انرژی برق، عنصر جدایی‌ناپذیر دنیای مدرن، در کنار مزایای خود، باعث بروز خرابی در سیستم‌ها و تجهیزات نیز می‌شود. بررسی ۷۷۵۰ مورد خرابی در سیستم‌های الکتریکی نشان داده که رایج‌ترین علت آسیب، با سهم ۲۸ درصد، افزایش ولتاژهای گذرا است.

افزایش ولتاژهای گذرا به‌معنای افزایش بسیار کوتاه‌مدت ولتاژ شبکه است که به‌سرعت به شکل سینوسی اصلی خود بازمی‌گردد. این افزایش‌های لحظه‌ای ممکن است ناشی از پدیده‌های جوی، کلیدزنی یا قطع جریان‌های خطا باشد.

افزایش ولتاژ ناشی از پدیده‌های جوی

صاعقه، با قدرت خارق‌العاده خود، سالانه موجب بیش از ۲۴۰۰۰ آتش‌سوزی و ۴۰۷ میلیون دلار خسارت مالی در سراسر جهان می‌شود**.

تخلیه مستقیم جریان صاعقه به زمین، اثر مستقیم آن است. بخشی از این جریان در زمین جذب شده و بخشی دیگر وارد شبکه برق می‌شود. این ضربه‌های پرانرژی، علاوه بر آسیب‌های مالی، با ایجاد گرمای شدید در تجهیزات، خطر آتش‌سوزی را نیز به‌همراه دارند.

اثر غیرمستقیم صاعقه، که رایج‌تر است، از طریق القای الکترومغناطیسی باعث افزایش ولتاژ در خطوط انتقال انرژی می‌شود.

بر اساس جدول تجمعی استاندارد IEC 62305-1، ۵۰٪ ضربه‌های صاعقه دارای جریان بیش از ۳۵kA و ۵٪ آن‌ها بیش از ۱۰۰kA هستند.

افزایش ولتاژ ناشی از کلیدزنی

القای الکترومغناطیسی، تولید اختلاف پتانسیل (ولتاژ) در یک رسانا در اثر قرار گرفتن در میدان متغیر است. این پدیده در سال ۱۸۳۱ توسط مایکل فارادی کشف شد. قطع و وصل بارهای الکتریکی قوی باعث تغییرات ناگهانی جریان شده و طبق قانون فارادی، در رساناهای مجاور ولتاژ القا می‌شود. در زندگی روزمره، این پدیده را هنگام راه‌اندازی یا توقف بارهای القایی مانند موتورها و ترانسفورماتورها مشاهده می‌کنیم. در مقایسه با صاعقه، افزایش ولتاژ ناشی از کلیدزنی با سهم ۶۰ تا ۸۰ درصد، بسیار رایج‌تر اما با انرژی کمتر است.*

تجهیزات محافظ ولتاژ – برق‌گیرها (پارفودرها)

با گسترش اینترنت اشیاء و کوچک‌تر شدن ابعاد تجهیزات الکترونیکی، استفاده از ترانزیستورها افزایش یافته و حساسیت دستگاه‌ها نسبت به افزایش ولتاژ بیشتر شده است. محافظت از سیستم‌ها در برابر ضربه‌های ناگهانی ولتاژ تنها با اجرای صحیح سیستم ارت، هم‌پتانسیل‌سازی و استفاده از برق‌گیرها امکان‌پذیر است.

برق‌گیرها، تجهیزات الکتریکی و تأسیسات را در برابر ضربه‌های ولتاژی ناشی از صاعقه و نوسانات داخلی محافظت می‌کنند. این تجهیزات به‌صورت موازی در مدار نصب شده و در شرایط عادی دارای مقاومت داخلی بالا هستند و اجازه عبور جریان نمی‌دهند. در صورت افزایش ناگهانی ولتاژ، عناصر داخلی آن‌ها رسانا شده و جریان اضافی را به زمین منتقل می‌کنند.

چرا باید از برق‌گیرهای سیگما استفاده کرد؟

برق‌گیرهای سیگما مطابق با استانداردهای TS EN و اروپایی تولید شده‌اند و از تأسیسات و تجهیزات متصل به آن‌ها به‌صورت ایمن محافظت می‌کنند. به‌جز مدل کلاس I نوع 1 کلاس B، سایر مدل‌ها همراه با کنتاکت سیگنال خطا عرضه می‌شوند تا در صورت بروز ضربه ولتاژ، امکان دریافت هشدار فراهم شود. کاتریج‌های مدل‌های کلاس II، کلاس ترکیبی I+II و کلاس III به‌راحتی قابل تعویض هستند و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهند. برق‌گیرهای سیگما با تنوع بالا، محافظتی کامل ارائه داده و تمامی خطرات احتمالی را پوشش می‌دهند.

منابع:
* https://www.nemasurge.org/history/
** https://earthdata.nasa.gov/learn/articles/iss-lis-provisional-data