محافظ برق ارت دار و رهیافتی بر استفاده و بهره برداری

محتوا نمایش

محافظ برق ارت دار

ضرورت استفاده از استابلایزر

محافظ برق ارت دار امروزه جزء لاینفک وسایل و تجهیزات برقی خانگی است. قطع و وصل شدن مکرر برق و اسپایک های روتین شبکه برق سراسری ناشی از ناپایداری های ناخودآگاه، می تواند آسیب های جبران ناپذیری به ادوات برقی بزند. منابع تغذیه آنالوگ وسایل برقی مستقیما به برق شهری متصل است و در ترانسفورمر کاهنده ی ولتاژ، پل های دیودی، خازن های صافی، رگولاتور ها و … در برابر اضافه ولتاژ، کاهش ولتاژ، اسپایک های لحظه ای آسیب پذیرند.

منابع تغذیه جدیدتر با رویکرد سوئیچینگ، نیز در المان های مدارات مجتمع یا Integrated Circuit (IC) به شدت در برابر موارد ذکر شده قابلیت آسیب پذیری دارند.

موضوع به اینجا ختم نمی شود و متاسفانه ممکن است اسپایک برق و افت ولتاژ، از طبقه ی منبع تغذیه عبور کرده و به بافرها، درایورها، IC های برنامه پذیر، EPROM ها و … رسوخ نمایند. افزایش ولتاژ های طولانی، یا در رگولاتورها و تنظیم کننده ها جبران سازی می شود و یا آنها را می سوزاند و به هر نحو به بقیه مدارات نمی رسد.

اما اسپایک ها سریع تر از آن هستند که در منابع تغذیه محبوس شوند و به راحتی سر از دیگر بخش های مدارات الکتریکی در می آورند. موضوع در افت ولتاژ وخیم تر است چرا که به راحتی از رگولاتورها و منابع تغذیه عبور کرده و خود را به بافر ها و درایورها می رساند.

جالب اینکه به ندرت باعث سوختن IC ها و EPROM ها می شوند. هر چند نمونه هایی از پاک شدن حافظه های فلش بر اثر افت ولتاژ گزارش شده است. آنچه شرایط را وخیم می کند این است که افت ولتاژ خود را از درایور ها نیز عبور داده و به الکتروموتورها، پمپ ها، عملگرهای الکتریکی می رساند که باید با جریان نامی و ولتاژ کار مناسب درایو شوند.

ولتاژ پایین روی لود سبب جریان کشی غیر نرمال شده و این بار نه منبع تغذیه، نه مدارات الکترونیکی قابل تعمیر، بلکه الکتروموتورها یا کمپرسورها یا عملگرهای الکتریکی گران قیمت مورد آسیب واقع می شود.

ضرورت استفاده از ارت

همه ی این موارد وجود یک محافظ برق ارت دار را ایجاب می نماید. موارد ذکر شده برای توجیه ضرورت استفاده از یک محافظ برق کافی است؛ پس اندکی در خصوص ضرورت ارت دار بودن آن صحبت خواهیم کرد. اگر از شبکه ی برق سراسری به عنوان منشا افت یا افزایش ولتاژ برق شهر و منبعی برای اسپایک های نرمال برق بگذریم، منابع دیگری برای اختلال لحظه ای برای برق وجود دارد که ارتباط مستقیمی با شبکه نداشته و بر روی شبکه ی برق سراسری سوار می شوند.

به طور مثال، شبکه برق سراسری پایدار در مجاورت یک همسایه که از برق شهری برای جوشکاری با دستگاه بدون اینورتر استفاده می کند، نا خود آگاه منشا اسپایک خواهد بود و این موضوع محلی است و ارتباط مستقیم با برق شهری ندارد. در ساختمان های در حال ساخت، استفاده از المان های حرارتی (المنت) با جریان کشی بسیار زیاد – بخوانید افت ولتاژ زیاد – توسط کارگران شایع است.

مثال دیگر، الکتریسیته ساکن انباشته شده است که در موارد بسیار زیادی، کاربران را درباره از بین رفتن وسایل الکتریکی بهت زده کرده است. شایع ترین مثال این موضوع، اتصال کابل اچ دی ام آی یا یو اس بی به تلویزیون است. کابل های ذکر شده از طریق دست کاربر، حجم زیادی از بار الکتریکی ساکن را به پورت یا درگاه ورودی تلویزیون وارد می کند و چون جایی برای تخلیه نیست، سبب آسیب دیدگی می گردد.

و بالاخره، صاعقه که در موارد زیادی کاربران را با وسیله ی برقی سوخته مواجه کرده است. دوربین های مدار بسته که روی دکل نصب می شوند، تلویزیون هایی که به آنتن هوایی بر پشت بام ها متصل می شوند، خانه هایی که در نزدیکی ترانسفورمر برق شهر هستند و کتودفیوز آنها به مثابه ی یک صاعقه گیر عمل می کند، موارد مستعد برای آسیب پذیری از صاعقه می باشند. الکتریسیته ی ساکن و صاعقه و به طور کلی سرج، برای تخلیه از مدارها به اتصال به ارت نیاز دارد.

چاه ارت با اهم مناسب، مثلا زیر دو اهم در برخی کاربرد ها و زیر 5 اهم در کاربردهای عمومی، می تواند این الکتریسیته ساکن یا صاعقه یا اسپایک را از طریق رطوبت موجود در چاه ارت و ذغال ها و متریال موجود در چاه، به زمین منتقل کرده و دمپ کند. متاسفانه حفر چاه ارت در بسیاری از ساختمان ها و کسب و کار های کوچک فراموش می شود. گاهی چاه احداث می شود اما به برق ساختمان وصل نمی شود!

در مواردی چاه ارت حفر می شود و به سیم کشی برق ساختمان متصل می گردد؛ اما به دلیل عدم نگهداشت و احیا، با خشک شدن رطوبت و گذر عمر متریال چاه، اثر خود را از دست می دهد. در همه ی این موارد، آسیب پذیری ناشی از عدم اتصال ارت محتمل است. اگر ارت مطمئن در ساختمان موجود باشد، محافظ برق ارت دار تا حد زیادی خیال شما را از بابت نوسانات برق شهر و اسپایک ناشی از الکتریسیته ساکن و صاعقه، راحت می سازد.

نصب محلی تک کاربرده

برای نصب و راه اندازی و جانمایی محافظ برق ارت دار چندین رویکرد وجود دارد. نخست نصب کاملا محلی است به گونه ای که صرفا یک مصرف کننده ی برق، به محافظ برق ارت دار متصل می گردد. در شکل زیر یک نمونه محافظ برق ارت دار با مصرف کننده ی محلی تک نمایش داده شده است.

عموما محافظ برق ارت دار شرایط ولتاژ عادی، غیر عادی، و زمان تاخیر گذار را نیز با علائم و سیگنال هایی نشان می دهند. در زمان خرید محافظ برق ارت دار از علامت استاندارد ایران اطمینان حاصل کنید.

محافظ برق ارت دار

نصب محلی چند کاربرده

رویکرد دیگر، استفاده از یک محافظ برق ارت دار به صورت محلی اما برای استفاده از چندین مصرف کننده به صورت همزمان و مجاور هم می باشد. در این صورت محافظ برق ارت دار عملا دارای یک چند راهی نیز برای تامین برق مصرف کننده های چند گانه همجوار می باشد. در شکل زیر یک نمونه محافظ برق ارت دار با مصرف کننده محلی چند گانه نمایش داده شده است. عموما محافظ برق ارت دار چندگانه، دارای کلید قطع و وصل می باشند.

همچنین در برخی موارد محافظ برق ارت دار چندگانه ی محلی، به اندازه گیر ولتاژ و نمایش دهنده ی آن با سون سگمن یا 7-Segment مجهز می باشند. در شکل زیر یک نمونه از این محافظ نمایش داده شده است.

نصب مرکزی

رویکرد دیگر جانمایی و نصب و راه اندازی محافظ برق ارت دار به صورت مرکزی و غیر محلی است. در این صورت ورودی برق شهری به ساختمان یا واحد، در مجاورت جعبه فیوز یا تابلو برق، به این نوع محافظ مجهز خواهد شد. عموما ولت – آمپر خروجی این محافظ بسیار بالاتر از نمونه های محلی است. همچنین از فیوز داخلی نیز استفاده می کنند. در محافظ های محلی فیوز گذاشته نمی شود. در شکل زیر یک نمونه محافظ برق ارت دار مرکزی نشان داده شده است.

اخیرا نمونه های از محافظ برق ارت دار مرکزی به صورت باکس قابل نصب بر روی دیوار در مجاورت جعبه فیوز نیز طراحی شده که نصب شکیل تری دارد. در شکل زیر یک نمونه از محافظ مرکزی قابل نصب روی دیوار به صورت کامپکت نشان داده شده است.