به عنوان یک تامین کننده باتجربه برقگیر، من به طور مستقیم شاهد نقش حیاتی این دستگاه ها در محافظت از سیستم های الکتریکی از آسیب های اضافه ولتاژهای گذرا بوده ام. با این حال، یک سوال که اغلب در بحث با مشتریان و همتایان صنعت مطرح می شود این است که "مکانیسم قدیمی شدن برقگیر چیست؟" درک این پدیده برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد بلند مدت برقگیرها در کاربردهای مختلف بسیار مهم است.
1. ساختار اولیه و اصل کار برقگیرها
قبل از پرداختن به مکانیسم پیری، درک اصول اولیه برقگیرها ضروری است. متداول ترین انواع برقگیرهای ما عرضه می شودقطع کننده سرج اکسید فلزوبرقگیرهای اکسید روی. این برقگیرها معمولاً از مجموعه ای از وریستورهای اکسید فلزی (MOV) تشکیل شده اند که اجزای اصلی وظیفه حفاظتی آنها را بر عهده دارند.
هنگامی که یک ولتاژ عملیاتی معمولی اعمال می شود، MOV ها مقاومت بالایی دارند و تنها به جریان نشتی کوچک اجازه می دهند که از برقگیر عبور کند. با این حال، هنگامی که یک ولتاژ افزایش می یابد، مقاومت MOV ها به طور قابل توجهی کاهش می یابد و جریان افزایش را به زمین منحرف می کند و از تجهیزات الکتریکی متصل به سیستم محافظت می کند. این ویژگی غیر خطی ولتاژ - جریان چیزی است که برقگیرها را در محافظت در برابر اضافه ولتاژها بسیار مؤثر می کند.
2. عوامل موثر در افزایش سن
2.1 استرس الکتریکی
یکی از عوامل اصلی که به پیری برقگیر کمک می کند، استرس الکتریکی است. در حین کار عادی، برقگیر تحت فشار ولتاژ مداوم قرار می گیرد که باعث می شود جریان نشتی کوچکی از طریق MOV ها عبور کند. با گذشت زمان، این جریان نشتی می تواند باعث گرمایش داخلی برقگیر شود. گرمای تولید شده می تواند تغییرات شیمیایی و فیزیکی در MOV ها را تسریع کند و منجر به تخریب خواص الکتریکی آنها شود.
علاوه بر این، هنگامی که برقگیر چندین رویداد موج را تجربه میکند، جریانهای موج با انرژی بالا میتواند باعث گرمای بیش از حد موضعی و استرس مکانیکی در MOVها شود. این می تواند منجر به ترک های ریز و سایر آسیب های ساختاری شود که باعث کاهش بیشتر عملکرد و طول عمر برقگیر می شود.
2.2 شرایط محیطی
عوامل محیطی نیز نقش بسزایی در کهنگی برقگیرها دارند. رطوبت بالا می تواند باعث نفوذ رطوبت به محفظه برقگیر شود و منجر به آلودگی سطح و ردیابی الکتریکی شود. رطوبت همچنین می تواند با مواد داخل برقگیر واکنش داده و باعث خوردگی و تخریب MOV ها شود.
تغییرات دما نیز می تواند تأثیر مخربی بر برقگیرها داشته باشد. سرمای شدید می تواند مواد را شکننده کند و خطر ترک خوردن را افزایش دهد، در حالی که دمای بالا می تواند واکنش های شیمیایی درون MOV ها را تسریع کند و منجر به پیری سریع تر شود. علاوه بر این، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV) می تواند باعث تخریب محفظه بیرونی برقگیر و کاهش مقاومت مکانیکی و عملکرد محافظتی آن شود.
2.3 آلودگی
آلودگی سطح برقگیر یکی دیگر از علل شایع پیری است. در مناطق صنعتی یا مناطقی که آلودگی بالایی دارند، گرد و غبار، نمک و سایر آلاینده ها می توانند روی سطح برقگیر جمع شوند. این آلودگی می تواند جریان نشتی سطح را افزایش دهد و منجر به ایجاد قوس باند خشک و گرمای بیش از حد موضعی شود. با گذشت زمان، این می تواند باعث آسیب به محفظه برقگیر و MOV های داخل آن شود.
3. تظاهرات افزایش سن
3.1 افزایش جریان نشتی
با افزایش سن برقگیر، یکی از قابل توجه ترین تظاهرات افزایش جریان نشتی است. افزایش جریان نشتی نشانه ای از بدتر شدن خواص الکتریکی MOV ها است. جریان نشتی بالاتر به این معنی است که توان بیشتری در برقگیر تلف می شود که می تواند منجر به گرم شدن بیشتر و تسریع پیری شود.
3.2 تغییر ولتاژ - مشخصه جریان
مشخصه ولتاژ - جریان غیر خطی MOVها نیز ممکن است با افزایش سن برقگیر تغییر کند. ولتاژ شکست ممکن است کاهش یابد و ولتاژ گیره ممکن است افزایش یابد و توانایی برقگیر برای محافظت موثر در برابر اضافه ولتاژ را کاهش دهد. این تغییر در مشخصه می تواند برقگیر را در حفاظت از تجهیزات الکتریکی در هنگام وقوع موج برق کمتر کند.
3.3 آسیب فیزیکی
آسیب فیزیکی به برقگیر، مانند ترک در محفظه یا علائم قابل مشاهده سوختن، نیز می تواند نشانه ای از پیری باشد. ترکهای موجود در محفظه میتوانند به رطوبت و آلایندهها اجازه ورود به برقگیر را بدهند و باعث تسریع در تخریب آن شوند. علائم سوختن ممکن است نشان دهنده این باشد که برقگیر به دلیل رویدادهای افزایش انرژی یا افزایش جریان نشتی، گرمای بیش از حد را تجربه کرده است.
4. نظارت و تشخیص افزایش سن
4.1 نظارت بر جریان نشتی
مانیتورینگ جریان نشتی یکی از رایج ترین روش ها برای تشخیص پیری برقگیر است. با نظارت مداوم بر جریان نشتی، اپراتورها می توانند هرگونه افزایش غیرعادی در جریان را که ممکن است نشان دهنده شروع پیری یا سایر مشکلات برقگیر باشد، تشخیص دهند. انواع مختلفی از مانیتورهای جریان نشتی در بازار موجود است که از آمپرمترهای ساده گرفته تا سیستم های نظارت آنلاین پیشرفته تر را شامل می شود.
4.2 تشخیص تخلیه جزئی
تشخیص تخلیه جزئی یکی دیگر از روش های موثر برای تشخیص کهنگی در برقگیرها می باشد. تخلیه جزئی در برقگیر در صورت وجود نقص یا مشکلات عایق رخ می دهد. با شناسایی و تجزیه و تحلیل سیگنال های تخلیه جزئی، اپراتورها می توانند مشکلات احتمالی برقگیر را قبل از اینکه منجر به خرابی کامل شوند شناسایی کنند.
4.3 تصویربرداری حرارتی
همچنین می توان از تصویربرداری حرارتی برای تشخیص پیری در برقگیرها استفاده کرد. با استفاده از دوربین مادون قرمز، اپراتورها می توانند هر گونه الگوی حرارتی غیرعادی را در سطح برقگیر تشخیص دهند. نقاط داغ ممکن است نشان دهنده مناطقی با مقاومت بالا یا آسیب داخلی در برقگیر باشد که می تواند نشانه ای از پیری باشد.
5. کاهش افزایش سن
5.1 نصب و نگهداری صحیح
نصب و نگهداری مناسب برای به حداقل رساندن پیری برقگیر بسیار مهم است. در طول نصب، مهم است که مطمئن شوید برقگیر به درستی نصب شده است، با اتصالات برقی و زمینی مناسب. تعمیر و نگهداری منظم، از جمله تمیز کردن سطح برقگیر برای حذف آلودگی ها و بررسی اتصالات الکتریکی نیز می تواند به افزایش طول عمر برقگیر کمک کند.
5.2 انتخاب مواد با کیفیت بالا
انتخاب مواد با کیفیت بالا برای ساخت برقگیر نیز می تواند به کاهش پیری کمک کند. استفاده از MOV های درجه بالا با خواص الکتریکی و حرارتی بهتر می تواند عملکرد برقگیر و مقاومت در برابر پیری را بهبود بخشد. علاوه بر این، استفاده از یک محفظه مقاوم و مقاوم در برابر آب و هوا می تواند از اجزای داخلی در برابر عوامل محیطی محافظت کند.
5.3 ارتقاء و جایگزینی
در برخی موارد، ارتقا یا تعویض برقگیر ممکن است برای اطمینان از حفاظت مداوم سیستم الکتریکی ضروری باشد. اگر برقگیر نشانه هایی از کهنگی یا آسیب دیدگی شدید را نشان داد، باید به سرعت تعویض شود تا از خرابی های احتمالی و آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری شود.
6. نتیجه گیری
درک مکانیسم پیری برقگیرها برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت و عملکرد سیستم های الکتریکی ضروری است. استرس الکتریکی، شرایط محیطی و آلودگی از عوامل اصلی پیری برقگیر هستند. با نظارت بر وضعیت برقگیر، انجام اقدامات کاهنده مناسب و انتخاب محصولات باکیفیت، می توان طول عمر برقگیر را افزایش داد و تجهیزات الکتریکی را از اثرات مخرب اضافه ولتاژ محافظت کرد.
اگر به دنبال سرج ارستر با کیفیت بالا هستید یا به اطلاعات بیشتری در مورد پیری و حفاظت برق گیر نیاز دارید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. ما به عنوان تامین کننده پیشرو برقگیر، طیف گسترده ای از محصولات را ارائه می دهیمقطع کننده سرج اکسید فلز،برقگیرهای اکسید روی، وارتگیر. امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید و یک مذاکره خرید را شروع کنید.
مراجع
- IEEE Std C62.11 - 2012، IEEE Standard for Metal - Oxide Surge Arresters for AC Power Circuits.
- IEC 60099 - 4:2014، برقگیرهای ولتاژ بالا - قسمت 4: برق گیرهای فلزی - اکسیدی برای سیستم های ac.
- وانگ، ایکس، و لی، ی. (2018). تحقیق در مورد مکانیسم پیری و روش تشخیص سرجگیرهای اکسید فلز. مجله مهندسی برق، 34 (2)، 123 - 130.
