومت آن در برابر نور خورشید بیشتر است . اما معایب شیشه آن است که :
1.   اولاً رطوبت به راحتی در سطح آن تقطیر می شود.
2.   به علت تغییر شکل نسبی داخلی پس از سرد شدن ، نمی توان مقره های بزرگی از آن ها ساخت.
3.   گرد و خاک را بیشتر به خود جذب می کند.
 شکست الکتریکی در مقره ها
دو نوع شکست در مقره ها ممکن است رخ دهد :
1.   سوراخ شدن مقره ( شکست الکتریکی داخل بدنه مقره) :
این شکست بستگی به جنس مقره ، ضخامت بدنه مقره و ناخالصی های آن دارد که غالباً اتفاق نمی افتد ؛ مگر در هنگام صاعقه های بسیار خطرناک و امواج سیار روی خط چین رخ می دهد. ضخامت بدنه مقره را طوری طراحی می کنند که برای ولتاژهای ضربه صاعقه ای و امواج سیار ناشی از سویچینگ سوراخ نشود.
2.   جرقه سطحی مقره :
به علت اینکه سح مقره ها با هوا در ارتباط است و با توجه به اینکه استقامت الکتریکی هوا خیلی کمتر از مقره ها است لذا قبل از سوراخ شدن ، در روی سطح مقره ها جرقه زده      می شود.

معمولاً اگر بر روی سطح مقره ها گرد و غبار و رطوبت و آلودگی بنشیند به سطح آن رسانا می شود و یک جریان نشتی روی سطح مقره بین هادی و پایه فلزی آن بر قرار می گردد و باعث پایین آمدن ارزش عایقی سطح مقره می شود. لذا اولاً سطح عایق ها را طویل می سازندتا مسیر جریان نشتی طولانی تر شود و ارزش عایقی سطحی زیاد از دست نرود.

دیگر آن که سسطح عایق را به صورت چتری می سازند تا باران از آن ریخته شده و ابعاد مقره نیز بزرگ نشود و بالاخره جای خشک هم داشته باشد. شیب چترها باید طوری باشد که روی سطوح هم پتانسیل یعنی عمود بر خطوط میدان بین هادی و میله قرار گیرند.

زیرا اگر بین دو نقطه ای که دارای اختلاف پتانسیل باشند ، سطح رسانای ناشی از گرد و غبار تشکیل می شود ، جریان زیادتری جاری شده و جرقه سطحی زودتر زده می شود.
انواع مقره ها
بر حسب کاربرد این نوع وسیله ، مقره ها را به سه دسته تقسیم می کنند :
1.   مقره های خطوط هوایی : برای عایق کردن هادی ها نسبت به پایه (دکل) و نسبت به یکدیگر و نگهداری هادی ها بر روی پایه ها از این نوع مقره استفاده می شود.
2.   مقره های اتکایی : برای عایق کاری باس بارها در پست ها و تابلوها نسبت به زمین و نگهداری آن ها از این نوع مقره ها استفاده می شود.
3.   مقره های عبوری یا بوشینگ ها : از این نوع مقره ها برای عبور باس بارها از دیواره ها یا ورود به تجهیزات استفاده می شود. همچنین برای ایزوله کردن خطوط یا باس بارها نسبت دیوارها یا بدنه تجهیزات هم به کار می رود.
اکنون به توضیح تک تک این نوع مقره ها خواهیم پرداخت . البته درصد بسیار زیادی از مقره های مورد استفاده از نوع مقره های خطوط هوایی می باشد.
انواع مقره های خطوط هوایی
الف) مقره های سوزنی (میخی) :
از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود.

مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود.
چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است.
در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 KV این ضریب در هوای خشک برابر 2/8  و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.
ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) : در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.
هر مقره بشقابی از یک دیک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن  هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است.

همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان( اشپیل Split-Pin ).
حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد .

استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.
مزایای استفاده از مقره های بشقابی را می توان به صورت زیر بیان نمود :
1.   چون هر واحد مقره بشقابی برای یک ولتاژ نامی پایینی (در حدود 11 کیلو ولت) طراحی می شود. متناسب با ولتاژ خط می توان به تعداد دلخواه از این بشقاب ها را به هم متصل نمود تا یک زنجیره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل کند (قابلیت انتخاب تعداد بشقاب ها).
2.   اگر هر کدام از بشقاب های یک زنجیره مقره آویزان ، معیوب یا صدمه ببیند فقط لازم است همان یک بشقاب عوض شود و نیازی به تعویض کل زنجیره نیست (اقتصادی بودن مقره).
3.   چون زنجیره مقره به کراس آرم خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید ، حداقل فشار مکانیکی بر مقره های آویزان وارد می شود (تنش های مکانیکی کمتری به مقره وارد می شود).
4.   اگر به دلیلی بخواهند ولتاژ نامی خط را افزایش دهند به راحتی می توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عایقی مناسب را به دست آورد و نیازی به تعویض زنجیره مقره نیست (قابلیت انعطاف در افزایش ولتاژ خط).
5.   چونهادی خط به زنجیره آویزان می گردد و پایین تر از بازوی کراس آرم (صلیبی) دکل خط انتقال قرار می گیرد در نتیجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوی کراس آرم خط برخورد می نماید تا حدود زیادی از خط حفاظت می شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسیله بازوی کراس آرم دکل انجام می شود).
6.   اگر بار مکانیکی خط زیاد باشد مثلاً : در اسپن های بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روی رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها می توان از زنجیره های دوبل یا بیشتر استفاده نمود (قابلیت استفاده از زنجیره های دوبل یا بیشتر). 
ب) مقره های سنتی : مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد.

از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا      می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است.
د) مقره های مهار : در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود.
برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند. 

ﻫ )مقره های استوانه ای : این مقره ها به صورت یک زنجیره استوانه ای و به صورت یکپارچه از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی (که استقامت مکانیکی بسیار بالایی داشته و آب بر روی سطح آن ها پخش نمی شود و برای مناطق صحرایی مناسب هستند) ساخته می شوند و به دو طرف انتهایی آن ها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی نیاز انتخاب می شود.

از این مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده می شود. این مقره ها در مقایسه مقره های آویزان بشقابی از وزن بسیار کمتری برخوردارند (وزن مقره های اویزان دریک زنجیره بیشتر به خاطر وزن کلاهک های فلزی آن است) و لذا از نظر اقتصادی ارزان تر هستند. ولی نقطه ضعف اصلی آن ها امکان خراب شدن کامل مقره در اثر یک قوس الکتریکی یا ضربه مکانیکی بیرونی بر آن است.

در صورتی که در مقره های بشقابی تمام زنجیره از بین نمی رود. در زنجیره های بشقابی اگر یک مقره دچار ترک شود تا مدت زیادی بقیه آن ها می توانند ولتاژ خط را تحمل کنند و همچنین بار مکانیکی خط را تحمل نمایند.
در ولتاژهای بالا می توان دو یا سه مقره استوانه ای را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد ترکیبی (Composite Material) این نوع مقره ها دارای خاصیت آب گریزی بوده و آب و آلودگی بر روی سطح مقره پخش نمی شود ، بلکه این آلودگی و رطوبت در یک نقطه روی سطح باقی می ماند و چون تمام سطح مرطوب نمی شود ، می توان مسیر خزشی آن را کوتاه نمود. جریان نشتی این نوع مقره ها خیلی کم است و در مناطق با آلودگی زیاد روی سطح آن ها جرقه زده نمی شود و نیازی به تمیز کردن هم ندارند.

این مقره ها ضمن داشتن استقامت مکانیکی بالا از وزن بسیار کمی نیز برخوردارند.
مقره های مخصوص
برای مناطق با شرایط آب و هوایی بسیار بد مانند مناطقی که آلودگی صنعتی یا آلودگی آب و هوایی بیش از حد معمول وجود دارد یا مناطقی که مه زیاد وجود دارد یا مناطقی که  صاعقه های خطرناک با شیب زیاد وجود دارد ،

از مقره های استاندارد معمولی نمی توان استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای آن مناطق استفاده نمود و باید از     مقره های با طراحی خاص برای ان مناطق استفاده نمود. در این نوع مقره ها معمولاً از بشقاب های گودتر استفاده می کنند و داخل بشقاب گود ، چترهای بلندتری به آن داده می شود. در نتیجه فاصله خزش مقره افزایش می یابد و جریان نشتی آن به دلیل طولانی تر شدن مسیر و بزرگ شدن مقاومت سطحی کاهش یافته و دیرتر جرقه سطحی زده می شود (به خاطر آلودگی و رطوبت). همچنین سطح مقره را پر شیب می سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتی تمیزتر شود. 
ز) مقره چرخی : از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود 
مقره های اتکایی 
این مقره ها برای نگهداشتن شین های فشار قوی و دیگر تجهیزات به کار برده می شوند. این مقره ها به شکل استوانه ای چینی توپر یا توخالی ساخته می شوند که برای تأسیساتی که مقره باید نیروی مکانیکی بیشتری را تحمل کند از نوع توخالی آن استفاده می شود. زیرا نوع توپر آن فقط با یک قطر معین و محدودی قابل ساخت است ولی برای افزایش استقامت الکتریکی نوع توخالی آن سوراخ داخل مقره ها به صورت افقی یا عمودی نصب می شوند. 
مقره های عبوری (بوشینگ ها) 
برای سرهای خروجی و ورودی دستگاه های فشار قوی ، برای جلوگیری از ایجاد جرقه بین ولتاژ آن خط عبوری و بدنه دستگاه به کار می روند (مثل بوشینگ ترانس ها). این مقره ها به صورت لایه های استوانه ای به کار می روند و نسبت به محیط مورد استفاده ، شکل مقره های عبوری متفاوت است. ساده ترین آن ها استوانه های درهم است. فضای داخل این استوانه های مابقی ، معمولاً توسطگازها یا مایع های عایق پر می شود. در ترانسفورماتورها ، بوشینگ ها حاوی روغن هستند. ارتفاع آن ها برحسب میزان ولتاژ و ارتفاع از زمین متفاوت است.

به منظور جلوگیری از ازدیاد حرارت در بوشینگ ها از فیبرهای عایقی در سر بوشینگ ها استفاده می شود زیرا فیبر هدایت حرارتی بهتری نسبت به چنین دارد. 
آزمایش مقره های خطوط هوایی
به طور کلی سه دسته آزمایش بر روی مقره ها انجام می گیرد :
1.   Type Test : که فقط روی سه عدد مقره انجام می گیرد و صرفاً به خاطر بررسی مشخصات الکتریکی یک مقره است که اساساً بستگی به شکل مقره و جنس و ابعاد آن به طور کلی به طراحی مقره بستگی دارد. این آزمایش ها را فقط یک بار برای تأیید صحت طراحی مقره ها و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر تعیین شده توسط استانداردها انجام       می دهند.

به این آزمایش ها ، آزمایش های تخلیه یا آزمایش های جرقه نیز می گویند (Flashover Test).
2.   Sample Test (آزمایش های نمونه) : این آزمایش ها بر روی تعدادی از مقره ها که به صورت کاملاً اتفاقی انتخاب می شوند ، انجام می گیرد و به منظور بررسی مشخصات مقره و کیفیت موارد مورد استفاده در آن ها است و در حقیقت معیاری برای پذیرش کیفیت مقره های تولیدی یک تولید کننده است.
3.   Routine Test (آزمایش های سری) : این آزمایش ها بر روی تک تک تمام         مقره های تولید شده در خط تولید شده در خط انجام می گیرد و به منظور خارج شدن مقره هایی که احتمالاً در جریان ساختن آن اشکالی به وجود آمده می باشد. بدین طریق مقره های کاملاً معیوب از خط تولید خارج می شوند. 
Type Test بر طبق استاندارد بین المللی IEC
گروه اول آزمایش ها شامل آزمایش های زیر است :
1.   آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای ، صاعقه در هوای خشک : این آزمایش در دو حالت انجام می شود :
الف) با موج ضربه ای مقاوم : برای هر مقره ای حداکثر دامنه موج ضربه ای استاندارد (که برای امواج صاعقه مدل می شود) باعث ایجاد جرقه بر روی سطح مقره نمی شود را استاندارد مشخص کرده است. البته مقادیر برای شرایط جوی استاندارد داده می شود.

حالا اگر شرایط آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت و میزان رطوبت متفاوت با شرایط استاندارد باشد ، باید مقادیر فوق را تصحیح نمود. در این آزمایش 15 بار موج ضربه ای استاندارد 1.2/50 μsec به مقره به دفعات متوالی اعمال می شود. فاصله زمانی بین هر بار باید به اندازه کافی باشد تا اثر قبلی از بین رود. دامنه موج ضربه ای همان مقدار مشخص شده در استانداردها با ضریب تصحیح مربوطه است. اگر این آزمایش در هیچ دفعه ای جرقه سطحی روی مقره زده نشود یا تعداد دفعات جرقه سطحی کمتر از 2 بار باشد و سطح مقره ها آسیب کلی نبیند. این آزمایش جواب مثبت داده است. البته اثر جزئی جرقه روی سطح مقره (مثل خش انداختن) مجاز است.
ب) با موج ضربه ای با احتمال 50 % جرقه سطحی : دامنه موج ضربه ای استاندارد که با احتمال 50% بر روی سطح مقره جرقه زده می شود در استانداردها مشخص شده است. حالا برای یک مقره مورد آزمایش ، یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه Vk نزدیک به سطح تقریبی دامنه ولتاژ جرقه 50% انتخاب می شود. همچنین یک دامنه متغیر ولتاژ ΔV که تقریباً 3% از ولتاژ V است ،انتخاب می گردد.

حالا یک موج ضربه ای استاندارد با دامنه VK به مقره اعمال می شود. اگر این موج سبب بروز جرقه سطحی روی مقره نگردید ، دامنه موج ضربه ای بعدی باید Vk + ΔV انتخاب شود که اگر حدود 30 بار و چون ممکن است Vk اولیه خیلی کوچک یا خیلی بزرگ انتخاب شده باشد ، 1 تا 9 آزمایش اول را 30 بار محسوب نمی کنند. اگر هر ولتاژ UV در این آزمایش nV بار تکرار شده باشد ، ولتاژ جرقه سطحی 50% از رابطه زیر بدست می آید :
                                                      ∑nVUV                                 
                30
مقره به شرطی این قسمت را جواب می دهد که 50%U بدست آمده از رابطه بالا برای آن از 04/1 برابر ولتاژ جرقه مقاوم آن کمتر نباشد و مقره ها در اثر جرقه ای سطحی روی آن ها آسیب کلی نبیند.
2.   آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه ای سوئچینگ در هوای مرطوب :
موج ضربه ای برای مدل کردن سوئچینگ ، یک موج ضربه ای 250/2500μsec است که با موج ضربه ای صاعقه متفاوت است و زمان رسیدن به یک مقدار یک و نیم موج پشت آن خیلی بیشتر از موج ضربه ای صاعقه می باشد. در این حالت مقره تحت آزمایش ، زیر بارش یک باران مصنوعی قرار می گیرد. شدت بارش باران باید حداقل بین 1 میلیمتر بر دقیقه تا 2 میلیمتر بر دقیقه باشد و به صورت مورب با زاویه °45 بارش نماید.

درجه حرارت محیط هم بین c°15- تا  c°15 باشد و مقاومت مخصوص آن در c°20 باید    – m  Ω 15±100 باشد.
مقره باید به مدت 15 دقیقه قبل از شروع تست تحت بارش این باران قرار گیرد ، البته این زمان می تواند کمتر هم باشد ، مخصوصاً زمانی که تست های متوالی انجام می گیرد. در این جا نیز این آزمایش در دو حالت مختلف می تواند انجام بگیرد :
الف) با موج ضربه ای با احتمال 50% جرقه سطحی : طریقه آزمایش مانند حالت هوای خشک است (با موج ضربه ای صاعقه) ولی دامنه موج ضربه ای 50% بدست آمده از رابطه نباید کمتر از 085/1 برابر دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد مربوط به شرایط جوی استاندارد است که برای شرایط آزمایشگاهی باید در ضرایب تصحیحی ، اصلاح شود.
ب) با موج ضربه ای مقاوم :  این آزمایش نیز با دامنه موج ضربه ای مقاوم تعیین شده در استاندارد برای 15 بار تکرار می شود و اگر تعداد دفعاتی که جرقه سطحی روی مقره زده می شود بیشتر از 2 بار نباشد این ازمایش جواب مثبت داده است. در این آزمایش نیز نباید سطح مقره ها آسیب کلی ببیند (اثرهای جزئی روی سطح مقره قابل پذیش است).  
3.   آزمایش استقامت در برابر ولتاژ با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب
Wet Power – Freuency Test
دراین لحظه مقره نیز تحت آزمایش در یک شرایط باران مصنوعیمانند حالت قبل قرار می گیرد. متناسب با شرایط جوی زمان آزمایش از نظر فشار و درجه حرارت ، مقدار ولتاژ قابل استفاده مقره را بر اساس مقدار تعیین شده آن در استانداردها بدست می آوریم (با استفاده از ضرایب تصحیح). سپس یک ولتاژ در حدود 75% ولتاژ فوق را به مقره اعمال می کنیم و سپس به تدریج و به آرامی با یک شیب در حدود 2% ولتاژ فوق بر ثانیه ، ولتاژ را افزایش می دهیم تا به مقدار 100% فوق برسد. سپس این ولتاژ را در حدو یک دقیقه بر روی مقره نگه می داریم. طی این آزمایش هیچ گونه جرقه سطحی یا سوراخ شدن مقره نباید اتفاق بیفتد. دراین آزمایش می توان افزایش ولتاژ را هنوز ادامه دهیم تا جرقه سطحی حاصل شود.

این آزمایش را 5 بار تکرار می کنیم و مقدار متوسط ولتاژهای جرقه سطحی را به عنوان ولتاژ جرقه هوای مرطوب در ولتاژ سینوسی با فرکانس های صنعتی تعیین کنیم. فرکانس موج سینوسی باید بین 15kv تا 100kv باشد.
هر واحد مقره ، نام تولید کننده و سال تولید آن نوشته می شود. همچنین حداکثر قدرت مکانیکی مقره نیز بر روی آن نوشته می شود. مثلاً U300 مقره 300 کیلونیوتنی است. شرایط استاندارد به صورت T = 20°c وP = 760mmHy رطوبت 119 water/m3 = است. قبل از پرداختن به آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انجام می گیرد ، ساختمان مقره ها را بیان می کنیم ، که به دو دسته تقسیم می شوند :
1.   نوع A : مقره هایی که طول یا ضخامت کوتاهترین مسیر موجود در داخل آن ها برای سوراخ شدن داخل بدنه مقره حداقل برابر با نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه در هوای روی سطح مقره است.
2.   نوع B : مقره هایی که ضخامت داخل آن ها برای مسیر سوراخ شدن مقره کمتر از نصف طول کوتاهترین مسیر جرقه بر روی سطح مقره در هوا است. 
آزمایش های روی مقره های نمونه طبق استاندارد (Sample Test IEC)
رای یک محموله ای از مقره های یک نوع با مشخصات یکسان از همه نظر که به وسیله خریدار از تولید کننده مقره خریداری می شود. تعدادی مقره به صورت کاملاً اتفاقی و تصادفی از بین محموله آماده انتخاب می شود و تعدادی آزمایش روی نمونه های انتخابی انجام می شود. در صورتی که نتایج آزمایش ها مثبت باشند ،

کیفیت محصول آن ها از طرف خریدار تأیید می شود. تعداد نمونه های انتخابی بر اساس استاندارد IEC به صورت زیر است:
با فرض P تعداد مقره های انتخابی به عنوان نمونه و N تعداد کل مقره ها باشد ، آنگاه :
1)   اگر N
2)   اگر 500
3)   اگر N > 20000 باشد ، P = 14 + (0/75N ÷ 1000) است. 
آزمایش هایی که بر روی مقره های نمونه انتخاب شده انجام می گیرند ، عبارتند از :
1-   بررسی سیستم قفل و بست.
2-   کنترل مقدار وزن مقره ها و ابعاد قسمت های مختلف آن ها.
3-   آزمایش سیکل حرارتی.
4-   آزمایش حداکثر تحمل بار الکترومکانیکی (فقط روی مقره های شیشه ای).
5-   آزمایش حداکثر تحمل بار مکانیکی.
6-   آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای).
7-   آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن (فقط برای مقره های نوع B).
8-   آزمایش تخلخل (وجود حفره) (فقط برای مقره های چینی).
9-   آزمایش میزان گالوانیزه بودن قسمت های فلزی مقره. 
مقره های نمونه انتخاب شده را طبق استاندارد IEC به دو گروه تقسیم می کنند :
گره اول شامل دو سوم تعداد مقره های انتخاب شده و گروه دوم شامل یک سوم تعداد مقره های انتخاب شده است. بر اساس نوع A یا B مقره ها و نوع بشقابی یا اتکایی ، آزمایش های نمونه فوق تعدادی بر روی گروه اول و تعدادی بر روی هر دو گروه انجام می شود. 
مقره هایی که بر روی آن ها آزمایش های نمونه صورت می گیرد نباید در سرویس از آن ها استفاده شود.
شرح آزمایش
1-   بررسی سیستم قفل و بست : در این جا چند آزمایش مختلف برای اطمینان از مکانیزم قفل و بست انجام می گیرد :
الف) با اتصال بشقاب ها به همدیگر و تشکیل یک یا چند زنجیره ، خرکت های افقی شبیه به حرکت هایی که در حالت سرویس ممکن است پیدا شود به آن ها داده می شود که اتصال زنجیره ها باید باز شود.
ب) اشپیل (Split – Pin) تمام بشقاب ها در موقعیت قفل قرار داده می شود و به وسیله یک دستگاه که نیروی کششی وارد می کنند بار کششی برای حرکت کردن اشپیل هر بشقاب اعمال می شود. برای هر بشقاب این عمل 3 بار تکرار می شود. مقدار این نیرو طبق استاندارد ، بین 50 تا 500 نیوتن بایستی اعمال شود.
ج) هشپیل هر مقره یا نیروی کششی حداکثر یعنی 500N کشیده می شود (به وسیله دستگاه کشنده). اشپیل ها در اثر این نیرو نباید از محل قفل به طور کامل خارج شوند.
2- کنترل ابعاد مقره (Verification Of Dimensions) :
این کنترل ابعاد عبارتند از :
الف) اندازه گیری وزن مقره های نمونه و متوسط گیری به عنوان وزن مقره.
ب) اندازه گیری قطر خارجی مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.
ج) اندازه گیری ارتفاع مقره از بالاترین تا پایین ترین نقطه.
د) اندازه گیری فاصله خزشی مقره ( Creep Age Distance ).
ﻫ) کنترل قطر حفره کلاهک و قطر پین فلزی مقره با اشل های استاندارد (اشل هایی که باید داخل حفره بروند یا از قطر پین بگذرند و اشل هایی که نباید بگذرند).
3- آزمایش سیکل حرارتی ( Temperature Cycle Test )
در این آزمایش یک مخزن آب سرد و یک مخزن آب گرم تهیه می شود. درجه حرارت مخزن آب گرم باید 70°c بیشتر از درجه حرارت مخزن آب سرد باشد و به وسیله یک سیستم اتوماتیک ، درجه حرارت مخزن ها ثابت نگه داشته شوند. مقره های نمونه به مدت T دقیقه در مخزن آب گرم قرار داده می شوند.
Aمقره نوع  T = 15 + 0/7 m   ,    m = kgجرم مقره بر حسب
Bمقره نوع  T = 15 min
بعد از طی زمان فوق ، سریعاً بدون هیچ تأخیری (حداکثر تأخیر 30 ثانیه) و برای مدت زمان T دقیقه نیز در مخزن آب سرد غوطه ور می شوند. این سیکل گرما و سرما 3 بار تکرار می شود. برای مقره های اتکایی به جاب مخزن آب سرد ، باید آن را بعد از خارج کردن از مخزن آب گرم (برای مدت 15 دقیقه در مخزن آب گرم قرار گرفته است) به مدت 15 دقیقه در معرض باران مصنوعی با شدت 3 میلیمتر بر دقیقه قرار می دهیم  و این سیکل را 3 بار تکرار می کنیم.
شرط پذیرش این آزمایش این است که در پایان هیچ یک از مقره های نمونه ترک خوردگی پیدا نکرده باشند.
4- آزمایش تحمل بار الکترومکانیکی ( Electromechanical Failing Load Test)
در این آزمایش همزمان با اعمال ولتاژ با فرکانس صنعتی به مقره یک بار مکانیکی کششی نیز به مقره اعمال می شود تا اگر تخلیه الکتریکی داخلی در اثر تخلیه های داخل مقره اتفاق     می افتد ، در اثر نیروی کششی اعمال شده به صورت عیب مکانیکی (مثلاً ترک خوردن مقره) مشخص می شود. ولتاژ اعمالی به مقره همان ولتاژ مقاوم با فرکانس صنعتی در هوای مرطوب است. چون در مقره های شیشه ای تخلیه های موضعی داخل مقره کاملاً پیدا است ، لذا این آزمایش برای مقره های شیشه ای انجام نمی شود.
5- آزمایش تحمل حداکثر بار مکانیکی ( Mechanical Failing Load Test )
در این آزمایش مقره نمونه ، تک تک و به نوبت در داخل دستگاه مخصوص اعمال نیروی کششی قرارگرفته و نیروی کششی اعمالی به آن ها از صفر به طور سریع به مقدار 75% حداکثر تحمل بار مکانیکی نامی مقره افزایش داده می شود. سپس به آرامی در یک مدت زمان معین بین 15 تا 45 ثانیه بار کششی اعمالی را به 100% حداکثر بار مکانیکی می رسانیم.

شدت این افزایش به مقدار 35% حداکثر بار مکانیکی نامی در هر دقیقه می باشد. در این آزمایش مقره باید بتواند بار مکانیکی کششی اعمال شده را تحمل کند و دچار شکست مکانیکی لازم برای شکست مقره دست یابیم. لازم به ذکر است که برای مقره های اتکایی (سوزنی) بار مکانیکی خمشی به جای کشش اعمال می شود.
6- آزمایش شوک حرارتی (فقط برای مقره های شیشه ای)
در این آزمایش یک مخزن آب که درجه حرارت کمتر از c°50 را دارد ، مهیا می شود. سپس مقره های نمونه را در داخل یک کوره هوای گرم که درجه حرارت آن حداقل °c100 بالاتر از درجه حرارت مخزن آب است ، 20 دقیقه قرار می دهند. سپس مقره ها را به طور ناگهانی وارد مخزن آب می نمایند و حداقل 2 دقیقه در مخزن با آب نگه می دارند. مقره ها نباید دچار ترک یا شکستگی شوند.
7- آزمایش تحمل ولتاژ در برابر سوراخ شدن مقره ( Pun Chore Tesr )
این آزمایش می تواند با یک موج ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی و یا با یک موج ضربه ای انجام گیرد. البته معمولاً با فرکانس صنعتی انجام می شود. مقره های نمونه در این آزمایش کاملاً خشک و تمیز می شوند و در داخل یک محفظه روغن شناور می شوند. که روغن باید عاری از رطوبت و ناخالصی باشد و استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.

اگر محفظه روغن فلزی باشد باید ابعاد آن خیلی بزرگ باشد که جرقه بین قسمت فلزی مقره و بدنه محفظه روغن زده نشود. ولتاژ با فرکانس صنعتی بین قسمت های فلزی مقره اعمال می شود. همچنین روغن برای این استفاده می شود که استقامت الکتریکی خیلی بالاتری نسبت به هوا دارد و از بروز جرقه سطحی روی مقره در اثر اعمال ولتاژ بالا جلوگیری می کند. برای آزمایش ، ولتاژ اعمالی را سریعاً به مقدار حداکثر ولتاژ نامی قابل تحمل مقره می رسانیم که در استانداردها مشخص شده است که بر اثر این ولتاژ نباید در مقره شکست الکتریکی و سوراخ شدن به وجود آید. اگر میزان استقامت مقره مورد نظر باشد بایستی ولتاژ را آنقدر افزایش داد تا مقره سوراخ شود.
8- آزمایش تخلخل (فقط برای مقره های چینی) Poorsity Test
در این آزمایش قطعات شکسته شده یک مقره چینی در یک محلول الکل یک درصد که مقداری جوهر قرمز نیز به آن اضافه شده (یک گرم جوهر قرمز درصد گرم الکل) و تحت فشار 15 مگانیوتن بر متر مربع برای چندین ساعت (حدود 24 ساعت) قرار داده می شود. سپس قطعات بیرون آورده شده و تمیز و خشک می شوند و دوباره شکسته شده و به قطعات کوچکتری تبدیل می شوند. در سطوح شکسته شده نباید هیچ اثری از نفوذ الکل مشاهده شود.
این آزمایش برای لعاب (glaze) مقره است (برای اطمینان از عدم وجود ترک های مویین در لعاب مقره) لذا می توان مقره را پس از آزمایش وزن کرد و سپس برای 24 ساعت در آب تحت فشار قرار داده و سپس مجدداً وزن نمود. اگر افزایش وزن داشته باشیم نشان دهنده نفوذ آب در خلل و فرج مقره است.
9- آزمایش میزان گالوانیزاسیون قسمت های فلزی (Galvanizing Test)
در این آزمایش اولاً وضعیت ظاهری پوشش سطحی روی قسمت های فلزی مقره های نمونه از نظر یکنواختی و هموار بودن بررسی می گردد. همچنین به وسیله یک دستگاه مخصوص جرم فلز (روی) بر روی سطوح فلزی در واحد تعیین می گردد. دستگاه مخصوص فوق ، ضخامت فلز روی را می تواند در یک نقطه هم اندازه گیری کند.

برای این منظور 10 نقطه به طور تصادفی بر روی کلاهک و 10 نقطه بر روی پین انتخاب می شوند. سپس با داشتن جرم حجمی روی ، مقدار جرم فلز روی در واحد سطح مشخص می شود. در هر مقره نمونه ، جرم روی در واحد سطح نباید کمتر از 500 گرم بر متر مربع باشد و برای تمام نمونه ها به طور متوسط از مقدار 600 گرم برکتر مربع نباید کمتر باشد. 
تست های معمول مقره ها (Routine Test)
این آزمایش ها به تک تک مقره ها در خط تولید اعمال می شود که شامل آزمایش های زیر هستند :
1-   بررسی وضعیت ضاهری مقره ها از نظر شکل و ابعاد و رنگ ظاهری آن ها.
2-   آزمایش های مکانیکی :
برای مقره های نوع A: یک زنجیره از مقره ها به مدت یک دقیقه تحت یک بار کششی معادل 60% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند.
برای مقره های نوع B: یک زنجیره از مقره ها برای مدت 10 ثانیه تحت یک بار کششی معادل 40% حداکثر تحمل بار مکانیکی قرار می گیرند.
مقره هایی که در این آزمایش دچار شکست و ترک خوردگی شوند از خط تولید خارج می شوند.
3-   آزمایش الکتریکی :
مقره های بشقابی یا مقره های اتکایی (سوزنی) در این آزمایش به آنها یک ولتاژ سینوسی با فرکانس صنعتی اعمال می شود. دامنه ولتاژ باید به حدی باشد که هر چند ثانیه یک بار جرقه سطحی روی مقره زده می شود. زمان اعمال ولتاژ باید حداقل 5 دقیقه باشد. اگر مقره ها دچار سوراخ شدگی شوند از خط تولید خارج می شوند 

مقره مهار 
 
در خطوط توزیع ، برای پایه های واقع در ابتدا و انتهای خط ، و یا برای پایه های قرار گرفته در زاویه و به منظور خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود ، از سیم فولادی مهار استفاده      می شود این سیم مهار از یک طرف به سر تیر محکم می شود و از طرف دیگر به میله مهار و صفحه مهار در عمق 2 متری داخل زمین محکم می گردد . برای ایمنی و حفاظت بیشتر ( که اگر احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر بتنی برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برق دار نشود ) ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل   می شوند . این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود سیم مهار رها نمی شود و البته باید تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند .

این مقره به صورت یک شش وجهی استوانه ای می باشد که دارای دو سوراخ عمود بر هم است . سیم مهار از طرف بالا به سوراخ پایینی وارد و از وجه مقابل به روی همان سیم برگشته و پیچانده می شود تا محکم گردد .

سیم مهار طرف پایین نیز به طور مشابه ، روی سوراخ بالایی وارد و خارج می شود . بدین ترتیب ، ضخامت بین دو سوراخ ، سیم های بالایی و پایینی مهار را از هم ایزوله می کند . 
مقره بشقابی (Disc Insulator ) 
مقره های بشقابی ، به طور اختصار به صورت زیر مشخص می شوند : 
dxb-c   M&E 
-          قطر بشقاب بر حسب میلی متر :d [mm]  ، 
-          ارتفاع بشقاب بر حسب میلی متر :b [mm]  ،
-          فاصله خزشی بر حسب میلی متر :c [mm]  و
-          مقاومت الکترومکانیکی مقره بر حسب M&E می باشد . 
به عنوان مثال متداول ترین مقره بشقابی در شبکه توزیع ایران ، به صورت254x146-280 15000Lb  یعنی مقره بشقابی با قدرت مکانیکی 15 هزار پوندی (معادل 70 کیلو نیوتن) به قطر 254 میلی متر و ارتفاع 146 میلی متر می باشد که فاصله نشتی آن 280 میلی متر است . 
چند نكته كلي ديگه در اين باره ....
مقره‌ای که برای خطوط تا ۳۵ کیلووات استفاده می‌شود.
جداسازي مسير هاي فشار قوي از زمين توسط مقره انجام مي گيرد. مقره هاي فشار قوي در مجاورت شرايط جوي و اقليمي مختلف قرار گرفته و تاثير شرايط جوي بر آنها سبب مي گردد سطح عايق مقره ها بستر مناسبي جهت هدايت zجريان به سوي زمين گردد و اثرات خود را بر سيستم هاي قدرت به جا گذارد. از اين رو انتخاب مقره در بالا بردن قابليت اطمينان شبکه نقش مهمي ايفا مي کند.

در واقع, مقره ها عايق برگشت پذيري هستند که چنانچه تحت ولتاژ زياد قرار گيرند منهدم شده و ديگر قابل استفاده نخواهند بود.
 ساختمان مقره ها
در خطوط انتقال نيرو با ولتاژ بالا, پايداري خط و ضريب اطمينان آن به نوع مقره بستگي دارد. مقره هاي شيشه اي و چيني که از دير باز در خطوط انتقال مورد استفاده قرار گرفته اند داراي معايبي هستند که سبب شده است به مرور, مقره هاي سيليکوني و يا مقره هاي کامپوزيتي جايگزين آنها شوند. اين نوع مقره ها از دو يا چند پليمر تشکيل مي شوند و شامل قسمتهاي مختلفي هستند که عبارتند از:
هسته کامپوزيت (Composite Core)
روکش پليمر
اتصالات
هسته کامپوزيت اين مقره ها از يک ميله الياف شيشه که با مواد لاستيکي يا چسبنده احاطه شده است, تشکيل شده که از مقاومت بالا و انعطاف خوبي برخوردار است و وظيفه تحمل تنش هاي مکانيکي وارد شده از طرف هادي و انتقال آن به دکل را بر عهده دارد. روکش سيليکوني مقره وظيفه محافظت هسته را از خوردگي و اثرات مخرب رطوبت بر عهده دارد,داراي خاصيت هيدروفوبيک بوده و ميزان جذب آلودگي آن بسيار ناچيز است که اين خاصيت باعث مقاومت سطحي بسيار زياد مقره و کاهش جريان نشتي مي شود.

استفاده از پليمر سيليکون همچنين مقاومت مقره را در برابر عوامل محيطي بالا برده نياز به تعمير و نگهداري از مقره را به حداقل رسانده و مقره را در شرايط سخت مقاوم, پايدار و قابل اطمينان مي سازد. اتصالات نيز از طريق پيوستن هسته کامپوزيت به برج متصل شده و بار مکانيکي را انتقال مي دهند.
 در انواع:
مقره اتکايي
مقره هاي اتکايي تا ولتاژ 36kV جهت اتکاء سرکابل هاي هوايي 12kV تا 36kV بوده که به طور صد در صد مطابق استاندارد IEC 60110-9 آزمايش مي شوند.
 مقره هاي آويزي
مقره هاي آويزي تا ولتاژ 36kV موجودند و به طور صد در صد مطابق استاندارد IEC 60110-9 آزمايش مي شوند.
 

تاسیسات الکتریکی

 ۱- تعاریف، اطلاعات و اصول اساسی 2- برآورد درخواست نیروی برق(دیماند) 3- نقطه تحویل یا شروع تاسیسات برق

 

4- تابلوهای توزیع و تقسیم نیرو و وسایل و تجهیزات حفاظت و کنترل

 

5- مدارها(کابل کشی-سیم کشی)

 

 6- تجهیزات سیم کشی(کلید،پریز،شستی،جعبه  برداشت،جعبه تقسیم و.....)

 

7- تاسیسات جریان ضعیف

 

8- محیط های عادی و مخصوص             

 

 قسمت برقدار: هرسیم یا هادی دیگری که با قصد برقدارشدن آن می باشد و شامل هادی خنثی نیز می باشد. بطور قراردادی شامل هادی مشترک حفاظتی/خنثی (PEN) نمی گردد.         

 

  

  بدنه هادی : بدنه های هادی(فلزی) و اجزای دیگر تجهیزات الکتریکی که هادی و قابل لمس می  باشد ودر

 شرایط عادی برقدار نیستند.

قسمت هادی بیگانه: بدنه هادی که جزء تاسیسات الکتریکی نمی باشد مانند اسکلت فلزی و قسمتهای فلزی

 ساختمانها،لوله های فلزی گاز،آب و حرارت مرکزی و کلیه بخشهای دیگر غیربرقی که از نظر الکتریکی

 به آنها متصل می باشند مثل کفها و دیوارهای غیرعایق که می توانند پتانسیل زمین را در معرض تماس قرار دهند.    

 

   هادی حفاظتی: هادی که برای حفاظت در برابر برق گرفتگی لازم می باشد.این هادی، اجزای زیر را از

نظر الکتریکی به هم وصل می نماید؛بدنه های هادی،قسمتهای هادی بیگانه،ترمینال اصلی اتصال

زمین،الکترود زمین،نقطه زمین شده منبع تغذیه،نقطه خنثی مصنوعی   

 

   هادی خنثی: هادی که به نقطه خنثی وصل بوده و می توان در انتقال انرژی الکتریکی استفاده نمود.   

 

    هادی مشترک حفاظتی/خنثی: هادی زمین شده که بصورت اشتراکی هردو وظیفه هادی حفاظتی(PE) و

 خنثی (N) را انجام می دهد.     

 

 جریان مجاز ( جریان حرارتی یا جریان اسمی یک هادی):حداکثر جریانی که بطور مداوم در شرایطی

 تعیین شده، بدون اینکه دمای وضعیت تعادل یک هادی از میزان معینی تجاوز کند میتواند از آن عبور نماید

درمورد هادیها (سیم و کابل ) جریان اسمی همان جریان مجاز حرارتی است.    

 

 جریان اضافه بار: اضافه جریانی است که در مداری برقرار میشود که از نظر الکتریکی آسیب ندیده

باشد.    

 

   جریان اتصال کوتاه: اضافه جریانی است که در نتیجه بروز اتصالی با امپدانسی بسیار کوچک بین

هادیهای برقداری که در شرایط عادی دارای اختلاف پتانسیل می باشند ایجاد شود.    

 

   جریان نشتی ( در یک تاسیسات): جریانی است که بین مداری که از نظر الکتریکی آسیب ندیده است

 وزمین یا بدنه های هادی بیگانه برقرار شود. ممکن است این جریان دارای مولفه خازنی باشد.    

 

   جریان باقیمانده : جمع جبری مقادیر آنی جریانهای است که از همه هادی های برقدار یک مدار، در یک

 نقطه از تاسیسات الکتریکی عبور می کند .       توجه: این جریان با جریان اتصال به زمین متفاوت

است.   

 

    ولتاژ تماس : ولتاژی که به هنگام بروز خرابی در عایق بندی، بین قسمتهایی که همزمان قابل لمس میباشند، ظاهر شود.  

 

     ترمینال اصلی زمین ( شینه اصلی زمین):ترمینال یا شینه ای است که برای اتصال هادی های حفاظتی

شامل هادی های همبندی برای هم ولتاژ کردن و هادی های اتصال زمین، پیش بینی و نصب میشود.    

 

   اتصال زمین عملیاتی : اتصال زمینی است که برای کار صحیح تجهیزات لازم میباشد و یا شرایطی را

فراهم میآورد که کار قابل اطمینان تاسیسات تضمین شود.       

 

کلید جداکننده (ایزولاتور- مجزاکننده) : وسیله مکانیکی قطع و وصل است که در حالت قطع، فاصله جدایی

 لازم را طبق مشخصات تعیین شده، بوجود میآورد. این کلید می تواند جریانهایی را در شرایط عادی از مدار

 عبور دهد و برای زمان مشخصی جریانهای را در شرایط غیر عادی مانند اتصال کوتاه تحمل نماید. این

 کلید قادر است فقط هنگامی یک مدار را قطع یا وصل نماید که جریانها یا قطع شوند یا قابل چشم پوشی

 باشند و یا تغییر قابل ملاحظه بین ولتاژ دوسر قطب کلید ایجاد نشود.       

 

کلید قطع بار: وسیله مکانیکی قطع ووصل است که قادر به وصل، عبور دادن و قطع جریان برق مدار در

 شرایط عادی میباشد. شرایط عادی ممکن است شامل وضعیت اضافه بار باشد و برای زمانی مشخص

 جریانهای را در شرایط غیر عادی مانند اتصال کوتاه را تحمل نماید.       

 

کلید جدا کننده زیر بار : کلیدی که هر دو خاصیت مربوط به کلیدهای جدا کننده و قطع بار را دارا باشد.      

 

کلید خودکار ( کلید اتوماتیک): وسیله مکانیکی قطع و وصل خودکار جریان است که میتواند در شرایط عادی

 مدار، جریانهایی را وصل یا قطع کند و در شرایط مشخص ولی غیر عادی مانند اتصال کوتاه، جریانهای را

 وصل و قطع کند. در واقع این دکمه مجهز به وسایلی است که جریانهای غیر عادی ( اضافه بار- اتصال

 کوتاه ) را بطور خودکار قطع کند.      

 

کلید فیوز جداکننده: کلید جدا کننده ای که در آن فیوز و یا نگهدارنده فیوز همراه با فیوز کنتاکت های متحرک

 کلید جدا کننده را تشکیل میدهد.  حفاظت در برابرتماس مستقیم            

 

الف: جلوگیری از عبور جریان از بدن شخص و یا حیوان              

 

ب: محدود کردن جریان به میزان کمتر از جریان برق گرفتگی حفاظت در برابرتماس غیر مستقیم             ا

 

لف: جلوگیری از عبور جریان اتصالی از بدن شخص یا حیوان              

 

ب: محدود کردن جریان اتصالی به میزان کمتر از جریان برق گرفتگی               ج: قطع خودکار تغذیه به

 محض بروز نقص  طبقه بندی تجهیزات از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم        

 

 استاندارد IEC 536 کلیه دستگاهها و تجهیزات اصلی مورد استفاده در تاسیسات رااز نظر نحوه استفاده آنها

 با توجه به حفاظت در برابر برقگرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم، بصورت زیر کلاسه بندی کرده است.

  طبقه بندی تجهیزات از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم       

 

کلاس صفر:   در تجهیزات این کلاس برقراری ایمنی تماماً به عهده عایق بندی اولیه می باشد. یعنی در

 صورت بروز اتصالی بین فاز و بدنه،وسیله ای برای قطع خودکار وجود ندارد.  

 

از این تجهیزات هنگامی استفاده می شود که زندگی در محیطهای عایق (خانه های چوبی) رایج می باشد

 زیرا فقط محیط عایق است که می تواند جلوی عبور جریان به محیط زیست را سد کرده ومانع برقزدگی

 گردد.  طبقه بندی تجهیزات از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم      

 

کلاس I   این تجهیزات علاوه بر عایقبندی اولیه، از وسایلی استفاده می کنند که تغذیه به تجهیزات صدمه دیده را قطع کنند.این وسایل ممکن است انواع فیوزها، کلیدهای خودکارو غیره باشند.   

 

در حال حاضر کلیه تاسیسات الکتریکی ساختمانها برای استفاده از تجهیزات کلاس I طراحی و ساخته می

 شوند.  طبقه بندی تجهیزات از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم       

 

کلاس II    تجهیزاتی هستند که علاوه بر عایقبندی اولیه، عایقبندی دیگری کل وسیله یا دستگاهی از تاسیسات

 را در بر می گیرد که تماس با قسمتهای هادی را که احتمال دارد در اثر خرابی در عایقبندی اولیه برقدار

 شوند،غیرممکن می سازد.    در این تجهیزات ترمینالی برای وصل هادی حفاظتی وجود ندارد.  طبقه بندی

 تجهیزات از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم   

 

کلاس III   تجهیزاتی هستند که در آنها حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم بااستفاده از منابع با ولتاژهای

 ایمنی خیلی پایین و یا مدارهای با ولتاژ حفاظتی تامین می شوند و ولتاژهای بالاتر از ایمن دراین تجهیزات

 وجود ندارند.  حفاظت در برابر اثرهای حرارتی در بهره برداری عادی            

 

الف: در حالت بهره برداری عادی نباید خطر سوختگی برای شخص یا حیوان بوجود آید.            

 

ب: در حالت بهره برداری عادی برای مواد قابل اشتعال در اثر دماهای زیاد یاقوس الکتریکی امکان بروز

 حریق نباشد.  حفاظت در برابر اضافه جریان           

 

  آلف: قطع خودکار تغذیه در موقع بروزاضافه جریان              

 

ب: محدود کردن حداکثر اضافه جریان حفاظت در برابر جریانهای اتصالی             هادیها -به جز هادی

 های برقدار-و نیز تمام قطعاتی که برای هدایت جریان اتصال پیش بینی شده اند باید بتوانند این جریانها را

 بدون ایجاد دماهای زیاد هدایت کند.  حفاظت در برابر اضافه ولتاژ   اشخاص و حیوانات باید در برابر

 صدمات و همچنین وسائل و لوازم و ساختمانها باید در برابر هر نوع اثر مضر و خسارات ناشی از ولتاژ

 های زیاد که در نتیجه بروز اتصالی بین مدارهای با ولتاژهای مختلف و یا عواملی مثل صاعقه و یا قطع

مدار بوجود میآید، محافظت شود. 

 

1)  مشخصه منبع یا منابع تغذیه: نوع جریان: متناوب، مستقیم یا هردو   نوع و  تعداد هادی ها؛هادی یا

هادیهای فاز- هادی خنثی- هادی حفاظتی مقادیر و محدوده مجاز پارامترها؛ ولتاژ- فرکانس – حداکثر مجاز

شدت جریان- شدت جریان احتمالی کوتاه

 

  2) نوع درخواست نیروی برق تعیین تعداد و نوع مدارها  نقاط استقرار مصرف کننده ها    بار پیش بینی

شده برای هرکدام از مدارها هرنوع شروط اختصاصی  نیازهای مربوط به فرمانها، ارسال علامات و ارتباطات غیره

 

  3) شرایط محیط درجه آب و هوا فشار محیط ارتفاع منطقه

 

4) منابع تغذیه اضطراری منبع تغذیه مدارهایی که لازم است از منبع اضطراری تغذیه شوند.

 

  5) سطح مقطع هادیها حداکثر دمای مجاز  افت ولتاژ مجاز تنشهای الکترومکانیکی که بخاطر اتصال کوتاه موجود میآید تنشهای مکانیکی حداکثر مقاومت ظاهری

 

  6) انواع سیم کشی و طریقه نصب آن ماهیت محل نوع و ماهیت دیوارها و سایر قسمتهای ساختمان  ولتاژ  قابلیت دسترسی به سیم کشی برای اشخاص و حیوان وجود تنشهای مکانیکی در حین نصب یا بهره برداری از تاسیسات 

 

  7) تجهیزات حفاظتی  اضافه جریان(اضافه بار- اتصال کوتاه)  جریان اتصال زمین  اضافه ولتاژ  ولتاژ کم و نبود ولتاژ

 

   8) فرمان اضطراری در صورت بروزخطر باید به سادگی قابل تشخیص بوده و بطور موثر و سریع با قطع فوری منبع تغذیه همراه باشد.

 

 9) وسائل جداکننده باید به گونه ای باشد که برای انجام تغییرات، آزمایشها، کشف و رفع معایب بتوان مدار یا دستگاه را از مدار خارج کرد.

 

  10) پیشگیری از تاثیرمتقابل بین تاسیسات الکتریکی و غیر الکتریکی باید به گونه ای باشد که تاثیر     زیان آور متقابل بین تاسیسات   الکتریکی وغیرالکتریکی ساختمان بوجود نیاید. 

 

 11) قابلیت دسترسی تجهیزات الکتریکی  فضای کافی برای تاسیسات اولیه و تعویض مبدل تجهیزات  دسترسی برای انجام آزمایش بازرسی نگهداری و تعمیرات  توسعه در آینده سیستم اتصال زمین  انواع زمین کردن         مشترک  C- (Combined)      

 

زمین      T- (Terra)       

 

 جداشده  S- (Separated)    

 

   خنثی   N- (Neutral)       

 

اتصال زمین حفاظتی PE (Protective Earthing)   

 

 مجزاشده I- (Isolated)    

 

    هادی مشترک حفاظتی و خنثی  ( Protective Earthing & Neutral) PEN سیستم TN:دارای نقطه ای است که مستقیماً به زمین وصل است(نقطه خنثی N) و کلیه بدنه های هادی تاسیسات الکتریکی از طریق هادیهای حفاظتی (PE) به این نقطه اتصال دارند 

 

  سیستم TN-S: در سرتاسر سیستم،هادی حفاظتی (PE) و هادی خثی(N) مجزا هستند .

 

 سیستم TN-C: در سراسر سیستم،از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی-خنثی (PEN) استفاده می شود.

 

سیستم TN-C-S: در بخشی از سیستم از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی _خنثی (PEN) استفاده می شود.       دراین سیستم استفاده از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی و وسایل حفاظتی اضافه جریان،مجاز می باشد.      

 

در این سیستم نباید از سیستم زمین پیش بینی شده در بخش فشار متوسط، برای وسایل جریان تفاضلی استفاده کرد.   

 

  اگر در این سیستم از الکترود اختصاصی استفاده شود،فاصله بین مصرف کننده و وسیله حفاظتی،هادی حفاظتی نباید در یک لوله یا غلاف کابل همراه با هادیهای فاز کشیده شود زیرا در صورت بروز اتصالی بین فاز و هادی حفاظتی،کلید عمل خواهد کرد.    

 

 نکته: درعمل،استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان در این سیستمها ممکن نخواهد بود،زیرا دستیابی به مقاومتهای بسیار کوچک که برای احراز ایمنی لازم می باشد،عملی نیست.

 

سیستم IT: دراین سیستم بین هادیهای برقدار و زمین رابطه ای مستقیم وجود ندارد.یعنی سیستم کاملاً از زمین جدا بوده و با یکی از نقاط آن که معمولاً یکی از فازها می باشد از طریق یک امپدانس بزرگ به زمین متصل می باشد

 

توجه: امپدانس اتصال زمین باید چنان بزرگ باشد که در صورت وقوع اتصال کوتاه یک فاز با بدنه یا زمین، جریان به قدر کافی کوچک باشد و فقط در صورت وقوع همزمان دو اتصال کوتاه،وسیله حفاظتی عمل نماید و مدار تغذیه را قطع کند. کلیات    سیستم توزیع نیرو و اتصال زمین مورد استفاده عموماً سیستم TN از نوع TN–C–S  و یا در صورت لزوم TN – S  خواهد بود .  

 

  به منظور ایجاد ایمنی و حفاظت لازم در برابر برقگرفتگی برای افراد و کارکنانی که از وسایل، ابزارها و دستگاههای برقی استفاده می کنند و نیز کار صحیح سیستم تاسیسات برقی ،اقدامات زیر باید انجام شود :  

 

  الف – نقطه نول سیم پیچ  مولدهای برق در نیروگاههای برق و نیز نقطه نول سیم پیچ ترانسفورماتور در پستهای برق و سیم نول شبکه هوایی در ابتدا و انتهای خطوط به طول تا 200 متر و در خطوطی به طول بیش از 200 متر علاوه بر ابتدا و انتهای خط در هر فاصله 200 متری ، نول خطوط مذکور باید به الکترود سیستم اتصال زمین مربوطه متصل شود .

 

این سیستم بطور کلی اتصال زمین سیستم نامیده می شود .  

 

  ب – بدنه یا محفظه فلزی کلیه وسایل ، ابزارها ، دستگاهها ، ماشین آلات و تابلوهای برقی و نیز اسکلت و اجزای فلزی داخل هر یک ، که حامل جریان برق نمی باشد ، باید به سیستم اتصال زمین ساختمان مربوطه متصل شود . این سیستم بطور کلی اتصال زمین وسایل ( حفاظتی ) نامیده می شود .

 

 کلیات در ساختمانهایی که دارای تاسیسات وسیع مخابراتی هستند، توصیه می شود برای جلوگیری از پارازیت و اختلالات تلفنی هیچگاه از سیم PEN (از سیستم TN-C یا TN-C-S) استفاده نشود.به همین جهت لازم است که در بعضی از بیمارستانها بدون توجه به ضخامت سیم فقط و فقط از سیستم TN-S استفاده شود. چنانچه در یک پست ترانسفورماتوری ، خطوط ورودی و خروجی فشار متوسط همگی کابلی باشند و طول هر یک از خطوط قبل از پست ، از 3 کیلومتر کمتر نباشد ، می توان برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمنی ، از یک الکترود زمین استفاده کرد . یعنی بدنه های هادی مربوط به فشار متوسط ، فشار ضعیف و نقطه خنثای فشار ضعیف همگی به این الکترود وصل می شوند  احداث دو الکترود برای هر پست در موارد زیر لازم خواهد بود :   

 

 الف – چنانچه حتی یکی از خطوط فشار متوسط ورودی یا خروجی پست ، هوائی باشند .    

 

 ب – در صورتی که خط یا خطوط فشار متوسط ورودی و خروجی پست کابلی باشند ، حتی اگر یکی از آنها هم در فاصله کمتر از سه کیلومتر به خط هوایی تبدیل یا به خط هوایی وصل شده باشند ، در این صورت فاصله دو الکترود از یکدیگر در نزدیکترین نقطه ، نباید از 20 متر کمتر باشد و در مورد الکترودهای قائم این فاصله نباید از 20 متر یا دو برابر عمق الکترودها - هر کدام که بیشتر است – نزدیکتر باشد . در پستهایی که ، احداث دو الکترود زمین الزامی می باشد، معمولاً الکترود حفاظتی را در اطراف پست و الکترود ایمنی و سیستم ( نقطه خنثی فشار ضعیف ) را در نقطه ای دورتر احداث می کنند.

 

اگر خطوط خروجی از پست از نوع هوایی باشند ، می توان الکترود زمین خنثی فشار ضعیف را یک یا دو دهنه بعد از پست احداث و به هادی خنثی وصل کرد.  در مواردی که تفکیک تابلوها و تاسیسات فشار متوسط از فشار ضعیف ممکن نباشد ، لازم است بدنه های هادی کلیه لوازم و تجهیزات به الکترود زمین حفاظتی وصل شوند .

 

در این موارد نقطه خنثی فشار ضعیف باید با الکترود ایمنی وصل شوند .   در مواردی که تفکیک تابلوها و تاسیسات فشار متوسط از فشار ضعیف وجود دارد ، می توان بدنه های هادی تابلوها ووسایل فشار ضعیف را به هادی خنثی و از آن طریق به الکترود ایمنی وصل کرد .

 

البته بدنه های هادی سیستم فشار متوسط به الکترود زمین خط خنثی وصل می شود . هم بندی برای هم ولتاژ کردن همبندی اضافی برای همولتاژ کردن Equipotential    Bonding        •در صورتی که کمترین شکی نسبت به کارایی وسایل شبکه خودکار مدار وجود داشته باشد باید از همبندی اضافی برای همولتاژ کردن استفاده کرد .     

 

  همبندی اضافی برای همولتاژ کردن باید کلیه قسمتهای هادی یا فلزی را که بطور همزمان در دسترس اند ، در برگیرد که شامل :   

 

     کلیه بدنه های هادی دستگاهها و لوازم و غیره که بصورت ثابت نصب شده باشند.       

 

 قسمتهای هادی بیگانه از هر نوع قسمتهای اصلی فلزی ساختمانها ، مانند اسکلت فلزی و آرماتورهای بتن مسلح  هادیهای حفاظتی کلیه وسایل و دستگاههای نصب ثابت و هادیهای حفاظتی پریزها  

 

همبندی اضافی برای همولتاژ کردن Equipotential    Bonding   

 

  توجه : از لوله های فلزی آب ، گاز ، انواع دیگر سوخت رسانی ، سیستم گرمایش و غیره نباید به عنوان الکترود زمین یا هادیهای حفاظتی یا هادیهای زمین استفاده کرد . البته از نظر همبندی ، باید لوله های گوناگونی را که در ساختمان کار گذاشته می شوند به هادی حفاظتی و هادی زمین متصل نمود .  

 

 همبندی اضافی برای همولتاژ کردن Equipotential    Bonding حداکثر مقاومت مجاز اتصال زمین      سیستم حفاظت در برابر صاعقه : پنج اهم  نقطه نول مولد برق ، ترانسفورماتور قدرت و سیم نول شبکه فشار ضعیف در سیستم TN کل مقاومت الکتریکی مجاز نسبت به جرم کل زمین نباید از دو اهم متجاوز باشد ، که این مسئله ممکن است از طریق اتصال زمین مکرر انجام گیرد .

 

 در ساختمانهای بلند ، باید از روش همبندی اضافی برای همولتاژ کردن کلیه بدنه های هادی ، قسمتهای هادی بیگانه و هادیهای حفاظتی تجهیزاتی که بطور همزمان در دسترس قرار می گیرد ، استفاده شود توجه  هرگاه ثابت شود که در یک نقطه مقاومت اتصال اتفاقی بین هادی فاز و جرم کلی زمین از 7 اهم بیشتر است ، مجری مقررات می تواند به جای 2 اهم کل مقاومت مجاز نسبت به جرم کلی زمین در آن منطقه مقدار جدیدی را که از رابطه زیر بدست می آید مجاز اعلام کند ، Rb RE مقاومت اتفاقی اتصال فاز به زمین ( تجربی – آماری ) U. ولتاژ های بین فاز وخنثی سیستم ( 220 ولت )  حداکثر مقاومت مجاز اتصال زمین در استاندارد سیستم زمین وزارت نیرو-شماره 32 صفحه 48 سیستمهای با یک نقطه زمین شده(سیستمهای ستاره زمین شده در مبداء،سیستمهای مثلث با زمین مصنوعی مانند توزیع در ولتاژ 11، 20، 33 کیلوولت و TT فشار ضعیف)    مقاومت هریک از الکترودهای مصنوعی نسبت به جرم کلی زمین نباید از 25 اهم بیشتر باشد.اگر مقاومت یک الکترود انفرادی از 25 اهم بیشتر باشد باید از دو یا چند الکترود موازی استفاده شود.

 

نتیجه گیری مهم در سیستم TN     هم اکنون در سیستمهای تمام کابلی TN، دیگر احتیاجی به کنترل مقدار مقاومت نیست. زیرا مقدار آن هرچه باشد، به شرط آنکه سایر مسائل رعایت شده باشد،خللی در ایمنی وارد نخواهد شدزیرا اتصالی اتفاقی بین یک فاز و یک بدنه هادی بیگانه در سیستم کابلی بسیار نامحتمل است. بااین وجود لزوم برقراری اتصال زمین برای هر انشعاب به قوت خود باقی می باشد.

 

 مشخصه تجهیزات حفاظتی در سیستم TN     برای مدارهای توزیع حداکثر زمان برقراری اتصال کوتاه 5 ثانیه مجاز می باشد.     برای مدارهای نهایی که فقط تجهیزات نصب ثابت را تغذیه می کنند، زمان قطع در ولتاژ 230 ولت حداکثر 0/4ثانیه می باشد.   پارگی هادی PEN دو نوع خطر ایجاد می کند:   

 

  ولتاژ بدنه های هادی ممکن است به مدتی طولانی بیش از مقدار مجاز شود و خطر برقگرفتگی بوجود آید     ولتاژهای بین هرفاز و هادی PEN ممکن است به شدت تغییر کند و سبب شکست عایقبندی و سوختن لوازم شود.  

 

حفاظت هادی خنثی در سیستمهای TN وTT     اگر سطح مقطع خنثی برابر سطح مقطع فاز باشد لزومی به پیش بینی وسیله کشف اضافه جریان یا وسیله قطع آن نخواهد بود.     اگر سطح مقطع خنثی کوچکترازسطح مقطع فاز باشد لازم است وسیله کشف اضافه جریان در هادی خنثی پیش بینی شود.این وسیله باید سبب قطع فازها شود ولی لزومی برای قطع هادی خنثی نخواهد بود.           توجه : استفاده از سیم مسی روپوش دار به عنوان هادی اتصال زمین وعبور آن از لوله فلزی بصورت منفرد مجاز نمی باشد .  

 

     توجه : بطور کلی سطح مقطع هادیهای حفاظتی ، مشترک حفاظتی – خنثی،خنثی نباید از مقادیر جدول یک کوچکتر باشد    

 

   در صورتی که سیم اتصال زمین ( هادی حفاظتی) با سیمهای فازونول کلاً در یک لوله کشیده شود مانند سیمکشی روشنایی و یا پریزهای برق یک فاز ونول یا سه فازونول و مانندآن ، سطح مقطع سیم اتصال زمین باید مساوی با سطح مقطع سیمهای فازونول باشد .       درکابلهایی که سطح مقطع سیم نول نصف سطح مقطع هر سیم فاز می باشد ، سطح مقطع سیم اتصال زمین و سیم نول باید یکسان باشد.        برای کابلهایی با سیم نول به مقطع کمتر از 16 میلیمتر مربع باید سطح سیم اتصال زمین 16 میلیمتر مربع منظور شود .   

 

   سطح مقطع هادی زمین ( هادی وصل کننده الکترود زمین و ترمینال اصلی اتصال به زمین ) از مقادیر جدول زیر نباید کوچکتر باشد     

 

  سطح مقطع هادی همبندی اصلی نباید از 6 میلیمتر مربع کوچکتر و از 25 میلیمتر مربع بزرگتر باشد . بطور کلی ، سطح مقطع هادی همبندی اصلی نباید از نصف سطح مقطع بزرگترین هادی حفاظتی در تاسیسات کوچکتر باشد .  

 

      سطح مقطع هادی همبندی اضافی که بدنه دو دستگاه را به هم وصل می کند ، نباید از کوچکترین هادی حفاظتی(  PE یا PEN مدار تغذیه کننده در دستگاه کوچکتر باشد . در مورد هادی همبندی متصل کننده بدنه های هادی و قسمتهای هادی بیگانه ، سطح مقطع نباید از نصف هادی حفاظتی مدار مربوطه کوچکتر باشد. الکترود زمین جعبه اتصال آزمون  

 

   متشکل از جعبه فلزی با درب به ابعاد 1600´100´70 میلیمتر به همراه صفحه فیبری با دو عدد پیچ و مهره مسی یا برنجی و تیغه اتصال مسی خواهد بود. این جعبه باید در روی سطح نزدیکترین دیوار به الکترود مربوطه و در ارتفاع حداقل 1/5متر از کف تمام شده زمین نصب شود . ترمینال اصلی اتصال زمین   

 

  ترمینال اصلی و یا شینه اصلی اتصال زمین باید در محل ورود برق به ساختمان یا تابلوی اصلی ترانسفورماتور نصب شود تا علاوه بر هادی زمین (الکترود زمین) هادیهای حفاظتی (PE) یا هادیهای مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) و هادیهای خنثی ( N ) وهادیهای همبندی اصلی برای هم ولتاژ کردن به آن وصل شوند.   مشخصات انواع الکترودهای اتصال زمین     

 

   •الکترود اتصال زمین نوع صفحه مسی تخت از ورق مسی به ابعاد حداقل 2´500´500 میلیمتر و یا مشبک با ابعاد 700´700 میلیمتر ساخته شده از تسمه مسی 3´25 میلیمتر.    

 

   تسمه مسی با سطح مقطع حداقل 50 میلیمتر مربع و با ضخامت 2 میلیمتر. الکترود اتصال زمین نوع لوله ای با قطرهای 3 ، 4 ، 5 سانتی متر و به طول تقریبی 1/5متر ، قابل کوبیدن مستقیم در زمین به کمک کلاهک مخصوص و قابل امتداد بوسیله لوله های مخصوص امتداد با ابعاد فوق.   

 

  میلگردهای فولادی بتن مسلح در پی ها و شالوده هایی که نسبت به زمین عایق بندی نشده و حداقل عمق آن از سطح زمین یک متر باشد ، ممکن است به عنوان الکترود زمین مورد استفاده قرار گیرد در صورتی که با هم آهنگی و نظارت مجریان تاسیسات برق پروژه برنامه ریزی شده باشد.  روش نصب زمین با الکترود صفحه ای از جنس مس     صفحات مس می توانندبصورت افقی یا عمودی در زمین نصب گردند .

این صفحات می توانند بصورت مربع یا مستطیل و یا دایره ای انتخاب شوند . حداقل عمق برای نصب الکترود صفحه ای 1/5 متر بوده و بگونه ای باشد که اتصال زمین بین سطح زیرین صفحه و زمین به نحو مطلوب و مناسب برقرار گردد . حداقل مقاومت صفحات مسی دو میلیمتر و صفحات آهنی شش میلیمتر و صفحات آهنی گالوانیزه سه میلیمتر می باشد . باید از مخلوط زغال چوب یا کک سرمه شده و خاک که بهتر است خاک رس و سنگ نمک کوبیده شده مخلوط نمک زغال چوب یا کک خاک با نسبت وزنی 1|0/5|10 مخلوط شده به تناوب به عمق 15 سانتی متری ریخته و متراکم شود .   روش نصب اتصال زمین با الکترود میله ای کوبیده شده از جنس مس با مغز فولادی در این روش ازالکترود میله ای جنس مس با مغز فولادی استفاده شده و در اکثر کاربردها از میله به قطر 20 ، 16 ، 12 ، 25 میلیمتر با طول  2/45، 3/5یا 5 متر بر حسب نوع خاک و رطوبت انتخاب شده و توسط یک میله کوب مخصوص مانند پتک های هیدرولیکی یا مکانیکی بدون ایجاد لرزش و ارتعاش در زمین کوبیده می شود .  

روش نصب اتصال زمین با الکترود لوله ای کوبیده شده   در این روش از لوله های مخصوص اتصال زمین از جنس فولاد گالوانیزه با قطر حداقل 10 سانتی متر و طول 2 ، 3 ،4 یا 6 متر با ضخامت 1/5متر استفاده می شود . در این لوله ها برای رسیدن به طول بیشتر به هم متصل می شوند. روشهای کاهش مقاومت زمین     

 

  افزایش طول الکترود زمین : اگر طول میله دو برابر شود ، مقاومت آن حدود 40 % کم می شود . استفاده از چند الکترود بجای یک الکترود : در بعضی مواقع با آرایش و ترتیب قراردادن و اتصال بیکدیگر آنها می توان کاهش مقاومت زمین منجر کرد . استفاده از مواد کاهش دهنده مقاومت زمین : با افزودن مواد شیمایی می توان مقاومت خاک را بسته به نوع و ترکیب آن از 15 تا 90 درصد کاهش داد .

این مواد نباید دارای خاصیت خورندگی الکترود یا آلایندگی بیش از حد محیط باشد . از این مواد می توان به بنتونیت ، مارکونیت ، جم(GEM) اشاره کرد . منابع: مقررات ملی ساختمان مبحث سیزدهم دوره تاسیسات برقی نظام مهندسی:مهندس هنرمند     استاندارد هاي بسته بندي   كابل هاي فشار ضعيف    

 

 بسته بندي كابلهاي فشار ضعيف معمولا روي قرقره هاي چوبي انجام ميگيرد.
  طول نوع كابل   1000 متري كابلهاي تا مقطع 120 mm² (دو، سه، چهار و 5 رشته)   500 متري كابلهاي از مقطع 120 تا 300 mm² (دو، سه و چهار رشته)   500-1000 متري كابلهاي تك رشته تا مقطع 630 mm²      

 

     كابل هاي فشار متوسط   طول نوع كابل   1000متري كابلهاي سه رشته تا مقطع 120 mm²   500 متري كابلهاي سه رشته از مقطع 150 تا 300 mm²   1000متري كابلهاي يك رشته تا مقطع 800 mm²      

 

       كابلهاي فشار قوي و فوق فشار قوي   بسته بندي كابلهاي فشار قوي و فوق فشار قوي معمولا روي قرقره هاي فلزي انجام ميگيرد.       طول نوع كابل   1000 متري كابلهاي تا مقطع 500 mm²   500-1000 متري كابلهاي بيشتر از مقطع 500mm² تا1000 mm²   500 متري كابلهاي بيشتر از 1000 mm² تا 2000 mm²           كابل هاي هوايي       طول نوع كابل   500-1000 متري كابلهاي ABC كاربرد LV (سه و چهار و پنج رشته)   1000 متري كابلهاي ABC كاربرد MV   1000 متري كابلهاي Hard Drawn Copper or Al.           سيم و كابل هاي ساختماني       طول نوع كابل   1000 متري سيم ها تا مقطع 630   1000 متري كابلهاي دو ، سه ، چهار و پنچ رشته      

    كابلهاي ابزار دقيق       طول نوع كابل   1000 متري Multi Pair Overall Screen (مقاطع 0.5، 0.75 و 1)   500-1000 متري Multi Pair Overall Screen (مقاطع 1.5 و 2.5)   500-1000 متري Individual Several Screen (مقاطع 0.5، 0.75 و 1)   500 متري Individual Several Screen (مقاطع 1.5 و 2.5)   500-1000 متري Multi Core (مقاطع 1.5 و 2.5)           كابل هاي مخابراتي       طول نوع كابل   1000 متري كابلهاي مخابراتي تا 50 زوج   500-1000 متري كابلهاي مخابراتي بيش از 50 زوج تا 100 زوج   500–250 متري كابلهاي مخابراتي بيش از 100 زوج             كابل هاي انتقال داده   بسته بندي كابلهاي Data Transmission معمولا به صورت Coil و يا روي قرقره هاي پلاستيكي يا چوبي مخصوص انجام ميگيرد. چون اين كابلها با توجه به كاربردشان از حساسيت بيشتري برخوردار هستند.     

 

  طول نوع كابل   كلاف 100 متري كابلهاي كواكسيال TV     قرفره 500-1000 متري كابلهاي كواكسيال Substation & Sa tellite   كلاف كابلهاي شبكه           كابل هاي ضد آتش   Length Cable Type   1000 متري كابلهاي Power تا مقطع 120 mm² (دو، سه، چهار و 5 رشته)   500 متري كابلهاي Power از مقطع 120 تا 300 mm²  (دو، سه و چهار رشته)   500-1000 متري كابلهاي Power تك رشته تا مقطع 630 mm²   500-1000 متري كابلهاي كنترل و سيگنال (مقاطع 1، 1.5 و 2.5)   500-1000 متري كابلهاي ابزار دقيق     خازنهاي فشار ضعيف   خازنها عامل جبران كننده تون راكتيو براي بارهاي سلفي بوده و به عنوان عامل تصحيح كننده ضريب قدرت، عمل ميكنند. تواني را كه مشتركان برق، مصرف مي كنند متفاوت است، در نتيجه خصوصيات ضريب قدرت آنها نيز متفاوت است. انرژي راكتيو در شبكهها توسط اندوكتانس خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، مدارهاي الكترومغناطيسي موتورها و ساير مصرفكنندها از قبيل لامپهاي فلوئورسنت، يكسوسازها و سيستمهاي الكترونيك،

مصرف ميشود كه اين موضوع، موجب كاهش ضريب قدرت (Power factor) شده و در نتيجه باعث كاهش انتقال انرژي اكتيو ميشود.با توليد قدرت كاپاسيتيو توسط خازنها،اثر مولفههاي راكتيو كاهش و ضريب قدرت افزايش مييابد كه نتيجه آن براي مصرفكنندگان برق، صرفهجويي اقتصادي و براي شركتهاي برق، ايجاد شرايط فني مطلوبتر براي انتقال انرژي خواهد بود.نحوه عملكرد خازناستفاده از خازنها به عنوان توليدكننده بار راكتيو به منظور تنظيم و كنترل ولتاژ و جلوكيري از نواسانات قدرت در شبكهها و تصحيح ضريب قدرت در مصرفكنندهها به علت ارزاني و سادگي سيستم آن، بسيار متداول است.در يك مصرفكننده الكتريكي غيراهمي طبق شكل (1) بين ولتاژ و جريان، اختلاف فازي برابر زاويه (φ1) وجود دارد. جرياني كه مصرفكننده از شبكه ميكشد دو جزو اكتيو ((Ip و راكتيو ((Iq دارد. حال اگر خازني به دو سر بار، متصل كنيم جرياني براي ((Ic از شبكه ميكشد كه در خلاف جهت جريان راكتيو بار است. لذا جريان راكتيوي كه از شبكه كشيده ميشود به مقدار ((Ic كاهش يافته و برابر (Iq-Ic) ميشود. در اين شرايط زاويه جديد بين جريان و ولتاژ به (φ2) تقليل مييابد. به عبارت ديگر در شرايط جديد، ضريب توان )2 (cos φبزرگتر شده است.ملاحظه ميشود هر اندازه زاويه (φ) كوچكتر باشد متناسب با آن، قدرت اكتيو بيشتر و قدرت راكتيو كمتر خواهد شد. شكل (2) تاثير مقدار بار راكتيو خازني به ازاي 10 درصد افزايش ضريب قدرت در هر مرحله به عنوان تابعي از آن و با فرض ثابت بودن بار اكتيو مصرفكننده را نشان ميدهد.مزاياي استفاده از خازنخازنهاي مورد استفاده در شبكههاي برق داراي اثرات مختلفي هستند كه از جمله ميتوان به اين موارد اشاره كرد: ـ كاهش مولفه پس فاز جريان مدارـ تنظيم ولتاژ و ثابت نگهداشتن آن به منظور جلوگيري از وارد آمدن خسارت به دستگاهها ـ كاهش تلفات سيستم (RxI2) به دليل كاهش جريان ـ كاهش توان راكتيو در سيستم به دليل كاهش جريان ـ بهبود ضريب توان شبكه ـ به تعويق انداختن و

يا به طور كلي حذف كردن هزينههاي لازم براي ايجاد تغييرات در سيستم ـ افزايش درآمد ناشي از افزايش ولتاژ و جبران بار راكتيوساختمان و حفاظت خازنقسمت اكتيو خازن شامل دو ورقه نازك آلومينيوم جدا شده توسط لايههاي كاغذ اشباعشده از روغن عايق و مايعهاي مصنوعي سنتتيك (Synthetic) مانند بنزيل است.

گاه به جاي كاغذ از موادي چون پليپرپيلن (Poly Propylene) نيز استفاده ميكنند.اين ورقهها چند دور لوله شده و يك واحد خازن را تشكيل ميدهند، يا تعدادي از اين لايهها روي يكديگر قرار داده شده و آنها را مجموعاً در داخل يك مخزن مملو از مايع عايق، جاسازي كرده و دو انتهاي خازن از طريق مقره به محيط خارج هدايت ميشود. براي حفاظت حرارتي بانكهاي خازني از بيمتال و رلههاي حرارتي كه به بوبين كنتاكتور خازنها فرمان قطع ميدهند استفاده ميشود. تنظيم اين رلهها در حد 43/1 برابر جريان نامي خازن است.همچنين استفاده از فيوزهاي HRC (High Rupture current) براي محافظت در مقابل اضافه جريان به عنوان مكمل حفاظت حرارتي متداول است. به منظور كاهش ولتاژ دو سرخازن پس از خارج شدن آنها از مدار از مقاومتهايي كه به ترمينالهاي خازن، بسته شده است استفاده ميكنند. توان اين مقاومتها متناسب با توان خازنها بين 30 تا 50 كيلو اهم است كه ميزان ولتاژ را در مدت سه دقيقه پس از قطع خازنها به ميزان كمخطر (پايينتر از 75 ولت) كاهش ميدهند.

در حالتهاي خاصي كه خازن مستقيماً به سيمپيچهاي الكتروموتور وصل ميشود نيازي به مقاومت تخليه نبوده و بايد تا توقف كامل موتور از تماس با قسمتهاي برقدار خازن، اجتناب شود.ملاحظات كلي در نصب خازنهامحل نصب خازنها در يك سيستم برقي به مشخصات بار، بستگي دارد. براي بارهاي متمركز، خازنها در نزديكي مركز بار اما براي بارهاي پراكنده، خازن در طول خط و مطابق با نياز نصب ميشود. خازنها با بدنه فلزي، اتصال زمين شده و يا اينكه توسط سيم خنثي، زمين ميشوند. در موقع نصب سيم زمين به بدنه خازن بايد توجه كرد كه محل اتصال، فاقد رنگ بوده و از طرفي زنگ خوردگي نيز نداشته باشد.به دماي خازنها در هنگام كار، توجه خاصي مبذول ميشود، چون اثر مهمي در عمر خازن دارد. به اين دليل در روي پلاك خازنها حداقل و حداكثر دماي مجاز كار خازن توسط سازندگان، حك ميشود. چيدمان خازنها بايد به ترتيبي باشد كه تلفات گرمايي آنها توسط جابهجايي طبيعي هوا (كنوكسيون) و طرق ديگر، تهويه شود. در اين خصوص بايد گردش هوا در اطراف هر واحد به راحتي امكانپذير باشد. به اين دليل در بدنه تابلوي خازنها، فضاي مناسب براي امكان تبادل هوا با محيط بيرون تعبيه ميشود. اين مطلب خصوصاً براي واحدهايي كه در ستونهايي روي هم قرار گرفتهاند، اهميت خاصي پيدا ميكند. در مجموع توصيه ميشود خازنها در مقابل تشعشع مستقيم خورشيد محافظت شوند.

علاوه بر موارد فوق بهتر است خازنها در محلي نصب و مورد بهرهبرداري قرار گيرند كه داراي رطوبت زياد نباشد. همچنين هواي محيطهاي صنعتي كه سبب خوردگي بدنه ميشود از ساير عوامل مضر در طول عمر آنها محسوب ميشود.كنتاكتورها مرتباً با قطع و وصل خود خازنها را به مدار، وارد و يا از مدار، خارج ميكنند. لذا توصيه ميشود از نوع مرغوب و با كيفيت، انتخاب و قدرت آنها حداقل 5/1 برابر قدرت خازنهاي مربوط، باشد. خصوصاً سعي شود از كنتاكتورهايي استفاده شود كه دسترسي به قطعات يدكي آنها آسان باشد. هر اتصال (كنتاكت) نامطمئن در مدار خازن ممكن است باعث ايجاد جرقههاي كوچكي شود كه به نوبه خود نوساناتي با فركانس بالا بوجود خواهد آورد كه اين مساله گاه خازنها را بيش از حد، گرم كرده و تحت تنش حرارتي قرار ميدهد. از اين رو بازديد منظم و تعويض به موقع پلاتين كنتاكتورها توصيه ميشود.

در كل، بهتر است علاوه بر بازديدهاي معمول، بانك خازني، هر سه ماه يكبار توسط افراد با صلاحيت فني مورد بازرسي و سرويس قرار گيرد.تعيين ضريب توان (cos φ)روشهاي تعيين ميزان ضريب توان عبارتند از:الف ـ توسط دستگاه ضريب توان سنج: در اين حالت ضريب توان مستقيماً قابل خواندن است.ب ـ با استفاده از مقدار مصرف ماهانه: ضريب توان در اين روش با استفاده از رابطه (1) با تقسيم توان راكتيو مصرفي به توان اكتيو مصرف شده در يك دوره كنتورخواني، قابل محاسبه است.ج ـ به كمك سنجش تعداد دور كنتورهاي اكتيو و راكتيو: در اين روش تعداد دور كنتورها در يك زمان معين، شمارش شده و سپس با داشتن عدد ثابت كنتورها ( تعداد دور به ازاي يك كيلووات ساعت يا يك كيلووار ساعت) ضريب توان متوسط به كمك رابطه (2) محاسبه ميشود.nb : تعداد دور كنتور راكتيو در زمان tbnw : تعدا دور كنتور اكتيو در زمان twcb: عدد ثابت كنتور اكتيو cw: عدد ثابت كنتور راكتيوبراي دقت در اندازهگيري، آزمايش چندبار، تكرار و در نهايت حد وسط، محاسبه و ملاك عمل قرار ميگيرد.محاسبه توان خازنپس از مشخص شدن مقدار ضريب توان موجود، محاسبه خازن براي جبران توان راكتيو و اصلاح ضريب توان، انجام ميشود.

معمولاً اين جبرانسازي براي ضريب قدرت بين 85/0 تا 95/0 انجام ميشود. از جبرانسازي ضريب قدرت بيش از 95/0 بايد اجتناب شود. زيرا در اين شرايط علاوه بر نياز به ميزان قابل ملاحظهاي از خازن براي تامين قدرت راكتيو، هاديها به دليل عبور جريان زياد راكتيو تحت تنش قرار گرفته و نيز ممكن است در شبكه مصرفكننده افزايش ولتاژ نامطلوبي ايجاد شود. روشهاي متداول براي محاسبه توان خازن مورد نياز به اين شرح است:الف ـ روش ضريب قدرت تصحيحشده: در اين روش با استفاده از جدول (1) و به كمك فرمول f ×p Φc= توان خازن مورد نظر، محاسبه ميشود.

مقدار cos Φ1 ضريب قدرت فعلي سيستم است كه قبلاً روش محاسبه آن ذكر شد و cos Φ2 ضريب قدرت مورد انتظار است.Φc: توان خازن مورد نياز [KVAR]P : توان اكتيو مصرفكننده [KW]f : ضريب تبديل (كه از جدول (1) به دست ميآيد)بـ روش استفاده از نمودار: در اين روش به كمك نمودار شكل (3) و با معلوم بودن توان اكتيو مصرفكننده و ضريب توان مورد انتظار، مقدار توان خازن مورد نياز مشخص مي شود.

به طور مثال در شكل (3) خط افقي، 250 كيلووات بردارهاي ضريب توان فعلي 7/0 و ضريب قدرت مورد انتظار 9/0 را در دو نقطه قطع ميكند كه تفاضل اين اعداد در محور توان راكتيو برابر توان خازن مورد نياز خواهد بود.

ازنتيجه گيريامروزه خازنها به عنوان تصحيحكننده ضريب قدرت و تغذيهكننده توان راكتيو از اهميت خاصي برخوردارند. وجود خازن نهتنها براي اصلاح ضريب قدرت شبكه سراسري برق ناشي از اندوكتانس خطوط انتقال انرژي و ترانسفورماتورها مفيد است، بلكه نصب آن براي مصرفكنندگان فشار ضعيف، ضروري است.

اگر چه هزينههاي اوليه سرمايهگذاري براي نصب بانكهاي خازني به نظر گران ميرسد ولي در ظرف مدت 18 تا 30 ماه هزينههاي فوق از محل صرفهجويي ضرر و زيان مندرج در صورتحسابهاي دورهاي مستهلك خواهد شد. در نتيجه توجيه و تشويق مشتركان براي نصب خازن، منفعتي دوسويه است كه منافع حاصل از آن به نفع مشتركان و نيز شركتهاي برق خواهد بود.  

 

 

 

ادامه نوشته