انواع برقگیر

انواع برقگیر

 

 

th397XPZKP

برقگیر و انواع آن

 

برقـگیـر (Lightning arrester)

برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.انواع برقـگیـر

۱) برقگیر میـله‏ای
۲) برقگیر بـا فاصله هوایی
۳) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی
۴) برقگیر بدون فاصله هوایی
۵) برقگیر خـازنـی
۶) برقگیر فیوزی

برقگیـر میـله ای

یکی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها که از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند که  با وجود قدیمی بودن امروزه نیز کاربردهای زیادی دارد . این برقگیر عبارت است از دو میله نوک‏تیز که یکی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد فاصله دو نوک متناسب با ولتاژ و شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تنظیم است . تنظیم این فاصله طوری که در مقابل ولتاژ حداکثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الکتریکی صورت می‏گیرد . البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور  بوده و می‏توان گفت در یک باند ولتاژ عمل می‏کند و مشخصه عملکرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور کرد.

برقگیـر با فاصله هوایی

نوع دیگری از برقگیرها که کاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگیر از نوع شاخکی می باشد . این نوع برقگیرها ساده ترین نوع برقگیر می باشند که به جرقه گیر (برقگیر با فاصله هوایی ) معروف هستند به مراتب از آنها در محلهای اتصال مقره به هادی یا اطراف بوشینگهای ترانسهای توزیع دیده می شود.
همانطوریکه که می دانیم برقگیرها باید در برابر ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید باز رفتار کنند و در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید بسته رفتار کنند.
در این نوع برقگیرها (برقگیر با فاصله هوایی) اگر ولتاژ بالا رود؛ بین شاخکها قوس برقرار شده و انرژی صائقه را به زمین منتقل شده و این امر باعث می شود که تجهیز از بین نرود.موارد استفاده برقگیـر با فاصله هوایی

امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز:
۱) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس)
۲) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند  و هم نقش حلقه کرونا را بازی می کنند.برقگیـر با مقاومت غیر خطی

این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده  است، این خازنها که اصولا ً بصورت فواصل هوایی می‏باشد در حالت کار عادی سیستم از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیر جلوگیری می‏کنند. چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور می‏کند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏کند .
فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال کوتاه شود پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع کند که این کار توسط مقاومت های غیر خطی انجام می‏گیرد . مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غیر خطی در داخل یک ایزولاتور ساخته شده از مواد عایقی قرار می‏گیرند . انتخاب چند خازن در برقگیر بجای یک خازن به این دلیل صورت می‏گیرد که استقامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد برای اینکه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها  بطور مساوی انجام گیرد. یک سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏های هوایی قرار می‏دهند و این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .همانطور که در شکل دیده می شود برقگیرها در قسمت فوقانی خود مجهز به یک وسیله حلقه ای شکل هستند که این وسیله به حلقه کرونا یا کروناگیر معروف می باشد .
همانطور که می دانیم پدیده کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می باشد . در پستهای فشار قوی این پدیده بالاخص در محل های اتصال هادیها به تجهیزات دیده می شود .
لذا برای برطرف کردن این عیب باید میدان را در این نواحی یکنواخت کنند تا اثرات مخرب کرونا کمتر گردد . برقگیرهایی که امروز در پستها بکار می روند از نوع ZNO می باشند که در داخل آنها قرص هایی از جنس اکسید رویZNO می باشد که بسته به سطح ولتاژ شبکه تعداد آنها متغیر است .برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می دانیم این برقگیرها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند و در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد . لذا قرص های اکسید روی بکار رفته در برقگیرهای امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می باشند (در حالتNormal شبکه) لذا به روی این قرص ها ولتاژ تقسیم می گردد.
حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص ها یکسان نخواهد بود؛ در این صورت یک قرص و به خصوص قرص های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص ها متحمل می شوند و زودتر آسیب می بینند و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می شود لذا اگر بتوانند  به طریقی میدان را یکنواخت کنند ( به حالت یکنواخت نزدیک کنند ) تقسیم ولتاژ بین قرصها شکل متعادل تری را به خود می گیرد و قاعدتاً عمر قرصها افزایش می یابد و عملکرد برقگیرها بهتر میگردد.
برای این کار از وسیله ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می کنند؛ که در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص ها به حالت متعادلی نزدیک می نماید.برقگیـر بدون فاصله هوایی

یک نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بکار می‏رود که خازنهای سری آن از قطعات اکسید روی می‏باشد که این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند. این برقگیرها از نظر ساخت ساده‏تر بوده و دارای حجم کمتری نیز می‏باشد. این برقگیرها می‏توانند در ولتاژهای پائین‏تر عمل کنند بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها کمتر است یا تقریباً صفر است.

برقگیـر خـازنی

این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود که انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود.

برقگیـر فیـوزی

این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود که در مقابل اضافه‏ ولتاژ که سبب عبور جریان زیادی  از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اکثراً بعنوان حفاظت ثانویه بکار می‏رود.

محل نصب برقگیـر

برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از کلیه تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به آنها نصب گردد. علاوه بر برقگیری که در ورودی پستهای ترانس نصب می‏شود قبل از تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز جداگانه برقگیر نصب می‏شود. معمولاً در مسیر برقگیر به زمین  یک شماره انداز قرار می‏دهند که می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید

برقکیر بعنوان سرج ارستر هم تعریف میگردد

 

تفاوت برقگیر اکتیو و پسیو

تفاوت برقگیر اکتیو و پسیو

thS26IOAATuntitled

برقگیر پسیو و اکتیو(تفاوت)

صاعقه گیر پسیو (Passive) بر خلاف صاعقه گیر اکتیو (Active) در برابر صاعقه هیچ گونه واکنشی ندارد. از اینرو پسیو ، غیر فعال یا ساده نامیده می شوند. صاعقه گیر پسیو در حقیقت همان چیزی است که بنیامین فرانکیلن در سال ۱۷۵۲ جهت مقابله با صدمات صاعقه ابداع کرد و تا کنون نیز  مورد استفاده قرار میگیرد.

طبق استاندارد یک سیستم حفاظتی شامل سه بخش کلی صاعقه گیر یا ترمینال هوایی (Air Termination) ، هادی میانی (Down Conductor) و سیستم زمین یا ترمینال زمین ((Earth Termination) می شود. تنها تفاوت اساسی سیستم پسیو و اکتیو در نوع ترمینال هوایی است. ترمینال هوایی در سیستم پسیو معمولا به شکل میله، سیمهای معلق و یا مش (قفس فارادی) می تواند باشد.  ولی صاعقه گیرهای اکتیو اطراف خود را یونیزه میکنند و با این کار شعاع حفاظتی  بمراتب بیشتری را جهت حفاظت از اصابت صاعقه پوشش میدهند .استاندارد بین المللی  IEC 62305-3  (بخش سوم) به عنوان مرجع اصلی سیستمهای حفاظت پسیو اصول اساسی بکارگیری،‌ طراحی ،نصب و نگهداری این سیستم را شرح می دهد. علاوه بر این ، استانداردهای BS6651، NFPA780 و DIN VDE 0185 نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

نصب برقگیر و صاعقه گیر

طراحی برقگیر و صاعقه گیر

اجرای برقگیر و صاعقه گیر

فروش برقگیر و صاعقه گیر

برقگیر ساختمان(صاعقه گیر)

برقگیر ساختمان(صاعقه گیر)

CPT-FO-PROTECCION-EXTERNA-CONTRA-EL-RAYO-NIMBUS_nodelevel_8_carousel

برق گیر و نقش آن در جلوگیری از آسیب به ساختمان

 

برقگیر :

برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق  می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد . البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه ۴۵۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-1000 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و … پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh ) نمود .

برقگیر بر دو نوع است :

۱-

برقگیر غیرفعال ( پسیو)

۲-

برقگیر فعال ( اکتیو)

برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله ۴۵ درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را ۳۵۵ یا حتی پایین تر در نظر می گیرند . برقگیر فعال با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و … ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید . این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های ۱ ، ۲ و ۳ تقسیم می گردند.

در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل  کرده و موجب خسارت نشود.

هادی میانی :

ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFC اگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از ۲۲ برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سیم های ۷۵ ، ۹۰ ، ۱۲۰۰ و … بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.

یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد.

برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.

سیستم زمین :

یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند.

با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد  بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار سیستم ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود.

با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر ، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر ۱۰ اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر ۳ اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد.

سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است

برقگیر در شبکه های توزیع

برقگیر در شبکه های توزیع

 
۲۲۲۲۷۶-SurgeArrester

ارزش ریالی برقگیر در شبکه های توزیع برق چقدر است؟

مقدمه

سوالی که اغلب مطرح است این است که: “برقگیر شبکه های توزیع چقدر ارزش ریالی دارد؟ “

من همیشه این پرسش را خوب در نظر می گیرم بخاطر اینکه پاسخ آن واضح نیست. برقگیرها نگهبانان بی سر و صدای تجهیزات هستند که به آنها وصل می شوند. تعداد حفاظت از تجهیزات توسط آنها بسیار زیاد می باشد، هیچ مدرک ظاهری وجود ندارد که آنها سیستم را از قطع برق حفظ کرده اند مانند یک فیوز یا مدارشکن و آنها این کار را برای دهها سال انجام داده اند.

به دلیل ماهیت غیر محسوس آنها، ارزش ریالی آنها معادل با قیمتشان شد که این کاملاً غلط است.

برای تعیین ارزش واقعی یک برقگیر ما نمی توانیم به سادگی به قیمت آن نگاه کنیم بلکه ما باید به اثر آن بر روی یک سیستم در غیاب آن نگاه کنیم.

این را می توان با استفاده از اثر پتانسیل بر ترانسفورماتورهای توزیع نشان داد، اگر برقگیر نصب نشده باشد تا از آن حفاظت کند.

در این مقاله ما یک روش جدید برای تجزیه و تحلیل ارزش گذاری کشف کردیم که نشان می دهد ارزش یک برقگیر اغلب دارای دو فرمول پر اهمیت می باشد و ارزشی بیشتر از قیمت آن دارد.

روش جدید یک محاسبه ساده است که ابتدا تعداد دفعاتی که رعد و برق به سیستم زده شده تعیین می کند و سپس با استفاده از این پارامتر ارزش برقگیر سنجیده می شود.

این مهم است تا توجه داشته باشید که این روش قصد دارد یک محاسبه سریع و تقریبی را فراهم کند و برای تجزیه و تحلیل ارزش قیمت دقیق تر، دیگر عوامل باید درنظر گرفته شود. با این حال این روش می تواند ابزار بسیار مفیدی باشد وقتی سازماندهی کنیم ارزش برقگیرهای توزیع را و متصور شویم کاری که برقگیر در طول عمر خود انجام می دهد.

شروع محاسبات

ولتاژی که به یک ترانسفورماتور در یک شبکه برق محافظت نشده آسیب می رساند به وسیله تعدادی از فاکتورها تعیین می شود. به طور طبیعی یکی از بارزترین این فاکتورها موقعیت جغرافیایی می باشد. در مناطق با مقدار چگالی رعد و برق بالا امکان برخورد صاعقه با خط برق بیشتر از مناطقی است که چگالی صاعقه کمتری دارند. فاکتور دیگر، طول خط در هر طرف ترانسفورماتور محافظت نشده در معرض رعد و برق می باشد که این فاکتور ارتفاع شبکه برق و فاصله فازها را لحاظ می کند.

آرایش افقی سیستم توزیع 3 فاز متداول

تعیین نرخ جمع آوری

قدم اول محاسبه نرخ جمع آوری (تعداد رعد و برق مستقیم زده شده به یک بخش از خط در یک سال) می باشد که به صورت گسترده فرمول پذیرفته شده IEEE1410 با عنوان “راهنمای کاربردی برای بهبود عملکرد رعد و برق خطوط توزیع ” استفاده می کند.

formola1-2.jpg


نقشه ایزوکرونیک چگالی برخورد صاعقه به زمین

تصویر چگالی برخورد صاعقه به زمین با سنسورهای نوری قرار داده شده در فضا توسط ناسا. واحدها flashes/km^2/year

 

نقشه ایزوکرانیک ایران

نقشه ایزوکرونیک ایران

تعیین منطقه مورد بررسی

وقتی نرخ جمع آوری مشخص شده است باید اندازه منطقه جمع آوری تعیین شود. منطقه جمع آوری، طول خط برق وصل شده به ترانسفورماتور است جایی که رعد و برق مستقیم به فاز زده شده و منجر به آسیب ترانسفورماتور می گردد.

این مقدار معمولاً در تعداد اسپن ها، با طول اسپن های داده شده به متر داده می شود.

در واقع تعدادی از فاکتورها وجود دارد که باید در نظر گرفته شود وقتی که نگاه می کنیم که چه طولی صاعقه طی خواهد کرد و همچنین یک دامنه ی به اندازه ی کافی زیاد را نگه می دارد که باعث آسیب ترانسفورماتور می شود. مهمترین فاکتورها امپدانس خط، فاصله خزشی مقره، مقاومت زمین منطقه، سطح مقاومتی ترانسفورماتور (BIL (Basic Impulse Level و قطر هادی فاز هستند.

تجربه به ما می گوید که ضربه مستقیم در ۲۰۰ متر یا دو اسپن ۱۰۰ متری یک ترانسفورماتور به احتمال زیاد خطای دی الکتریک (عایقی) در ترانسفورماتور ایجاد می کند.

بسته به کرونا و عوامل گفته شده بالا، ضربه صاعقه بیشتر از ۸۰۰ متر فاصله به احتمال کمی، خطای عایقی ترانسفورماتور را در بر خواهد داشت. بنابراین برای این بحث، ما از یک منطقه مورد بررسی از ۴ اسپن ۱۲۰ متری استفاده می کنیم.

شکل ۳ یک مثال از دامنه و قدرت صاعقه در طول این سکشن ۴ فاصله ای (Span) از یک شبکه توزیع که یک صاعقه ۳۰ کیلوآمپر به فاز B  برخورد کرده است را نشان می دهد.


دامنه صاعقه در طول سکشن 4 فاصله ای

تعیین مقدار آسیب به سیستم

معادله ۲، آسیب به ترانسفورماتورهای محافظت نشده برای دوره زمانی داده شده و نرخ جمع آوری تعیین شده در معادله ۱ را تعیین می کند.

formola2-2.jpg

تفسیر داده ها

پس از اینکه آسیب به سیستم را محاسبه کردیم می توانیم به سوال اصلی مقاله رجوع کنیم: “برقگیر شبکه های توزیع برق چقدر ارزش ریالی دارد؟ “

پس از گذشتن از مباحث فوق پاسخ مشخص می شود:

“محافظت های انجام شده بدون نیاز به جایگزینی تجهیزات در طول عمری از برقگیر که انتظار می رود. “ 

صرفه جویی حاصل از برقگیرها

شکل ۴، چهار نمونه از ارزش یک برقگیر توزیع را برای مناطق با چگالی صاعقه زمین مختلف نشان می دهد. آنچه که این شکل به ما می گوید آن است که برای مناطقی که یک چگالی صاعقه زمین یک برخورد در هر کیلومتر مربع از هر سال دارند، ترانسفورماتور توزیع بر روی خط برق ۱۸/۴ سال بدون خرابی از رعد و برق عمر خواهد کرد؛ با این حال برای یک منطقه ای که ۸ برخورد به هر کیلومتر مربع دارد، همان ترانسفورماتور توزیع، تنها ۲/۳ سال قبل از اینکه به وسیله صاعقه خراب شود، عمر می کند.

اگر یک برقگیر توزیع قبل از این ترانسفورماتور نصب شده باشد و آن برقگیر طول عمر متعارف ۲۰ سال داشته باشد، آن ۹ ترانسفورماتور را در زمان طول عمر خود حفاظت خواهد کرد. اگر ما فرض کنیم ارزش یک ترانسفورماتور توزیع نصب شده ۱۰۰۰ دلار باشد سپس اضافه کردن یک برقگیر از ۹۰۰۰ دلار هزینه اضافه جلوگیری خواهد کرد. این نشان دهنده این است که ارزش واقعی یا ارزش آن تک برقگیر توزیع که قیمتش حدود ۵۰ دلار است، ارزشی معادل ۱۸۰ برابر قیمتش ایجاد می کند.

منبع:ekahroba.ir

بهینه ارتفاع پایه صاعقه گیرهای الکترونیکی

[LayerSliderWP] اسلایدر پیدا نشد! کاربران وبسايت مديريت وبسايت مهندس عليخانی info@peg-co.com
بهروزعلیخانی مدیر عامل شرکت پیشرو الکتریک غرب-متولد سال1344 - فارغ التحصیل سال 1373 از دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) در رشته مهندسی برق- دارای پایه یک نظارت و طراحی از سازمان نظام مهندسی مطالب اساسی این سایت عبارتند از ( ارتینگ-صاعقه گیر-برق خوررشیدی- سرج ارستر- دیزل ژنراتور- برقگیر- ارت- چاه ارت- یو پی اس- ups- خانه هوشمند- bms- استابلایزر- پست برق- پست کمپکت- حفاظت کاتدیک- تست ارت- برق اضطراری- ساختمان هوشمند- برق سولار- برق رسانی- برق 20kv- پیمانکار برق-شبکه هوایی و زمینی 20kv- پست برق هوایی و زمینی 20kv) UPS SYSTEM پيام مدير هر چه بیشتر عشق بورزید دیگران نیز مجوز آن را خواهند یافت تا عشق بیشتری به شما و نیز دیگران بورزند . «« باربارا دی آنجلیس »» آخرین دیدگاه‌ها علیزاده در سروو موتور(servo motor) سيروس ياوری صنعت گستر در صفحه خورشیدی(solar panel) مهندس احمدی زاده در صفحه خورشیدی(solar panel) نوشته‌های تازه UPS SYSTEM قفس فاراده در سیستم ارت earthing حریم شبکه عمومی برق ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی الکتریسیته ساکن فیبر نوری نحوه عملکرد خازن پست هوایی پدیده کرونا برق سه فاز و تجهیزات آن مقاومت سیستم کلید های محافظت از جان قفس فاراده در هنگام صاعقه چه باید کرد حفاظت کاتدیک(انواع) روش طراحی اسانسور افزایش ارتفاع دکل برق بدون خاموشی تعدادی از تجهیزات خانه هوشمند لامپ LED در نمای ساختمان فرم ورود کاربران و ثبت نام ورود کاربر ثبت نام بازنشانی رمز ورود
لطفاً نام کاربری و رمز ورود خود را وارد نماييد. نام کاربر: رمز ورود:  مرا به خاطر بسپار!
تصویر امنیتی *     تصویر امنیتی را وارد کنید:
  اشتراک پیامک خبرنامه غیرفعال است! آخرین دیدگاه‌ها علیزاده در سروو موتور(servo motor) سيروس ياوری صنعت گستر در صفحه خورشیدی(solar panel) مهندس احمدی زاده در صفحه خورشیدی(solar panel) تبليغات پست الکترونيک تماس با ما ورود به پست الکترونيک ياهو جیميل هاتمیل آ.او.ال پست ایران ايران میل ایرانسل ميهن ميل وطن ميل ميل فا
 
info@peg-co.com
  [LayerSliderWP] اسلایدر پیدا نشد! Search results for: صاعقه گیر استاندارد های سیستم ارت و صاعقه گیر
WWW.PEG-CO.COM
۱۸ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
  IEC 62305 Part 1 استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش اول – اصول کلیProtection Against Lightning – Part 1 : General Principles ۲ IEC 62305 Part 2 استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش دوم – مدیریت ریسکProtection Against Lightning – Part 2: Risk Management ۳ IEC 62305 Part 3 استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش سوم – جلوگیری از خسارت های فیزیکی به ساختمان ها و خطرات جانی ناشی از صاعقهProtection Against Lightning – Part 3: Physical Damage To Structures and Life Hazard ۴ IEC 62305 Part 4 استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش چهارم – جلوگیری از بروز خسارات به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی داخل ساختمان Protection Against Lightning – Part 4: Electrical and Electronic Systems Within Structures ۵ NFC17 102 -2011 استاندارد فرانسوی مربوط به طراحی، اجرا و تست  صاعقه گیر اکترونیکی Protection Against Lightning – ESE Lightning Protection Systems ۶ IEC 62561 Part 1 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست اتصالات سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیر Lightning Protection System Components  –  Part 1: Requirements For Connection Components ۷ IEC 62561 Part 2 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست الکترود های ارت و هادی های سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیرLightning Protection System Components  –  Part 2: Requirements For Conductors and Earth Electrodes ۸ IEC 62561 Part 3 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست اسپارک گپ ایزوله کننده Lightning Protection System Components  –  Part 3: Requirements For Isolating Spark Gaps ۹ IEC 62561 Part 4 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست بست های اتصال هادی هاLightning Protection System Components –  Part 4: Requirements For Conductor Fasteners ۱۰ IEC 62561 Part 5 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست دریچه های بازرسی الکترود های ارتLightning Protection System Components –  Part 5: Requirements For Earth Electrode Inspection Housings and Earth Electrode Seals ۱۱ IEC 62561 Part 6 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست شمارنده / کنتور صاعقه گیرLightning Protection System Components –  Part 6: Requirements For Lightning Strike Counters ۱۲ IEC 62561 Part 7 استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمینLightning Protection System Components –  Part 7: Requirements For Earthing Enhancing Compounds ۱۳ NFPA 780-2008 استاندارد آمریکایی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیرStandard for the Installation of Lightning Protection Systems ۱۴ UL 467 استاندارد آمریکا مربوط به ساخت و تست تجهیزات ارتینگ و همبندیGrounding and Bonding Equipments ۱۵ BS 7430-2011 استاندارد انگلستان مربوط به سیستم ارتینگ حفاظتی تاسیسات الکتریکیCode Of Practice For Protective Earthing Of Electrical Installations ۱۶ IEEE 837 استاندارد آمریکا مربوط به اتصلات دائمی در سیستم ارتینک پست های برقStandard for Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding ۱۷ IEEE 80 استاندارد آمریکا مربوط به طراحی و اجرای سیستم ارتینگ پستهای برق جریان متناوبGuide for Safety In AC   صاعقه گیر های با تکنولوژی پیزو الکتریک
WWW.PEG-CO.COM
۱۸ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی  
صاعقه گیر با تکنولوژی پدیده پیزو الکتریک (اثر فشاربرقی)
یکی از ویژگی‌های غیرمعمولی که برخی سرامیک‌ها از خود بروز می‌دهند، پدیدهٔ پیزوالکتریک یا اثر فشاربرقی است. با اعمال نیروی خارجی، دوقطبی‌های این سرامیک‌ها تحریک می‌شوند و میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. وارون کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس  می‌کند.
از مواد پیزوالکتریک در مبدل‌ها و وسایلی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند یا برعکس استفاده می‌شود. کاربردهای نام‌آشنایی از جمله پیکاپ گرامافون، میکروفون‌ها، مولدهای ماوراء صوت و حسگرهای سونار از خاصیت پیزوالکتریک استفاده می‌کنند. در پیکاپ گرامافون  همچنان که قلم شیارهای رکورد را می‌پیماید یک اختلاف فشار به مادهٔ پیزوالکتریک موجود در پیکاپ وارد می‌شود که نهایتاً به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود. این سیگنال قبل از ورود به بلندگو تقویت می‌شود. خاصیت پیزوالکتریک یک ویژگی مواد کریستالی دارای ساختار پیچیدهٔ بدون تقارن است. رفتار پیزوالکتریک یک پلی‌کریستال بوسیلهٔ گرم کردن بالاتر از دمای کوری و سپس خنک کردن تا  دمای اتاق در مجاورت میدان الکتریکی قوی بهبود می‌یابد.

اثر پیزوالکتریک توانایی برخی مواد می‌باشد برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی. این اثر را برادران کوری، پی‌یر و ژاک کوری، در دههٔ ۱۸۸۰ کشف کردند. موادی که این پدیده را از خود بروز می‌دهند مواد پیزوالکتریک نامیده می‌شوند. اثر پیزوالکتریک در انواع بسیاری از مواد از جمله تک بلورها، سرامیک‌ها، بسپارها و مواد مرکب دیده می‌شود. تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در برخی بلورهای نارسانا مثل کوارتز تحت کشش یا فشار معکوس هم‌اند و هر چه میزان فشار یا کشش بیش‌تر باشد، اختلاف پتانسیل تولید شده بیش‌تر است. اثر پیزوالکتریک معکوس به معنی تغییر شکل آن‌ها بر اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی است. اگر دو وجه روبرویی در هر یک از این بلورها را به اختلاف پتانسیل متناوب الکتریکی وصل کنیم، تغییر شکل متناوبی در آن رخ می‌دهد و به ارتعاش در می‌آید.

پیزوالکتریک بار الکتریکی‌ای است که در مواد جامد مشخصی به علت فشار مکانیکی انباشته می‌شود (به ویژه در کریستال‌ها، بعضی سرامیک‌ها و مواد آلی مانند استخوان، DNA و پروتئین‌های مختلف). واژه پیزوالکتریک یعنی الکتریسیتهٔ ناشی از فشار که از لغت یونانی پیزو به معنای فشردن و الکترون به معنی کهرباگرفته شده است.
اثر پیزوالکتریک از ارتباط خطی بین حالت مکانیکی و الکتریکی در مواد بلورین و شفاف بدون تقارن  مرکزی درک می‌شود.
اثر پیزوالکتریک یک فرایند برگشت‌پذیر است؛ موادی که به طور مستقیم اثر پیزوالکتریک (تولید  داخلی بار الکتریکی به دلیل اعمال نیروی مکانیکی) را انباشته می‌کنند اثر پیزوالکتریک معکوس (تولید داخلی نیروی مکانیکی در اثر اعمال میدان الکتریکی) را نیز انباشته می‌کنند.
به عنوان مثال سرامیک‌های ‎PZT (Pb[ZrxTi1-x]O۳ ۰≤x≤۱)‎ اگر به اندازه ۰٫۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل دهند نیروی پیزوالکتریک قابل اندازه‌گیری تولید خواهند کرد. برعکس اگر میدان الکتریکی به آن‌ها اعمال شود به اندازه ۰٫۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل خواهند داد. پیزوالکتریک استفاده‌های مفیدی دارد از جمله تولید و ردیابی صوت، تولید ولتاژهای بالا، تولید فرکانس الکترونیکی، میکروبالانس‌ها (ترازوهای بسیار دقیق) و متمرکز کردن پرتوهای نور در مقیاس بسیار بزرگ. این پدیده همچنین بنیانی برای بسیاری از تکنیک‌های علمی و سودمند در مقیاس اتمی است؛ بررسی میکروسکوپی مثل STM، AFM، MTA SNOM و… همچنین استفاده‌های روزمره به عنوان منبع احتراق برای سیگار.
تاریخچه اکتشاف و پژوهش‌های اولیه
اثر پیروالکتریک (تولید پتانسیل الکتریکی در پاسخ به دما) در اواسط قرن هجدهم توسط کارل لینائوس[و ۱] و فرنز آپینوس[و ۲] مطالعه شد و با الهام از این موضوع رنه جاست هاووی[و ۳] و آنتونی سزار بکورل[و ۴] ادعا کردند بین فشار مکانیکی و بار الکتریکی رابطه‌ای وجود دارد گرچه آزمایش‌های  آن‌ها نتیجهٔ قاطعی نداد.
اولین اثبات تجربی اثر پیزوالکتریک در سال ۱۸۸۰ توسط برادران پیری کیوری[و ۵] و جکوئیز کیوری[و ۶] انجام شد. آن‌ها دانششان را از پیروالکتریک با درکشان از ساختار کریستالی اساسی ترکیب کردند که منجر به پیش‌بینی رفتار کریستال‌ها شد و اثبات کردند کریستال‌های ترمالین، کوارتز، زبرجد هندی، نیشکر و پتاسیم سدیم تارترات (نمک راشل) خاصیت پیزوالکتریک دارند. کوارتز و نمک راشل  بیش‌ترین پیزوالکتریک را در خود انباشته می‌کنند. کیوری‌ها اثر پیزوالکتریک معکوس را پیش‌بینی نکردند، اثر معکوس با روابط ریاضی توسط گابریل لیپمان[و ۷] در سال ۱۸۸۱ از قوانین ترمودینامیک نتیجه شد. کیوری‌ها بلافاصله وجود اثر معکوس را تأیید کردند و به تحقیقات خود ادامه دادند تا اثبات کامل تغییر شکل الکتریکی-الاستیکی-مکانیکی سرامیک‌های پیزوالکتریک را بدست آورد.
در چند دهٔ بعد، پیزوالکتریک یک پدیدهٔ کمیاب آزمایشگاهی باقی ماند. کارهای بیش‌تری برای تعریف ساختار کریستال‌هایی که پیزوالکتریک را در خود ذخیره می‌کنند انجام شد که در سال ۱۹۱۰ با انتشار کتابی با موضوع فیزیک کریستال‌ها[و ۸] به اوج خود رسید که ۲۰۰ دستهٔ کریستال طبیعی را که  قابلیت ذخیرهٔ پیزوالکتریک داشتند، شرح داد و ثابت‌های پیزوالکتریک را با دقت زیاد توسط تحلیل‌ها و آمارهای کششی بدست آورد.
جنگ جهانی اول و پس از آن
اولین استفادهٔ عملی از دستگاه‌های پیزوالکتریک، سونار (دستگاه کاشف زیردریایی بوسیله امواج صوتی) بود که در جنگ جهانی اول توسعه پیدا کرد. در سال ۱۹۱۷۷ در فرانسه پائول لانگ وین و همکارانش روی یک آشکارگر ماوراء صوت کار کردند. دستگاه از یک مبدل ساخته شده بود که از کریستال‌های نازک کوارتز که با دقت بین دو صفحهٔ نازک فولاد متصل شده بودند و یک هیدروفن (دستگاهی که اصوات زیر آب را ثبت می‌کند) برای شناسایی و بازگرداندن انعکاس صوت، تشکیل شده‌بود. با فرستادن صوت فرکانس بالا از مبدل و اندازه‌گیری مدت زمان رفت و برگشت صدا می‌توان فاصله تا شیء مورد نظر را اندازه‌گیری کرد.
استفادهٔ موفقیت‌آمیز پیزوالکتریک در سونار موجب شد علاقهٔ فزاینده‌ای در توسعهٔ دستگاه‌های پیزوالکتریک ایجاد شود. در چند دههٔ بعد، مواد و کاربردهایی جدیدی از پیزوالکتریک کشف شد.
دستگاه‌های پیزوالکتریک در بسیاری از زمینه‌ها جا باز کردند. دستگاه ضبط صدای سرامیکی هم ارزان و هم دقیق بود و آسان‌تر ساخته می‌شد. پیشرفت مبدل‌های ماوراء صوت موجب شد سنجشگران‌روی (ویسکوزیته) و کشسانی در مایعات و جامدات آسان‌تر شود که نتیجهٔ آن پیشرفتی عظیم در مطالعه بر روی مواد بود. بازتاب سنج‌های ماوراء صوت می‌توانستند ترک‌های فلزات را در ریخته‌گری بیابند که موجب افزایش ایمنی ساختار شد. جنگ جهانی دوم و پس از آن
در جریان جنگ جهانی دوم گروه‌های غیر مستقل پژوهش در ایالات متحدهٔ آمریکا، روسیه و ژاپن دستهٔ جدیدی از مواد ساخت بشر را کشف کردند که فروالکتریک نام گذاری شد و خیلی بیش‌تر از مواد طبیعی پیزوالکتریک را ذخیره می‌کردند و موجب علاقه‌ای وافر در توسعهٔ تیتانات باریم و بعدهاZrTiO3 با ویژگی‌هایی منحصربفرد شد.
یک نمونهٔ مهم کاربرد پیزوالکتریک توسط آزمایشگاه‌های تلفن بل توسعه یافت. به دنبال جنگ جهانی  اول فردریک بر روی تلفن بیسیم در دانشکدهٔ مهندسی مشغول به کار بود که باعث توسعهٔ کریستال “AT cut” شد. کریستالی که در محدودهٔ دمایی وسیعی مورد استفاده قرار می‌گرفت. این به لوازم فرعی سنگینی که کریستال قبلی نیاز داشت، نیاز نداشت. نتیجهٔ آن تسهیل استفاده در صنایع هوایی بود. با استفاده از رادیو در صنعت، هواپیماها می‌توانستند حملات دسته جمعی هماهنگ  انجام دهند.
پیشرفت دستگاه‌های پیزوالکتریک و علم مواد منحصراً در داخل کمپانی‌های توسعه دهنده نگهداری شد که بیش از همه به علت شروع جنگ همچنین برای محفوظ داشتن حق امتیاز بود. کریستال‌های کوارتز اولین موادی بودند که از آن‌ها بهره‌برداری شد، اما دانشمندان به دنبال موادی با کارایی عالی بودند. با وجود پیشرفت در علم مواد و کامل شدن فرایند تولید، بازار ایالات متحده به آن سرعت رشد نکرد. بدون بازار مصرف جدید، پیشرفت صنعت پیزوالکتریک ایالات متحده با مشکل جدی مواجه بود.
در مقابل تولیدکننده‌های ژاپنی اطلاعاتشان را به اشتراک گذاشتند و به سرعت، هم از نظر فنی و هم از نظر تولیدی در مسابقه پیروز شدند و بازارهای جدیدی برای محصولات خود به وجود آوردند. تلاش‌های ژاپنی‌ها در علم مواد موجب ساخت مواد پیزوالکتریک جدیدی شد که با ایالات متحده رقابت می‌کرد، اما بدون محدودیت گران حق امتیاز. بیش‌تر پیشرفت‌های ژاپنی‌ها در علم پیزوالکتریک شامل طراحی‌های جدید در صافی‌های پیزوسرامیک برای رادیوها، تلویزیون‌ها، پیزوبوزر‌ها (تولید صدای تیز و تند)، مبدل‌های صدا که می‌توانند مستقیماً به مدارهای الکتریکی متصل شوند و چاشنی‌های پیزوالکتریک که برای سیستم موتورهای کوچک (و بریان‌کن‌ها) جرقه تولید می‌کنند، بود.مبدل‌های ماوراء صوت که امواج را به هوا می‌فرستند مدت زیادی وجود داشتند اما اولین استفادهٔ  تجاری در کنترل‌های تلویزیون بود. امروزه این مبدل‌ها بر روی انواع مختلف ماشین‌ها به عنوان ردیاب کاربرد دارند و به راننده کمک می‌کنند فاصلهٔ عقب ماشین تا اجسامی که در سر راه آن قرار دارد را بفهمد.
سازوکار و ساختمان
ذات اثر پیزوالکتریک به دوقطبی‌های الکتریکی لحظه‌ای در جامدات مربوط می‌شود. سطح خارجی ممکن است در شبکهٔ کریستالی با بار نامتقارن محیطی تحریک شده باشد (از جمله درBaTiO۳۳ و PZTها) یا ممکن است مستقیماً توسط گروه‌های مولکولی حمل شود (به عنوان مثال در نیشکر). چگالی دوقطبی یا پلاریزاسیون [Cm/m۳۳] به سادگی با نتیجه‌گیری از دوقطبی‌های لحظه‌ای در واحد  حجم سلول واحد برای کریستال‌ها محاسبه می‌شود. همچنان‌که هر دوقطبی یک بردار است، چگالی دوقطبی نیز بردار است (یک کمیت برداری است). دوقطبی‌های نزدیک هم در مناطقی به نام قلمرو ویس جهت‌گیری می‌کنند. این قلمروها معمولاً تصادفی جهت‌دار می‌شوند اما می‌توانند توسط فرایند قطبی‌سازی (با قطبی‌سازی مغناطیسی متفاوت است) هم‌جهت شوند، فرایندی که یک میدان الکتریکی قوی (معمولاً در دماهای بالا) به جسم اعمال می‌شود. تمام مواد پیزوالکتریک قطبی نمی‌شوند.
نکتهٔ قطعی در مورد اثر پیزوالکتریک تغییر قطبش هنگام اعمال فشار مکانیکی است که ممکن است  به علت ایجاد آرایش فضایی جدید دوقطبی‌ها یا به علت جهت‌گیری مولکول‌های قطبی لحظه‌ای تحت اثر نیروی خارجی باشد سپس خاصیت پیزوالکتریک در اثر تنوع در قدرت دوقطبی‌ها یا جهت آن‌ها یا هر دو به وجود آید. این اثر بستگی دارد به: جهت گیری دوقطبی‌ها درون کریستال تقارن کریستال فشار مکانیکی اعمالی
تغییر در قطبش در تغییر چگالی سطحی بار در سطوح کریستالی ظاهر می‌شود یعنی تنوع میدان الکتریکی در سطوح، چون که واحد چگالی بار سطحی و قطبش یکسان است ‎[C/m۲] = [Cm/m۳]‎‎.  اگرچه خاصیت پیزوالکتریک بر اثر تغییر در چگالی بار سطحی سبب نمی‌شود، اما به علت چگالی دو قطبی در سطح سبب می‌شود. به عنوان مثال اگر به یک سانتی‌متر مکعب کواتز ۲ کیلونیوتن نیرووارد شود ۱۲۵۰۰ ولت اختلاف پتانسیل ایجاد می‌کند.
خاصیت پیزوالکتریک اثر ترکیب شدهٔ رفتار الکتریکی ماده است. طبقه‌بندی کریستال‌ها
از ۳۲ گروه کریستال، ۲۱ گروه تقارن مرکزی ندارند و از این‌ها ۲۰ گروه خاصیت پیزوالکتریک دارند (گروه ۲۱ام کلاس مکعب ۴۳۲ است) که ۱۰ تا از آن‌ها کلاس کریستال قطبی را نشان می‌دهند که قطبش خودبه‌خودی بدون فشار مکانیکی را دارا هستند و خاصیت پیروالکتریک را ذخیره می‌کنند. اگر دوقطبی لحظه‌ای توسط میدان الکتریکی معکوس شود به آن ماده فروالکتریک گویند.
کلاس‌های کریستالی قطبی: ۱، ۲، m، mm۲، ۴، ۴ mm، ۳، ۳m، ۶، ۶ mm.
کلاس‌های کریستالی پیزوالکتریک: ۱، ۲، m، ۲۲۲، mm۲، ۴، ۴، ۴۲۲، ۴ mm، ۴۲m، ۳، ۳۲، ۳m، ۶، ۶، ۶۲۲، ۶ mm، ۶۲m، ۲۳، ۴۳m.
کریستال‌های قطبی بدون اعمال فشار مکانیکی نیز قطبی هستند. اثر پیزوالکتریک خود به خود بر اثر قدرت یا جهت قطبش یا هر دو آشکار می‌شود. از طرف دیگر کریستال‌های پیزوالکتریک غیرقطبی در اثر ایجاد دو قطبی فقط بر اثر اعمال فشار مکانیکی به وجود می‌آید. در این کریستال‌ها، تنش کریستال را از گروه غیرقطبی به گروه قطبی تبدیل می‌کند. مواد
بسیاری مواد چه طبیعی چه ساختهٔ دست بشر پیزوالکتریک را ذخیره می‌کنند. کریستال‌های ذاتی برلینیت[و ۹] (AlPO۴) یک فسفات معدنی کمیاب که از نظر ساختمانی مشابه کوارتز است نیشکر کوارتز نمک راشل زبرجد هندی مواد معدنی گروه تورمالین سایر مواد طبیعی استخوان: استخوان بی‌آب بعضی خواص پیزوالکتریک را ذخیره می‌کند. مطالعات فوکادا و بقیه نشان داد این‌ها به خاطر کریستال‌های آپاتایت که متقارن مرکزی هستند نیست بلکه به خاطر کلاژن است. کلاژن در ساختارش جهت‌گیری محوری قطبی مولکول‌های دوقطبی را ذخیره می‌کند و می‌توان آن‌ها را بیوالکترت محسوب کرد، یک نوع مادهٔ دی‌الکتریک که  فضای بار شبه ثابت و بار دوقطبی را ذخیره می‌کند. وقتی تعدادی از مولکول‌های کلاژن در یک جهت تحت فشار قرار می‌گیرند مقدار بار زیادی از داخل به سطح نمونه حمل می‌شود که انتظار می‌رود دلیل به وجود آمدن پتانسیل باشد.
اثر پیزوالکتریک عموماً به عنوان یک حسگر نیروی بیولوژیکی عمل می‌کند. این اثر در تحقیقات انجام شده در دانشگاه پنسیلوانیا در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل ۱۹۸۰۰ به کار گرفته شد که در نتیجه  مشخص گردید استفادهٔ پیوسته از پتانسیل الکتریکی می‌تواند هم تخریب استخوان‌ها و هم رشد استخوانها را (بسته به پلاریته یا قطبیت آنها) باعث شود. مطالعات بیش‌تر انجام گرفته در دههٔ ۱۹۹۰ معادلهٔ ریاضی را فراهم نمود که شباهت انتشار موج استخوان‌های بلند را همانند کریستال‌های شش گوشه (کلاس ۶) تأیید می‌کرد. تاندون ابریشم چوب (به علت تار و پود پیزوالکتریک آن) مینای دندان عاج دندان کریستال‌های دست‌ساز گالیم ارتوفسفاته (GaPO۴) کرستالی مشابه کوارتز لانگاسیت (La3Ga5SiO۱۴)، کرستالی مشابه کوارتز سرامیک‌های دست‌ساز
خانوادهٔ سرامیک‌های دارای ساختارهای پروسکایت و یا تنگستن– برنز، خواص پیزوالکتریک از خود نشان می‌دهند: تیتانات باریم (BaTiO۳)—(اولین سرامیک پیزوالکتریک کشف شده) سرب تیتانات (PbTiO۳) تیتانات زیرکونات سرب (Pb[ZrxTi۱−x]O۳ ۰≤x≤۱ نیوبات پتاسیوم (KNbO۳) نیوبات لیتیم (LiNbO۳) لیتیم تانتالات (LiTaO۳) سدیم تنگستات (Na2WO۳) Ba2NaNb5O۵ Pb2KNb5O۱۵ پیزوسرامیک‌های بدون سرب
اخیراً نگرانی‌ها در خصوص سمی بودن دستگاه‌ها و اجزای حاوی سرب افزایش یافته و در این خصوص  استفاده از قوانین و مقررات محدودکننده مواد خطرناک را مطرح ساخته است. افزایش این نگرانی‌ها تأکید بر توسعهٔ کامپوزیتی مواد پیزوالکتریک بدون سرب می‌باشد. نیوبات پتاسیوم سدیم (NaKNb) بیسموت فریت (BiFeO۳) نیوبات سدیم NaNbO۳
تاکنون، نه اثر محیطی این مواد تأیید شده و نه پایداری این مواد به هنگام تهیهٔ آن‌ها.
  پلیمرها
PVDF خاصیت پیزوالکتریک را چندین بار بیش‌تر از کوارتز نشان می‌دهد. بر خلاف سرامیک‌ها، که در آن ساختار کریستالی ماده به وجود آورندهٔ اثر پیزوالکتریک است، در پلیمرها مولکول‌های زنجیرهٔ بلند مزدوج هنگامی که در محدودهٔ یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند یکدیگر را جذب و دفع  می‌کنند. کاربردها
امروزه کریستال‌های پیزوالکتریک کاربردهای متعدد و بسیاری دارند از جمله: منابع با ولتاژ و توان بالا
همان‌گونه که پیش از این اشاره گردید، پیزوالکتریسیتهٔ مستقیم برخی مواد مانند کوارتزها می‌توان تفاوت‌های فراوانی را در میزان ولتاژ ایجاد نماید.
شناخته‌شده‌ترین کاربرد موجود فندک الکتریکی می‌باشد: فشار شستی باعث می‌گردد چکش فنری به کریستال پیزوالکتریک ضربه وارد کند و جریان الکتریکی با ولتاژ کافی ایجاد گردد و جرقه جاری  می‌گردد، و در نتیجه گاز را گرم و مشتعل می‌نماید. در حال حاضر بسیاری از جرقه‌زن‌های قابل حمل مبتنی بر این فناوری ساخته می‌شوند.
تحقیقات مشابهی نیز توسط دارپا در ایالات متحده صورت گرفته که پروژهٔ آن زراعت انرژی نام گرفته است. این پروژه شامل بر فعالیت‌هایی بود که تجهیزات زمین جنگ از طریق ژنراتور‌هایپیزوالکتریک جای گرفته در چکمهٔ سربازان باردار شود. با این حال، این منابع زراعت انرژی در مجموع آثاری بر روی بدن سربازان دارند. تلاش‌های دارپا در جهت به دست آوردن ۱ تا ۲ وات از اثر  برخورد مستمر پوتین سربازان با زمین به هنگام راه رفتن، به واسطه عدم کاربردی بودن و به خاطر ناراحتی‌های ناشی از انرژی ایجاد شده توسط فردی که پوتین‌ها را به پا کرده است، متوقف گشت.
مبدل پیزوالکتریک نوعی چندراهه با ولتاژ متناوب می‌باشد. برخلاف یک مبدل معمولی که از جفت‌شدن مغناطیسی بین ورودی و خروجی بهره می‌گیرد، مبدل پیزوالکتریک از جفت‌شدن صوتی استفاده می‌کند. این ابزارها می‌توانند در تبدیل‌های ای‌سی-دی‌سی برای به کار انداختن لامپ‌های فلورسنت با کاتود سرد به کار گرفته شوند. حسگرها
اصل مورد بحث در به کارگیری حسگرهای پیزوالکتریک این است که یک بعد فیزیکی که به یک نیرو تبدیل شده در دو جنبه متضاد از عنصر حسگر بودن عمل می‌کند. بسته به طراحی یک حسگر، گونه‌های مختلفی می‌تواند برای بارگذاری پیزوالکتریک مورد استفاده قرار گیرد.
تشخیص انواع فشار به شکل صدا معمول‌ترین نوع عمل حسگر است، به عنوان مثال میکروفن‌هایپیزوالکتریک امواج صوتی ماده پیزوالکتریک را مرتعش ساخته و باعث تغییر ولتاژ می‌شوند، و یا گیرنده‌های پیزوالکتریک در گیتارهای الکتریکی. حسگر پیزوالکتریک که به بدنهٔ یک آلت (موسیقی) متصل شده باشد را میکروفن اتصال می‌خوانند.
حسگرهای پیزوالکتریک به طور ویژه توأم با صداهای با فرکانس بالا در مبدل‌های مافوق صوت جهت  عکسبرداری‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پیزوالکتریک در نانو    
بنا به تحقیقی منتشرشده در آوریل و مارس سال ۲۰۰۹ میلادی در دانشگاه ام‌آی‌تی، ژونگ لینگ ونگ فکر می‌کند که سیم‌های پیزوالکتریک نانو می‌توانند به وسایل پزشکی گذاشته شده در بدن نیرو برساند و به عنوان حسگرهای کوچک عمل کنند.
نانو حسگرها به شدت حساس، کم مصرف و البته بسیار کوچکند. آن‌ها می‌توانند در شناسایی علائم مولکولی بیماری در خون، مقادیر جزیی گازهای سمی در جو و آلودگی‌ها در غذا مورد استفاده قرار گیرند. اما منابع انرژی و مدارهای لازم برای فعال سازی این وسایل کوچک ساخته شدن آن‌ها را دشوار می‌کند. هدف ونگ، نیرو بخشیدن به دنیای نانو توسط مولدهای کوچکی که از پیزوالکتریک بهره می‌برند است. اگر او موفق شود، نانو حسگرهای زیستی و شیمیایی قادر خواهند بود به خودشان نیرو ببخشند.
ونگ برای اولین بار در سال ۲۰۰۵ این پدیده را در مقیاس نانو با خم کردن اکسید روی توسط پایهٔمیکروسکوپ اتمی نشان داد. هنگامی که سیم خم می‌شود و به حالت اولیه برمی‌گردد پتانسیل تولید شده توسط یون‌های اکسیژن و روی جریان الکتریکی به وجود می‌آورند. جریانی که او از نخستین  آزمایش بدست آورد اندک بود. پتانسیل الکتریکی حداکثر به چند میلی ولت می‌رسید. اما ونگ مطمئن بود که با علم مهندسی و با مهارکردن لرزه‌های کوچک اطرافمان یک نانو منبع انرژی طراحی کند از جمله امواج صدا، باد و تلاطم گردش خون بر روی وسیلهٔ کار گذاشته شده در بدن. این حرکات کوچک موجب خم شدن نانو سیم‌ها می‌شود که به تولید جریان الکتریکی می‌انجامد.
ونگ نانو سیم اکسید روی را در یک لایه پلیمر جاسازی کرد. هنگامی که ورقه خم شد mv۵۰ اختلاف پتانسیل تولید شد. این گامی بزرگ در راستای نیرو بخشیدن به نانو حسگرهاست. او امیدوار است نهایتاً این مولدها در تار و پود لباس بافته شود. در این صورت یک پیراهن می‌تواند انرژی لازم را برای شارژ شدن باتری وسایلی مثل آی‌پاد تأمین کند.
برخلاف اجزای الکترونیکی قدیمی، نانوپیزوترونیک‌ها به منبع جریان خارجی نیاز ندارند و وقتی در معرض نیروی مکانیکی قرار می‌گیرند به خودشان نیرو وارد می‌کنند.
یک سمعک نانو پیزوالکترونیک ترکیب شده با نانو مولد از رشته‌ای از نانو سیم‌ها استفاده می‌کند که  هر کدام تنظیم شده است در محدودهٔ عظیمی از صداها با فرکانس متفاوت به ارتعاش درآید. نانو سیم‌ها صداها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل و آن‌ها را پردازش می‌کنند به همین جهت آن‌ها مستقیماً می‌توانند به نرون‌های مغز فرستاده شوند. سمعک‌ها نه فقط متراکم‌تر و حساس‌تر می‌شوند  بلکه باتری‌های آن‌ها قابل تعویض خواهد بود. حسگرهای نانوپیزوالکترونیک همچنین برای تشخیص فشار مکانیکی در موتور هواپیما استفاده می‌شوند؛ فقط چند ترکیب کوچک نانو سیم فشار را برصفحه نمایش می‌آورد؛ اطلاعات را پردازش می‌کند و به کابین خلبان منتقل می‌کند.
ونگ pH و حسگرهای اشعهٔ UV را با این وسایل ملحق کرد و نشان داد که وقتی تحت فشار قرار بگیرند می‌توانند به حسگر نیرو بدهند.
وسایلی که انرژی هدر رفته را ذخیره می‌کنند و امکانات جدیدی را به ارمغان می‌آورند مثل لباس‌هایی که با حرکات بدن وسایل الکترونیکی را شارژ می‌کنند از مواردی است که در شاخهٔ نانوپیزوالکتریک دنبال می‌شود. هم اکنون محققان اولین مولدها را که بر پایهٔ نانو سیم‌ها کار می‌کنند تولید کرده‌اند که انرژی مکانیکی لازم را برای نیرو رساندن به وسایل الکترونیکی کوچک مثل دیودهاو صفحهٔ نمایش کریستال مایع ذخیره می‌کنند.
پیزوالکتریک‌ها قبلاً در میکروفن‌ها، حسگرها، ساعت‌ها و… استفاده شده‌اند اما تلاش برای ذخیرهٔ انرژی بیومکانیکی توسط آن‌ها بی‌نتیجه مانده است زیرا آن‌ها بیش از اندازه سفت‌اند. پلیمرهای  پیزوالکتریک موجودند اما استفاده از آن‌ها به صرفه نیست.
صاعقه گیر–صاعقه گیر پسیو- صاعقه گیر اکتیو
منبع:ویکی پدیا     برقگیر ساختمان(صاعقه گیر)
WWW.PEG-CO.COM
۱۱ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی

برق گیر و نقش آن در جلوگیری از آسیب به ساختمان
 
برقگیر :
برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق  می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد . البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه ۴۵۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-1000 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و … پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh ) نمود .
برقگیر بر دو نوع است :
۱-
برقگیر غیرفعال ( پسیو)
۲-
برقگیر فعال ( اکتیو)
برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله ۴۵ درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را ۳۵۵ یا حتی پایین تر در نظر می گیرند . برقگیر فعال با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و … ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید . این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های ۱ ، ۲ و ۳ تقسیم می گردند.
در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل  کرده و موجب خسارت نشود.
هادی میانی :
ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFC اگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از ۲۲ برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سیم های ۷۵ ، ۹۰ ، ۱۲۰۰ و … بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.
یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد.
برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.
سیستم زمین :
یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند.
با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد  بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار سیستم ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود.
با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر ، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر ۱۰ اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر ۳ اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد.
سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است   عمر مفید صاعقه گیر های الکترونیکی
WWW.PEG-CO.COM
۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی با توجه به گارانتی های بالای ۱۵ سال اکثر سازنده های صاعقه گیر های الکترونیکی میتوان بطور یقین گفت مدارت الکترونیکی موجود در صاعقه گیر های فوق دارای عمر مفید بالا هستند و با توجه به این که جریان صاعقه از سطح بیرونی این تیپ صاعقه گیرها میگذرد اصابت مکرر صاعقه هم خللی در انها ایجاد نمیکند  فقط تنها قسمت اسیب پذیر در این نوع صاعقه گیر ها نوک فولادی انهاست که در صاعقه های با جریان بالای ۱۰۰ کیلو امپر امکان پریدگی در نوک انها وجود دارد که انهم بسادگی قابل تعویض میباشد   بهینه ارتفاع پایه صاعقه گیرهای الکترونیکی
WWW.PEG-CO.COM
۲۱ بهمن ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی با توجه به جداول شعاع حفاظتی تحت پوشش صاعقه گیرهای الکترونیکی که توسط سازندگان این محصول ارائه میگردند تغییرات شعاع حفاظتی یک صاعقه گیر با ارتفاع ان نسبت مستقیم دارد و هرچه ارتفاع پایه صاعقه گیر بلندتر باشد شعاع حفاظتی هم بیشتر میشود این افزایش تا ارتفاع ۵ متر کاملا محسوس و قابل توجه میباشد ولی از ۵ متر به بالا روند افزایشی تغییر چندانی ندارد پس ارتفاع بهینه برای یک صاعقه گیر از سطح بام ساختمانی که میخواهد پوشش داده شود ۵ متر میباشد.

صاعقه گیرهای اکتیو

صاعقه گیرهای اکتیو

 

 

سیستمهای حفاظتی اکتیو ESE

 

 

یک سیستم حفاظتی می بایست طوری طراحی و اجرا شود که تمام اجزاء مورد حفاظت درون چتر و یا حجم حفاظتی صاعقه گیر قرار گیرند.

طبق استاندارد یک سیستم حفاظتی شامل سه بخش کلی صاعقه گیر (Air Termination) ، هادی میانی (Down Conductor) و سیستم زمین (Earth Termination) می شود. در سیستم حفاظتی اکتیو (فعال)‌ میله صاعقه گیر دارای یک جزء فعال کننده (Active System) است که در برابر صاعقه واکنش نشان می دهد. میله های صاعقه گیر اکتیو  با عنوان Early Streamer Emission یا به اختصار ESE نامیده می شوند. استاندارد NFC 17-102 به عنوان مرجع اصلی سیستمهای حفاظت اکتیو اصول اساسی بکارگیری،‌ طراحی ،نصب و نگهداری این سیستم را شرح می دهد. مهمترین پارامتر در سیستم فعال کننده زمان فعال سازی یا Triggering Advance می باشد که طبق الزامات استاندارد زمان فعال سازی نمی تواند بیشتر از ۶۰µs باشد. شعاع حفاظتی یک میله ESE با توجه به استاندارد NFC 17-102 از روی زمان فعال سازی، سطح حفاظتی مورد نیاز و ارتفاع نصب به دست می آید.

صاعقه گیر و فرضیه گوی غلتان

شعاع پوشش صاعقه گیر های معمولی(پسیو)

 

 

 

 از نوک صاعقه گیر نصب شده به زاویه ۴۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد  بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین صاعقه گیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-100 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و … پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب صاعقه گیر را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh ) نمود .

 

مديريت وبسايت مهندس عليخانی

صاعقه گیر و فرضیه گوی غلتان

فرضیه گوی غلتان : در این روش فرض بر آن است که ابر باردار به شکل یک گوی بزرگ بوده و بار الکتریکی به صورت یکنواخت در حجم آن توزیع شده است و می تواند با زمین و اشیاء روی آن برخورد کرده و تخلیه الکتریکی صورت گیرد. حال بایستی سیستم را طوری طراحی نمود تا گوی با شیئ مورد حفاظت تماس نیابد. این روش کلی ترین متد برای طراحی سیستم بوده و برای انواع صاعقه گیر قابل کاربرد است.

شکل 2

شکل ۲ زاویه حفاظتی در صاعقه گیر میله ای و سیمی

متناظر با هر کلاس حفاظتی شعاع گوی فرضی تغییر می کند. شکل ۴ روش طراحی سیستم را بر اساس تئوری گوی غلتان نشان می دهد. در جدول ۲ مقادیر شعاع گوی غلتان در کلاسهای مختلف حفاظتی درج شده است.

جدول ۲

جدول 2

شکل 3

شکل ۳ زاویه حفاظتی و ارتباط آن با کلاس حفاظتی و ارتفاع نصب

شکل 4

شکل ۴ روش طراحی پسیو مطابق با تئوری گوی غلتان

طراحی و اجرای صاعقه گیر و برقگیر

طراحی و اجرای صاعقه گیر و برقگیر

 

thEK1XZR7M
 

 

وجود بخار آب، حرارت و هوای گرم باعث ایجاد ابرهای کلمونیموس می گردد. این مدل ابر بسیار گسترده و طول آن بالغ بر ۱۵ کیلومتر و حداقل دارای ضخامت ۱۰ کیلومتر است. گاهی از اوقات وجود ضخامت بالا در وضعیت جوی متلاطم موجب ایجاد دمای تا ۶۵- درجه ی سانتی گراد می شود. همچنین سرعت حرکت بالای ابر و دمای یاد شده باعث ایجاد کریستال های یخ در لایه بالایی ابر و ذرات ریز آب در لایه های پایین گشته و در اثر سرعت ابر، این دو لایه باردار می گردند، به نحوی که کریستال های یخ بار مثبت و ذرات آب، بار منفی به خود می گیرند. در این میانه لایه ی نسبتاً خنثی (از جنس هوای خشک یا مرطوب) با قطر یک تا ۲ کیلومتر، نقش یک جداکننده را در این سیستم اجرا می کند (مانند خازن با دو صفحه ی باردار و عایق در میان که هر چقدر نقش این جداکننده پر رنگ تر باشد، ظرفیت خازن افزایش می یابد).
در وضعیت عادی اتمسفر زمین بار (الکتریسته ساکن) حدود ۱۰۰ ولت بر متر (ارتفاع) را دارا است. در هنگامی که این سیستم ابر به وجود آمد، بار ساکن اتمسفر زمین افزایش می یابد و به ۱۵ تا ۲۰ کیلوولت بر متر می رسد. همچنین حرکت ابر باردار باعث حرکت بار مثبت زمین می گردد. این انتقال بار تا آن جا ادامه پیدا می کند که شدت بار در اتمسفر بین ۱۵ تا ۲۰ کیلو ولت بر متر برسد. در این حالت به شدت احتمال تخلیه بین دو بار مثبت ابر و منفی زمین افزایش می یابد. تا این که در محلی با شرایط بهتر (فاصله ی کم تر یا شدت بار بیش تر) تخلیه ی الکتریکی انجام می پذیرد.
در این حالت بار منفی ابر به سمت بار مثبت زمین انتقال یافته در سطح زمینه یا هادی که به زمین متنصل است، تخلیه انجام می پذیرد. بر طبق برآوردها حدود ۹۶% از صاعقه ها بین ابر و زمین انجام می پذیرد و ۴% مابقی بین ابر با ابر و یا در داخل خود ابر انجام می پذیرد.

 

محل صاعقه

با چشم غیر مسلح نمی توان محل دقیق صاعقه را متوجه شد، اما با دوربین مخصوص فیلمبرداری این پدیده ی قابل ثبت است. در این حالت صاعقه با سرعت ۰۰۰/۵۰ کیلومتر بر ثانیه به طرف هدف حرکت و با آن برخورد می کند. در سیستم های معمول برق گیر (صاعقه گیر) حرکت بار از ابر به سمت زمین و محل اصابت آن روی زمین است. اما به تازگی سیستم های تولید شده اند که در هنگام صاعقه، بار مثبت زمین به طرف صاعقه فرستاده می شود. در این سیستم ها، مقداری بار تا ارتفاع محدود فرستاده می شود و محل صاعقه روی زمین نمی باشد، بلکه مقداری بالاتر از زمین است و پس از برخورد صاعقه به بار انتقالی، نقطه ی تلاقی به زمین کشیده می شود.

آثار صاعقه

در اندازه گیری های انجام شده، جریان گذاری صاعقه تا حدود ۳۵ کیلوآمپر برآورد شده است. حال با توجه به این جریان شدید، صاعقه آثار زیان باری بر محیط وارد می نماید. در هنگام برخورد صاعقه، در محل برخورد به شدت گاز ازن تولید می شود؛ همچنین، عبور این جریان باعث تخریب بافت خاک می گردد، زیرا حرارت تولیدی در اثر عبور جریان بسیار زیاد است.
از جمله آثار صاعقه می توان موارد زیر را نام برد:
۱- نور شدید در هنگام تخلیه
۲- صدای شدید به علت تخلیه بارها و ایجاد فشار هوای بسیار زیاد که اثرات آن تا ۱۰ کیلومتر قابل شنیدن است.
۳-اثر حرارتی به علت وجود جریان بالا و یونیزاسیون اتمسفر که در بعضی موارد باعث ایجاد حریق می گردد.
۴- اثر الکترودینامیک: عبور جریان بالا از هادی های مجاور باعث ایجاد نیروی شدید بین آن ها می شود که احتمال تخریب هادی ها یا مواد نگهدارنده ی بین آن ها را باعث می گردد.
۵- اثر الکتروشیمیایی: در اثر عبور جریان از هوا و زمین به وجود می آید.
۶- اثر القائی: در اثر عبور جریان اثر هادی ها به وجود می آید.
۷- اثر برق گرفتگی: در اثر عبور جریان از بدن اشخاص با حیوانات به صورت مستقیم یا غیر مستقیم (ولتاژ قدم) به وجود می آید.

آثار مستقیم و غیر مستقیم صاعقه بر ساختمان ها

از اثرات مستقیم صاعقه بر ساختمان، ایجاد جریان و ولتاژ بالای لحظه ای و ایجاد خسارات بر خود ساختمان از جمله حریق و شکستن شیشه ها را می توان نام برد. از اثرات غیر مستقیم ایجاد پالس های گذرا بر شبکه ی برق، مخابرات و رایانه و ایجاد خسارات بر تمامی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را می توان نام برد.

حفاظت ساختمان در مقابل برخورد صاعقه (اثر مستقیم)

در این نوع حفاظت با ایجاد برق گیر با امپدانس پایین سعی در جذب کامل صاعقه و ارسال آن به زمین می شود. بر طبق استاندارد فرانسه چهار نوع برق گیر (صاعقه گیر) پیشنهاد می گردد (جدول ۱).

الف – برق گیر ساده میله ای SIMPLE ROD LIGHTNING CONDUCTORS (SRL):

این نوع برق گیر دارای یک میله ی بلند است که بر سقف بلندترین محل ساختمان نصب و به زمین متصل می شودو در هنگام صاعقه، با جذب ولتاژ، جریان تولیدی را به زمین منتقل می کند. این صاعقه گیر به واسطه ی سادگی نصب در ایستگاه های رادیو، محل آنتن های بشقابی، و ساختمان هایی که سطح حفاظتی کوچک دارند توصیه می شود. سیستم صاعقه گیر میله ای از قسمت های زیر تشکیل شده است:
۱- میله ی اصلی ودنباله ی آن
۲- یک یا چند هادی پایین رونده
۳- کلمپ تست که به انتهای هادی پایین رونده وصل است و ادامه ی آن به سیستم زمین واردمی شود.
۴- نوار حفاظتی که به کلمپ تست وصل، حداقل ۲ متر روی زمین کشیده و به زمین وارد می شود.
۵- وسایل هم پتانسیل کننده (یا هم بندی) بین سیستم برق گیر و سیستم ارت اصلی ساختمان.

ب: سیستم برق گیر ESE (گسیل دهنده ی بار به طرف صاعقه)

این نوع برق گیر که به وسیله ی کارخانه هلیتا و موسسه ی مطالعاتی فرانسه (CNRS) ساخته شده است به عنوان PULSAR شناخته می شود. وجود فناوری بالا باعث برکارآمدی ۱۰۰% این برق گیر در جذب صاعقه شده است. در تکنولوژی ساخت این برق گیر، تولید ولتاژ بالا و تنظیم فرکانس در هنگام صاعقه ایجاد یک بار خزنده ی پیشرو (بالا رونده) می نماید که همزمان با حرکت صاعقه به سمت بار منفی حرکت می کند و به فاصله ی کمی از زمین (نسبت به فاصله ی زمین تا ابر) این دو بار به یکدیگر برخورد و بلافاصله محل برخورد به سمت نوک برق گیر حرکت و ادامه ی صاعقه از طریق این میله به سمت زمین حرکت می کند. سرعت حرکت این بار، از برق گیر به سمت بالا حدود (یک متر بر میکروثانیه) است.
زمان برخورد به وسیله ی رابطه ی زیر تعریف می شود. این رابطه بر اساس فاصله ی بین بارها (محل برخورد و نوک برق گیر) و سرعت حرکت بار پیشروی استاتیکی تعریف شده است. در عمل مقدار در آزمایشگاه ر اساس استاندارد NFC17-102 اندازه گیری می شود.

زمان اصابت یا برخورد صاعقه با بار پیشرو است که معمولاً درآزمایشگاه اندازه گیری می شود.
مسافتی که بار پیشرو به سمت بالا حرکت می کند.
V سرعت حرکت بار پیشرو به طرف بالا که معمولاً یک متر بر میکروثانیه است.
از فرمول بالا می توان نتیجه گرفت که فاصله ی برخورد صاعقه تا برق گیر بستگی به دو عامل سرعت حرکت بار و زمان برخورد دارد. در عمل هر چقدر L بزرگ تر باشد، محل برخورد از محل مورد حفاظت دورتر و حفاظت کامل تر است (یعنی محل مورد حفاظت از اثرات صاعقه درامان است).
صاعقه گیرPULSAR مخصوص نصب در ساختمان های مرکزی، سایت ها، مراکز صنعتی، تاریخی و زمین های بازی روباز است. معمولاً با نصب این سیستم برق گیر اطمینان و قدرت عملکرد بسیار زیاد می شود.

قسمت های مختلف صاعقه گیر ESE

الف: قسمت میله و سیستم تولید ولتاژ (الکترونیک)
ب: یک یا چند هادی پایین رونده
ج: کلمپ تست که به ازای هر هادی پایین رونده یک عدد جداگانه نصب می شود.
د: قسمت های محافظ هادی که حداقل ۲ متر بر روی زمین نصب می شود.
ر: الکترودهای زمین که مخصوص پخش جریان صاعقه بر روی زمین هستند.
ز: اتصالات هم پتانسیل کننده با هم بندی های اصلی زمین که به صورت قابل نصب و جدا شونده هستند.
ج) شبکه بندی قفسه ای MESH CAGES
یکی از ساده ترین و کامل ترین راه های حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه، شبکه بندی قفسه ای است. در این سیستم پشت بام و بلندترین قسمت هر ساختمان تحت سیم بندی موسوم به قفسه ای (شبکه ای) قرار می گیرد و به تعداد مشخص هادی پایین رونده در اطراف آن نصب می گردد. در این حالت ساختمان و تمام اجزاء هادی های آن از خطر صاعقه و امواج الکترومگنتیک آن در امان هستند.
علت استفاده از هادی های پایین رونده به خاطر تقسیم جریان صاعقه و کاهش آثار آن است. (شکل ۴)

اجزای سیستم

۱- هادی های شاخکی کوتاه که صاعقه را دریافت می نمایند و به شبکه انتقال می دهند.
۲- شبکه بندی قفسه ای (مش)
۳- هادی های پایین رونده
۴- شکبه ی زمین (سیستم زمین)
۵- اتصالات هم بندی و هم پتانسیل کننده و سیستم تست که قابل مونتاژ است.
د) برق گیر با سیستم سیم هوایی STRETCH
در این سیستم از یک یا چند سیستم هوایی که بر فراز تجهیزات کشیده می شود و دو طرف آن به شبکه زمین وصل است استفاده می شود. در استفاده از این مدل که بیش تر بر روی تجهیزات پست برق و دکل های انتقال برق فشار قوی استفاده می شود، مقاومت سیم هوایی، استقامت مکانیکی در مقابل کشش و عبور جریان صاعقه و ارتفاع سیستم از زمین مورد بحث خواهد بود. معمولاً تمامی برق گیرها باید قابلیت جذب جریان تا ۶۵ کیلوآمپر را داشته باشند.

حفاظت در مقابل اثرات غیر مستقیم صاعقه:

در هنگام اصابت صاعقه به ساختمان، اثرات جریان القائی آن بر روی کابل های کواکسیال، کابل های ارتباطی و قدرت باعث ایجاد مشکل خواهد شد. در این حالت سیستم حفاظتی به نام surge arrester که قدرت جذب جریان تا ۶۵ کیلو آمپر را داشته باشد، توصیه می گردد.

عیوب مربوطه به عدم هم بندی Equipotential Bounding Defects

در هنگام برخورد مستقیم صاعقه، عدم وجود اتصالات و هم بندی صحیح می تواند باعث ایجاد جرقه ی شدید و در نتیجه ایجاد جریان مخرب بین دو وسیله گردد. بنابراین باید از هم بندی اجزای صاعقه گیر و عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل نمود. به همین خاطر در یک سیستم برق گیر، تمامی اجزاء و تجهیزات جانبی شامل شبکه ی مخابرات، IT و … به وسیله ی یک هم بندی اضافه، به صاعقه گیر وصل می شوند.
ابتدا تمامی تجهیزات یک ساختمان به وسیله ی هم بندی و سیستم حفاظت در مقابل ضربه SUREGE ARRESTER به یک شبکه ی ارت داخلی وصل و درانتهای شبکه به وسیله قسمت هم پتانسیل کننده به شبکه ی صاعقه گیر وصل می گردند.

فصل سوم

استاندارد فرانسه NFC 17-102, NFC 17-100 پیشنهاد می کند صاعقه گیر در سه قسمت مورد بحث قرار گیرد.
۱- ارزیابی ریسک صاعقه
۲- انتخاب سطح حفاظت و تجهیزات
۳- انتخاب تجهیز یا تجهیزات جهت حفاظت

ارزیابی ریسک صاعقه

شبکه بندی به صورت مش یا قفسه ای MESHED CAGES

در این روش حداکثر عرض مش ها نباید از ۱۵ متر تجاوز کند. نصب سیستم برق گیر بر اساس موارد زیر است:
الف: نصب یک چند ضلعی (معمولاً ۴ ضلعی) در پیرامون سقف ساختمان (محیط سقف)
ب: اضافه نمودن هادی های متقاطع به شبکه ی اولیه جهت اضافه شدن مش بندی
ج: عبور الزامی هادی از هر برآمدگی در سقف. یعنی از هر قسمت که ارتفاع مجزا از سقف دارد، سیستم شبکه به صورت کامل انجام پذیرد و سپس به شبکه ی اصلی متصل شود.
د: شاخک های عمودی (Air Terminal) باید در مرتفع ترین و آسیب پذیرترین نقاط و گوشه ها و نزدیک تجهیزات جانبی نصب گردند.
ترتیب و فواصل: فاصله ی ۲ ترمینال (شاخک) ۳۰ سانتی متری از ۱۰ متر بیش تر نباشد.
فاصله ی ۲ ترمینال (شاخک) ۵۰ سانتی متری از ۱۵ متر بیش تر نباشد.
شاخک (strike air terminal) خارج از چند ضلعی قرار نگرفته و در داخل چند ضلعی باشد.

هادی های پایین رو

جهت هر میله ی برق گیر ساده یا ESE نیاز به یک کنتور (شمارنده ی تعداد صاعقه) وجود دارد. همچنین جهت هر ۴ هادی پایین رو و حداقل یک شمارنده نیاز است. شمارنده معمولاً در ارتفاع ۲ متری بالای سطح زمین و در انتهای هادی پایین رو نصب می شود.

حالت های خاص

وقتی برق گیر (چه از نوع برق گیر ساده و چه از نوع ESE) در یک ساختمان نصب می گردد، به ازای هر میله حداقل یک هادی پایین رو نیاز است. اما در دو حالت نیاز به هادی پایین رو جهت هر میله است:
الف: نصف عرض ساختمان بیش از ارتفاع ساختمان باشد. B>A دو هادی پایین رو (منظور از نصف عرض ساختمان فاصله ی لبه ی ساختمان تا میله ی برق گیر است).
ب: ارتفاع ساختمان معمولی بیش از ۲۸ متر و یا در دودکش ها یا ساختمان های صنعتی بیش از ۴۰ متر باشد.

هادی های ساده (برق گیرهای ساده SRL)

در این گونه سیستم ها به ازای هر برق گیر (میله)، حداقل یک هادی پایین رو نیاز است. در صورتی که ارتفاع ساختمان بیش از ۳۵ متر باشد، حداقل ۲ هادی پایین رو جهت هر میله ی برق گیر نیاز است. این دو هادی به دو دیوار مختلف نصب می گردند. همچنین در ساختمان های مهم و پر رفت و آمد نیز برای میله ی برق گیر ۲ هادی پایین رو نیاز است.

هادی های برق گیر (صاعقه گیر) SRC و ESE

قاعده ی کلی در برق گیرها آن است که بالاترین نقطه ی هرهادی یا برق گیر شاخکی بیش ترین احتمال اصابت صاعقه را دارد. بر طبق سفارش استاندارد، سر برق گیر باید حداقل ۲ متر از تمام نقاط ساختمان (پشت بام، تجهیزات فلزی و جانبی) بلندتر باشد. در این حالت بهتر است برق گیر در بالاترین نقطه ی ساختمان نصب گردد. همچنین محل صاعقه گیر با توجه به تجهیزات جانبی و فواصل مجاز از بدنه های فلزی انتخاب می شود.
جهت افزایش طول صاعقه گیر، استفاده از میله ی واسطه با جنس مخصوص لازم است. شرکت هلیتا واسطه ی صاعقه گیرهای میله ای در طول های کلی ۷۵/۵ و ۵/۷ متر را جهت افزایش طول صاعقه گیر به بازار ارائه داده است. این میله ها از جنس فولاد ضد زنگ هستند.
در زمین های ورزشی، استخرها و کمپینگ می توان از سیستم ESE استفاده نمود. جهت محاسبه ی ریسک و سطح پوشش استفاده، از نرم افزار Helita استفاده می شود. همچنین تمهیدات ویژه ای جهت نصب برق گیر در نزدیکی دودکش های فلزی و تجهیزات دیگر در نظر گرفته می شود. در صورتی که هوای محل نصب دارای گازهای خورنده یا دودهای اسیدی – کربنی باشد، باید فاصله ی مناسب نصب در نظر گرفته شود. فاصله ی ۵۰ سانتی متر از تجهیزات فلزی مانند دودکش فاصله ی مناسبی است.
در ساختمان هایی که بیش از یک صاعقه گیر میله ای (ESE یا SRC) در پشت بام آن ها نصب شده باشد و در صورتی که مانع بیش از ۵/۱ ارتفاع بین آن ها نباشد، باید تمامی صاعقه گیرها به یکدیگر متصل شوند. در صورتی که بین هر کدام از آن ها مانع بلندتر از ۵/۱ متر باشد، نباید به یکدیگر متصل گردند.
در انتخاب هادی های مربوط به صاعقه گیر، چه هادی شبکه بندی و یا پایین رو، استفاده از سطح مقطع کم تر از ۳×۳۰ میلی متر و استفاده از هادی های گوشه دار و نوک دار ممنوع است.

آنتن های تلویزیون و رادیو

با موافقت کاربر آنتن ها، می توان تمامی تجهیزات صاعقه گیر را بر روی میله ی آنتن تلویزیون یا دریافت کننده های دیگر نصب نمود. در این حالت لازم است موارد زیر رعایت گردد:
الف: سر برق گیر حداقل ۲ متر از بلندترین نقطه ی آنتن بلندتر باشد.
ب: کابل کواکسیال آنتن به صورت مستقیم از کنار هادی برق گیر به طرف پایین رفته باشد و به آن هادی محکم شده باشد.
ج: نیاز به اتصالات مشترک مرسوم به guging ندارد.
د: هادی پایین رو به میله با کلمپ ثابت شده باشد.
این روش باعث کاهش هزینه ی نصب صاعقه گیر نیز می شود.

اتصالات

هادی های متصل به برق گیر حداقل قطر ۶ تا ۸ میلی متر داشته باشند. در محل هایی که نیاز به شمش مسی است، قطر آن از ۳۰×۳۰ کم تر نباشد؛ مانند اتصال به کلمپ ها و کانترها.

کوپلینگ تست

هر هادی پایین رو باید به یک کوپلینگ تست وصل گردد تا در هنگام تست، مقاومت زمین و یا تست جریان و مقاومت برق گیر، از جا برداشته شود. قسمت تست (کوپلینگ تست) در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین نصب می گردد و قابل بازرسی چشمی است. در ضمن بر روی آن کلمات مربوط به اسم تجهیز و شماره ی آن نوشته می شود.

هادی های حفاظتی

این هادی ها بین کوپلینگ تست و قسمت زمین (هادی ها و الکترود زمین) نصب می گردد و ۲ متر طول عمودی و مقداری نیز طول افقی دارد و از جنس مس (هم جنس با دو هادی سر و ته) و یا همان قطراست. در نصب آن از پیچ و مهره ی همجنس استفاده می شود تا خوردگی به وجود نیاید. قسمت عمودی آن با سه اتصال به دیوار محکم می شود. اتصالات (کلمپ ها) از جنس خود شمش یعنی مسی است.

هم بندی اتصالات Equipotential Bonding

برآورد اجمالی:

در هنگام صاعقه، عبور جریان شدید از هادی های برق گیر، ایجاد اختلاف پتانسیل شدید بین نقاط صاعقه گیر و شبکه های مجاور شامل لوله های گاز، آب، سازه ی فلزی ساختمان، تجهیزات سرمایشی و گرمایشی می نماید. این اختلاف ولتاژ گاهی اوقات به خاطر ارت شدن این تجهیزات و عدم هم پتانسیل شدن با صاعقه گیر است و باعث ایجاد جرقه (تخلیه ی سطحی) می گردد. جهت جلوگیری از این معضل دو روش وجود دارد:
الف: برقراری یک اتصال دائمی بین شبکه ی برق گیر و شبکه ی فلزی ساختمان (هادی های ساختمان)
ب: ایجاد یک فاصله ی ایمن بین هادی های صاعقه گیر و تمامی تجهیزات در معرض تخلیه
فاصله ی ایمن فاصله ای است که در صورت ایجاد صاعقه در شبکه های برق گیر، بین این شبکه و هادی های موجود در ساختمان که نزدیک شبکه ی برق گیر هستند، هیچ گونه تخلیه ی الکتریکی به وجود نیاید.
این مهم با افزایش قدرت عایقی تجهیزات و تغییر مسیر هادی ها در هنگام نصب ممکن می گردد که البته روش هزینه بر و پر کاری است. بنابراین از روش هم پتانسیل کردن بیش تر استقبال می گردد. روش ایجاد فاصله ی ایمنی فقط در مواردی مانند لوله گاز، منابع نفت و گاز و … کاربرد دارد که تجهیزات به سبب احتمال انفجار، ترکیدگی و ریسک خطر بالا، قادر به هم بندی نباشند.

محاسبات فاصله ی ایمنی: S(m)=n.kj.L/km

S(m): فاصله ی ایمنی بین هادی های برق گیر و تجهیزات فلزی به حسب متر
N: ضریب که بستگی به تعداد هادی های پایین رو (در سیستم ESE) قبل از اتصال به یکدیگر دارد و مقدار آن:
برای یک هادی پایین رو n=1
برای دو هادی پایین رو n=0.6
برای سه یا بیش تر هادی پایین رو n=0.4
Ki: ضریب، بستگی به لول (سطح) حفاظتی دارد.
جهت سطح حفاظتی یک (حفاظت بالا) مانند خازن سوخت، ساختمان های مهم Ki=0.1
جهت سطح حفاظتی دو (حفاظت خوب) بناهای تاریخی وساختمان های پر جمعیت Ki=0.075
جدول ۲: فاصله مش

اندازه مش

PROTECTION LEVEL

۵×۵
۱۰×۱۰
۱۵×۱۵
۲۰×۲۰

I
II
III
IV

جدول ۳: فواصل هادی های پایین رو

فواصل بین هادی ها

PROTECTION LEVEL

۱۰
۱۵
۲۰
۲۵

I
II
III
IV

جهت سطح حفاظتی سه (حفاظت نرمال) ساختمان های مسکونی معمولی Ki=0.05
Km: ضریب مواد بین دو سیستم برق گیر و تجهیز.
وجود هوا بین دو سیستم Km=1
وجود جامدات بین دو سیستم Km=0.52
L : فاصله ی عمودی بین نقطه ایی که اندازه گیری انجام می شود (کلپ تست) و نزدیک ترین نقطه (هادی) تجهیز.
S: برای لوله های گاز ۳ متر در نظر گرفته می شود.
مثال: در یک ساختمان با درجه ی حفاظت یک (سطح حفاظت بالا) با ارتفاع ۳۰ متر سیستم برق گیر نصب شده است (نوع ESE).
سوال یک: سیستم تهویه ی هوا در پشت بام ساختمان نصب شده است. در صورتی که ۳ متر با شبکه ی برق گیر فاصله داشته باشد، چرااین فاصله ایمن است؟ مقدار L برابر ۲۵ متر در نظر گرفته شود.
جواب:
چون ۹۲/۱ متر از ۳ متر کم تر است این سیستم در فاصله ی ایمن قرار دارد. از نرم افزار هلیتا می توان فاصله ی ایمن را محاسبه نمود.

هم بندی شبکه ی فلزی تجهیزات جانبی

EQUTPOTENTIAL BONDING OF EXTERNAL METALIC NET WORKS
راه دوم حفاظت تجهیزات جانبی ساختمان مانند سازه ی فلزی، لوله ها، سیستم هواساز و هم بندی آن ها و هم پتانسیل کردن با شبکه ی صاعقه گیر است. این حالت وقتی لازم است که نتوان فاصله ی S حفاظتی را در مورد این تجهیزات یا سیستم زمین آن ها رعایت نمود.
جهت هم پتانسیل کردن این تجهیزات، نیاز به هادی های مطمئن و دائمی با محاسبات سطح مقطع و مقاومت وجود دارد. تمامی تجهیزات قابل هم بندی مانند خطوط شبکه ی مخابراتی، اطلاعات، سازه ی فلزی، لوله های آب، گاز و غیره به وسیله ی هادی های مطمئن که حداقل سطح مقطع آن ۱۶ است متصل و توسط هادی های پایین رو که به دیوار محکم شده اند، به جعبه ی هم بندی موسوم به Equipotential Box و از آنجا به آخرین نقطه ی یک شبکه ی برق گیر (قبل از ورود به الکترودهای زمین) که کلمپ تست نامیده می شود، وارد می شود. این اتصال که موسوم به هم بندی اضافه است، باید قابل باز نمودن جهت تست های خاص، و محل و ارتفاع آن مناسب جهت بازدیدهای دائمی باشد. با این عمل تمامی تجهیزات یاد شده از خطر جرقه ناشی از صاعقه (Flash Point) محفوظ می مانند. اما با این عمل می باید سیستم های حساس مانند کامپیوتر، شبکه ی IT و شبکه ی مخابراتی به همراه تجهیزات مربوطه توسط surge arrester محافظت گردد. (شکل ۷)

بررسی سیستم زمین صاعقه گیر SYSTEM EARTH TERMINATION :

نگاه اجمالی: در هر سیستم برق گیر، تمامی پتانسیل سیستم در جذب و انتقال صاعقه به زمین نهاد شده است. در این سیستم جذب صاعقه به وسیله ی هادی های میله ای یا شبکه، انجام و جریان جذب شده توسط هادی های پایین رو به شبکه ی زمین انتقال داده می شود. در شبکه ی زمین که شامل الکترودها، اتصالات و هادی های مسی است، انتقال این جریان به زمین در کمترین زمان صورت می پذیرد. تفاوت سیستم زمین در یک برق گیر با شبکه ی ارت سیستم برق ساختمان نیز به همین دلیل است. در شبکه ی برق گیر بار استاتیک باید در سطح زمین گسترده شود تا بارهای غیر همنام اثر یکدیگر را خنثی (بار منفی ابر و مثبت زمین) کنند، اما در سیستم برق ساختمان جهت انتقال جریان نشتی از طریق شبکه ی زمین به نقطه ی خنثی ترانفسورماتور باید الکترود ارت به طریق خاص باشد.
هر سیستم زمین مربوط به صاعقه گیر در سه قسمت بررسی شده است:
الف: در فرانسه و اکثر کشورهای پیشرفته ی دنیا، مقاومت حداکثر ۱۰ اهم جهت سیستم زمین هر صاعقه گیر پیشنهاد می شود. اندازه گیری این مقدار با باز کردن کلمپ تست و اندازه گیری مقاومت الکترودهای زمین به روش های ۲ سیمه و ۴ سیمه انجام پذیر است. در صورتی که مقاومت ۱۰ اهم مورد نیاز در این قسمت حاصل نگردد، استاندارد پیشنهاد افزایش طول الکترودهای زمین، نصب میله های ارت در خاتمه هادی های زمین الکترودها و استفاده از الکترولیت های مجاز مانند سولفات ها، بنتونیت و غیره را داده است.
افزایش طول هادی زمین (الکترودها) تا ۱۰۰ متر یعنی هر هادی تا ۲۰ متر نیز مجاز است.

ب: توانایی هدایت جریان

جهت افزایش توانایی حمل جریان توسط هادی زمین، نیاز به سه هادی (الکترود) به جای یک الکترود پیشنهادی استاندارد است. افزایش تعداد هادی ها موجب افزایش طول هادی و دمپ سریع تر جریان صاعقه می گردد.

ج: هم بندی اضافه (هم پتانسیل کردن)

استاندارد نیاز به یک هم بندی اضافه جهت هم پتانسیل کردن در سیستم برق گیر و سیستم ارت ساختمان را لازم و ضروری می داند.
بازرسی های سیستم صاعقه گیر: تمامی اجزای یک برق گیر از میله تا سیستم زمین نیاز به بازرسی های دوره ای و اندازه گیری مقاومت دارند. فرایند تست و بازرسی به شرح زیر است:
سیستم حفاظت با سطح بالا (لول یک) سالیانه؛
سیستم حفاظت با سطح خوب (لول دو) دو ساله؛ و
سیستم حفاظت با سطح معمول سه ساله.
در ضمن پس از هرگونه تعمیرات ساختمان یا اصابت صاعقه بر سیستم، باید بازرسی و تست ها مجدداً انجام پذیرد.

انواع الکترودهای زمین در سیستم صاعقه گیر

ابتدا سیستم الکترود زمین در صاعقه گیر ساده ESE بررسی می شود:
۱- الکترودهای سه گانه (پنجه اردکی): در این سیستم سه شمش مسی با ابعاد ۲×۳۰ میلی متر به صورت پنجه اردک است. هر کدام از شمش ها فاصله ی ۴۵ درجه با شمش وسطی دارند و (حداکثر) طول کل شمش ها ۲۵ متر است و به سه قسمت – یکی از شمش ها حدود ۲ متر بلندتر است – تقسیم می شوند.
دو شمش کناری با زاویه ی ۴۵ درجه به شمش وسط در انتها با استفاده از کلمپ مسی یا کدولد وصل می گردند. شمش وسط پس از ارتباط با شمش دیگر به طرف نقطه ی تست ادامه می یابد (شکل ۸). طول الکترودهای زمین بستگی به مقاومت زمین دارند و از ۶ متر به بالا ادامه می یابند.
۲- میله های ارت: در صورتی که جغرافیای ساختمان اجازه ی استفاده از شبکه ی پنجه اردکی را ندهد، می توان از سیستم مثلث متساوی الاضلاع با طول هر ضلع ۲ متر که میله ی ارت به انتهای هر زاویه متصل شده است، استفاده نمود. طول میله ی ارت ۲ متر است. هر میله با زاویه ی مربوطه کلمپ یا جوش کدولد می گردد (شکل ۹).
۳- سیستم ترکیبی: در صورتی که عمل الکترودهای زمین دارای وسعت باشد، می توان جهت کاهش مقاومت زمین از ترکیب شبکه ی پنجه اردکی و میله ارت (در انتها) استفاده نمود (شکل ۱۰).

شبکه ی زمین در صاعقه گیر شبکه ای (شبکه قفسه ای)

در برق گیر نوع شبکه ی قفسه ای از دو سیستم پنجه اردکی و میله ی ارت می توان استفاده نمود.
۱- شبکه ی ارت پنجه اردکی: اتصالات به وسیله ی ۳ تسمه ی مسی ۲×۳۰ میلی متر که یکی از تسمه ها بزرگ تر است و دو عدد دیگر با زاویه ی ۴۵ درجه در انتها به شمش اصل جوش کدولد و یا کلمپ می گردند، صورت می پذیرد. طول مفید هر یک از هادی ها ۲ متر و در عمق ۶۰ تا ۸۰ سانتی متری زمین دفن می گردند.
۲- میله های ارت: در این حالت میله های ارت به صورت عمودی به طول ۲ متردر داخل زمین کوبیده می شوند. فاصله ی آن ها ۲ متر از یکدیگر و فاصله از پی یک تا ۵/۱ متر است. این دو میله به وسیله ی شمش مسی ۲×۳۰ به یکدیگر کلمپ و یا جوش داده می شوند (شکل ۱۱).
علت تفاوت شبکه ی زمین در دو سیستم صاعقه گیر ESE و شبکه ی قفسه ای به خاطر احتمال جذب صاعقه ی آن ها است.

تجهیزات سیستم ارت

EARTH SYSTEM EQUIPMENT BONDING
هنگامی که دریک ساختمان سیستم زمین جهت تجهیزات برق نصب می گردد، می توان سیستم برق گیر را در نقطه ی خاص به نام کلمپ هم بندی ولتاژ به این سیستم وصل نمود. این نقطه ی اتصال نزدیک ترین نقطه ی به هادی پایین رو است. در صورتی که امکان وصل این قسمت نباشد، می توان سیستم برق گیر را مستقیم به هادی زمین وصل نمود. اما اتصال باید به طریقی باشد که جریان القائی صاعقه بر روی کابل های برق اثر گذار نباشد. در اتصال به نقطه ی هم پتانسیل (هم بندی اضافه) باید بتوان نقطه ی اتصال را جهت تست مقاومت اهمی و جریان جدا نمود. همچنین نقاط قابل دید و تست دوره ای باشند.
فواصل مجاز بین هادی های سیستم صاعقه گیرو انشعابات برق، آب، گاز زیرزمین:
بر طبق استاندارد NFC فواصل مجاز بین تمامی هادی های شبکه ی صاعقه گیر و سیستم انشعاب برق و آب و گاز و کابل های زیرزمینی بر طبق جدول وجود داشته باشد. این فواصل برای تمامی اجزای فلزی صادق است و اجزای غیر فلزی را شامل نمی شود (جدول ۴)

ارزیابی ریسک (احتمال) برخورد صاعقه

بر طبق پیشنهاد استاندارد NFC مطالعه ی صاعقه در سه قسمت انجام می پذیرد.
۱٫ ارزیابی ریسک صاعقه
۲٫ بررسی سطح حفاظت
۳٫ بررسی شیوه ی حفاظت

بررسی ریسک صاعقه (احتمال برخورد صاعقه به ساختمان)

در بررسی احتمال برخورد صاعقه، روش مورد استفاده به صورت زیر است.
۱- تعداد مورد انتظار برخورد صاعقه با برق گیر که به Ng شناخته می شوند.

که در این فرمول:
Ng: حداکثر تعداد صاعقه هایی است که به واحد سطح در این منطقه برخورد می کند (تعداد صاعقه / کیلومتر مربع / سال)؛ و Ngman=2Ng
که می توان آن را به صورت زیر محاسبه نمود:
الف: استفاده از نقشه ی منطقه ی جغرافیائی
ب: استفاده از سطح ایزوکرونیک موج به Nk
که تقریباً برابر Nk/10 می شود.

محاسبه ی سطح (ایزوله) ساختمان بر حسب مترمربع Ae

در معرفی سطح زیر ساخت، همان تعداد صاعقه که به ساختمان اصابت می کند در نظر گرفته می شود. در پیوست استاندارد NFC 17-100, 17-102 محاسبات و جداول مربوطه ارائه شده است. ضریب بستگی به شرایط محیطی ساختمان دارد.
از نرم افزار ارائه شده توسط شرکت هلیتا محاسبات ریسک حریق ارائه شده است. همچنین این محاسبات در مجموعه های دیگر توسط سازندگان معروف ارائه گردیده است. شرکت فرس Furse نیز مجموعه محاسباتی خود را با توجه به ساختمان ارائه کرده است.
بررسی تعداد قابل انتظار برخورد صاعقه به ساختمان NC: (تعداد قابل تحمل صاعقه)
در بررسی احتمال برخورد صاعقه از فرمول زیر استفاده می شود.
: ضریب که بستگی به نوع ساختمان دارد.
: ضریب که بستگی به اجزاء ساختمان دارد.
: ضریب که بستگی به تجهیزات داخل ساختمان دارد.
: ضریب که بستگی به آثار و نتیجه ی برخورد و صاعقه به ساختمان دارد.
همچنین از طریق نرم افزار قابل محاسبه است.

سطح حفاظتی PROTECTION LEVEL :

در این حالت مقادیر مقایسه شده اند.
اگر کوچک تر یا مساوی باشد، در نتیجه نیاز به اجباری کردن نصب برق گیر نیست.
اگر بزرگ تر از باشد،نیاز به سیستم صاعقه گیر با سطح حفاظتی است.
مقادیر سطح حفاظتی، شعاع حفاظت برق گیر را مشخص می کند. فاصله ی ایمنی و پریود تعمیرات نیز توسط این سطح مشخص می گردد.
در بررسی نقشه مربوط به تعداد صاعقه در ایران بین صفر تا یک صاعقه (یک صاعقه /سال/ کیلومتر مربع) را می توان انتظار داشت.

 

 

عمر مفید صاعقه گیر های الکترونیکی

عمر مفید صاعقه گیر های الکترونیکی

thAC2HQJB2

با توجه به گارانتی های بالای ۱۵ سال اکثر سازنده های صاعقه گیر های الکترونیکی میتوان بطور یقین گفت مدارت الکترونیکی موجود در صاعقه گیر های فوق دارای عمر مفید بالا هستند و با توجه به این که جریان صاعقه از سطح بیرونی این تیپ صاعقه گیرها میگذرد اصابت مکرر صاعقه هم خللی در انها ایجاد نمیکند  فقط تنها قسمت اسیب پذیر در این نوع صاعقه گیر ها نوک فولادی انهاست که در صاعقه های با جریان بالای ۱۰۰ کیلو امپر امکان پریدگی در نوک انها وجود دارد که انهم بسادگی قابل تعویض میباشد

برقگیر ساختمان(صاعقه گیر)

برقگیر ساختمان(صاعقه گیر)

CPT-FO-PROTECCION-EXTERNA-CONTRA-EL-RAYO-NIMBUS_nodelevel_8_carousel

برق گیر و نقش آن در جلوگیری از آسیب به ساختمان

 

برقگیر :

برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق  می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد . البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه ۴۵۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-1000 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و … پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh ) نمود .

برقگیر بر دو نوع است :

۱-

برقگیر غیرفعال ( پسیو)

۲-

برقگیر فعال ( اکتیو)

برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله ۴۵ درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را ۳۵۵ یا حتی پایین تر در نظر می گیرند . برقگیر فعال با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و … ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید . این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های ۱ ، ۲ و ۳ تقسیم می گردند.

در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل  کرده و موجب خسارت نشود.

هادی میانی :

ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFC اگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از ۲۲ برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سیم های ۷۵ ، ۹۰ ، ۱۲۰۰ و … بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.

یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد.

برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.

سیستم زمین :

یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند.

با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد  بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار سیستم ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود.

با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر ، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر ۱۰ اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر ۳ اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد.

سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است

صاعقه گیر های با تکنولوژی پیزو الکتریک

صاعقه گیر های با تکنولوژی پیزو الکتریک

 CPT-FO-PROTECCION-EXTERNA-CONTRA-EL-RAYO-NIMBUS_nodelevel_8_carousel

صاعقه گیر با تکنولوژی پدیده پیزو الکتریک (اثر فشاربرقی)

یکی از ویژگی‌های غیرمعمولی که برخی سرامیک‌ها از خود بروز می‌دهند، پدیدهٔ پیزوالکتریک یا اثر فشاربرقی است. با اعمال نیروی خارجی، دوقطبی‌های این سرامیک‌ها تحریک می‌شوند و میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. وارون کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس  می‌کند.

از مواد پیزوالکتریک در مبدل‌ها و وسایلی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند یا برعکس استفاده می‌شود. کاربردهای نام‌آشنایی از جمله پیکاپ گرامافون، میکروفون‌ها، مولدهای ماوراء صوت و حسگرهای سونار از خاصیت پیزوالکتریک استفاده می‌کنند. در پیکاپ گرامافون  همچنان که قلم شیارهای رکورد را می‌پیماید یک اختلاف فشار به مادهٔ پیزوالکتریک موجود در پیکاپ وارد می‌شود که نهایتاً به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود. این سیگنال قبل از ورود به بلندگو تقویت می‌شود. خاصیت پیزوالکتریک یک ویژگی مواد کریستالی دارای ساختار پیچیدهٔ بدون تقارن است. رفتار پیزوالکتریک یک پلی‌کریستال بوسیلهٔ گرم کردن بالاتر از دمای کوری و سپس خنک کردن تا  دمای اتاق در مجاورت میدان الکتریکی قوی بهبود می‌یابد.

۱۸۰۹۲-۲۷۸۴۲۸۷

اثر پیزوالکتریک توانایی برخی مواد می‌باشد برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی. این اثر را برادران کوری، پی‌یر و ژاک کوری، در دههٔ ۱۸۸۰ کشف کردند. موادی که این پدیده را از خود بروز می‌دهند مواد پیزوالکتریک نامیده می‌شوند. اثر پیزوالکتریک در انواع بسیاری از مواد از جمله تک بلورها، سرامیک‌ها، بسپارها و مواد مرکب دیده می‌شود. تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در برخی بلورهای نارسانا مثل کوارتز تحت کشش یا فشار معکوس هم‌اند و هر چه میزان فشار یا کشش بیش‌تر باشد، اختلاف پتانسیل تولید شده بیش‌تر است. اثر پیزوالکتریک معکوس به معنی تغییر شکل آن‌ها بر اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی است. اگر دو وجه روبرویی در هر یک از این بلورها را به اختلاف پتانسیل متناوب الکتریکی وصل کنیم، تغییر شکل متناوبی در آن رخ می‌دهد و به ارتعاش در می‌آید.

images (1)

پیزوالکتریک بار الکتریکی‌ای است که در مواد جامد مشخصی به علت فشار مکانیکی انباشته می‌شود (به ویژه در کریستال‌ها، بعضی سرامیک‌ها و مواد آلی مانند استخوان، DNA و پروتئین‌های مختلف). واژه پیزوالکتریک یعنی الکتریسیتهٔ ناشی از فشار که از لغت یونانی پیزو به معنای فشردن و الکترون به معنی کهرباگرفته شده است.

اثر پیزوالکتریک از ارتباط خطی بین حالت مکانیکی و الکتریکی در مواد بلورین و شفاف بدون تقارن  مرکزی درک می‌شود.

اثر پیزوالکتریک یک فرایند برگشت‌پذیر است؛ موادی که به طور مستقیم اثر پیزوالکتریک (تولید  داخلی بار الکتریکی به دلیل اعمال نیروی مکانیکی) را انباشته می‌کنند اثر پیزوالکتریک معکوس (تولید داخلی نیروی مکانیکی در اثر اعمال میدان الکتریکی) را نیز انباشته می‌کنند.

به عنوان مثال سرامیک‌های ‎PZT (Pb[ZrxTi1-x]O۳ ۰≤x≤۱)‎ اگر به اندازه ۰٫۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل دهند نیروی پیزوالکتریک قابل اندازه‌گیری تولید خواهند کرد. برعکس اگر میدان الکتریکی به آن‌ها اعمال شود به اندازه ۰٫۱ درصد از ابعادشان تغییر شکل خواهند داد. پیزوالکتریک استفاده‌های مفیدی دارد از جمله تولید و ردیابی صوت، تولید ولتاژهای بالا، تولید فرکانس الکترونیکی، میکروبالانس‌ها (ترازوهای بسیار دقیق) و متمرکز کردن پرتوهای نور در مقیاس بسیار بزرگ. این پدیده همچنین بنیانی برای بسیاری از تکنیک‌های علمی و سودمند در مقیاس اتمی است؛ بررسی میکروسکوپی مثل STM، AFM، MTA SNOM و… همچنین استفاده‌های روزمره به عنوان منبع احتراق برای سیگار.

ELECTRON-300x300

تاریخچه

اکتشاف و پژوهش‌های اولیه

اثر پیروالکتریک (تولید پتانسیل الکتریکی در پاسخ به دما) در اواسط قرن هجدهم توسط کارل لینائوس[و ۱] و فرنز آپینوس[و ۲] مطالعه شد و با الهام از این موضوع رنه جاست هاووی[و ۳] و آنتونی سزار بکورل[و ۴] ادعا کردند بین فشار مکانیکی و بار الکتریکی رابطه‌ای وجود دارد گرچه آزمایش‌های  آن‌ها نتیجهٔ قاطعی نداد.

اولین اثبات تجربی اثر پیزوالکتریک در سال ۱۸۸۰ توسط برادران پیری کیوری[و ۵] و جکوئیز کیوری[و ۶] انجام شد. آن‌ها دانششان را از پیروالکتریک با درکشان از ساختار کریستالی اساسی ترکیب کردند که منجر به پیش‌بینی رفتار کریستال‌ها شد و اثبات کردند کریستال‌های ترمالین، کوارتز، زبرجد هندی، نیشکر و پتاسیم سدیم تارترات (نمک راشل) خاصیت پیزوالکتریک دارند. کوارتز و نمک راشل  بیش‌ترین پیزوالکتریک را در خود انباشته می‌کنند. کیوری‌ها اثر پیزوالکتریک معکوس را پیش‌بینی نکردند، اثر معکوس با روابط ریاضی توسط گابریل لیپمان[و ۷] در سال ۱۸۸۱ از قوانین ترمودینامیک نتیجه شد. کیوری‌ها بلافاصله وجود اثر معکوس را تأیید کردند و به تحقیقات خود ادامه دادند تا اثبات کامل تغییر شکل الکتریکی-الاستیکی-مکانیکی سرامیک‌های پیزوالکتریک را بدست آورد.

در چند دهٔ بعد، پیزوالکتریک یک پدیدهٔ کمیاب آزمایشگاهی باقی ماند. کارهای بیش‌تری برای تعریف ساختار کریستال‌هایی که پیزوالکتریک را در خود ذخیره می‌کنند انجام شد که در سال ۱۹۱۰ با انتشار کتابی با موضوع فیزیک کریستال‌ها[و ۸] به اوج خود رسید که ۲۰۰ دستهٔ کریستال طبیعی را که  قابلیت ذخیرهٔ پیزوالکتریک داشتند، شرح داد و ثابت‌های پیزوالکتریک را با دقت زیاد توسط تحلیل‌ها و آمارهای کششی بدست آورد.

images

جنگ جهانی اول و پس از آن

اولین استفادهٔ عملی از دستگاه‌های پیزوالکتریک، سونار (دستگاه کاشف زیردریایی بوسیله امواج صوتی) بود که در جنگ جهانی اول توسعه پیدا کرد. در سال ۱۹۱۷۷ در فرانسه پائول لانگ وین و همکارانش روی یک آشکارگر ماوراء صوت کار کردند. دستگاه از یک مبدل ساخته شده بود که از کریستال‌های نازک کوارتز که با دقت بین دو صفحهٔ نازک فولاد متصل شده بودند و یک هیدروفن (دستگاهی که اصوات زیر آب را ثبت می‌کند) برای شناسایی و بازگرداندن انعکاس صوت، تشکیل شده‌بود. با فرستادن صوت فرکانس بالا از مبدل و اندازه‌گیری مدت زمان رفت و برگشت صدا می‌توان فاصله تا شیء مورد نظر را اندازه‌گیری کرد.

استفادهٔ موفقیت‌آمیز پیزوالکتریک در سونار موجب شد علاقهٔ فزاینده‌ای در توسعهٔ دستگاه‌های پیزوالکتریک ایجاد شود. در چند دههٔ بعد، مواد و کاربردهایی جدیدی از پیزوالکتریک کشف شد.

دستگاه‌های پیزوالکتریک در بسیاری از زمینه‌ها جا باز کردند. دستگاه ضبط صدای سرامیکی هم ارزان و هم دقیق بود و آسان‌تر ساخته می‌شد. پیشرفت مبدل‌های ماوراء صوت موجب شد سنجشگران‌روی (ویسکوزیته) و کشسانی در مایعات و جامدات آسان‌تر شود که نتیجهٔ آن پیشرفتی عظیم در مطالعه بر روی مواد بود. بازتاب سنج‌های ماوراء صوت می‌توانستند ترک‌های فلزات را در ریخته‌گری بیابند که موجب افزایش ایمنی ساختار شد.

جنگ جهانی دوم و پس از آن

در جریان جنگ جهانی دوم گروه‌های غیر مستقل پژوهش در ایالات متحدهٔ آمریکا، روسیه و ژاپن دستهٔ جدیدی از مواد ساخت بشر را کشف کردند که فروالکتریک نام گذاری شد و خیلی بیش‌تر از مواد طبیعی پیزوالکتریک را ذخیره می‌کردند و موجب علاقه‌ای وافر در توسعهٔ تیتانات باریم و بعدهاZrTiO3 با ویژگی‌هایی منحصربفرد شد.

یک نمونهٔ مهم کاربرد پیزوالکتریک توسط آزمایشگاه‌های تلفن بل توسعه یافت. به دنبال جنگ جهانی  اول فردریک بر روی تلفن بیسیم در دانشکدهٔ مهندسی مشغول به کار بود که باعث توسعهٔ کریستال “AT cut” شد. کریستالی که در محدودهٔ دمایی وسیعی مورد استفاده قرار می‌گرفت. این به لوازم فرعی سنگینی که کریستال قبلی نیاز داشت، نیاز نداشت. نتیجهٔ آن تسهیل استفاده در صنایع هوایی بود. با استفاده از رادیو در صنعت، هواپیماها می‌توانستند حملات دسته جمعی هماهنگ  انجام دهند.

پیشرفت دستگاه‌های پیزوالکتریک و علم مواد منحصراً در داخل کمپانی‌های توسعه دهنده نگهداری شد که بیش از همه به علت شروع جنگ همچنین برای محفوظ داشتن حق امتیاز بود. کریستال‌های کوارتز اولین موادی بودند که از آن‌ها بهره‌برداری شد، اما دانشمندان به دنبال موادی با کارایی عالی بودند. با وجود پیشرفت در علم مواد و کامل شدن فرایند تولید، بازار ایالات متحده به آن سرعت رشد نکرد. بدون بازار مصرف جدید، پیشرفت صنعت پیزوالکتریک ایالات متحده با مشکل جدی مواجه بود.

در مقابل تولیدکننده‌های ژاپنی اطلاعاتشان را به اشتراک گذاشتند و به سرعت، هم از نظر فنی و هم از نظر تولیدی در مسابقه پیروز شدند و بازارهای جدیدی برای محصولات خود به وجود آوردند. تلاش‌های ژاپنی‌ها در علم مواد موجب ساخت مواد پیزوالکتریک جدیدی شد که با ایالات متحده رقابت می‌کرد، اما بدون محدودیت گران حق امتیاز. بیش‌تر پیشرفت‌های ژاپنی‌ها در علم پیزوالکتریک شامل طراحی‌های جدید در صافی‌های پیزوسرامیک برای رادیوها، تلویزیون‌ها، پیزوبوزر‌ها (تولید صدای تیز و تند)، مبدل‌های صدا که می‌توانند مستقیماً به مدارهای الکتریکی متصل شوند و چاشنی‌های پیزوالکتریک که برای سیستم موتورهای کوچک (و بریان‌کن‌ها) جرقه تولید می‌کنند، بود.مبدل‌های ماوراء صوت که امواج را به هوا می‌فرستند مدت زیادی وجود داشتند اما اولین استفادهٔ  تجاری در کنترل‌های تلویزیون بود. امروزه این مبدل‌ها بر روی انواع مختلف ماشین‌ها به عنوان ردیاب کاربرد دارند و به راننده کمک می‌کنند فاصلهٔ عقب ماشین تا اجسامی که در سر راه آن قرار دارد را بفهمد.

smtese60eselightningrod25

سازوکار و ساختمان

ذات اثر پیزوالکتریک به دوقطبی‌های الکتریکی لحظه‌ای در جامدات مربوط می‌شود. سطح خارجی ممکن است در شبکهٔ کریستالی با بار نامتقارن محیطی تحریک شده باشد (از جمله درBaTiO۳۳ و PZTها) یا ممکن است مستقیماً توسط گروه‌های مولکولی حمل شود (به عنوان مثال در نیشکر). چگالی دوقطبی یا پلاریزاسیون [Cm/m۳۳] به سادگی با نتیجه‌گیری از دوقطبی‌های لحظه‌ای در واحد  حجم سلول واحد برای کریستال‌ها محاسبه می‌شود. همچنان‌که هر دوقطبی یک بردار است، چگالی دوقطبی نیز بردار است (یک کمیت برداری است). دوقطبی‌های نزدیک هم در مناطقی به نام قلمرو ویس جهت‌گیری می‌کنند. این قلمروها معمولاً تصادفی جهت‌دار می‌شوند اما می‌توانند توسط فرایند قطبی‌سازی (با قطبی‌سازی مغناطیسی متفاوت است) هم‌جهت شوند، فرایندی که یک میدان الکتریکی قوی (معمولاً در دماهای بالا) به جسم اعمال می‌شود. تمام مواد پیزوالکتریک قطبی نمی‌شوند.

نکتهٔ قطعی در مورد اثر پیزوالکتریک تغییر قطبش هنگام اعمال فشار مکانیکی است که ممکن است  به علت ایجاد آرایش فضایی جدید دوقطبی‌ها یا به علت جهت‌گیری مولکول‌های قطبی لحظه‌ای تحت اثر نیروی خارجی باشد سپس خاصیت پیزوالکتریک در اثر تنوع در قدرت دوقطبی‌ها یا جهت آن‌ها یا هر دو به وجود آید. این اثر بستگی دارد به:

  1. جهت گیری دوقطبی‌ها درون کریستال
  2. تقارن کریستال
  3. فشار مکانیکی اعمالی

تغییر در قطبش در تغییر چگالی سطحی بار در سطوح کریستالی ظاهر می‌شود یعنی تنوع میدان الکتریکی در سطوح، چون که واحد چگالی بار سطحی و قطبش یکسان است ‎[C/m۲] = [Cm/m۳]‎‎.  اگرچه خاصیت پیزوالکتریک بر اثر تغییر در چگالی بار سطحی سبب نمی‌شود، اما به علت چگالی دو قطبی در سطح سبب می‌شود. به عنوان مثال اگر به یک سانتی‌متر مکعب کواتز ۲ کیلونیوتن نیرووارد شود ۱۲۵۰۰ ولت اختلاف پتانسیل ایجاد می‌کند.

خاصیت پیزوالکتریک اثر ترکیب شدهٔ رفتار الکتریکی ماده است.

طبقه‌بندی کریستال‌ها

از ۳۲ گروه کریستال، ۲۱ گروه تقارن مرکزی ندارند و از این‌ها ۲۰ گروه خاصیت پیزوالکتریک دارند (گروه ۲۱ام کلاس مکعب ۴۳۲ است) که ۱۰ تا از آن‌ها کلاس کریستال قطبی را نشان می‌دهند که قطبش خودبه‌خودی بدون فشار مکانیکی را دارا هستند و خاصیت پیروالکتریک را ذخیره می‌کنند. اگر دوقطبی لحظه‌ای توسط میدان الکتریکی معکوس شود به آن ماده فروالکتریک گویند.

کلاس‌های کریستالی قطبی: ۱، ۲، m، mm۲، ۴، ۴ mm، ۳، ۳m، ۶، ۶ mm.

کلاس‌های کریستالی پیزوالکتریک: ۱، ۲، m، ۲۲۲، mm۲، ۴، ۴، ۴۲۲، ۴ mm، ۴۲m، ۳، ۳۲، ۳m، ۶، ۶، ۶۲۲، ۶ mm، ۶۲m، ۲۳، ۴۳m.

کریستال‌های قطبی بدون اعمال فشار مکانیکی نیز قطبی هستند. اثر پیزوالکتریک خود به خود بر اثر قدرت یا جهت قطبش یا هر دو آشکار می‌شود. از طرف دیگر کریستال‌های پیزوالکتریک غیرقطبی در اثر ایجاد دو قطبی فقط بر اثر اعمال فشار مکانیکی به وجود می‌آید. در این کریستال‌ها، تنش کریستال را از گروه غیرقطبی به گروه قطبی تبدیل می‌کند.

مواد

بسیاری مواد چه طبیعی چه ساختهٔ دست بشر پیزوالکتریک را ذخیره می‌کنند.

کریستال‌های ذاتی

سایر مواد طبیعی

  • استخوان: استخوان بی‌آب بعضی خواص پیزوالکتریک را ذخیره می‌کند. مطالعات فوکادا و بقیه نشان داد این‌ها به خاطر کریستال‌های آپاتایت که متقارن مرکزی هستند نیست بلکه به خاطر کلاژن است. کلاژن در ساختارش جهت‌گیری محوری قطبی مولکول‌های دوقطبی را ذخیره می‌کند و می‌توان آن‌ها را بیوالکترت محسوب کرد، یک نوع مادهٔ دی‌الکتریک که  فضای بار شبه ثابت و بار دوقطبی را ذخیره می‌کند. وقتی تعدادی از مولکول‌های کلاژن در یک جهت تحت فشار قرار می‌گیرند مقدار بار زیادی از داخل به سطح نمونه حمل می‌شود که انتظار می‌رود دلیل به وجود آمدن پتانسیل باشد.

اثر پیزوالکتریک عموماً به عنوان یک حسگر نیروی بیولوژیکی عمل می‌کند. این اثر در تحقیقات انجام شده در دانشگاه پنسیلوانیا در اواخر دهه ۱۹۷۰ و اوایل ۱۹۸۰۰ به کار گرفته شد که در نتیجه  مشخص گردید استفادهٔ پیوسته از پتانسیل الکتریکی می‌تواند هم تخریب استخوان‌ها و هم رشد استخوانها را (بسته به پلاریته یا قطبیت آنها) باعث شود. مطالعات بیش‌تر انجام گرفته در دههٔ ۱۹۹۰ معادلهٔ ریاضی را فراهم نمود که شباهت انتشار موج استخوان‌های بلند را همانند کریستال‌های شش گوشه (کلاس ۶) تأیید می‌کرد.

کریستال‌های دست‌ساز

سرامیک‌های دست‌ساز

خانوادهٔ سرامیک‌های دارای ساختارهای پروسکایت و یا تنگستن برنز، خواص پیزوالکتریک از خود نشان می‌دهند:

پیزوسرامیک‌های بدون سرب

اخیراً نگرانی‌ها در خصوص سمی بودن دستگاه‌ها و اجزای حاوی سرب افزایش یافته و در این خصوص  استفاده از قوانین و مقررات محدودکننده مواد خطرناک را مطرح ساخته است. افزایش این نگرانی‌ها تأکید بر توسعهٔ کامپوزیتی مواد پیزوالکتریک بدون سرب می‌باشد.

تاکنون، نه اثر محیطی این مواد تأیید شده و نه پایداری این مواد به هنگام تهیهٔ آن‌ها.

 

پلیمرها

PVDF خاصیت پیزوالکتریک را چندین بار بیش‌تر از کوارتز نشان می‌دهد. بر خلاف سرامیک‌ها، که در آن ساختار کریستالی ماده به وجود آورندهٔ اثر پیزوالکتریک است، در پلیمرها مولکول‌های زنجیرهٔ بلند مزدوج هنگامی که در محدودهٔ یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند یکدیگر را جذب و دفع  می‌کنند.

کاربردها

امروزه کریستال‌های پیزوالکتریک کاربردهای متعدد و بسیاری دارند از جمله:

منابع با ولتاژ و توان بالا

همان‌گونه که پیش از این اشاره گردید، پیزوالکتریسیتهٔ مستقیم برخی مواد مانند کوارتزها می‌توان تفاوت‌های فراوانی را در میزان ولتاژ ایجاد نماید.

شناخته‌شده‌ترین کاربرد موجود فندک الکتریکی می‌باشد: فشار شستی باعث می‌گردد چکش فنری به کریستال پیزوالکتریک ضربه وارد کند و جریان الکتریکی با ولتاژ کافی ایجاد گردد و جرقه جاری  می‌گردد، و در نتیجه گاز را گرم و مشتعل می‌نماید. در حال حاضر بسیاری از جرقه‌زن‌های قابل حمل مبتنی بر این فناوری ساخته می‌شوند.

تحقیقات مشابهی نیز توسط دارپا در ایالات متحده صورت گرفته که پروژهٔ آن زراعت انرژی نام گرفته است. این پروژه شامل بر فعالیت‌هایی بود که تجهیزات زمین جنگ از طریق ژنراتور‌هایپیزوالکتریک جای گرفته در چکمهٔ سربازان باردار شود. با این حال، این منابع زراعت انرژی در مجموع آثاری بر روی بدن سربازان دارند. تلاش‌های دارپا در جهت به دست آوردن ۱ تا ۲ وات از اثر  برخورد مستمر پوتین سربازان با زمین به هنگام راه رفتن، به واسطه عدم کاربردی بودن و به خاطر ناراحتی‌های ناشی از انرژی ایجاد شده توسط فردی که پوتین‌ها را به پا کرده است، متوقف گشت.

مبدل پیزوالکتریک نوعی چندراهه با ولتاژ متناوب می‌باشد. برخلاف یک مبدل معمولی که از جفت‌شدن مغناطیسی بین ورودی و خروجی بهره می‌گیرد، مبدل پیزوالکتریک از جفت‌شدن صوتی استفاده می‌کند. این ابزارها می‌توانند در تبدیل‌های ای‌سی-دی‌سی برای به کار انداختن لامپ‌های فلورسنت با کاتود سرد به کار گرفته شوند.

حسگرها

اصل مورد بحث در به کارگیری حسگرهای پیزوالکتریک این است که یک بعد فیزیکی که به یک نیرو تبدیل شده در دو جنبه متضاد از عنصر حسگر بودن عمل می‌کند. بسته به طراحی یک حسگر، گونه‌های مختلفی می‌تواند برای بارگذاری پیزوالکتریک مورد استفاده قرار گیرد.

تشخیص انواع فشار به شکل صدا معمول‌ترین نوع عمل حسگر است، به عنوان مثال میکروفن‌هایپیزوالکتریک امواج صوتی ماده پیزوالکتریک را مرتعش ساخته و باعث تغییر ولتاژ می‌شوند، و یا گیرنده‌های پیزوالکتریک در گیتارهای الکتریکی. حسگر پیزوالکتریک که به بدنهٔ یک آلت (موسیقی) متصل شده باشد را میکروفن اتصال می‌خوانند.

حسگرهای پیزوالکتریک به طور ویژه توأم با صداهای با فرکانس بالا در مبدل‌های مافوق صوت جهت  عکسبرداری‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیزوالکتریک در نانو

بنا به تحقیقی منتشرشده در آوریل و مارس سال ۲۰۰۹ میلادی در دانشگاه ام‌آی‌تی، ژونگ لینگ ونگ فکر می‌کند که سیم‌های پیزوالکتریک نانو می‌توانند به وسایل پزشکی گذاشته شده در بدن نیرو برساند و به عنوان حسگرهای کوچک عمل کنند.

نانو حسگرها به شدت حساس، کم مصرف و البته بسیار کوچکند. آن‌ها می‌توانند در شناسایی علائم مولکولی بیماری در خون، مقادیر جزیی گازهای سمی در جو و آلودگی‌ها در غذا مورد استفاده قرار گیرند. اما منابع انرژی و مدارهای لازم برای فعال سازی این وسایل کوچک ساخته شدن آن‌ها را دشوار می‌کند. هدف ونگ، نیرو بخشیدن به دنیای نانو توسط مولدهای کوچکی که از پیزوالکتریک بهره می‌برند است. اگر او موفق شود، نانو حسگرهای زیستی و شیمیایی قادر خواهند بود به خودشان نیرو ببخشند.

ونگ برای اولین بار در سال ۲۰۰۵ این پدیده را در مقیاس نانو با خم کردن اکسید روی توسط پایهٔمیکروسکوپ اتمی نشان داد. هنگامی که سیم خم می‌شود و به حالت اولیه برمی‌گردد پتانسیل تولید شده توسط یون‌های اکسیژن و روی جریان الکتریکی به وجود می‌آورند. جریانی که او از نخستین  آزمایش بدست آورد اندک بود. پتانسیل الکتریکی حداکثر به چند میلی ولت می‌رسید. اما ونگ مطمئن بود که با علم مهندسی و با مهارکردن لرزه‌های کوچک اطرافمان یک نانو منبع انرژی طراحی کند از جمله امواج صدا، باد و تلاطم گردش خون بر روی وسیلهٔ کار گذاشته شده در بدن. این حرکات کوچک موجب خم شدن نانو سیم‌ها می‌شود که به تولید جریان الکتریکی می‌انجامد.

ونگ نانو سیم اکسید روی را در یک لایه پلیمر جاسازی کرد. هنگامی که ورقه خم شد mv۵۰ اختلاف پتانسیل تولید شد. این گامی بزرگ در راستای نیرو بخشیدن به نانو حسگرهاست. او امیدوار است نهایتاً این مولدها در تار و پود لباس بافته شود. در این صورت یک پیراهن می‌تواند انرژی لازم را برای شارژ شدن باتری وسایلی مثل آی‌پاد تأمین کند.

برخلاف اجزای الکترونیکی قدیمی، نانوپیزوترونیک‌ها به منبع جریان خارجی نیاز ندارند و وقتی در معرض نیروی مکانیکی قرار می‌گیرند به خودشان نیرو وارد می‌کنند.

یک سمعک نانو پیزوالکترونیک ترکیب شده با نانو مولد از رشته‌ای از نانو سیم‌ها استفاده می‌کند که  هر کدام تنظیم شده است در محدودهٔ عظیمی از صداها با فرکانس متفاوت به ارتعاش درآید. نانو سیم‌ها صداها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل و آن‌ها را پردازش می‌کنند به همین جهت آن‌ها مستقیماً می‌توانند به نرون‌های مغز فرستاده شوند. سمعک‌ها نه فقط متراکم‌تر و حساس‌تر می‌شوند  بلکه باتری‌های آن‌ها قابل تعویض خواهد بود. حسگرهای نانوپیزوالکترونیک همچنین برای تشخیص فشار مکانیکی در موتور هواپیما استفاده می‌شوند؛ فقط چند ترکیب کوچک نانو سیم فشار را برصفحه نمایش می‌آورد؛ اطلاعات را پردازش می‌کند و به کابین خلبان منتقل می‌کند.

ونگ pH و حسگرهای اشعهٔ UV را با این وسایل ملحق کرد و نشان داد که وقتی تحت فشار قرار بگیرند می‌توانند به حسگر نیرو بدهند.

وسایلی که انرژی هدر رفته را ذخیره می‌کنند و امکانات جدیدی را به ارمغان می‌آورند مثل لباس‌هایی که با حرکات بدن وسایل الکترونیکی را شارژ می‌کنند از مواردی است که در شاخهٔ نانوپیزوالکتریک دنبال می‌شود. هم اکنون محققان اولین مولدها را که بر پایهٔ نانو سیم‌ها کار می‌کنند تولید کرده‌اند که انرژی مکانیکی لازم را برای نیرو رساندن به وسایل الکترونیکی کوچک مثل دیودهاو صفحهٔ نمایش کریستال مایع ذخیره می‌کنند.

پیزوالکتریک‌ها قبلاً در میکروفن‌ها، حسگرها، ساعت‌ها و… استفاده شده‌اند اما تلاش برای ذخیرهٔ انرژی بیومکانیکی توسط آن‌ها بی‌نتیجه مانده است زیرا آن‌ها بیش از اندازه سفت‌اند. پلیمرهای  پیزوالکتریک موجودند اما استفاده از آن‌ها به صرفه نیست.

صاعقه گیرصاعقه گیر پسیو- صاعقه گیر اکتیو

منبع:ویکی پدیا

استاندارد های سیستم ارت و صاعقه گیر

استاندارد های سیستم ارت و صاعقه گیر

۷_image003_Fixd.jpg

 

IEC 62305 Part 1

استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش اول – اصول کلیProtection Against Lightning – Part 1 : General Principles

۲

IEC 62305 Part 2

استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش دوم – مدیریت ریسکProtection Against Lightning – Part 2: Risk Management

۳

IEC 62305 Part 3

استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش سوم – جلوگیری از خسارت های فیزیکی به ساختمان ها و خطرات جانی ناشی از صاعقهProtection Against Lightning – Part 3: Physical Damage To Structures and Life Hazard

۴

IEC 62305 Part 4

استاندارد بین المللی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه بخش چهارم – جلوگیری از بروز خسارات به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی داخل ساختمان Protection Against Lightning – Part 4: Electrical and Electronic Systems Within Structures

۵

NFC17 102 -2011

استاندارد فرانسوی مربوط به طراحی، اجرا و تست  صاعقه گیر اکترونیکی Protection Against Lightning – ESE Lightning Protection Systems

۶

IEC 62561 Part 1

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست اتصالات سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیر

Lightning Protection System Components  –  Part 1: Requirements For Connection Components

۷

IEC 62561 Part 2

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست الکترود های ارت و هادی های سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیرLightning Protection System Components  –  Part 2: Requirements For Conductors and Earth Electrodes

۸

IEC 62561 Part 3

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست اسپارک گپ ایزوله کننده Lightning Protection System Components  –  Part 3: Requirements For Isolating Spark Gaps

۹

IEC 62561 Part 4

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست بست های اتصال هادی هاLightning Protection System Components –  Part 4: Requirements For Conductor Fasteners

۱۰

IEC 62561 Part 5

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست دریچه های بازرسی الکترود های ارتLightning Protection System Components –  Part 5: Requirements For Earth Electrode Inspection Housings and Earth Electrode Seals

۱۱

IEC 62561 Part 6

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست شمارنده / کنتور صاعقه گیرLightning Protection System Components –  Part 6: Requirements For Lightning Strike Counters

۱۲

IEC 62561 Part 7

استاندارد بین المللی مربوط به ساخت و تست مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمینLightning Protection System Components –  Part 7: Requirements For Earthing Enhancing Compounds

۱۳

NFPA 780-2008

استاندارد آمریکایی مربوط به طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه – صاعقه گیرStandard for the Installation of Lightning Protection Systems

۱۴

UL 467

استاندارد آمریکا مربوط به ساخت و تست تجهیزات ارتینگ و همبندیGrounding and Bonding Equipments

۱۵

BS 7430-2011

استاندارد انگلستان مربوط به سیستم ارتینگ حفاظتی تاسیسات الکتریکیCode Of Practice For Protective Earthing Of Electrical Installations

۱۶

IEEE 837

استاندارد آمریکا مربوط به اتصلات دائمی در سیستم ارتینک پست های برقStandard for Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding

۱۷

IEEE 80

استاندارد آمریکا مربوط به طراحی و اجرای سیستم ارتینگ پستهای برق جریان متناوبGuide for Safety In AC

همه چیز درباره یو پی اس

[LayerSliderWP] اسلایدر پیدا نشد! کاربران وبسايت مديريت وبسايت مهندس عليخانی info@peg-co.com
بهروزعلیخانی مدیر عامل شرکت پیشرو الکتریک غرب-متولد سال1344 - فارغ التحصیل سال 1373 از دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) در رشته مهندسی برق- دارای پایه یک نظارت و طراحی از سازمان نظام مهندسی مطالب اساسی این سایت عبارتند از ( ارتینگ-صاعقه گیر-برق خوررشیدی- سرج ارستر- دیزل ژنراتور- برقگیر- ارت- چاه ارت- یو پی اس- ups- خانه هوشمند- bms- استابلایزر- پست برق- پست کمپکت- حفاظت کاتدیک- تست ارت- برق اضطراری- ساختمان هوشمند- برق سولار- برق رسانی- برق 20kv- پیمانکار برق-شبکه هوایی و زمینی 20kv- پست برق هوایی و زمینی 20kv) UPS SYSTEM پيام مدير آخرین دیدگاه‌ها علیزاده در سروو موتور(servo motor) سيروس ياوری صنعت گستر در صفحه خورشیدی(solar panel) مهندس احمدی زاده در صفحه خورشیدی(solar panel) نوشته‌های تازه UPS SYSTEM قفس فاراده در سیستم ارت earthing حریم شبکه عمومی برق ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی الکتریسیته ساکن فیبر نوری نحوه عملکرد خازن پست هوایی پدیده کرونا برق سه فاز و تجهیزات آن مقاومت سیستم کلید های محافظت از جان قفس فاراده در هنگام صاعقه چه باید کرد حفاظت کاتدیک(انواع) روش طراحی اسانسور افزایش ارتفاع دکل برق بدون خاموشی تعدادی از تجهیزات خانه هوشمند لامپ LED در نمای ساختمان فرم ورود کاربران و ثبت نام ورود کاربر ثبت نام بازنشانی رمز ورود
لطفاً نام کاربری و رمز ورود خود را وارد نماييد. نام کاربر: رمز ورود:  مرا به خاطر بسپار!
تصویر امنیتی *     تصویر امنیتی را وارد کنید:
  اشتراک پیامک خبرنامه غیرفعال است! آخرین دیدگاه‌ها علیزاده در سروو موتور(servo motor) سيروس ياوری صنعت گستر در صفحه خورشیدی(solar panel) مهندس احمدی زاده در صفحه خورشیدی(solar panel) تبليغات پست الکترونيک تماس با ما ورود به پست الکترونيک ياهو جیميل هاتمیل آ.او.ال پست ایران ايران میل ایرانسل ميهن ميل وطن ميل ميل فا
 
info@peg-co.com
  [LayerSliderWP] اسلایدر پیدا نشد! Search results for: یو پی اس یو پی اس(منبع تغذیه بدون وقفه)
WWW.PEG-CO.COM
۲۰ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
 
همه چیز درباره یو پی اس
سر فصلها
فرق یو پی اس UPS هایOff Line,Line Interactive,On Line در چیست؟چگونه یو پی اس UPS مناسب خود را انتخاب کنیم؟چگونه زمان برق دهی(Back Up) را برای باتری ها محاسبه کنیم؟انواع باتری های قابل استفاده در UPS یو پی اسکدامند؟در صورتی که بخواهیم UPS یو پی اسبا ژنراتور سنکرون گردد چه نکاتی را باید رعایت نماییم؟در انتخاب باتری با طول عمر مورد نیاز چه نکاتی راباید رعایت کرد؟UPS یو پی اسکدام کشورها دارای کیفیت بالا می باشد؟(سازندگان کدام کشورها از معروفیت برخوردارند؟)باتری های کدام کشورها معروف بوده و علت آن چیست؟قبل از نصب چه موارد ایمنی باید رعایت گردد؟محل مناسب برای UPS یو پی اسو باتری باید دارای چه ویژگی هایی باشد؟مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد و چه نکات ایمنی باید رعایت گردد؟مشخصات خروجی UPS یو پی اسچیست و چه وسایلی می توان به آن وصل نمود؟چه وسایلی را نمی توان به UPS یو پی اسوصل نمود؟چه مواردی در UPS یو پی اسباید مرتب بازبینی شود؟عوامل موثر در افزایش طول عمر UPS یو پی اسو باتری چیست؟انواع رابط کامپیوتری و نرم افزار در UPS یو پی اسکدام است؟کارت SNMP چیست وچه ویژگی هایی دارد؟آیا امکان تنظیم پارامترهای UPS یو پی اسوجود دارد؟
فرق UPS هایOff Line,Line Interactive,On Line در چیست؟

یو پی اس چیست ؟یو پی اس برگرفته از مجموعه کلمات Uninterruptible power supply است که دستگاهی الکترونیکی است که به منظور تأمین پیوسته انرژی برای دستگاههای مصرف کننده که به اختلافات موجود در شبکه و قطع برق حساس بوده و جزء مجموعه های کامپیوتری ، مخابراتی ، کنترل ، ابزار دقیق و آزمایشگاهی و بیمارستانی می باشد .دستگاهی الکترونیکی است به منظور تامین پیوسته انرژی برای دستگاه‌های مصرف کننده که به اختلالات موجود در شبکه و قطع برق حساس بوده و به دلیل ضرورت و حساسیت‌های فوق العاده زیاد جزو تجهیزات حیاتی مجموعه‌های کامپیوتری، مخابراتی، کنترل و ابزار دقیق، ازمایشگاهی و بیمارستانی می‌باشند.کاهش یا افزایش ناگهانی ولتاژ، تغییر فرکانس، انواع اعوجاج لحظه ای یا دایم، نمونه‌هایی از مشکلات ایجاد شده بر روی شبکه‌های برق شهری می‌باشند. دستگاه های الکترونیکی پیشرفته و حساس (نظیر سیستمهای کامپیوتری، تجهیزات مخابراتی و پزشکی) با توجه به کاربردهای ویژه و حساسی که دارند نیازمند تجهیزات ضروری مانند منبع تغذیه بدون وقفه و نسبتا دقیق بوده تا ولتاژ و فرکانس ثابت و قابل اطمینان را تامین نماید.دستگاه UPS یو پی اساز وسایل ضروری کامپیوترها محسوب می‌شود. به عنوان مثال در صورت وجود کوچکترین اغتشاش در برق شهر بخش کنترل کامپیوتر، با تولید یک پالس موجب خاموش و روشن شدن مجدد (Restart) کامپیوتر می‌‌گردد. لذا با این عمل اطلاعاتی که در حافظه RAM سیستم وجود دارد، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به کاربر وارد شده و حاصل کار کاربر در چند لحظه از بین می‌رود.در مورد سایر سیستم‌های حساس نظیر دستگاه‌های مخابراتی و شبکه‌های اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع تغذیه، هماهنگی بخشهای مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل‌های متوالی، علاوه بر صدماتی که به قطعات دستگاه وارد می شود، عملکرد کل سیستم با اختلال مواجه می‌گردد. با توجه به مطالب فوق، نیاز به وجود دستگاهی که بتواند جایگزین مناسبی برای برق شهر در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبکه تغذیه مدارات حساس را بر عهده گیرد، نمایان می شود.این دستگاه جهت استفاده کاربران، انرژی DC را به AC تبدیل می کند. لازم به ذکر است که در مواقع قطع برق میتوان از ژنراتوهای AC جهت تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود ولی این منابع با توجه به مشکلاتی نظیر شناور بودن ولتاژ و فرکانس، حجم بزرگ، الودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعداز قطع برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا کاربردی در دستگاه‌های حساس ندارد. دستگاه‌های UPS یو پی اسبا ابعاد کوچک و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فرکانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در مقابل اختلالات برق شبکه می‌باشد.به منظور افزایش مدت زمان برق ‌دهی در یو پی اس ها از کابینت باتری مجهز به باتری استفاده می‌باشد.

بطور کلی منبع تغذیه بدون وقفه ( یو پی اس ) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامد (SOLID – STATEE) که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده واز بروزاختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند :
مدل یو پی اس ها از لحاظ ساختار طراحی در یکی از سه حالت , Line interactive ,Off-line On-line قرار می گیرند . صرفنظر از طراحی خاص هر یک ، چند ویژگی مهم در تمامی یو پی اس ها  مشترک است . همه آنها دارای باتری هستند و تا زمانی که برق شهر قابل استفاده است انرژی را در باتریها ذخیره می کنند و پس از قطع برق شهر انرژی باتری را به جریان متناوب ((AC تبدیل می کنند . بنابراین تمام سیستمها باید دارای شارژ باتری و مدار اینورتر باشند . همچنین تمام یو پی اس ها دارای یک سیستم Bypass هستند که همراه با یک سوئیچ در خروجی وسیله ارتباط با Loadd را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر فراهم می کنند . در بسیاری از موارد مدار سوئیچ خروجی با به کاربردن سوئیچهای استاتیک تکمیل می شود . البته در یوپی اس های توان پایین این کار به وسیله رله انجام  می گیرد .
سیستم off – line
در یو پی اس مدل Off-line بارهای حساس از مسیر By pass انرژی دریــافت می کنند و اگـر تغذیـه مسیر By passs قطع شود یا ولتاژ آن خارج از محدوده قابل قبول و مجاز قرارگیرد ، مسیر اینورتر جایگزین آن می شود . در طی عملکرد عادی دستگاه ، هراختلالی که در محدوده قابل قبول ولتاژ Bypass باشد به بار منتقل می شود . اگر چه در بسیاری از مدلهای این یو پی اس در مسیر  Bypass خود تا حدودی از افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (spike ) جلوگیری می کنند و ***** های  RF (فرکانس رادیویی ) در مسیر Bypass آنها وجود دارد .
در شرایط عادی شارژر باتری به طور مداوم کار می کند تا باتریها را کاملا آماده نگهدارد . در برخی ازیو پی اس ها ممکن است اینورتر خاموش باشد تا راندمان کلی دستگاه افزایش یابد ، اگر چه  قسمتهای کنترل الکترونیکی آن به منظور عملکرد سریع اینورتر همواره فعال می باشند.
اگر ولتاژ Bypass از حداقل مجاز پایین تر رود ، اینورتر بلافاصله شروع به کار کرده و بار به وسیله سوئیچ استاتیک ( یا رله خروجی ) به اینورتر منتقل می شود با توجه به این که مراحل انتقال پس از قطع ولتاژ Bypassآغاز می شود وقفه اجتناب ناپذیر در تامین انرژی بار روی می دهد ، اگرچه این وقفه کوتاه به اندازه ۱۰~۲میلی ثانیه است
لازم به ذکراست که اکثربارها به نحو مطلوب و بی آنکــه متحمل اثـرات مضـری شـوند این زمان را پشت سر می گذارند و با عادی شدن وضع برق شهر بار مجددا به مسیر Bypass منتقل می شود.

برخی از مشکلات موجود در برق شهر :
Power failure-1 : (قطع برق) : عبارتست از قطع کامل جریان برق۲- power surge : (افزایش ولتاژ لحظه ای) : عبارتست از افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی۳- power sag : (افت ولتاژ لحظه ای) :عبارتست از کم شدن دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی۴- over voltage : (افزایش طولانی ولتاژ) : افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی۵ – under voltage : (کاهش دامنه ولتاژ) : کاهش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی۶- spik/transilent : (نوسانات شدید لحظه ای) : نوسانات سریع و ناگهانی ولتاژ۷- noise : (نویز الکتریکی) : معمولاً توسط منابع تغذیه کامپیوترها و یا امواج رادیویی و مغناطیسی ایجاد می شود .۸- frequency variniation : (تغییرات فرکانس) : تغییرات در فرکانس برق شهر۹- Harmonics : (هارمونیکا) : یک موج اضافی با دانه کوچک که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی می باشد .

یو پی اس ها چند دسته هستند ؟دسته بندی یو پی اس ها غالباً در سه قسمت انجام می شود.۱-Off line۲-On line۳-Line interactive
Off line : این دسته از یو پی اس ها هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می شوند .
On line : در شرایط طبیعی ، تأمین خروجی در این نوع یو پی اس ها پس از تصحیح ورودی ( پاک  سازی ورودی از نویز و احیاناً سطح ولتاژ ورودی ) انجام می پذیرد تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی ، over load یا افزایش خارج از رنج دما ، یو پی اس به مد Bypasss می رود .
Line interactive : در شرایط عادی این یو پی اس ها ورودی از طریق Bypass به ترانسفورماتور  منتقل می شود در این هنگام ترانسفورماتور به عنوان شارژر عمل می کند و در نهایت از همین طریق خروجی AC تأمین می گردد .از مشخصات یک یو پی اس مناسب چیست ؟• حفاظت در مقابل رعد و برق و افزایش ناگهانی ولتاژ برق• حفاظت در مقابل برگشت ولتاژ روی دوشاخه ورودی در حالت استفاده از باتری• حفاظت در مقابل دو فاز شدن برق ورودی• حفاظت از دستگاه های مصرف کننده در مقابل تغییرات ولتاژ خروجی خارج از محدوده مجاز• حفاظت در مقابل تغییرات ولتاژ و فرکانس برق ورودی• حفاظت در مقابل افزایش بیش از حد دمای داخل دستگاه• حفاظت در مقابل نویزهای common mod موجود در برق شهر• حفاظت در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه خروجی• حفاظت در مقابل اتصال معکوس باتری• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه شارژر• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه باتری• حفاظت در مقابل تخلیه غیر مجاز باتری• حفاظت درمقابل ولتاژ بالا تر از حد مجاز شارژ باتری• حفاظت از خط تلفن ، فکس ، مودم و شبکه

باتری های چند دسته اند ؟۱- باتری خشک۲- باتری ژله ای۳- باتری اسیدی
که برای دستگاه یو پی اس بهترین نوع باتری خشک می باشد که مزایای آن عبارتست از : طول عمر بالا ، عدم نیاز به نگهداری و سرویس و عدم تولید بخار اسید.زمان برق دهی دستگاه یو پی اس چقدر است ؟زمان برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد :۱- تعداد سیستم ها و میزان بار۲- ظرفیت باتری مورد استفاده
که این زمان از ۵ تا ۷ دقیقه برای save اطلاعات و خاموش کردن سیستم شروع و تا بک آپ های بالا ادامه دارد
در ابتدا به تشریح برخی از اشکالات احتمالی و رایج در منبع توان ورودی نظیرافزایش سریع و ناگهانی ولتاژ (Spike) ، نویز (Noise)،افزایش ولتاژ لحظه ای (Surge) ، افت ولتاژ لحظه ای ( Sag ) ، هارمونیک(Harmonic) ،افت طولانی ولتاژ( Brownouts ) ، قطع برق شهر( Blackouts ) ،نوسانات فرکانسی Frequency variation) ) و زمان سوئیچینگ گذرا می پردازیم :
افزایش سریع و ناگهانی ولتاژ ( Spike )

spike ها ولتاژهای سریع ، ناگهانی و گذرا با طول زمانی کوتاهی هستند که می توانند به نواحی مثبت و یا منفی شکل موج اصلی برق اضافه شوند ، صاعقه ای که بصورت موضعی به زمین اصابت میکند بویژه زمانی که به کابلهای ارتباطی برق القاء شود از مهم ترین عوامل تولید این نوسانات میباشد. البته خارج شدن بارهای القایی و تجهیزاتی که جریانهای الکتریکی زیادی را Switch میکنند نظیر بارهای سلفی و خازنی ، یا بارهایی که بوسیله شرکت های برق Switch می شوند ، نیز می توانند سبب ایجاد اسپایک گردند . اسپایکها می توانند به اجزای الکتریکی خسارت وارد کرده یا آنها را از بین ببرند . مثلا براحتی وارد مدارات منبع تغذیه شده و سبب آسیب های سخت افزاری ونرم افزاری شوند.
نویز (Noise):
نویزها اغلب به دو صورت مد معمولی (normal mode)و مد مشترک (common mode) ظاهر میشوند. نویز حالت معمولی ، نتیجه اختلال بین ولتاژهای فاز به فاز و فاز به نول است ونویز حالت مشترک ناشی از بروز اختلال بین خطوط منبع وزمین می باشد.
نویزها سیگنالهای ناخواسته ای هستند که غالباً از چند میلی ولت تا چند ولت دامنه داشته و بر روی سیگنال های اطلاعات سوار شده و سبب تخریب یا ایجاد اختلال در ارسال اطلاعات (Hang کردن کامپیوتر) ، عملکرد نامطلوب دستگاههای حساس ، خرابی هارددیسک و حتی صفحه نمایش و …می گردند. موتورها ، پرینترهای لیزری، دستگاههای جوشکاری ،سیستمهای رادار ، فرستنده های رادیویی ، منابع تغذیه سوییچینگ و …می توانند مولد نویز باشند. لازم به ذکر است که در شبکه های کامپیوتری و سایتها ، مجاورت کابلهای شبکه(دیتا) با برق در صورتی که فاقد عایق یا روکش مناسب باشند نیز می تواند سبب ایجاد نویز و عواقب ناشی از آن گردد. البته کابل کشی مجهز به ارت استاندارد ،استفاده از دستگاههای یوپی اس با تجهیزات ارتینگ مناسب ( جهت به حداقل رساندن EMI یا تداخل الکترو مغناطیسی و RFI یا تداخل فرکانس رادیویی) و قرار دادن بارهای مصرفی در مکانهایی که حتی الامکان از منابع مولد نویز دور باشند ، میتواند به طور قابل ملاحظه ای از تاثیرات نا مطلوب نویزها بر عملکرد دستگاههای حساس بکاهد.
افزایش ولتاژ لحظه ای (Surge)عبارت است از افزایش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. Surge بر خلاف Spike چون از یک سیکل بزرگتر است مقدار ولتاژ متوسط را تغییر نمی دهد ، اما چون دارای زمان بیشتری است اثرات نامطلوبی را بر منابع تغذیه سوئیچینگ دارد و سبب کاهش طول عمر یا خرابی تجهیزات الکترونیکی می شود . علت عمده تولید آن علاوه بر رعد و برق خارج شدن بارهای الکتریکی بزرگ مانند الکترو موتورها از خطوط برق یا بروز نقص وخطا در تجهیزات تامین کننده برق منطقه ای میباشد .
افت ولتاژ لحظه ای ( Sag)
عبارت است از کاهش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. که این امر ناشی از شروع به کار کردن یک بار بزرگ با جریان بالا مانند دستگاههای تهویه یا موتورهای الکتریکی است.(لازم به ذکر است که یک موتور میتواند جریان راه اندازی بیشتر یا معادل ۶ برابر جریان نامی خود داشته باشد .) افت ولتاژ لحظه ای (sag) میتواند سبب خرابی تجهیزات ، ایجاد خطا در پردازش داده و یا از دست دادن اطلاعات شود .
هارمونیک(Harmonic)
هارمونیک یک موج اضافی بادامنه کوچک است که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی باشد.
هارمونیکها عموماً توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند که از برق شهر جریان هایی غیرخطی با دامنه بالا می کشند . یکسو سازهای کنترل شده ، منابع تغذیه سوییچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان بعنوان منابع ایجاد این نوع تاثیر نام برد . همچنین می توان به کامپیوترها ، دستگاههای فتوکپی ، پرینترهای لیزری و موتورهای دوار با سرعت متغیر نیز اشاره کرد.هارمونیکهای اضافی باعث بروز خطا در شبکه و افزایش حرارت دستگاهها می شوند.البته استفاده از تجهیزاتیکه منبع تغذیه آنها مجهز به مدار اصلاح ضریب توان ورودی باشد در کاهش هارمونیکهای اضافی بسیار موثر است .
افت طولانی ولتاژ( Brownouts )
Brownouts همانند Sag بوده با این تفاوت که طول مدت آن طولانی تر است ، افت ولتاژ طولانی ، اغلب به دلیل عدم توانایی تامین توان مورد نیاز ، توسط منبع اصلی تولید برق می باشد . البته مصرف کننده های بزرگ در ساختمان ومنطقه مانند سیستمهای تهویه مطبوع ویا گرمازا نیز می توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند . کاهش ولتاژ به مدت طولانی سبب ایجاد گرمای زیاد در موتورها و خرابیهای عمده ای در تجهیزات الکتریکی می شود.
قطع برق شهر( Blackouts )
عبارت است از قطع کامل جریان برق و در هنگام وقوع آن منبع نیروی برق کاملا از کار می افتد . این وضعیت در اثر بروز اشکال درتجهیزات خطوط نیرو ، حرارت ، طوفان همراه با رعد و برق و سایر شرایط پیش می آید و عواقبی چون از دست دادن اطلاعات وگاهی خرابی تجهیزات مصرفی را به دنبال دارد .
نوسانات فرکانسی ( Frequency variation)
به معنای تغییرات در فرکانس برق شهر یا منبع توان می باشد معمولاً این نوسانات در برق شهر ایجاد نمی شود این مورد که یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد می تواند در عملکرد دستگاههای حساس ایجاد مشکل نماید. البته در صورتیکه نوسانات فرکانسی در بازه وسیعی رخ ندهد بر عملکرد تجهیزات IT تاثیر نا مطلوبی نخواهد داشت .
زمان سوئیچینگگذرا )Switching Transient(
زمان سوئیچ در دستگاههایی همانند کامپیوترها که با منابع تغذیه سوئیچینگ کار میکنند باعث ایجاد پیشامدهای غیر عادی یا نا منظم مانند افت ولتاژ لحظه ای و یا ریست شدن میشود، البته در برخی موارد هم سبب ایجاد خرابی در تجهیزات الکتریکی خواهد شد .

نتیجهگیری :
اختلالات رایج و احتمالی موجود در منبع توان ورودی را به طور مختصر مورد بررسی قرار دادیم، حال با توجه به تجربیات و تحقیقات به عمل آمده در این زمینه به منظور حفاظت و تامین توانی مناسب برای تغذیه تجهیزات حساس مصرفی ، منبع تغذیه بدون وقفه Uninterruptible power system : ups) ( پیشنهاد می گردد .
جهت درک آسانتر به تشریح مفاهیمی در ارتباط با دستگاههای یو پی اس ( مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ ) می پردازیم :
کلیات :
یک سیستم قدرت بدون وقفه یو پی اس(UPS) به صورتی که در استاندارد ملی ایران شرح داده شده یک سیستم قدرت الکترونیکی است .عملکرد اصلی یوپی اس ، تامین پیوستگی و کیفیت  مشخصی از توان برای تجهیزات مصرف کننده ، در صورت بروز خرابی کلی یا جزئی منبع اصلی توان که معمولاً شرکت برق منطقه ای است ، می باشد. این عمل با تبدیل برخی از شکلهای انرژی ذخیره شده به توان تغذیه مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده در دوره زمانی معین و زمانیکه توان تولید شده توسط شرکت برق به مدت کافی در دسترس نباشد یا قابل قبول نباشد ، انجام می شود .
تجهیزات مصرف کننده که نوعاً به آنها بار حساس یا محافظت شده اطلاق می شود ، ممکن است شامل قسمتی از تجهیزات یا یک اتاق یا ساختمان پر از تجهیزات باشد. این تجهیزات ، تجهیزاتی است که استفاده کننده تشخیص داده است که آنها به توانی دارای پیوستگی و کیفیت بهتری نسبت به توانی که عموماً در دسترس است ، نیاز دارند .
حساس معمولاً شکلی از تجهیزات پردازش داده می باشد ، اگرچه ممکن است تجهیزات دیگری از قبیل وسایل روشنایی ، وسایل اندازه گیری ، پمپها یا تجهیزات مخابراتی نیز باشند .
انرژی ذخیره شده برای تامین تغذیه این بار عموماً به صورت باتری است که ممکن است برای تامین توان تجهیزات به مدت زمان مشخصی که از چند لحظه تا چند ساعت است ، مورد نیاز باشد . این فاصله زمانی معمولاً تحت عنوان زمان انرژی ذخیره شده یا زمان انرژی پشتیبانی (back up) شناخته می شود .
یوپی اس های گوناگون برای بارهای کمتر از یکصد وات تا چندین مگا وات جهت برآورده کردن خواسته های کاربر در مورد پیوستگی و کیفیت توان وجود دارند .

سیستم قدرتبدون وقفهیو پی اس (ups) :
ترکیبی از مبدلها ، کلیدها و وسایل ذخیره کننده انرژی ( برای مثال باتریها ) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار ، در حالتی که نقصی در توان ورودی پیش آید تشکیل می دهد.
ازقسمتهای اصلی تشکیل دهنده یک دستگاه یوپی اس می توان به موارد زیر اشاره نمود :
واحد یکسوساز ، واحد اینورتر ، واحد شارژر و باتری
واحد یکسوساز عبارتست از مبدل جریان متناوب به جریان مستقیم
واحد اینورتر عبارتست از مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب
واحد شارژر وسیله ای است که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم جهت شارژ نمودن باتری بکار می رود .
باتری ( انباره الکتریکی ) : دو یا چند سلول ذخیره انرژی الکتریکی که به هم وصل شده و به عنوان منبع انرژی الکتریکی استفاده می شوند

انواع توپولوژی یوپی اس :
لازم به ذکر است یادآور شویم اغلب مردم به اشتباه بر این باورند که تکنولوژی یوپی اس محدود به دو نوع standby (off line ) & online می باشد ، درحالیکه تکنولوژیهای متعددی در مورد یوپی اس مطرح است که در این مبحث خلاصه ای از کارکرد و خصوصیات هر توپولوژی را بازنگری و  مقایسه می کنیم .
انواع توپولوژی :۱- standby (off line ) & standby ferro۲- line interactive۳- double conversion۴- delta conversion

تکنولوژی standby (off line )
این توپولوژی عموماً برای تغذیه کامپیوترهای شخصی بکاربرده می شود
در شرایط عملکرد عادی (هنگامیکه منبع توان ورودی در بازه مجاز است ) ، توان از منبع ورودی به transfer switch و خروجی دستگاه یوپی اس انتقال داده می شود و در زمان خرابی منبع ورودی و یا خارج شدن ولتاژ و فرکانس از رواداریهای مجاز ، توان خروجی توسط اینورتر و انرژی ذخیره شده باتری تامین میگردد واینورتر تنها هنگامی شروع به کار میکند که منبع ورودی دچار خرابی گردد .
در این تکنولوژی توان خروجی از کیفیت چندان مناسبی برخوردار نیست و عمومأ در توانهای کم تولید می گردد.، اما راندمان بالا و قیمت پایین از مزایای این طراحی است.
تکنولوژی standby ferro
در این تکنولوژی ترانسفورمری با طراحی و عملکردی خاص بنام فرورزونانت بکاررفته که با به اشباع رفتن هسته ترانس ، ولتاژ تثبیت شده ای در خروجی فراهم میگردد،
 در شرایط عادی کارکرد، توان از منبع AC ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورمر فرو منتقل شده و از ثانویه ترانسفورمر، توان خروجی  تثبیت شده با رگولاسیون مناسب به بار مصرفی انتقال می یابد. در زمان خرابی منبع ورودی ، اینورتر شروع به کار کرده و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتری وترانسفورمر خروجی توان مورد نیاز تامین میگردد .
ایزولاسیون بسیار خوبی که ترانس فرورزونانت جهت تامین خروجی تثبیت شده ایجاد مینماید از بکار بردن هرگونه تجهیزات مونیتورینگ دیگری مناسبتر است، از اینرو رگلاسیون عالی برق شهر و قابلیت اطمینان بالا از نقاط قوت این تکنولوژی است .
یوپی اس های فرورزونانت با بکار گرفتن بعضی ژنراتورها و بارهای کامپیوتری که ضریب توان ورودی  شان اصلاح شده است ، دچار ناپایداری می شوند ، همچنین به دلیل اتلاف حرارتی بالا ، راندمان پایین و حجیم بودن این دستگاهها ، طی چند سال اخیر محبوبیت این طراحی کاهش یافته است.
این تکنولوژی درتوانهای ۳~۱۵ KVA طراحی و تولید می شود.
تکنولوژی line interactiveدر این نوع تکنولوژی برق ورودی وارد بخشInterface Power شده و خروجی را تأمین و همزمان عمل شارژ باتری انجام می‌گیرد.
Inverter در حالت نرمال (برق شهر) وظیفه شارژ باتری و در حالت قطع برق شهر، وظیفه تولید برق سینوسی از انرژی ذخیره شده باتری را بر عهده دارد. (شکل شماره ۱۹) در این حالت همانطور که گفته شد، Inverter عمل شارژ باتری را انجام می‌دهد. در این نوع تکنولوژی برق ورودی وارد بخشInterface Power شده و خروجی را تأمین و همزمان عمل شارژ باتری انجام می‌گیرد. برق ورودی وارد ***** شده و ترانس AVR(Automatic Voltage Regulation) عمل تضعیف (Boost) یا افزایش (Buck) برق ورودی را انجام می‌دهد و با یک رگولاسیون خوب، برق را به بار مصرفی می‌رساند
این توپولوژی درسایتها ، شبکه وسرورها (تجهیزات( IT  بیشترین استفاده را دارد . ، در این طراحی اینورتر همواره روشن و به خروجی یوپی اس متصل است ودر حالت عملکرد عادی وظیفه شارژ باتریها را عهده دار است و زمانیکه توان ورودی از بازه مجاز تعریف شده خارج گردد ، پیوستگی توان خروجی از اینورتر و انرژی ذخیره شده باتریها تامین میگردد.
معمولا جهت فراهم شدن رگولاسیون ولتاژ مناسب در خروجی در این طراحی از ترانسفورمرهای tap changing نیز استفاده میشود.در مقایسه با توپولوژی standby تجهیزات مونیتورینگ بیشتری تعبیه شده و ناپایداری خروجی و نویزهای سوییچینگ نیز کاهش یافته است .برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

در مجموع راندمان بالا ، قیمت پایین ، ضریب اطمینان بالا و توانایی اصلاح ولتاژ نامناسب ورودی ، این طراحی را در توانهای ۰٫۵~۵ KVA برتر و غالب می داند .این نوع یو پی اس شامل دستگاههایی می شود که در آنها سعی شده با اضافه کردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیرBy pass عملکرد بهتری نسبت به سری Off-line ارائه شود . دو نوع از متـداولترین سیستمهای این رده یو پی اس مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس ferrorvesonat می باشد.مشابه مدلهای Off-Line یو پی اس مدل Line-Interactive بار خــود را از طـریق مسیرBypass تغذیه می کند وبراثر هر حادثه ای که سبب قطع برق شهر شود آن رابه اینورتر انتقال می دهد. در بخشهای باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Off-Line مشابه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر By pass بار کمتر به اینورتر انتقال می یابد. چنین سیستمی تاثیر بیشتری درکاهش هزینه ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می شود.

انواع Line- Interactive
۱- ترانسBuck/Boost جهت تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass اضافه می شود این ترانس با سیم پیچ ثانویه چند سر به همراه چندین رله طوری تنظیم می شود که هر دو سطح پایین و بالای ولتاژ مسیر Bypass را به طور مناسب پوشش داده و بدین طریق ولتاژ خروجی یوپی اس را به اندازه ولتاژ مورد نیاز محدود می  کند. این بدین معناست که محدوده ولتاژ قابل قبول ورودی (بدون نیاز به عملکرد اینورتر) افزایش می یابد.یک یو پی اس در این طبقه بندی می تواند با دامنه ولتاژ ورودی بین +%۲۰ تا – %۳۰۰ فراتر از محدوده ولتاژ نامی و با استفاده از مسیر Bypasss ، ولتاژ بار خود را تامین کند.
۲- عملکرد ترانس فرورزنانس نیز شبیه ترانس Buck/Boost می باشد، در این مورد ترانس فرورزنانس جایگزین ترانس Buck/Boost شده است. این ترانس تنظیم و رگولاسیون ولتاژ را در برابر اختلالهایی مانند نویز خط الکتریکی انجام می دهد و به ازای تغییر در ولتاژ ورودی از -%۴۰ تا +%۲۰ خروجی تنها ۳%+ مقدار نامی تغییر خواهد کرد. همچنین این ترانس با ذخیره انرژی، برق مورد نیاز کامپیوترها را در زمان قطع کامل برق برای مدت کوتاهی تامین می کند تا اینورتر شروع به کار کند. بنابریان بدون ایجاد وقفه در جریان برق؛ بار بین مسیرBypass به اینورتر منتقل شده و یوپی اس عملاً به یک سیستم واقعی On-Line تبدیل می شود که در خروجی آن وقفه ای مشاهده نمی شود.
۳- در Bi- directional power converter تنها یک بلوک جایگزینی یکسو کننده (شارژر) و مدار اینورتر می شود، خیلی سریع تغییر حالت داده و به عنوان یک مدار اینورتر عمل می کند. همچنین از این نوع طراحی می توان در مدار Buck/Boost یا در هر کدام از سیستم های مختلف Line-interactive استفاده کرد.
تکنولوژی double conversion
این طراحی از جهاتی مشابه سیستم standby است با این تفاوت که در شرایط عملکرد عادی نیز اینورتر توان خروجی را تامین مینماید . در این طراحی ابتدا توانAC ورودی توسط رکتیفایر به DC و سپس توسط اینورتر، DC به AC تبدیل می گردد و امکان عملکرد دو سویه وجود ندارد .
به هنگام خرابی منبع ورودی ویا خارج شدن توان ورودی از رواداریهای مجاز، نیز اینورتر پیوستگی توان خروجی را با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها تامین مینماید، در این طراحی عملا transfer time نخواهیم داشت .این تکنولوژی مشخصه های کاری ایده آلی را در خروجی (مستقل از تغییرات ولتاژ و سرعت تغییرات فرکانس ورودی ) فراهم می سازد و در توانهای بالاتر از ۱ kVA طراحی و تولید می گردد ، اما به دلیل کارکرد مداوم اینورتر ، فرسایش قطعات و المانهای پاور ، ضریب اطمینان این سیستم کاهش می یابد ، بازده کم و تلفات انرژی و هزینه بالا نیز از دیگر معایب این تکنولوژی است .در این تکنولوژی برای ساختن خروجی، یکبار تبدیل AC به DC و یک بار تبدیل DC به AC انجام می‌گیرد به همین علت به این نوع تکنولوژی Double Conversion می‌‌گویند. ابتدا ولتاژ ورودی تبدیل به DC می‌شود تا وابستگی به برق ورودی کاهش یابد و سپس خروجی از این ولتاژ به وجود می آید.
در حالت نرمال، ورودی وارد یک *****، یک مدار Inverter شده و از طریق Static Switch وارد خروجی می‌شوددر حالت باتری، ورودی از مدار قطع است و باتری‌ها خروجی را تأمین می‌کنند
– در وضعیت Bypass در این حالت مدارات داخلی یوپی‌اس حذف و خروجی مستقیما از ورودی تأمین می‌گردد.این وضعیت در دو مورد زیر کاربرد دارد:
الف) در زمان تعمیر و یا سرویس دستگاه، نیازی به قطع آن از سیستم برق‌دهی نمی‌باشد، یعنی سرویس کار به جای آن که مجبور باشد تا کامپیوتر ها را خاموش نماید، می‌تواند یوپی اس‌ها را تعمیر نماید .) Bypass به صورت دستی(ب)در زمان ایجاد Fault (نقص) برای دستگاه یوپی اس مثلا Over Load، Over Head، …) یوپی‌اسبه جای آن که خروجی دستگاه را قطع نماید) خود را به حالت Bypasss برده تا از خاموش شدن کامپیوترها جلوگیری نماید Bypass) به صورت اتوماتیک
تکنولوژی delta conversion
واژه دلتا که یک نماد یونانی است به معنای تفاضل یا اختلاف می با شد و نامگذاری تکنولوژی دلتا کانورژن نیز بر اساس بالانس توان خروجی با مقایسه شکل موج ورودی و خروجی در هر نقطه و جبران تفاضل موجود بوسیله کانورترهاست .
این توپولوژی حدود ۱۰ سال پیش جهت مرتفع ساختن معایب تکنولوژی دابل کانورژن طراحی وتولید شده است ،در شرایط عملکرد عادی توان خروجی با همکاری اینورتر اصلی و دلتا اینورتر تامین می گردد .
ودر شرایط خرابی منبع ورودی ، مشابه سیستم دابل کانورژن پیوستگی توان خروجی توسط اینورتر اصلی و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها حاصل می شود .در این طراحی کانورترها به صورت دوسویه عمل می کنند یعنی دلتا کانورتر و کانورتر اصلی توانایی تبدیل AC به DC و DC به AC را بطور همزمان دارند.
در طراحی دلتاکانورژن ، دلتاکانورتر یک کانورتر جریان است که دو وظیفه را به عهده دارد. وظیفه اول کنترل مشخصه های توان ورودی است که کشیده شدن جریان بصورت سینوسی و کاهش هارمونیکها و در نتیجه کاهش تلفات گرمایی و استهلاک کمتراز فواید آن می باشد .
دومین وظیفه کنترل و تنظیم جریان ورودی جهت تامین جریان شارژ باتریهاست .
اینورتر(کانورتر) اصلی نیز یک اینورتر ولتاژ با تکنولوژی PWM است که مهمترین وظیفه آن تنظیم و تثبیت ولتاژ در نقطه بالانس توان با تلرانس ۱%± است .
کیفیت خوب مشخصه های توان خروجی و راندمان بالا ، کاهش تلفات ، اصلاح ضریب توان ورودی ، کنترل دینامیکی و سازگاری با ژنراتور نیز از مزایای قابل ملاحظه این تکنولوژی است

سیستم On-Line
اولین تفاوت بین این طرح و آنچه که قبلا در سیستم off-line توضیح داده شد این است که شارژ باتری با بخش”یکسو کننده/شارژر”تعویض شده است.بخش “یکسو کننده /شارژر” ممکن است از دو قسمت جداگانه یا یک بلوک قدرت کامل تشکیل شده باشد.زمانیکه برق شهر در جریان است این بخش باطری را شارژ و انرزی اینورتر را توسط یک ولتاژ dc ثابت تامین می کند.در صورتی که برق ورودی (برق شهر)قطع شود شارژ خاموش شده و انرژی DCاینورتر توسط باتری تامین می شود و از این زمان باتری رفته رفته خالی می شود.این نوع یو پی اس که اصطلاحا یو پی اس Double Conversion نیز نامیده می شود بالاترین میزان حفاظت را ارائه می کند زیرا بار همواره با یک ولتاژ تنظیم شده تغذیه می شود.به عبارت دیگر حتی زمانی که برق شهر وجود دارد یکسو کننده شارژر و بخش های اینورتر فعال هست در حالت عادی هنگامی که بار انرژی خود را دریافت می کند به خوبی در برابر اختلالات برق شهر محافظت می شود.چون یکسو کننده و اینورتر مانند یک سد در برابر نویز موجود در خطوط انتقال برق و نوسانات زودگذر ولتاژ عمل کرده و در نهایت یک ولتاژ خروجی کاملآ تثبیت شده را تامین می کنند.اگـر ولتــاژ ورودی از محدوده مجاز(مثل۱۰%+ تا ۲۰%-) تجاوز کند یا این که کاملآ قطع شود .اینورتر با استفاده از انرزی باتری به کار خود ادامه می دهد انجام این مراحل به نحوی صورت می پذیرد که هیچ وقفه ای به بار منتقل نشود زمانی که انرژی باتری استفاده می شود اینورتر مانند زمان استفاده از برق شهر همان میزان رگولاسیون ولتاز را ارائه می کند و بار از طریق سوئیچ استاتیک به خروجی اینورتر متصل است.
 
انواع تکنولوژی ساخت
ساختار یو پی اس به‌این ترتیب است که:برق ورودی وارد یک مبدل (Converter) شده و با رگولاسیون که در خروجی خود انجام می‌دهد وارد بار مصرفی می‌شود. یک منبع انرژی باتری هنگام قطع برق، انرژی را تأمین کرده و به منظور محفوظ ماندن انرژی در لحظه سوئیچینگ از برق به باتری و بالعکس از یک خازن استفاده می‌شودانواع تکنولوژی‌های شناخته شده جهت ساخت یوپی‌اس عبارتند از:۱-Standby۲- Line-Interactive۳- Ferro Resonant۴- Double Conversion۵- Delta Conversion‌در این قسمت سعی داریم شما را به سه نوع تکنولوژی ساخت یوپی‌اس آشنا نمائیم:
Ferro Resonant Technology)
درحالت نرمال (برق شهر)، Inverter قطع می‌باشد و ورودی مستقیما وارد ترانس شده تا خروجی فراهم شود
پارامترهای اصلی جهتخرید یک دستگاه UPS
THD (Total Harmonic Distortion)
وجود بارهایی که از منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌کنند، به دلیل ایجاد هارمونیک در شبکه، باعث داغ شدن سیم‌های نول و به تبعه آن باعث بروز گرما در سیستم برق می‌شوند. بنابراین برای مکان‌هایی که تعداد دستگاه‌های کامپیوتری زیادی دارند، توصیه می‌شود از یوپی اس با THDD جریان ورودی پایین مثلا ۱۰۰% استفاده شود.
Switch Timeعبارت است از فاصله زمانی بین سوئیچ از برق شهر به باتری و بالعکس. هر چه این زمان بیشتر باشد احتمال Restartشدن کامپیوتر در لحظه سوئیچ بیشتر خواهد بود.دستگاه هایی که زمان سوئیچ آنها حدود صفر است به دستگاه های Online معروف هستند
Backup Time زمان موردنیاز برای وضعیتی است که برق شهر قطع شده و لازم است برای تغذیه بار مصرفی از انرژی ذخیره شده در باتری استفاده شود. این زمان بستگی به باتری دارد و با کم و زیادشدن باتری، کم و زیاد می‌شود. یو پی اس ممکن است دارای باتری داخلی و یا خارجی (کابینت  باتری) باشد.
Noise Filtration *****فیلتراسیون نویز بسته به مکان استفاده تغییر می‌کند و زمانی که کنترل نویزهای Normal و Common ورودی به سیستم مهم است از آن استفاده می‌شود.
Audible Noise زمانی که دستگاه روشن است بر اساس صدای ناشی از فن یا ترانس دستگاه میزان نویز صوتی سیستم مشخص می‌شود.
Size & Weight سایز و حجم دستگاه می‌تواند بر اساس مکان استفاده متفاوت و در بحث حمل و  نقل و یا خدمات مهم باشد
:Interface and Ergonomyشکل ظاهری و تناسب دستگاه با توجه به نوع دستگاه و مکان استفاده، نقش مهمی در انتخاب دستگاه دارد
Robustness and Reliabilityاستحکام و قابلیت اطمینان زیاد در برابر شرایط سخت و بحرانی از مهمترین پارامترهای انتخاب یوپی‌اس مناسب می باشد
Technology & Wave Shapeیکی از پارامترهای مهم در انتخاب یو پی‌اس مناسب، تکنولوژی ساخت آن می‌باشد که توضیحات آن‌ها در ادامه آمده است.چنانچه منابع تغذیه دستگاه‌های مورد استفاده بسیار حساس بوده و هیچگونه نویز یا اعوجاجی نباید به آن وارد شود و شکل موج خروجی به صورت سینوسی کامل و بدون قطعی و بدون وابستگی به ولتاژ ورودی لازم باشد، توصیه می‌شود از یو‌پی‌اس‌های Online استفاده شود و چنانچه ورود نویز یا تغییر شکل موج خروجی سیستم از درجه اهمیت کمتری برخوردار است، یو پی‌اس‌های Line-Interactive توصیه می‌شود
:Rated VAتوان نامی دستگاه پارامتری است که از دو راه می‌توان مقدار آن را محاسبه و سپس دستگاه مناسب را خریداری نمود.
روش اول: مجموع مقادیر توان دستگاه‌های مصرفی بر حسب وات را محاسبه نموده و بر ۰٫۶ تقسیم می‌نماییم. عدد به دست آمده، مقدار توان مصرفی می‌باشد.
روش دوم: مقدار کل جریان را به دست آورده و آن را در ۲۲۰ ضرب نموده تا مقدار توان مصرفی به دست آید.عددبه دست آمده از روش ۱ یا ۲ را با توجه به رنج تولیدی یو‌پی‌اس‌هاچک کرده و یو‌پی‌اس موردنظر را بیابید.برای مثال من می‌خواهم برای کامپیوتر خود، یو‌پی‌اس‌ای را انتخاب نمایم. ابتدا از پشت Power کامپیوتر، مشخصات مانیتور و یا تجهیزات دیگر، وات‌های مربوطه را با هم جمع می‌کنم، که برای مثال عدد ۲۵۰W به دست می‌آید. حال بر ۰٫۶ تقسیم می‌کنیم تا عدد ۴۱۶٫۶ به دست آید. بنابراینیو‌پی‌اس مورد انتخاب من می‌بایست ۴۱۶٫۵VA خروجی داشته باشد تا در حالت Full Loadd کار کند. پیشنهاد می‌شود که مقدار بار متصل به یو‌پی‌اس نهایتا ۷۰% از توان خروجی یو‌پی‌اس باشد،
Input Voltage Range
میزان تغییرات ولتاژ ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه یوپی‌اس که بازه ولتاژ ورودی آن ۱۴۸-۲۷۰ VAC می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس بین ولتاژ ۱۴۸ تا ۲۷۰۰ ولت برق شهر بدون استفاده از باتری و با در اختیار گرفتن رگلاسیون  داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد
Input Frequency Range
میزان تغییرات فرکانس ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه یوپی‌اس که بازه فرکانس ورودی آن ۵۰ Hz ± ۵% می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس در بازه فرکانسی ۴۷٫۵ تا ۵۲٫۵۵ هرتز بدون استفاده از  باتری و با در اختیار گرفتن رگلاسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد. یوپی‌اس در خارج از این بازه، ورودی یوپی‌اس را غیرنرمال تشخیص داده و به حالت Backupp درآمده و ولتاژ خروجی را از باتری تأمین می‌نماید
Output Voltage Range بازه ولتاز خروجی یوپی‌اس که مقدار آن با بازه ولتاژ ورودی دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ باشد
Output Frequency Rangeبازه فرکانس خروجی یوپی‌اس که مقدار آن با بازه فرکانس ورودی  دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ باشد
Efficiency – Normal Mode
Backup Regulation: مقدار توان خروجی دستگاه یوپی‌اس با توجه به مقدار توان ورودی دستگاه تحت عنوان Efficiency مطرح بوده که این عدد معمولا ۱۰۰۰% نیست، زیرا مقداری از توان ورودی توسط خود یوپی‌اس مصرف می شود.میزان راندمان و کارایی دستگاه بنا به نوع تکنولوژی ساخت متفاوت و به خصوص در حالت باتری به علت تغذیه از باتری ها از اهمیت ویژه برخوردار است،Efficiency در دستگاه‌های Line-Interactive بین %۸۰-۷۰ و در دستگاه‌های Online بیشتر از %۸۰ می‌باشد
 
از جمله مشخصات یک یو پی اس مناسب:
۱) سیستم حفاظتی:• حفاظت در مقابل رعد و برق و افزایش ناگهانی ولتاژ برق• حفاظت در مقابل برگشت ولتاژ روی دوشاخه ورودی در حالت استفاده از باتری• حفاظت در مقابل دو فاز شدن برق ورودی• حفاظت از دستگاه‌های مصرف کننده در مقابل تغییرات ولتاژ خروجی خارج از محدوده مجاز• حفاظت در مقابل تغییرات ولتاژ و فرکانس برق ورودی• حفاظت در مقابل افزایش بیش از حد مجاز دمای داخل دستگاه• حفاظت در مقابل نویز های Common Mode موجود در برق شهر• حفاظت در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه در خروجی• حفاظت در مقابل اتصال معکوس باتری• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه شارژر• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه باتری• حفاظت در مقابل تخلیه غیر مجاز باتری• حفاظت در مقابل ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری• حفاظت از خط تلفن/فکس/مودم/شبکه
۲) سیستم هشدار دهندهنوری و صوتی:• تامین برق خروجی از باتری• تامین برق خروجی از برق شهر• نمایشگر ظرفیت باتری• اضافه بار و اتصال کوتاه• نمایشگر میزان توان مصرفی• تضعیف باتری• ولتاژ و یا فرکانس ورودی خارج از محدوده مجاز• ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری• خراب بودن باتری• حالت خطا• افزایش دمای داخلی دستگاه• برق ورودی نرمال• تامین برق خروجی از طریق سوئیچ Bypass• عدم اتصال به ارت مناسب
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. • اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر• زمان Shutdown شدن و یا به خواب رفتن• تضعیف باتری• حالت خطا• افزایش ولتاژ باتری و یا شارژر آن از حد مجاز درحالت برق• اضافه بار• اتصال معکوس باتری• در حال Shutdown شدن و یا به خواب رفتن• عملکرد تست• عدم اتصال مناسب با ارت• اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر• افزایش دمای داخلی دستگاه۳) قابلیتهای ویژه:• توانایی کار با ژنراتور• مجهز به سیستم Watchdog• حذف نویزهای تداخلی الکترومغناطیسی EMI و رادیوئی RFI• اصلاح ضریب قدرت ورودی (PFC)• ماژولار بودن سیستم جهت تعمیرات آسان و صرفه‌جوئی در وقت• مجهز به ترمینال مخصوص جهت اتصال به کابینت باتری• دارای حجم و وزن پایین• مجهز به شارژر سوئیچینگ• مجهز به پورت ارتباطی هوشمند RS232• مجهز به نرم‌افزار قدرتمند UPSwing Pro جهت ذخیره نمودن، بستن فایل های باز و خروج از شبکه در شرایط بحرانی و امکان کنترل و مانیتورینگ یوپی‌اس توسط آن• مجهز به باتری سیلد اسید داخلی (برخی مدل‌ها)• مجهز به دکمه‌ی تست جهت اطلاع از سلامت باتری• مجهز به کنترل هوشمند میکروپروسسوری• قابلیت راه اندازی یوپی‌اس بدون وجود برق شهر• روشن شدن شارژر با اتصال یوپی‌اس به برق شهر بدون نیاز به روشن کردن یوپی‌اس• امکان اضافه نمودن UPS Device Manager ها مانند SNMP Card• امکان انجام Bypass دستی جهت تعمیر و یا سرویس دستگاه بدون نیاز به خاموش نمودن بارها (برخی مدل‌ها)
 
__________________
تواننامی : از دو راه می توان توان نامی را برای UPS را محاسبه نمود
روش اول : توان مصرفی تک تک دستگاهها را برحسب وات محاسبه نموده و با هم جمع نموده و بر ضریب توان خروجی یو پی اس تقسیم نموده توان دستگاه یو پی اس بر حسب ولت-آمپر بدست می  آید.
روش دوم : جریان مصرفی کل دستگاهها را اندازه گرفته در ۲۲۰ ضرب می نما ییم توان یو پی اس بر  حسب ولت-آمپر بدست می آید.
البته بهتر است که مقدار بار متصل به یو پی اس نهایتا ۷۰% از توان خروجی یو پی اس باشد تا در بارهای لحظه ای و کلید زنی که جریان لحظه ای دارند فشار کمتری به یو پی اس وارد شود.
رنج تغیرات ولتاژ و فرکانس ورودی:میزان تغیرات ولتاژ ورودی و فرکانس بدان معنی است که بازه ولتاژ ورودی و فرکانس( مثلآ۱۶۰~۲۸۰ vae ولتاژ و فرکانس از ۴۵~۶۵ ) اگر در ورودی (برق شهر) تغییر نماید یو پی اس بدون  استفاده از باتری و با استفاده از رگلاسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه دهد .در صورتی که یو پی اس خارج از این بازه باشد ،یو پی اس به حالت Backupp رفته و  ورودی را قطع می نماید و از باتری استفاده می کند تا مجددا به حالت نرمال برگردد.رنج ولتاژ خروجی و فرکانس خروجی و رگولاسیون (بازه ولتاژ و فرکانس خروجی یو پی اس) آن باید با بازه ولتاژ ورودی دستگاههای مصرفی وصل به یو پی اس هماهنگ باشد ،در یو پی اس ها ی onlinee رگولاسیون ولتاژ کمتر از ۲%+ و فرکانس کمتر از۰٫۵%+ در یو پی اس ها ی off_line و  line_Interactive رگولاسیون ولتاژ ۱۰%+ تا ۳%+ وفرکانس بین ۵/۲% تا ۵/۰۰% می باشد.
چگونه زمان برق دهی(Back Up) را برایباتری ها محاسبه کنیم؟زمان Back up مدت زمانی است که باتری باید انرژی و توان مورد نیاز بار را تامین نماید و اغلب به آن زمان استقلال (Autonomy) یا زمان دشارژ نیز گفته می شود .
باتریها درانواع گوناگون و میزان آمپرساعت متفاوت عرضه می شوند ، بنابراین به منظور نصب باتری مناسب و استفاده ازآن باید محاسبه دقیقی انجام گیرد.
درانتخاب باتری با ظرفیت یا سرویس دهی مناسب حداقل به دو نکته باید توجه شود .
۱٫ بار باتری ۲٫ زمان استقلال یاBack up موردنیاز
ابتدا جریان کشیده شده از باتری را محاسبه می کنیم . به عنوان مثال :
اگر بار متصل به یو پی اس ۵KVA و ضریب توان آن ۰٫۸ باشد بار یو پی اس ۴kw است . اگر راندمان اینورتر یو پی اس ۹۰% بــاشد تلفـات اینــورتـر۳۶/ kw00 است . بنــابراین بــرای تغـذیه بار باتری باید به انــدازه Kw 4.36= 0.36 KW + 4KW توان ((dcc تولید کند.
حال اگر ولتاژ ثابت باتری ۱۹۲ ولت باشد و زمان Back up ، ۳۰ دقیقه باشد . ابتدا جریان dc را محاسبه می کنیم که جریان ۲۲٫۷۱خواهد شد .
توجه : محاسبه فوق به شکل ساده در این جا آمده است زیرا ولتاژ واقعی باتری با دشارژشدن آن افت می کند .
سازندگان باتری همیشه جداول یا نمودارهایی را عرضه می کنند که با استفاده از اطلاعات آنها می توان ظرفیت سرویس دهی موردنیاز را تعیین کرد.
انواع باتری های قابل استفاده در UPS کدامند؟
انواع باتری شامل : سرب اسید ، نیکل کادمیم ، لیتیوم و سیلور آلکالین می باشند.
مناسبترین نوع باتری برای UPS نوع سرب اسید (lead – acid) می باشد و بیشتر با درپوش کاملا بسته که نیاز به سرویس و نگهداری ندارد و با ولتاژ ۱۲VV استفاده می گردد . البته در آمپر ساعت بالا از ۲ ولتی استفاده می گردد در جاهایی که نیاز به طول عمربالاتر از۱۰ سال باشد . معمولا از نیکل کادمیم استفاده می گردد.
در صورتی که بخواهیم UPS باژنراتور سنکرون گردد چه نکاتی را باید رعایت نماییم؟گاهی اوقات در ایجاد هماهنگی بین ژنراتورو سیستم یو پی اس مشکلاتی به وجود می آید ولتاژ خروجی ژنراتور ممکن است به عنوان ورودی یو پی اس قابل قبول باشد اما غالبا محدوده فرکانس خروجی ژنراتورفراتر از مقداری است که یو پی اس برای پذیرش آن طراحی شده است . دربدترین حالت تغییرات فرکانس درژنراتور به گونه ای خواهد بود که یوپی اس نمی تواند با آن ستکرون شود چون یا فرکانس خارج از محدوده مجاز است یا تغییرات بسیار سریع دارد به طوری که یو پی اس نمی  تواند با این تغییرات هماهنگ شود .
این مشکل به دو طریق قابل حل می باشد ابتدا اینکه کارخانه سازنده ژنراتور با توجه به اینکه دستگاه آنها در آینده ممکن است یک یو پی اس را تغذیه کند آن را طوری طراحی نماید که ژنراتور درتلرانس دقیقتر کار کند . دوم از یو پی اس هایی استفاده نماییم که بتواند تغییرات فرکانس در ژنراتور را قبول کند . البته تا زمانی که ولتاژ خروجی ژنراتور مناسب و با حداقل تغییرات باشد . ( معمولا یو پی اس های on-line بهتر از دیگر یو پی اس قابل سنکرون شدن با ژنراتور هستند)
در انتخاب باتری با طول عمر موردنیاز چه نکاتی راباید رعایت کرد؟
باتریها با طول عمر متفاوت تولید می گردند معمولا باتریهای نیکل کادمیوم دارای طول عمرزیاد می باشند ، در صورتی که سرویس و نگهداری آن درست صورت گیرد، ولی چون دارای قیمت بالامی باشد معمولا کمتراستفاده می گردد ، باطریهای سرب – اسید با درپوشی باز (تر) دارای قیمت کمتر با طول عمر متوسط بوده و نیاز به سرویس و نگهداری دارد ، بهترین باتری با قیمت مناسب نوع سیلد اسید ( سرب-اسید با درپوشی بسته ) می باشد ، اولا نیاز به سرویس و نگهداری ندارد . دوما دارای طول عمر ۴ سال به بالامی باشد ، البته امروز این باتریها با طول عمر بالای ۱۰ سال نیز تولید می گردد . بنابراین در هنگام انتخاب باتریها باید به نکات بالا توجه گردد . همچنین به این موضوع نیز توجه شود که بعضی از یو پی اس ها همه باتریها را برای اتصال به آنها نمی پذیرند که سازنده آنها معمولا  نوع باتری قابل اتصال به آنها را ذکر می کند.
UPS یو پی اسکدام کشورها دارای کیفیت بالا می باشد؟(سازندگان کدام کشورها از معروفیت برخوردارند؟)
امروزه خیلی از کشورها UPS تولید می کنند و روز به روز به این تولید کنندگان نیز افزوده می گردد ، البته در ایران امروزه بیشتر شرکتها واردکننده UPSیو پی اس هستند تا تولید کننده و تعداد معدودی تولید کنندهیو پی اس UPS هستند.
بیشتر UPS یو پی اسهای وارداتی نیز متعلق به شرکت های چینی می باشد که دارای کیفیت های متفاوتی است، روی هم رفته در حال حاضر یو پی اسUPS های کشورهای اروپای غربی از جمله ایتالیا و فرانسه دارای کیفیت بالاتری از دیگر کشورها می باشند .
امروزه UPS یو پی اسهای توان پایین با قیمت کم متعلق به کشورهای آسیای شرقی از جمله چین می باشد و UPSیو پی اس های با توان بالاتر از ۱۰۰KVAA خیلی کم در شرکت های چینی تولید می شود در حالی که UPS یو پی اسهای با توان بالای ۱۰۰KVA تا ۸۰۰KVA بیشتر در کشورهای اروپای غربی تولید می شود که دارای کیفیت بالا می باشد . بنابراین در صورت نیاز به کیفیت بالا با IP بالا؛ باید در کشورهای اروپای غربی به دنبال آن گشت .
باتری های کدام کشورها معروف بوده و علت آنچیست؟باتریها(مخصوصا باتریهای خشک سیلد اسید )با طول عمرهای متفاوت تولید می شود. بیشتر باتریهایی که با طول عمر پایین تولید می شود؛ متعلق به کشورهای آسیایی از جمله چین می باشد ،کمتر باتری با طول عمر بالای ۵ سال تولید می شود و اگر تولید می گردد معمولا کمتر به کشور ایران وارد می شود(به دلیل نبود مشتری) در حالی که باتری ها با طول عمر بالای ۱۰ سال بیشتر در کشورهای آمریکایی و اروپایی تولید می گردد و باتری ها با طول عمر ۵ تا ۸ سال نیز در کشور کره تولید می گردد،بنا براین در صورتی که باتری با طول عمر بالای۱۰سال می خواهید بهتر است باطری اروپایی خریداری نمایید و در صورتی که باتری ارزان قیمت بخــواهید باتری چینی خریداری نمایید و اگر متوسط طول عمر و قیمت را می خواهید می توانید از باتری های کره ای استفاده نمایید.
قبل از نصب چه موارد ایمنی باید رعایت گردد .۱٫ طریقه حمل و قرارگیری برای سالم رساندن یو پی اسUPS به مکان نصب۲٫ اندازه و وزن ، آیا محل نصب فضای کافی برای نصب UPSیو پی اس و کف آن تحمل وزن UPS یو پی اسرا دارد۳٫ انتخاب مکان نصب مناسب ( برای بالا بردن طول عمر UPSیو پی اس و باتری)۴٫ شرایط محیطی ( حرارت ، رطوبت و نویز صوتی محل نصب )۵٫ نصب الکتریکی ( نوع اتصالات ، مقطع کابلهای ورودی و خروجی ، فیوزهای حفاظتی و غیره )۶٫ اتصال بار به یو پی اس ( فاز و نول بارها مستقیما به یو پی اس و تابلوی UPSS وصل گردد ودر بین راه بابرق شهر اتصال نداشته باشد ، توزیع بار بین فازها در صورت سه فاز بودن و غیره …)۷٫ اتصال زمین ( ارت ، برای برطرف کردن نویز و حفاظت دستگاههای برقی و یو پی اس )۸٫ بررسی عملیات نصب ( بررسی نصب و راه اندازی بدون خطا و اشکال )
محل مناسب برای UPS و باتری باید دارای چه ویژگی هاییباشد؟
۱٫ فضای موجود کافی باشد .۲٫ سطح زمین توان تحمل وزن دستگاه را دارا باشد.۳٫ نصب دستگاه باعث ایجاد مزاحمت برای کارکنان یا اختلال در کارها نشود.۴٫ شرایط محیطی مکان انتخابی مناسب باشد (حرارت ایده آل برای باتری ۲۰◦C تا ۲۵◦C و حرارت کارکرد UPS 0 – ۴۰ ◦C می باشد و رطوبت بین ۹۰% – ۲۰% باشد نویز محیط زیاد نباشد که روی کارکرد یو پی اسUPS تاثیر بگذارد۵٫ تجهیزات ایمنی جهت دسترسی آسان به یو پی اس فراهم باشد.۶٫ نصب یو پی اس نباید برجریان هوا و شرایط محیطی تجهیزات تاثیری بگذارد .۷٫ سعی شود کلیدها و ابزار سوئیچ و کنترل یو پی اس در یک مکان باشد .۸٫ در محل انتخاب شده برای نصب یو پی اس؛جای امنی برای تعبیه باتری وجود داشته باشد .
مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد وچه نکات ایمنی باید رعایت گردد؟
۱٫ از فازهایی استفاده نمایید که بارهایی با جریان لحظه ای بالا روی آن نباشد که هر بار با وارد شدن این بارها ولتاژ از حد متعارف افت ننماید .۲٫ از فیوز جداگانه در تابلو برق شهر برای UPSیو پی اساستفاده نمایید .۳٫ فیوز ورودی یو پی اس را با توجه به ماکزیمم جریان ورود با ضریب ۲/۱ انتخاب نمایید.۴٫ در صورتی که یو پی اس سه فاز می باشد ترتیب فازها رعایت گردد .۵٫ فرکانس برق ورودی از محدوده مجاز خارج نباشد .۶٫ ولتاژ ورودی از حد مجاز خارج نباشد .
مشخصات خروجییو پی اس UPS چیست و چه وسایلی می توان به آنوصل نمود؟
مشخصات خروجی هر UPSیو پی اس با توجه به مشخصات فنی دستگاه مشخص می گردد که  شامل :
۱٫ توان ، ضریب توان؛ ولتاژ ، فرکانس ، ظرفیت تحمل اضافه بار و THD خروجی و غیره۲٫ توان هر دستگاه، که مشخص می باشد زیرا با توجه به سفارش شما تعیین می گردد .۳٫ ضــریب توان خروجی، که بهتر است بالاتر از ۰٫۸ باشد که ضریب توان اکتیو (وات خروجی را مشخص می کند.)۴٫ ولتاژ خروجی که بازه ولتاژ خروجی با تلرانس خروجی آن مشخص می شود. مثلا : ۲۲۰ +/-۲۰%
چه وسایلی را نمیتوان به UPSیو پی اس وصل نمود؟یو پی اس معمولا دستگاهی انعطاف پذیر است ، اما نوع خاصی از بارها هستند که نباید آنها را به روش متدوال به یو پی اس وصل نمود ، این بارها عبارتند از :
۱٫ لامپهای فلورسنت یا لامپهای گازی
۲٫ موتورها و کمپرسورها
۳٫ دستگهاههای تهویه مطبوع
۴٫ پرینترهای لیزری
هریک از این دستگاهها درحین کارکردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می کشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی  اس قطعاکاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می گردد مثلآ جریان راه اندازی موتورها معمولا بین ۴ تا ۱۰ برابر مقدار نامی آن می باشد.
در صورتی که بخواهیم از یو پی اس برای حفاظت از بارهایی با جــریان لحظه ای زیاد مــانند پرینتر های لیزری و موتورها استفاده کنیم ،یو پی اس مورد نظر باید از مشخصات الکتریکی قویتری  برخوردار باشد.
چه مواردی در UPS یو پی اسباید مرتب بازبینی شود؟در ups یو پی اسها به صورت دوره ای باید مواردی مرتب چک گردد که آنها شامل ولتاژ و فرکانس ورودی و خروجی ، توان مصرفی ups ، دمای محیط و دمای داخلی ups یو پی اس، مسیرهای تهویه و فنهای داخلی یو پی اسups ، جریان شارژ باتریها؛ با قطع ورودی یو پی اسups و اطمینان از سالم بودن کلیه باتریها در هنگام back up ، اطمینان از سالم بودن کلیه کلیدهای ورودی و خروجی و غیره …………
عوامل موثر در افزایش طول عمر UPSیو پی اس و باتریچیست؟انواع مختلف یو پی اس و سیستمهای گوناگون وابسته به آنها و باتریها به منظور اطمینان از داشتن مساعدترین وضعیت کاری به سرویس و نگهداری دوره ای و به خصوص تعویض برخی قطعات نیازدارند . بنابراین برای اطمینان از این که دستگاه در طول عمر مفید خود در بهترین شرایط کاری نگهداری شود نیاز به سرویس و نگهداری به صورت برنامه ریزی شده دارد و همچنین تعویض قطعات در پایان عمر مفید آنها که این باعث افزایش طول عمر سیستم می گردد . ( در مورد شرایط سرویس و نگهداری به سئوال یک و دو مراجعه کنید)
انواع رابط کامپیوتری و نرم افزار در UPS یو پی اسکدام است؟
یو پی اس های جدید مجهز به امکاناتی برای اعلام وضعیت وطرز کار خود به مراکز کنترل سیستم و  دستگاههای حساس می باشند . در ساده ترین حالت این گونه اطلاعات به وسیله کنتاکتهای بدون پتانسیل منتقل می شوند در مراحل پیشرفته تر تبادل اطلاعات از طریق پورت سریال RS – ۲۳۲ و USB انجام می شود با استفاده از کارت SNMP و ارتباط سریال آن اطلاعات بیشتری با سرعت بالاتر به شبکه کامپیوتری ارسال می گردد و بدین روش اطلاعات بررسی شده درصورت نیاز سیستم؛اطلاعات از طریق شبکه ارسال می شود .
به دلیل اینکه هر کدام از کارخانه های سازنده یو پی اس یک پروتکل RS – ۲۳۲ مخصوص به خود را بکار می برند . نرم افزارهای shutdownn و سایر تجهیزات آنها که در سیستم نصب می شوند . ( به عنوان مثال windows nt و کارت AS400) از کنتاکتهای بـدون پتانسیل به عنـوان نشاندهنده وضعیت یـو پی اس استفاده می کنند .
متاسفانه در اروپا استاندارد معینی برای پروتکل RS – ۲۳۲ وجود ندارد ، بنابراین هرکدام از سازندگان یو پی اس پروتکل مخصوص خود را بکار می برند . به همین دلیل خریداران یو پی اس باید نرم افزار مناسب جهت ارتباط به یو پی اس توسط RS -2322 را از سازندگان با فروشندگان مجاز یو پی اس  دریافت کنند .
این نرم افزار های کنترلی با سیستم عاملهای کامپیوتر سازگاری دارد و معمولا دارای امکانات زیر است :
۱٫ نمـایش گرافیکی وضعیت یو پی اس ، ولتاژ ، جریان ، درصد بار ، ولتاژ باتری و فـرکانس مـربوط به آن۲٫ داشتن قابلیت برنــامه ریزی در برابر وضعیتهای به خصوص بروز خطا در سیستم؛ و اعـلام این آلارمها به کاربران۳٫ داشتن یک جدول زمان بندی برای آزمایش سیستم با انجام برخی وظایف دستگاه و ثبت همه اطلاعات
کارت SNMP چیست وچه ویژگی هاییدارد؟
کارت SNMP یو پی اس را مستقیما به شبکه کامپیوتری وصل می کند ، به صورتی که یو پی اس به  یکی از دستگاههای متصل به شبکه تبدیل می شود .
معمولا کارت SNMP بین پورت ارتباطی سریال یو پی اس و شبکه کامپیوتری قرار می گیرد . اگرچه کارتهای موجود در بازار می توانند به عنوان رابط بین کنتاکتهای بدون پتانسیل یو پی اس و شبکه  نیز در نظر گرفته شوند . این کارتها اطلاعات حاصل از کنتاکتها را به فرم مناسبی تبدیل می کنند تا توسط سایر دستگاههای شبکه نیز قابل دریافت باشند .
آیا امکان تنظیم پارامترهای UPS وجود دارد؟لازم به ذکر است که در بعضی از یو پی اسUPS ها امکان تنظیم ولتاژ خروجی ، ولتاژ باتری و ولتــاژ مسیر by pass به صورت نرم افزاری و از روی پنل جلوی یو پی اس امکان پذیر می باشد و در بیشتر یو پی اسUPS ها این تنظیمات ممکن است توسط پتانسیومتر و از روی بردهای کنترولر و یا به صورت سخت افزاری با تعویض یک سری قطعات امکان پذیر می باشد که در مورد دوم معمولا این کار توسط سازندگان و یا تکنسین های مجرب صورت می گیرد و بهتر است توسط خریداران به هچ عنوان صورت نگیرد

UPS Management Software
یکی از معیارهای مهم جهت خرید یوپی اس، بررسی بحث مدیریت آن توسط نرم افزار مرتبط با یو پی‌اس می‌باشد. مانیتورینگ و کنترلینگ یوپی‌اس حتی به صورت Remote)) مکانیزم  Auto Savingg فایل‌ها در زمان‌های بحرانی، کاربرپسند بودن و پشتیبانی آن از سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله مهمترین ویژگی‌های یک نرم افزار مدیریت یوپی‌اس می‌باشد.
باتری خشک
یکی دیگر از عوامل مهم انتخاب UPSیو پی اس در حال حاضر برای کاربران غیر حرفه ای ونیمه حرفه ای وجود باتری خشک دریو پی اس UPSS است . این باتری به کاربر این امکان را می دهد تا  بتواند در زمان قطع برق نیز از سیستم خود استفاده کند
    باتری در سیستم یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۱۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
    ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید
 
ولتاژ یک باتری وابسته به تعداد سلولها و ظرفیت آن وابسته به ضخامت و بزرگی صفحات الکترون ها در هر سلول می باشد.
ظرفیت باتری ها بر حسب آمپر ساعت (AH) تعیین می شود. تعریف آمپر ساعت بدین شرح است: مقدار آمپری که در مدت زمان یک ساعت از یک باتری کامل شارژ شده، در هنگام دشارژ و در دمای استاندارد می توان دریافت کرد
به تعبیر دیگر:
 
تعیین ظرفیت باتری سیلد اسید در دمای ۲۶ درجه سانتی گراد بوده و در حد فاصل تغییر ولتاژ باتری از ۱۲ ولت به ۱۰٫۵ ولت، زمان اندازه گیری می شود. لازم به ذکر است که مقدار کمینه ولتاژ برای تعیین ظرفیت باتری براساس نوع باتری متفاوت بوده و اطلاعات آن در جداول مشخصات فنی برای هر نوع باتری توسط شرکت های تولید کننده قید می گردد. وزن و ابعاد باتری های سیلد اسید:
ابعاد باتری ها براساس آمپر ساعت آن ها متفاوت است. اما براساس آمپر ساعت یک باتری، حداقل های استانداردی برای ابعاد و وزن آن ها تعیین شده است که بستگی به جنس مواد اولیه آن ها دارد. چنانچه وزن یک باتری از استاندارد آن کمتر باشد، نشان دهنده این است که الکترودها نازک هستند یا از آلیاژی غیر از سرب در تهیه آن ها استفاده شده است. در نتیجه این موضوع، کوتاه بودن زمان back up و طول عمر مفید باتری ها را نشان می دهد. طول عمر مورد انتظار از باتری سیلد اسید:
هر نوع باتری با توجه به کیفیت ساخت آن، یک عمر مفید در شرایط ایده آل دارد ولی مهمترین عامل در طول عمر باتری، عامل انسانی می باشد. نحوه استفاده از باتری شامل شرایط نگهداری مانند دمای محیط و میزان گرد و غبار، شرایط و نیز تعداد دفعات شارژ و دشارژ مهمترین پارامترهای تعیین کننده عمر باتری در شرایط واقعی می باشند.
باتری های AGM به طور معمول با طول عمر بین ۵ تا ۱۰ سال طراحی می شوند. اما بطور کلی استفاده زیاد از باتری ها مانند شارژ و دشارژهای متوالی و زیاد و یا دشارژ کامل باعث کاهش عمر این باتری ها می شود. در نتیجه در مکان هایی که قطعی برق در آنها به کرات رخ می دهد، زودتر از مکانهای دیگر نیاز به تعویض باتری پیدا می کنند.
کاهش میزان دشارژ مجاز باتری، یکی از راههای افزایش طول عمر باتری است. این بدین معناست که باتری پس از رسیدن به سطح شارژ بالاتری مجددا شارژ شود. این مسئله در مثالهای زیر مشخص شده است: ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید – ۵٫۰ out of 5 based on 1 vote
باتری های لید اسید یا VRLA انواع مختلفی دارند که یک نوع آن باتری سیلد اسید است. ساختار مهندسی باتری سیلد اسید امکان استفاده از آن را در کاربرد های گوناگون بدون نیاز به تعمیرات فراهم می سازد. نکته قابل توجه در این باتری ها این است که تنها رسیدگی مورد نیاز آنها تمیزکردن می باشد، چراکه این نوع باتری به گرد و غبار فراوان و دمای بالای محیط حساس می باشد.
 
از باتری های سیلد اسید می توان به عنوان منبع پشتیبان برق در مکان هایی که قطع برق زیاد رخ می دهد و جریان مستقیم برق (DC) نیاز است، استفاده نمود.
  باتری های سیلد اسید چگونه عمل می کنند؟
چگونگی کارکرد باتری سیلد اسید به زبان ساده بدین شرح است که با قرار دادن دو فلز غیر هم نام (که الکترود نامیده می شوند) در مایع اسید (الکترولیت) جریان الکتریکی برقرار خواهد شد. به بیان تخصصی تر، الکترود مثبت، یون های با بار منفی را به خود جذب می کند و این یون ها با الکترون مثبت (اکسید سرب) واکنش می دهند که در نتیجه پتانسیل الکتریکی در دو قطب مثبت و منفی باتری ایجاد می شود در طراحی باتری سیلد اسیدی باید توجه داشت که جریان شارژ طوری تنظیم شود که باتری بتواند جذب انرژی را به خوبی انجام دهد. واکنش های شیمیایی در هنگام شارژ و دشارژ در شکل زیر نشان داده شده است:

  ساختار سلول در باتری سیلد اسید (Battery cell)
مجموعه یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی به همراه مایع اسید (الکترولیت) را یک سلول (cell) می نامند. که هر کدام از این سلول ها توان تولید تقریباً ۲ ولت برق را دارند. برای تولید ولتاژ بالاتر تعدادی از این سلول ها را به طور سری به هم متصل نمود. به عنوان مثال چنانچه ۶ عدد از این سلول ها به یکدیگر سری شوند، نتیجه یک باتری با توان تولید ۱۲ ولت می باشد. برای سری کردن سلول ها باید الکترون منفی یک سلول به الکترون مثبت سلول بعدی متصل شود که در نهایت یک باتری با قطب مثبت و منفی ایجاد می شود.
  انواع باتری های سیلد اسید:
باتری های لید اسید خود دارای دو نوع AGM (absorbed glass mat) و Gel cell می باشند که هرکدام نسبت به دیگری برتری خاص خود را دارد.

موارد استفاده باتری های AGM: استفاده در موتورهای برقی به منظور افزایش ضریب اطمینان در هنگام تصادفات و ارتعاشات ناشی از کاهش احتمال نشت اسید. استفاده در وسایل حمل و نقل و ماشین آلات مجهز به قطعات سنگین به دلیل اطمینان از عملکرد مناسب با وجود وزن بسیار کم.
    یو پی اس- طراحی
WWW.PEG-CO.COM
۱۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
محاسبه توان یوپی اس ( فرمول یو پی اس)
یک یو پی اسups میتواند حدمشخصی از بار راپشتیبانی کند. درواقع دوحد تعریف شده برای یو پی اسups موجود است. یکی حداکثر توان ظاهری مشخصه بار(برحسب ولت-آمپر) و دیگری حداکثر توان واقعی مشخصه بار (برحسب وات).برخی اوقات توان واقعی تاحد ماکزیمم آن فراهم نمیشود ولی باید محاسبه شود.اگر میزان “وات” پشت دستگاه نوشته نشده باشد، اشکالی ندارد که آن را۶۰% عدد “ولت-آمپر” فرض کنیم.اگر چه مشخصات دستگاه بطور کامل باید خوانده شود زیرابرخی یو پی اسups ها از نسبت دیگری برای ضریب قدرت استفاده میکنند. قانون توان یو پی اسups در مفهوم ساده ولی در عمل مشکل است. بارهایی که به یو پی اسups وصل میشوند نمیتوانند از حد مشخص شده فراتر روند.اجازه دهید نحوه عملکرد این دو حد را با چند مثال روشن کنیم:
فرض کنید یک upsیو پی اس ۶۵۰ ولت-آمپرداریم که “وات” آن مشخص نیست. بنابراین برای ضریب اطمینان ۶۰% را برای ضریب قدرت درنظر میگیریم که معنای آن حد ۳۹۰۰ وات برای توان واقعی میباشد. معنای این حرف اینست که ما نمیتوانیم هیچ باری بیش از ۶۵۰ ولت-آمپر یا ۳۹۰ وات به یو پی اسups وصل کنیم.

مثالهایی برای بارهای منابع تغذیه:
– منبع تغذیه عادی در محدوده ۵۰۰ ولت-آمپر: باری باشدت ۵۰۰ ولت-آمپر بخوبی با این یو پی اسups تغذیه میشود زیرا ضریب قدرت آن حدود۶۰% میباشد چیزی که قریب به اتفاق سازندگان یو پی اسups آنرا فرض میکنند (ولی شما باید مشخصات آنرا اگر میتوانید چک کنید)حتی اگر ضریب قدرت ۷۰% باشد، هنوز بار ۳۵۰ واتی داریم که زیر حدیو پی اسups است.

– منبع تغذیه ۵۰۰ ولت-آمپر باضریب قدرت اصلاح شده: برخی از دستگاهها بااجزایی که به مدارهای آن اضافه شده است ضریب قدرت آن به حدود ۱۰۰% رسیده است (که بعضی اوقات به آن ضریب قدرت یک نیز میگویند) دراینحالت دستگاه ۵۰۰ ولت-آمپر و ۵۰۰ وات میباشد. چنین دستگاهی upsیو پی اس مورد بحث مارا دچار اضافه بار خواهد کرد زیرا”وات” آن بسیار بالا میباشد.
حال که فهمیدیم محدوده ها در یو پی اسups چه میباشند، بگذارید نگاهی به بار داشته باشیم. برای درک اینکه یک” بار” چه درخواستی ازیو پی اس upss دارد باید مقدار ولت-آمپر و وات آنرا بدانیم. متاسفانه اکثر سازندگان اطلاعات لازم را دراین خصوص در اختیار نمیگذارند.محدوده بالایی ولت-آمپر مورد نیاز برای یک دستگاه با نگاه کردن به جریان آن که معمولاً تمام دستگاهها با برچسبی نزدیک کابل برق، آنرا مشخص کرده اند قابل تحصیل است اگر چه این اعداد اندکی محافظه کارانه است.
اگرجریان الکتریکی وسیله ای ۱٫۲ آمپر باشد ولت-آمپر نامی مورد نیاز برای آن ۱٫۲*۲۲۰=۲۶۴ ولت-آمپر میباشد اگر چه در عمل هیچگاه به بیش از ۲۰۰ ولت-آمپر نیاز نمیباشد. هیچ راهی برای اطمینان از این قضیه وجود ندارد مگر اینکه شما بدانید چگونه وسیله را با روشهای الکتریکی تست کنید بنا براین برای اطمینان کامل، شما باید محافظه کارانه عمل کنید وهمان عدد ماکزیمم ۲۶۴ را درنظر بگیرید.منابع تغذیه کامپیوتر، بیشتر موجب سر در گمی میشوند. وقتی که مردم در مورد منابع تغذیه صحبت میکنند، مثلاً میگویند:این یک منبع تغذیه ۳۰۰ وات است.
این مهم است که بدانیم عدد ۳۰۰ در این بحث تقریباً تمام توان DC خروجی از دستگاه است.این عدد وقتی که بحث اندازه upsیو پی اس مطرح میشود کاملاً بی معنی است. زیرا نمایاننده ولت--آمپر و یا وات مورد نیازبرای تغذیه نیست.اکثر منابع تغذیه دارای مشخصات جریان هستند که شما بتوانید ولت-آمپرماکزیمم آن را همانطور که قبلاً توضیح داده شد محاسبه کنید ولی اگر آنرا مرجع محاسبه قرار دهید احتمالاًیو پی اس upss ای میخرید که بیش از میزان مورد نیاز شماست زیرا  خروجی منبع تغذیه، خود بیشترین مقدار است وتنها نمایشگر اینست که اگر منبع تغذیه بطور کامل بیشترین مقدار خروجی راداشته باشد چه چیزی مورد نیاز است.یک منبع تغذیه ۳۰۰ وات بر روی یک کامپیوتر معمولی هرگز خروجی حتی نزدیک ۳۰۰ وات نخواهد داد.بسیار خوب، تا به حال تمام آن کارهایی را که برای تعیین اندازه upsیو پی اس نباید انجام دهید به شما گفته شده است. حال چه کارهایی را واقعاً باید انجام دهید؟ متاسفانه تعیین اندا upsیو پی اس کار ساده ای نیست. شما اغلب مجبورید با اعدادی که در اختیار دارید محافظه کارانه عمل کنید ویکیو پی اس upss با ظرفیت مقداری بیش از آنچه که واقعاً نیاز دارید خریداری نمایید تا مطمئن  شوید که مقدار مورد نیاز شما پوشش داده شده است.در اینجا روشها وتکنیکهایی را که در این امر به شما کمک میکند آورده ایم:

این اندازه ها را برای کامپیوتر های زیر استفاده کنید:
این توصیه ها را بخوانید:برای یو پی اسups ای که درنظر دارید، توصیه های سازنده را برای دستگاههایی که قرار است مورد پوشش قرار بگیرند در نظربگیرید. آنها را با منابع تغذیه ای که میخواهید پوشش دهید مقایسه کنید ویک نتیجه معقول بگیرید. اگر بخش فروشیو پی اس upss گفت: “ایده آل برای یک کامپیوتر کوچک  رومیزی” وشما میخواهید آنرا برای یک کامپیوتر بزرگ با دو پردازشگر که کارگرافیکی انجام میدهد استفاده کنید، احتمالاً به مشکل خواهید خورد.
آزمایش ups :بهترین روش برای تعیین توان یو پی اسups اینست که اگر بتوانید آنرا تست کنید. اگر دوستی دارید که یو پی اسups ای تقریباً به اندازه آنچه که شما نیاز دارید دراختیار دارد، آنرا قرض بگیرید، باتریهایش را کاملاً شارژ کنید، دوشاخه دستگاه خود را به خروجی upsیو پی اس وصل کنید وببینید که چه مدت دستگاه شما روشن میماند قبل از اینکه یو پی اسups خاموش شود.(واضح است که این عمل را وقتی که فایلی با اطلاعات مهم باز است نباید انجام دهید).
اگر ups یو پی اسبدون هیچ مشکلی کار کرد و به شما اجازه داد که کار خود را ذخیره کنید، میتوان به آن اطمینان کرد.محافظه کار باشید:درمورد ups یو پی اسبهتر اینست که ظرفیت آن کمی بیشتر از مورد نیاز باشد تا کمی کمتر.وقتی که مطمئن شدید یو پی اسups شما ظرفیت لازم را برای برآورده شدن نیاز سخت افزاریتان دارد، مطلب بعدی زمان پشتیبانی یو پی اسupsاز سیستم شما میباشد. شما به چه مدت زمان نیاز دارید؟ مهمترین هدفیو پی اس upss اینست که  شما انرژی کافی در اختیار داشته باشید تابتوانید با اطمینان سیستم خود راخاموش کنید. هر زمانی بیش از آن “استفاده نامشروع” است. بنابراین میتوان گفت که شما با استفاده ازupsیو پی اس باید  بتوانید در زمان قطع برق برای مدت بسیار کوتاهی کارکنید ولی اگر بخواهید زمان بیشتری را جهت کار باسیستم خود در اختیار داشته باشید(برای زمانهای قطع برق طولانی) مطمئناً باید پول بیشتری بپردازید. برای افزایش زمان استفاده از یو پی اسups، وسایل غیرضروری را به آن وصل نکنید.برای مثال وسایل جنبی کامپیوتر مانند پرینتر، نیازی نیست که به upsیو پی اس وصل شوند.اکثر سازندگانیو پی اس ups جداولی را فراهم نموده اند که زمان تئوری کارکرد ups یو پی اسرا برای بارهای مختلف نشان میدهد.موضوع مهمی که باید در نظر گرفته شود اتصال مانیتور به یو پی اسups است. خاموش شدن مانیتور در هنگام قطع برق باعث از بین رفتن اطلاعات نخواهد شد بنابراین لزومی ندارد که مانیتور به upsیو پی اس وصل باشد. اگرچه وقتی که برق میرود اگر کامپیوتر شما روشن باشد ولی مانیتور  خاموش شود چگونه میتوانید بفهمید که چه میکنید وآیا توانسته اید اطلاعات خود را ذخیره نمایید؟
مانیتورها بخصوص در سایز های بزرگ مقدار قابل توجهی انرژی مصرف میکنند، بنابراین هنگام انتخابیو پی اس ups به این موضوع توجه داشته باشید.منبع مرکز تحقیقات الکترونیک فطروسی
  یو پی اس – خانگی
WWW.PEG-CO.COM
۱۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
یو پی اس برای مصارف خانگی  
 
لوازم خانگی معمولا دارای مصارف برق زیادی نمی باشند و بجز بخش مربوط به روشنایی و سرمایش و گرمایش که بمدت طولانی تری استفاده میشوند، بقیه وسایل بطور متناوب و کوتاه مدت روشن میشوند مانند لوازم صوتی و تصویری، لپ تاب، رایانه، لوازم آشپزخانه . بعلاوه اغلب وسایل برقی بویژه لوازم صوتی و تصویری نسبت به نوسانات برق حساس می باشند و خطر آسیب دیدن و سوختن آنها وحود دارد.لوازم برقی برای برق ورودی ۲۲۰ تا ۲۴۰ ولت طراحی میشوند و سیستمهای ذخیره انرژی باید قابلیت تولید برق متناوب با ولتاژ استاندارد را داشته باشند. سیستمهای یو پی اس مورد استفاده مصارف  خانگی باید دارای قابلیت تنظیم مدولار باشند تا حداکثر تطابق با مصارف متغیر خروحی در طول شبانه روز را داشته باشند. همچنین قابلیت مانیتورینگ مصرف سیستم و نوسانات یرق ورودی توسط پورت هوشمند و اتصال به نرم افزار پر قدرت UPS wing از جملهه ویژگیهای مورد نیاز برای  سیستمهای خانگی است.
استفاده از در ساعات کم مصرف مانند ساعات نیمه شب و صبح زود و استفاده از آن در ساعات پیک مصرف علاوه بر کاهش هزینه برق مصرفی خانوار موحب بهینه شدن برق مصرفی و افزایش عمر لوازم برقی خانه میشود.
نصب یو پی اس
فروش یو پی اس
طراحی یو پی اس   باتری در یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۱۷ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 

اطلاعات لازم برای انتخاب باطری یو پی اس مناسب
 
بطور کلی باطری های با قابلیت شارژ مجدد برای دستگاههای باید در نظر گرفته شوند اما برای انتخاب نوع باطری یو پی اس مناسب یکسری نکات و یا میتوان گفت محدودیت هایی وجود دارند که باید در انتخاب نوع آنها را مد نظر قرار داد. این نکات عبارتند از:۱٫    عوامل محیطی•    رطوبت: در فضاهای کاری که رطوبت بیش از حد معمول است میبایست از راهکارهایی نظیر Epoxy برای متعادل کردن رطوبت هوا استفاده کرد تا آسیبی به ترمینال و اتصالات ها و سایر تجهیزات وارد نشود.•    دما: متوسط دمای محیطی که قرار است و باطری یو پی اس در آن فضا نصب شود و همچنین حداقل دما (دمای زیر صفر) و حداکثر دمای محیط (بالای ۴۰۰ درجه سانتی گراد)از عوامل مهم در انتخاب نوع است. در دمای هوای خیلی بالا یا خیلی پایین معمولا از نوع نیکل کادمیوم استفاده میشود. های نیکل کادمیوم طول عمر بالاتر و اما قیمت تمام شده بیشتری در مقایسه با سرب اسیدی دارد. سرب اسیدی دمای صفر تا ۴۰ درجه سانتیگراد را پوشش میدهد.•    تاثیرات زیست محیطی:گاهی موارد با توجه به مواد و ذرات موجود در محیط و نیز اثرات گازهای متصاعد شده از باطری یو پی اس، میبایست از Sealed استفاده کرد. در Sealed عملیات شارژ و دشارژ باطری در یک خانه سلولی سر بسته انجام میشود و ازاین رو عملکرد نرمال باطری یو پی اساثرات زیست محیطی نداشته و امکان نصب در محیط های کاری را دارا میباشند.۲٫    جزئیات فیزیکی باطری یو پی اس•    سایز و حجم  : گاهی اوقات ابعاد باطری یو پی اس به جهت میزان فضای اختصاص داده شده برای باطری، چیدمان و در دسترس بودن راحت آن، از نکات مهم در انتخاب نوع بحساب می آید.•    وزن : گاهی مواقع بخصوص در کاربردهای پرتابل وزن از پارامترهای مهم در انتخاب نوع بشمار می آید.•    انتخاب  از نوع عدم نیاز به نگهداری و سرویس دوره ای نیز از عوامل مهم در انتخاب نوع بشمار می آید.•    راندامان چرخه شارژ و دشارژ بخصوص در مواردی که منابع انرژی کمی در دسترس است بسیار مهم است.۳٫    عوامل مربوط به شارژ و دشارژ باطری یو پی اس•    عوامل مربوط به شارژ باطری یو پی استمامی باطری های قابل شارژ (ثانویه) برای شارژ مجدد محدودیت ها و مسائل قابل توجه خاص خود را دارند که باید مدنظر قرار گیرند. توجه به این عوامل سبب میگردد از شارژر های مناسب با نوع استفاده کرد ازاین جهت استفاده از هر نوع شارژر در کاربردهای مختلف امکان پذیر نیست. بنابراین در صورت تعویض به هر دلیلی، تعویض شارژر باطری یو پی اس نیز الزامیست.
•    عوامل مربوط به دشارژ باطری یو پی اسیک پارامتر تعیین کننده در مدت زمان برق رسانی و نیز عمر مفید آن میباشد. درصورت کم بودن میزان این نسبت، میتواند میزان بیشتری از انرژی شیمیایی خود را به جریان الکترکی تبدیل کند. ازاین رو باطری های ثانویه بعنوان یک منبع تامین انرژی کاربردهای گوناگونی در صنایع مختلف دارند تولید باطری های مختلف برای تامین انرژی در کاربردهای گوناگون الزامی گشته است.۴٫    صرفه اقتصادی و طول عمر باطری یو پی اسبا مد نظر قرار دادن طول عمر باطری یو پی اس و کسب اطمینان از عملکرد صحیح آن در اغلب موارد  قیمت باطری یو پی سی از عوامل مهم در خرید نوع آن است.   نگهداری از باتری یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۱۶ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
   
نگهداری باطری یو پی اس UPS  
   باطری ها از مهمترین اجزاء تشکیل دهنده یوپی اس محسوب می شوند و به هنگام خارج شدن منبع  توان ورودی از محدوده مجاز و یا قطع کامل آن ، توان مورد نیاز خروجی توسط اینورتر و انرژی ذخیره شده باطری تامین می گردد. معمولا باطریها با دو مشخصه آمپرساعت و ولتاژ معرفی می شوند . باطری های مورد استفاده در سیستم های یوپی اس معمولا از نوع سیلدلیداسید انتخاب می گردند .  باطری های سیلد لیداسید در این باطری ها به دلیل ساختار فیزیکی و شیمیایی امکان ریزش اسید و متصاعد شدن گاز به خارج وجود ندارد و اسید در آنها کاملا مهار شده است . از مزایای این باطریها می توان به Maintenance free بودن آنها اشاره کرد ( نیاز به سرویس و نگهداری ندارند ) . این باطری ها را می توان در دشارژهای عمیق مورد استفاده قرار داد . جهت رسیدن به بیشترین کارآیی ، ضروری است عوامل موثر بر طول عمر باطری های VRLA را مورد بررسی قرار دهیم : توجه : شرکت های تولید کننده باطری ، مقادیر و نمودارهای متفاوتی را در زمینه, storage, service life, DOD …. برای مدل های گوناگون باطری ارائه می دهند ، بنابراین, به منحنی های مرتبط با باطری های مورد استفاده خود توجه نمایید . بدیهی است بایستی فروشنده باطری ، خریدار را از این نکات آگاه نماید . • نگهداری و استفاده از باطری در دمای حدود ۲۰ ( تهویه محفظه باطری و یا اتاق در نظر گرفته می شود. بهترین دما جهت استفاده و کارکرد باطری ، دمای حدود ۲۰ درجه سانتیگراد است. همان طور که در نمودار فوق مشاهده می شود به ازای افزایش دما از ۲۵ به ۳۵ درجه سانتیگراد ، حدود ۵۰% از طول عمر باطری کاسته می شود. از اینرو توصیه می شود علاوه بر مراقبت دمای محیط و رعایت تهویه مناسب از قرار دادن باطریها درکنار تجهیزات گرما زا ، تابش مستقیم نور خورشید و مکانهای بسته نظیر کمد خودداری شود . حداقل فاصله باطریها از موانع جانبی مانند دیوار ، دستگاه یوپی اس و…۱۰ سانتی متر در نظر گرفته شود . • DOD (Deep Of Dischargee) دفعات و عمق دشارژ نمودارهای DODD مربوط به هر باطری ملاحظه و در نظر گرفته شود بدیهی است هر چه دفعات و عمق دشارژ بیشتر باشد طول عمر باطری کاهش می یابد. نمودار فوق نشان می دهد در صورت تخلیه و دشارژ باطری تا ۱۰۰% ظرفیتش و شارژ مجدد آن ، پس از ۲۵۰ بار ، باطری مذکور غیر قابل استفاده خواهد بود . اما در صورتی که تخلیه و دشارژ باطری هر بار تا ۳۰% ظرفیت باطری اتفاق بیافتد ، این عمل تا حدود ۱۲۰۰ بار قابل اجرا می باشد . البته این نمودار در صورتی معتبر است که دمای محیط حدود ۲۵ درجه سانتیگراد بوده و شارژر نیز از مشخصه های کاری خوبی برخوردار باشد . • شرایط نگهداری و انبارداری باطری طبق نمودار فوق مشاهده میشود که هرچه دمای محیط نگهداری باطری کمتر باشد مدت زمان نگهداری آن بیشتر خواهد بود . با فرض این که ظرفیت باطری ها در زمان اولیه نگهداری ، ۱۰۰% باشد با گذشت زمان و یا افزایش دمای محیط ، ظرفیت باطری ها کاهش می یابد . مثلا طبق نمودار فوق در صورت نگهداری باطری در دمای ۴۰ درجه سانتیگراد به مدت ۴ ماه ، ظرفیت باطری به ۶۰% ظرفیت کل آن خواهد رسید و در صورت عدم توجه به این مطلب و گذشت زمان ، امکان شارژکردن و رسیدن باطری به ۱۰۰% ظرفیت اولیه نخواهد بود و باطری ها در این حالت آسیب دیده محسوب می شوند.   نکات اساسی در هنگام نصب یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۱۱ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی       نکاتی که در هنگام نصب یو پی اس باید رعایت شود ۱- محل نصب می بایست تمیز و عاری ازگرد و غبار باشد . از آنجایی که کانکتورهای الکتریکی بکار رفته در دستگاههای یو پی اس و ادوات الکترو مکانیک نظیر فن و کلیدهای گردان و…  نسبت به گرد و غبار حساس هستند می بایست محل نصب عاری از گرد و غبار باشد . همچنین این گرد و غبار پس از قرار گرفتن برروی ادوات قدرت از تبادل حرارتی آنها کاسته ودر نتیجه طول عمر آنها را کاهش خواهد داد. ۲- بهتر است UPS را در محل کاملاً  افقی قرار دهید . همچنین از استحکام مکانیکی محل نصب یو پی اس و عدم احتمال سقوط آن اطمینان حاصل کنید . ۳- دراطراف دستگاه UPS ، سوراخهایی جهت تهویه هوا در نظر گرفته شده است بنایراین می بایست حداقل فاصله ادوات مجاور برای دستگاههای تا ۵KVA ،  ۲۰cm  و برای دستگاههای با توان بین ۵KVA  تا ۱۵ KVA ، ۴۰cm و برای دستگاههای بزرگتر ۸۰cm در نظر گرفته شود . ۴- UPS را در محل های مرطوب یا محلی که احتمال ریختن مایعات برروی آن وجود دارد نصب نکنید . ۵-UPS   در محلی نصب گردد که دمای آن کمتر از C ْْ۴۰  و باتریها در محلی نصب شود که دمای آن کمتر از C ْْ۳۰  باشد برای دستگاههای دارای باتری داخلی دمای محیط بایستی کمتراز C ْْ۳۰   باشد . در صورت عدم رعایت محدوده دمایی فوق عمر دستگاه و باتری یو پی اس به شدت کاهش می یابد . اگر UPS در محیط دارای رطوبت انتقالی از زمین نصب میشود (همچون مناطق شمالی و یا جنوبی کشور ) محل نصب بایستی دارای ارتفاع حداقل ۳۰cm (دارای پایه) از سطح زمین باشد . از قراردادن هر گونه شیئبر روی UPS خودداری کنید . قراردادن شیئ خارجی ، تبادل حرارتی بین UPS و محیط را کاهش و طول عمر دستگاه و باتری را کاهش خواهد داد . در هنگام نظافت دستگاه UPS دقت کنید کلیدهای روشن ، خاموش ، تست و دیگر کلید و فیوزهای جلو و پشت دستگاه بصورت تصادفی از حالت نرمال خود خارج نشوند . سیم کشی دستگاههای مصرف کننده توسط افراد مجرب و بصورت جداگانه برای هر یو پی اس انجام شود. ۱۰-از آنجایی که داخل دستگاه UPS ولتاژهای مختلفی که برای انسان خطرناک یا مضر هستند وجود دارد از باز کردن درب دستگاه جداً خودداری کنید و در صورت نیاز به سرویس با فروشنده و یا تعمیرکار مجرب دستگاه تماس بگیرید . ۱۱-دقت کنید به خروجی دستگاه UPS ، پرینتر لیزری ، پرینترهای سوزنی A3 ، کولر گازی ، پول شمار ، مهتابی ، جاروبرقی ، سماور یا کتری برقی و بصورت کلی دستگاههای دارای مصرف بالا وصل نشود . ۱۲- از دست زدن به فیوز و کلیدهای داخل تابلوی UPS  خودداری کنید . دقت کنید درب تابلوی UPS  همواره بسته و دسترسی به داخل تابلو فقط توسط افراد واجد صلاحیت امکان پذیر باشد . توصیه هایی در ارتباط با بهره برداری از U.P.S هنگام خاموش کردن UPS از خاموش بودن تجهیزات و دستگاههای متصله اطمینان حاصل کنید، سپس نسبت به خاموش کردن دستگاه و یا قطع کابل مصرف کننده ها اقدام کنید . دستور العمل خاموش کردن هر دستگاه را از روی دفترچه راهنما مطالعه و مطابق آن اقدام کنید . جهت جابجاکردن UPS ابتدا آن را خاموش ، کابلهای برق و باتری یو پی اس و رابط های ۲۳۲  RS  یا هرگونه اتصال دیگر را از UPS جدا و سپس نسبت به جابجایی اقدام کنید . جهت راه اندازی مجدد مطابق دفترچه راهنمای دستگاه اقدام کنید . در صورت عدم نیاز بلند مدت به UPS ، دستگاه  را خاموش نکنید ،  ممکن است باتریهای دستگاه در اثر عدم شارژ دچار آسیب شوند . در صورتی که به هر دلیل اصرار بر خاموش کردن دستگاه برای دراز مدت است حتماً باتریها را از UPS جدا کنید ( حداکثر برای یک ماه ) و یا با تکنسین مجرب در این زمینه مشورت کنید . در صورتی که برق شبکه محل نصب به مدت طولانی قطع نشده است ( بیش از یک ماه ) عمل قطع برق را بصورت دستی از طریق فیوز ورودی دستگاه UPS انجام دهید .  دقت کنید در هنگام این تست تجهیزات بسیار حساس روشن نباشند و ترجیحاً کامپیوترها را در حالت Setup متوقف کرده باشید . سپس تجهیزات را در حال عملکرد عادی قرارداده و زمان پشتیبانی را تا هنگام شنیدن آلارم باتری اندازه گیری کنید تا از صحت عملکرد UPS و باتری اطمینان حاصل نمائید . ( پس از شنیدن آلارم باتری برق ورودی را وصل کنید . ) در صورت استفاده از باتری سرب اسیدی تر ، بصورت ماهانه سطح آب اسید باتری را کنترل کنید . اتصالات باتری یو پی اس و رابط های بین باتری و دستگاه را از نظر وجود سولفاته هر دو ماه یک بار چک کنید در صورت وجود سولفاته با تکنسین مجرب و یا فروشنده جهت سرویس تماس بگیرید . در صورت نیاز به تغییر وضعیت کلید گردان تابلو از حالت یو پی اس  به برق شهر ، قبلاً از خاموش بودن تجهیزات متصله اطمینان حاصل کنید . هیچگاه رابط های سریال و شبکه را در حالت روشن بودن UPS و یا کامپیوترها ، متصل و یا جدا نکنید چرا که احتمال آسیب رسیدن به کامپیوتر ها و یا UPS وجود دارد . در صورتی که از دستگاههای دارای رابط Back to Back  جهت اتصال معرف کننده ها به خروجی UPS استفاده می کنید دقت کنید مصرف کننده ها بین این خروجی ها تقسیم شده باشند ، در غیر اینصورت با فروشنده و یا سرویس کار مجرب تماس بگیرید منبع:/batterysell.net   یو پی اس – دندانپزشکی
WWW.PEG-CO.COM
۳۰ بهمن ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی یو پی اس برای تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی
برق شهر دارای نوسانات ولتاژ متفاوتی است که این نوسانات می توانند برای دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی مضر باشند به طوریکه حتی باعث آسیب دیدن جدی دستگاه ها می شوند. این امر در تجهیزات حساسی همچون تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی بیشتر مشاهده می شود.
 
قطع برق یکی از عوامل مهم ایجاد وقفه و تاخیر در فعالیت های کلینیک ها و مطلب های پزشکی مخصوصا دندانپزشکی است. از آنجایی که اکثر تجهیزات دندانپزشکی از جمله یونیت ، کمپرسور ،آمالگاماتور ، اتوکلاو ، ساکشن و … با قطع برق کارآیی خود را از دست داده و موجب توقف کار  دندانپزشک می گردند.
برای جلوگیری از این مشکل استفاده از یک منبع ذخیره برق که دارای استابلایزر برای جلوگیری از نوسانات ولتاژ هم باشد بسیار ضروری است ،  یو پی اس با ذخیره برق در زمان روشنایی ، توانایی تامین انرژی مورد نیاز برای تمامی تجهیزات ضروری دندانپزشکی در زمان قطعی را دارند.      یو پی اس علاوه بر تامین برق در زمان خاموشی ، با فیلتر کردن نوسانات موجود در برق شهری ( که یکی از  علت های اصلی آسیب دیدن دستگاه ها است ) باعث افزایش طول عمر تجهیزات پزشکی شده و آنان را در مقابل خطرات ناشی از شوک های ناشی از تغییرات ناگهانی ولتاژ و جریان ، محافظت می کند.
برای اینکه بتوان از یک یو پی اس در مرکزی استفاده کرد نیاز است تا توان مصرفی تجهیزات و دستگاه های برقی که قرار است به یوپی اس متصل شوند را برآورد کرد ، حال برای یک مطب دندانپزشکی که در زمان قطع برق نیاز به  فعالیت دستگاههای یونیت ، کمپرسور و آمالگاماتور  را  دارد می توان از یک یو پی اس  ۱۰KVAA استفاده نمود ( معمولا دستگاه های ضروری و مهم که قرار است هنگام قطعی برق حتما کار کنند را به UPS متصل می کنند ) ،تعداد باتریها هم بر اساس زمان  قطعی برق قابل محاسبه میباشد.
سیستم یو پی اس در دندانپزشکی
یو پی اس با بانک باتری سیلد اسید جهت یونیت دندانپزشکی
کارایی بالای یو پی اس در یونیت دندانپزشکی   افزایش طول عمر یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۳۰ بهمن ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
برای نگهداری صحیح و افزایش طول عمر یو پی اس چه نکاتی را باید رعایت نمود؟
رعایت نکات زیر موجب می گردد تا یو پی اس شما بیشتر عمر کند :
۱- انتخاب توان بالاتر از نیاز باعث می شود که یو پی اس (UPS) در حداکثر توان خود کار نکرده منجر به افزایش طول عمر آن می شود . (نحوه انتخاب یو پی اس )
۲- یو پی اس آنلاین به دلیل کار کردن دایمی کلیه قطعات دارای فرسودگی بیشتر است لذا در صورت برآورده شدن نیاز و یا کم بودن توان مصرفی بهتر است از نوع یو پی اس آفلاین یا یو یی اس لاین اینترکتیو (بادر تظر گرفتن شرایط دیگر)استفاده شود.این کار منجر به کاهش هزینه نیز می  گردد.
۳- دما وشرایط کاری مناسب مطابق با کاتالوگ دستگاه.
۴-چک آپ دوره ای : بررسی دوره ای نیز می تواند به طول عمر یوپی اس کمک نماید .
۵-حداقل استفاده از بارهای الکترو موتوری هم توان دستگاه یو پی اس
۶- جلوگیری از دشارژ عمیق باتری یو پی اس
    تعمیر و نگهداری یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۲۷ بهمن ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
   
۱) بازرسی سیستم اصلی یو پی اس 
بازرسی سیستم های کوچک و متوسط یو پی اس حداقل باید سالانه صورت گیرد و این بازرسی در سیستم های بزرگ و بسیار بزرگ باید شش ماهه انجام می گیرد. با انجام این نوع از بازرسی و تعمیر و نگهداری بر اساس یک برنامه منظم، درصورت بروز مشکلات، قبل از تاثیر گذاشتن هر مشکلی بر روی سیستم آنها شناسایی شده و رفع و اصلاح می گردند. شرکت سازنده باید راهنمایی های لازم را در مورد این نوع از بازرسی ها در اختیار خریدار قرار دهد.
۲) بازرسی سیستم های جزئی یو پی اس
بازرسی سیستم های جزئی باید پس از ۵ ماه از یک بازرسی مهم سالانه یا پس از ۳ ماه از بازرسی های کلی شش ماهه انجام گیرند، مگر اینکه یک نیاز مکرر توسط سازنده توصیه شود در اینصورت باید بازرسی های مکرر از سیستم یو پی اس مطابق راهنمای تولید کننده ارائه شود. در بازرسی سیستم های جزئی باید حداقل چهار مورد اول ذکر شده تحت بازرسی عمده صورت گیرند.
۳٫ تعمیر و نگهداری اصلاحی یو پی اس
همه UPS ها معمولا دارای مرحله ای از توانایی تشخیص می باشند که این سیکل میتواند شامل  نظارت باتری نیز باشد. این توانایی تشخیص، همراه با یک پیگردی منظم نوعی تعمیر و نگهداری جهت جلوگیری از خرابی سیستم ها می باشد. یک برنامه منظم تعمیر و نگهداری سیستم یو پی اس باعث می شود ایجاد مشکلات جدی در طول زمان به حداقل برسد.
۴ تشخیص مشکلات قریب الوقوع یو پی اس
پرسنل عامل و همچنین پرسنل تعمیر و نگهداری باید از شرایطی که منجر به بروز مشکل در آینده خواهند شد آگاهی کافی داشته باشند و آنها را شناسایی کنند. پرسنل تعمیر و نگهداری باید تمیز و خشک بودن تجهیزات،اتصالات سیستم یو پی اس محل سیستم ها و تهویه محل مورد نظر و… را بررسی کنند.
۵ روش های عیب یابی یو پی اس
روش های عیب یابی یو پی اس باید مطابق دفترچه راهنمای شرکت سازنده بررسی گردند. در صورتی که آلارم ایجاد شده شناسایی نشود و نتوان با روش های عیب یابی آنرا تشخیص داد باید با محل مورد نظر یا نماینده خدمات تماس حاصل گردد. هر سازنده ی یک سیستم مشخص، برای خود دفترچه راهنمای خاصی دارد که با ایجاد یک آلارم ، اقدامات لازم برای حذف آن خطا ی ایجاد شده، تنظیم گردیده است. روش های عیب یابی برای مشکلاتی از قبیل اضافه ولتاژ، کاهش ولتاژ، دشارژ باتری، خرابی فیوز اینورتور، خرابی فرکانس، افزایش دما، قطع برق شهری، خرابی فیوز یکسوساز و ساعت و…. تعیین شده است.

یو پی اس(منبع تغذیه بدون وقفه)

  یو پی اس(منبع تغذیه بدون وقفه)
WWW.PEG-CO.COM
۲۰ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
 
همه چیز درباره یو پی اس
سر فصلها
فرق یو پی اس UPS هایOff Line,Line Interactive,On Line در چیست؟چگونه یو پی اس UPS مناسب خود را انتخاب کنیم؟چگونه زمان برق دهی(Back Up) را برای باتری ها محاسبه کنیم؟انواع باتری های قابل استفاده در UPS یو پی اسکدامند؟در صورتی که بخواهیم UPS یو پی اسبا ژنراتور سنکرون گردد چه نکاتی را باید رعایت نماییم؟در انتخاب باتری با طول عمر مورد نیاز چه نکاتی راباید رعایت کرد؟UPS یو پی اسکدام کشورها دارای کیفیت بالا می باشد؟(سازندگان کدام کشورها از معروفیت برخوردارند؟)باتری های کدام کشورها معروف بوده و علت آن چیست؟قبل از نصب چه موارد ایمنی باید رعایت گردد؟محل مناسب برای UPS یو پی اسو باتری باید دارای چه ویژگی هایی باشد؟مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد و چه نکات ایمنی باید رعایت گردد؟مشخصات خروجی UPS یو پی اسچیست و چه وسایلی می توان به آن وصل نمود؟چه وسایلی را نمی توان به UPS یو پی اسوصل نمود؟چه مواردی در UPS یو پی اسباید مرتب بازبینی شود؟عوامل موثر در افزایش طول عمر UPS یو پی اسو باتری چیست؟انواع رابط کامپیوتری و نرم افزار در UPS یو پی اسکدام است؟کارت SNMP چیست وچه ویژگی هایی دارد؟آیا امکان تنظیم پارامترهای UPS یو پی اسوجود دارد؟
فرق UPS هایOff Line,Line Interactive,On Line در چیست؟

یو پی اس چیست ؟یو پی اس برگرفته از مجموعه کلمات Uninterruptible power supply است که دستگاهی الکترونیکی است که به منظور تأمین پیوسته انرژی برای دستگاههای مصرف کننده که به اختلافات موجود در شبکه و قطع برق حساس بوده و جزء مجموعه های کامپیوتری ، مخابراتی ، کنترل ، ابزار دقیق و آزمایشگاهی و بیمارستانی می باشد .دستگاهی الکترونیکی است به منظور تامین پیوسته انرژی برای دستگاه‌های مصرف کننده که به اختلالات موجود در شبکه و قطع برق حساس بوده و به دلیل ضرورت و حساسیت‌های فوق العاده زیاد جزو تجهیزات حیاتی مجموعه‌های کامپیوتری، مخابراتی، کنترل و ابزار دقیق، ازمایشگاهی و بیمارستانی می‌باشند.کاهش یا افزایش ناگهانی ولتاژ، تغییر فرکانس، انواع اعوجاج لحظه ای یا دایم، نمونه‌هایی از مشکلات ایجاد شده بر روی شبکه‌های برق شهری می‌باشند. دستگاه های الکترونیکی پیشرفته و حساس (نظیر سیستمهای کامپیوتری، تجهیزات مخابراتی و پزشکی) با توجه به کاربردهای ویژه و حساسی که دارند نیازمند تجهیزات ضروری مانند منبع تغذیه بدون وقفه و نسبتا دقیق بوده تا ولتاژ و فرکانس ثابت و قابل اطمینان را تامین نماید.دستگاه UPS یو پی اساز وسایل ضروری کامپیوترها محسوب می‌شود. به عنوان مثال در صورت وجود کوچکترین اغتشاش در برق شهر بخش کنترل کامپیوتر، با تولید یک پالس موجب خاموش و روشن شدن مجدد (Restart) کامپیوتر می‌‌گردد. لذا با این عمل اطلاعاتی که در حافظه RAM سیستم وجود دارد، از بین رفته و زیان های جبران ناپذیری به کاربر وارد شده و حاصل کار کاربر در چند لحظه از بین می‌رود.در مورد سایر سیستم‌های حساس نظیر دستگاه‌های مخابراتی و شبکه‌های اطلاعاتی نیز با قطع یا تغییر مشخصات منبع تغذیه، هماهنگی بخشهای مختلف دستگاه بهم خورده و بر اثر قطع و وصل‌های متوالی، علاوه بر صدماتی که به قطعات دستگاه وارد می شود، عملکرد کل سیستم با اختلال مواجه می‌گردد. با توجه به مطالب فوق، نیاز به وجود دستگاهی که بتواند جایگزین مناسبی برای برق شهر در مواقع اضطراری گردیده و با حذف اختلالات شبکه تغذیه مدارات حساس را بر عهده گیرد، نمایان می شود.این دستگاه جهت استفاده کاربران، انرژی DC را به AC تبدیل می کند. لازم به ذکر است که در مواقع قطع برق میتوان از ژنراتوهای AC جهت تغذیه دستگاه‌ها استفاده نمود ولی این منابع با توجه به مشکلاتی نظیر شناور بودن ولتاژ و فرکانس، حجم بزرگ، الودگی صوتی، دودزا بودن، زمان طولانی وصل شدن بعداز قطع برق و لزوم سرویس و باز بینی دایمی عملا کاربردی در دستگاه‌های حساس ندارد. دستگاه‌های UPS یو پی اسبا ابعاد کوچک و بدون نیاز به سرویس دایمی و بدون ایجاد آلودگی‌ها با تثبیت ولتاژ و فرکانس، وسایل بسیار مناسبی جهت حفاظت سیستم‌ها در مقابل اختلالات برق شبکه می‌باشد.به منظور افزایش مدت زمان برق ‌دهی در یو پی اس ها از کابینت باتری مجهز به باتری استفاده می‌باشد.

بطور کلی منبع تغذیه بدون وقفه ( یو پی اس ) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامد (SOLID – STATEE) که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده واز بروزاختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند :
مدل یو پی اس ها از لحاظ ساختار طراحی در یکی از سه حالت , Line interactive ,Off-line On-line قرار می گیرند . صرفنظر از طراحی خاص هر یک ، چند ویژگی مهم در تمامی یو پی اس ها  مشترک است . همه آنها دارای باتری هستند و تا زمانی که برق شهر قابل استفاده است انرژی را در باتریها ذخیره می کنند و پس از قطع برق شهر انرژی باتری را به جریان متناوب ((AC تبدیل می کنند . بنابراین تمام سیستمها باید دارای شارژ باتری و مدار اینورتر باشند . همچنین تمام یو پی اس ها دارای یک سیستم Bypass هستند که همراه با یک سوئیچ در خروجی وسیله ارتباط با Loadd را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر فراهم می کنند . در بسیاری از موارد مدار سوئیچ خروجی با به کاربردن سوئیچهای استاتیک تکمیل می شود . البته در یوپی اس های توان پایین این کار به وسیله رله انجام  می گیرد .
سیستم off – line
در یو پی اس مدل Off-line بارهای حساس از مسیر By pass انرژی دریــافت می کنند و اگـر تغذیـه مسیر By passs قطع شود یا ولتاژ آن خارج از محدوده قابل قبول و مجاز قرارگیرد ، مسیر اینورتر جایگزین آن می شود . در طی عملکرد عادی دستگاه ، هراختلالی که در محدوده قابل قبول ولتاژ Bypass باشد به بار منتقل می شود . اگر چه در بسیاری از مدلهای این یو پی اس در مسیر  Bypass خود تا حدودی از افزایش شدید و ناگهانی ولتاژ (spike ) جلوگیری می کنند و ***** های  RF (فرکانس رادیویی ) در مسیر Bypass آنها وجود دارد .
در شرایط عادی شارژر باتری به طور مداوم کار می کند تا باتریها را کاملا آماده نگهدارد . در برخی ازیو پی اس ها ممکن است اینورتر خاموش باشد تا راندمان کلی دستگاه افزایش یابد ، اگر چه  قسمتهای کنترل الکترونیکی آن به منظور عملکرد سریع اینورتر همواره فعال می باشند.
اگر ولتاژ Bypass از حداقل مجاز پایین تر رود ، اینورتر بلافاصله شروع به کار کرده و بار به وسیله سوئیچ استاتیک ( یا رله خروجی ) به اینورتر منتقل می شود با توجه به این که مراحل انتقال پس از قطع ولتاژ Bypassآغاز می شود وقفه اجتناب ناپذیر در تامین انرژی بار روی می دهد ، اگرچه این وقفه کوتاه به اندازه ۱۰~۲میلی ثانیه است
لازم به ذکراست که اکثربارها به نحو مطلوب و بی آنکــه متحمل اثـرات مضـری شـوند این زمان را پشت سر می گذارند و با عادی شدن وضع برق شهر بار مجددا به مسیر Bypass منتقل می شود.

برخی از مشکلات موجود در برق شهر :
Power failure-1 : (قطع برق) : عبارتست از قطع کامل جریان برق۲- power surge : (افزایش ولتاژ لحظه ای) : عبارتست از افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی۳- power sag : (افت ولتاژ لحظه ای) :عبارتست از کم شدن دامنه ولتاژ برق شهر برای چند سیکل متوالی۴- over voltage : (افزایش طولانی ولتاژ) : افزایش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی۵ – under voltage : (کاهش دامنه ولتاژ) : کاهش دامنه ولتاژ برق شهر برای مدت طولانی۶- spik/transilent : (نوسانات شدید لحظه ای) : نوسانات سریع و ناگهانی ولتاژ۷- noise : (نویز الکتریکی) : معمولاً توسط منابع تغذیه کامپیوترها و یا امواج رادیویی و مغناطیسی ایجاد می شود .۸- frequency variniation : (تغییرات فرکانس) : تغییرات در فرکانس برق شهر۹- Harmonics : (هارمونیکا) : یک موج اضافی با دانه کوچک که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی می باشد .

یو پی اس ها چند دسته هستند ؟دسته بندی یو پی اس ها غالباً در سه قسمت انجام می شود.۱-Off line۲-On line۳-Line interactive
Off line : این دسته از یو پی اس ها هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می شوند .
On line : در شرایط طبیعی ، تأمین خروجی در این نوع یو پی اس ها پس از تصحیح ورودی ( پاک  سازی ورودی از نویز و احیاناً سطح ولتاژ ورودی ) انجام می پذیرد تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی ، over load یا افزایش خارج از رنج دما ، یو پی اس به مد Bypasss می رود .
Line interactive : در شرایط عادی این یو پی اس ها ورودی از طریق Bypass به ترانسفورماتور  منتقل می شود در این هنگام ترانسفورماتور به عنوان شارژر عمل می کند و در نهایت از همین طریق خروجی AC تأمین می گردد .از مشخصات یک یو پی اس مناسب چیست ؟• حفاظت در مقابل رعد و برق و افزایش ناگهانی ولتاژ برق• حفاظت در مقابل برگشت ولتاژ روی دوشاخه ورودی در حالت استفاده از باتری• حفاظت در مقابل دو فاز شدن برق ورودی• حفاظت از دستگاه های مصرف کننده در مقابل تغییرات ولتاژ خروجی خارج از محدوده مجاز• حفاظت در مقابل تغییرات ولتاژ و فرکانس برق ورودی• حفاظت در مقابل افزایش بیش از حد دمای داخل دستگاه• حفاظت در مقابل نویزهای common mod موجود در برق شهر• حفاظت در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه خروجی• حفاظت در مقابل اتصال معکوس باتری• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه شارژر• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه باتری• حفاظت در مقابل تخلیه غیر مجاز باتری• حفاظت درمقابل ولتاژ بالا تر از حد مجاز شارژ باتری• حفاظت از خط تلفن ، فکس ، مودم و شبکه

باتری های چند دسته اند ؟۱- باتری خشک۲- باتری ژله ای۳- باتری اسیدی
که برای دستگاه یو پی اس بهترین نوع باتری خشک می باشد که مزایای آن عبارتست از : طول عمر بالا ، عدم نیاز به نگهداری و سرویس و عدم تولید بخار اسید.زمان برق دهی دستگاه یو پی اس چقدر است ؟زمان برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد :۱- تعداد سیستم ها و میزان بار۲- ظرفیت باتری مورد استفاده
که این زمان از ۵ تا ۷ دقیقه برای save اطلاعات و خاموش کردن سیستم شروع و تا بک آپ های بالا ادامه دارد
در ابتدا به تشریح برخی از اشکالات احتمالی و رایج در منبع توان ورودی نظیرافزایش سریع و ناگهانی ولتاژ (Spike) ، نویز (Noise)،افزایش ولتاژ لحظه ای (Surge) ، افت ولتاژ لحظه ای ( Sag ) ، هارمونیک(Harmonic) ،افت طولانی ولتاژ( Brownouts ) ، قطع برق شهر( Blackouts ) ،نوسانات فرکانسی Frequency variation) ) و زمان سوئیچینگ گذرا می پردازیم :
افزایش سریع و ناگهانی ولتاژ ( Spike )

spike ها ولتاژهای سریع ، ناگهانی و گذرا با طول زمانی کوتاهی هستند که می توانند به نواحی مثبت و یا منفی شکل موج اصلی برق اضافه شوند ، صاعقه ای که بصورت موضعی به زمین اصابت میکند بویژه زمانی که به کابلهای ارتباطی برق القاء شود از مهم ترین عوامل تولید این نوسانات میباشد. البته خارج شدن بارهای القایی و تجهیزاتی که جریانهای الکتریکی زیادی را Switch میکنند نظیر بارهای سلفی و خازنی ، یا بارهایی که بوسیله شرکت های برق Switch می شوند ، نیز می توانند سبب ایجاد اسپایک گردند . اسپایکها می توانند به اجزای الکتریکی خسارت وارد کرده یا آنها را از بین ببرند . مثلا براحتی وارد مدارات منبع تغذیه شده و سبب آسیب های سخت افزاری ونرم افزاری شوند.
نویز (Noise):
نویزها اغلب به دو صورت مد معمولی (normal mode)و مد مشترک (common mode) ظاهر میشوند. نویز حالت معمولی ، نتیجه اختلال بین ولتاژهای فاز به فاز و فاز به نول است ونویز حالت مشترک ناشی از بروز اختلال بین خطوط منبع وزمین می باشد.
نویزها سیگنالهای ناخواسته ای هستند که غالباً از چند میلی ولت تا چند ولت دامنه داشته و بر روی سیگنال های اطلاعات سوار شده و سبب تخریب یا ایجاد اختلال در ارسال اطلاعات (Hang کردن کامپیوتر) ، عملکرد نامطلوب دستگاههای حساس ، خرابی هارددیسک و حتی صفحه نمایش و …می گردند. موتورها ، پرینترهای لیزری، دستگاههای جوشکاری ،سیستمهای رادار ، فرستنده های رادیویی ، منابع تغذیه سوییچینگ و …می توانند مولد نویز باشند. لازم به ذکر است که در شبکه های کامپیوتری و سایتها ، مجاورت کابلهای شبکه(دیتا) با برق در صورتی که فاقد عایق یا روکش مناسب باشند نیز می تواند سبب ایجاد نویز و عواقب ناشی از آن گردد. البته کابل کشی مجهز به ارت استاندارد ،استفاده از دستگاههای یوپی اس با تجهیزات ارتینگ مناسب ( جهت به حداقل رساندن EMI یا تداخل الکترو مغناطیسی و RFI یا تداخل فرکانس رادیویی) و قرار دادن بارهای مصرفی در مکانهایی که حتی الامکان از منابع مولد نویز دور باشند ، میتواند به طور قابل ملاحظه ای از تاثیرات نا مطلوب نویزها بر عملکرد دستگاههای حساس بکاهد.
افزایش ولتاژ لحظه ای (Surge)عبارت است از افزایش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. Surge بر خلاف Spike چون از یک سیکل بزرگتر است مقدار ولتاژ متوسط را تغییر نمی دهد ، اما چون دارای زمان بیشتری است اثرات نامطلوبی را بر منابع تغذیه سوئیچینگ دارد و سبب کاهش طول عمر یا خرابی تجهیزات الکترونیکی می شود . علت عمده تولید آن علاوه بر رعد و برق خارج شدن بارهای الکتریکی بزرگ مانند الکترو موتورها از خطوط برق یا بروز نقص وخطا در تجهیزات تامین کننده برق منطقه ای میباشد .
افت ولتاژ لحظه ای ( Sag)
عبارت است از کاهش دامنه ولتاژ که برای مدت یک سیکل تا حدود یک دقیقه بروی خطوط انتقال به وجودمی آید. که این امر ناشی از شروع به کار کردن یک بار بزرگ با جریان بالا مانند دستگاههای تهویه یا موتورهای الکتریکی است.(لازم به ذکر است که یک موتور میتواند جریان راه اندازی بیشتر یا معادل ۶ برابر جریان نامی خود داشته باشد .) افت ولتاژ لحظه ای (sag) میتواند سبب خرابی تجهیزات ، ایجاد خطا در پردازش داده و یا از دست دادن اطلاعات شود .
هارمونیک(Harmonic)
هارمونیک یک موج اضافی بادامنه کوچک است که فرکانس آن مضربی از فرکانس موج اصلی باشد.
هارمونیکها عموماً توسط بارهای غیر خطی بوجود می آیند که از برق شهر جریان هایی غیرخطی با دامنه بالا می کشند . یکسو سازهای کنترل شده ، منابع تغذیه سوییچینگ و ماشین های الکتریکی را می توان بعنوان منابع ایجاد این نوع تاثیر نام برد . همچنین می توان به کامپیوترها ، دستگاههای فتوکپی ، پرینترهای لیزری و موتورهای دوار با سرعت متغیر نیز اشاره کرد.هارمونیکهای اضافی باعث بروز خطا در شبکه و افزایش حرارت دستگاهها می شوند.البته استفاده از تجهیزاتیکه منبع تغذیه آنها مجهز به مدار اصلاح ضریب توان ورودی باشد در کاهش هارمونیکهای اضافی بسیار موثر است .
افت طولانی ولتاژ( Brownouts )
Brownouts همانند Sag بوده با این تفاوت که طول مدت آن طولانی تر است ، افت ولتاژ طولانی ، اغلب به دلیل عدم توانایی تامین توان مورد نیاز ، توسط منبع اصلی تولید برق می باشد . البته مصرف کننده های بزرگ در ساختمان ومنطقه مانند سیستمهای تهویه مطبوع ویا گرمازا نیز می توانند باعث کاهش ولتاژ شبکه شوند . کاهش ولتاژ به مدت طولانی سبب ایجاد گرمای زیاد در موتورها و خرابیهای عمده ای در تجهیزات الکتریکی می شود.
قطع برق شهر( Blackouts )
عبارت است از قطع کامل جریان برق و در هنگام وقوع آن منبع نیروی برق کاملا از کار می افتد . این وضعیت در اثر بروز اشکال درتجهیزات خطوط نیرو ، حرارت ، طوفان همراه با رعد و برق و سایر شرایط پیش می آید و عواقبی چون از دست دادن اطلاعات وگاهی خرابی تجهیزات مصرفی را به دنبال دارد .
نوسانات فرکانسی ( Frequency variation)
به معنای تغییرات در فرکانس برق شهر یا منبع توان می باشد معمولاً این نوسانات در برق شهر ایجاد نمی شود این مورد که یکی از مشکلات منابع پشتیبانی مانند ژنراتورها می باشد می تواند در عملکرد دستگاههای حساس ایجاد مشکل نماید. البته در صورتیکه نوسانات فرکانسی در بازه وسیعی رخ ندهد بر عملکرد تجهیزات IT تاثیر نا مطلوبی نخواهد داشت .
زمان سوئیچینگگذرا )Switching Transient(
زمان سوئیچ در دستگاههایی همانند کامپیوترها که با منابع تغذیه سوئیچینگ کار میکنند باعث ایجاد پیشامدهای غیر عادی یا نا منظم مانند افت ولتاژ لحظه ای و یا ریست شدن میشود، البته در برخی موارد هم سبب ایجاد خرابی در تجهیزات الکتریکی خواهد شد .

نتیجهگیری :
اختلالات رایج و احتمالی موجود در منبع توان ورودی را به طور مختصر مورد بررسی قرار دادیم، حال با توجه به تجربیات و تحقیقات به عمل آمده در این زمینه به منظور حفاظت و تامین توانی مناسب برای تغذیه تجهیزات حساس مصرفی ، منبع تغذیه بدون وقفه Uninterruptible power system : ups) ( پیشنهاد می گردد .
جهت درک آسانتر به تشریح مفاهیمی در ارتباط با دستگاههای یو پی اس ( مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۳-۷۰۲۷ ) می پردازیم :
کلیات :
یک سیستم قدرت بدون وقفه یو پی اس(UPS) به صورتی که در استاندارد ملی ایران شرح داده شده یک سیستم قدرت الکترونیکی است .عملکرد اصلی یوپی اس ، تامین پیوستگی و کیفیت  مشخصی از توان برای تجهیزات مصرف کننده ، در صورت بروز خرابی کلی یا جزئی منبع اصلی توان که معمولاً شرکت برق منطقه ای است ، می باشد. این عمل با تبدیل برخی از شکلهای انرژی ذخیره شده به توان تغذیه مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده در دوره زمانی معین و زمانیکه توان تولید شده توسط شرکت برق به مدت کافی در دسترس نباشد یا قابل قبول نباشد ، انجام می شود .
تجهیزات مصرف کننده که نوعاً به آنها بار حساس یا محافظت شده اطلاق می شود ، ممکن است شامل قسمتی از تجهیزات یا یک اتاق یا ساختمان پر از تجهیزات باشد. این تجهیزات ، تجهیزاتی است که استفاده کننده تشخیص داده است که آنها به توانی دارای پیوستگی و کیفیت بهتری نسبت به توانی که عموماً در دسترس است ، نیاز دارند .
حساس معمولاً شکلی از تجهیزات پردازش داده می باشد ، اگرچه ممکن است تجهیزات دیگری از قبیل وسایل روشنایی ، وسایل اندازه گیری ، پمپها یا تجهیزات مخابراتی نیز باشند .
انرژی ذخیره شده برای تامین تغذیه این بار عموماً به صورت باتری است که ممکن است برای تامین توان تجهیزات به مدت زمان مشخصی که از چند لحظه تا چند ساعت است ، مورد نیاز باشد . این فاصله زمانی معمولاً تحت عنوان زمان انرژی ذخیره شده یا زمان انرژی پشتیبانی (back up) شناخته می شود .
یوپی اس های گوناگون برای بارهای کمتر از یکصد وات تا چندین مگا وات جهت برآورده کردن خواسته های کاربر در مورد پیوستگی و کیفیت توان وجود دارند .

سیستم قدرتبدون وقفهیو پی اس (ups) :
ترکیبی از مبدلها ، کلیدها و وسایل ذخیره کننده انرژی ( برای مثال باتریها ) است که سیستم قدرتی را برای حفظ و نگهداری پیوستگی توان بار ، در حالتی که نقصی در توان ورودی پیش آید تشکیل می دهد.
ازقسمتهای اصلی تشکیل دهنده یک دستگاه یوپی اس می توان به موارد زیر اشاره نمود :
واحد یکسوساز ، واحد اینورتر ، واحد شارژر و باتری
واحد یکسوساز عبارتست از مبدل جریان متناوب به جریان مستقیم
واحد اینورتر عبارتست از مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب
واحد شارژر وسیله ای است که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم جهت شارژ نمودن باتری بکار می رود .
باتری ( انباره الکتریکی ) : دو یا چند سلول ذخیره انرژی الکتریکی که به هم وصل شده و به عنوان منبع انرژی الکتریکی استفاده می شوند

انواع توپولوژی یوپی اس :
لازم به ذکر است یادآور شویم اغلب مردم به اشتباه بر این باورند که تکنولوژی یوپی اس محدود به دو نوع standby (off line ) & online می باشد ، درحالیکه تکنولوژیهای متعددی در مورد یوپی اس مطرح است که در این مبحث خلاصه ای از کارکرد و خصوصیات هر توپولوژی را بازنگری و  مقایسه می کنیم .
انواع توپولوژی :۱- standby (off line ) & standby ferro۲- line interactive۳- double conversion۴- delta conversion

تکنولوژی standby (off line )
این توپولوژی عموماً برای تغذیه کامپیوترهای شخصی بکاربرده می شود
در شرایط عملکرد عادی (هنگامیکه منبع توان ورودی در بازه مجاز است ) ، توان از منبع ورودی به transfer switch و خروجی دستگاه یوپی اس انتقال داده می شود و در زمان خرابی منبع ورودی و یا خارج شدن ولتاژ و فرکانس از رواداریهای مجاز ، توان خروجی توسط اینورتر و انرژی ذخیره شده باتری تامین میگردد واینورتر تنها هنگامی شروع به کار میکند که منبع ورودی دچار خرابی گردد .
در این تکنولوژی توان خروجی از کیفیت چندان مناسبی برخوردار نیست و عمومأ در توانهای کم تولید می گردد.، اما راندمان بالا و قیمت پایین از مزایای این طراحی است.
تکنولوژی standby ferro
در این تکنولوژی ترانسفورمری با طراحی و عملکردی خاص بنام فرورزونانت بکاررفته که با به اشباع رفتن هسته ترانس ، ولتاژ تثبیت شده ای در خروجی فراهم میگردد،
 در شرایط عادی کارکرد، توان از منبع AC ورودی به سیم پیچ اولیه ترانسفورمر فرو منتقل شده و از ثانویه ترانسفورمر، توان خروجی  تثبیت شده با رگولاسیون مناسب به بار مصرفی انتقال می یابد. در زمان خرابی منبع ورودی ، اینورتر شروع به کار کرده و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتری وترانسفورمر خروجی توان مورد نیاز تامین میگردد .
ایزولاسیون بسیار خوبی که ترانس فرورزونانت جهت تامین خروجی تثبیت شده ایجاد مینماید از بکار بردن هرگونه تجهیزات مونیتورینگ دیگری مناسبتر است، از اینرو رگلاسیون عالی برق شهر و قابلیت اطمینان بالا از نقاط قوت این تکنولوژی است .
یوپی اس های فرورزونانت با بکار گرفتن بعضی ژنراتورها و بارهای کامپیوتری که ضریب توان ورودی  شان اصلاح شده است ، دچار ناپایداری می شوند ، همچنین به دلیل اتلاف حرارتی بالا ، راندمان پایین و حجیم بودن این دستگاهها ، طی چند سال اخیر محبوبیت این طراحی کاهش یافته است.
این تکنولوژی درتوانهای ۳~۱۵ KVA طراحی و تولید می شود.
تکنولوژی line interactiveدر این نوع تکنولوژی برق ورودی وارد بخشInterface Power شده و خروجی را تأمین و همزمان عمل شارژ باتری انجام می‌گیرد.
Inverter در حالت نرمال (برق شهر) وظیفه شارژ باتری و در حالت قطع برق شهر، وظیفه تولید برق سینوسی از انرژی ذخیره شده باتری را بر عهده دارد. (شکل شماره ۱۹) در این حالت همانطور که گفته شد، Inverter عمل شارژ باتری را انجام می‌دهد. در این نوع تکنولوژی برق ورودی وارد بخشInterface Power شده و خروجی را تأمین و همزمان عمل شارژ باتری انجام می‌گیرد. برق ورودی وارد ***** شده و ترانس AVR(Automatic Voltage Regulation) عمل تضعیف (Boost) یا افزایش (Buck) برق ورودی را انجام می‌دهد و با یک رگولاسیون خوب، برق را به بار مصرفی می‌رساند
این توپولوژی درسایتها ، شبکه وسرورها (تجهیزات( IT  بیشترین استفاده را دارد . ، در این طراحی اینورتر همواره روشن و به خروجی یوپی اس متصل است ودر حالت عملکرد عادی وظیفه شارژ باتریها را عهده دار است و زمانیکه توان ورودی از بازه مجاز تعریف شده خارج گردد ، پیوستگی توان خروجی از اینورتر و انرژی ذخیره شده باتریها تامین میگردد.
معمولا جهت فراهم شدن رگولاسیون ولتاژ مناسب در خروجی در این طراحی از ترانسفورمرهای tap changing نیز استفاده میشود.در مقایسه با توپولوژی standby تجهیزات مونیتورینگ بیشتری تعبیه شده و ناپایداری خروجی و نویزهای سوییچینگ نیز کاهش یافته است .برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

در مجموع راندمان بالا ، قیمت پایین ، ضریب اطمینان بالا و توانایی اصلاح ولتاژ نامناسب ورودی ، این طراحی را در توانهای ۰٫۵~۵ KVA برتر و غالب می داند .این نوع یو پی اس شامل دستگاههایی می شود که در آنها سعی شده با اضافه کردن سیستم تنظیم ولتاژ در مسیرBy pass عملکرد بهتری نسبت به سری Off-line ارائه شود . دو نوع از متـداولترین سیستمهای این رده یو پی اس مجهز به ترانس Buck/Boost وترانس ferrorvesonat می باشد.مشابه مدلهای Off-Line یو پی اس مدل Line-Interactive بار خــود را از طـریق مسیرBypass تغذیه می کند وبراثر هر حادثه ای که سبب قطع برق شهر شود آن رابه اینورتر انتقال می دهد. در بخشهای باتری، شارژر و مدار اینورتر نیز با سیستم Off-Line مشابه است اما به خاطر اضـافه شدن مدار تنظیم ولتاژ در مسیر By pass بار کمتر به اینورتر انتقال می یابد. چنین سیستمی تاثیر بیشتری درکاهش هزینه ها داشته و عمر مفید باتری در مقایسه با Off-Line بیشتر می شود.

انواع Line- Interactive
۱- ترانسBuck/Boost جهت تنظیم ولتاژ در مسیر Bypass اضافه می شود این ترانس با سیم پیچ ثانویه چند سر به همراه چندین رله طوری تنظیم می شود که هر دو سطح پایین و بالای ولتاژ مسیر Bypass را به طور مناسب پوشش داده و بدین طریق ولتاژ خروجی یوپی اس را به اندازه ولتاژ مورد نیاز محدود می  کند. این بدین معناست که محدوده ولتاژ قابل قبول ورودی (بدون نیاز به عملکرد اینورتر) افزایش می یابد.یک یو پی اس در این طبقه بندی می تواند با دامنه ولتاژ ورودی بین +%۲۰ تا – %۳۰۰ فراتر از محدوده ولتاژ نامی و با استفاده از مسیر Bypasss ، ولتاژ بار خود را تامین کند.
۲- عملکرد ترانس فرورزنانس نیز شبیه ترانس Buck/Boost می باشد، در این مورد ترانس فرورزنانس جایگزین ترانس Buck/Boost شده است. این ترانس تنظیم و رگولاسیون ولتاژ را در برابر اختلالهایی مانند نویز خط الکتریکی انجام می دهد و به ازای تغییر در ولتاژ ورودی از -%۴۰ تا +%۲۰ خروجی تنها ۳%+ مقدار نامی تغییر خواهد کرد. همچنین این ترانس با ذخیره انرژی، برق مورد نیاز کامپیوترها را در زمان قطع کامل برق برای مدت کوتاهی تامین می کند تا اینورتر شروع به کار کند. بنابریان بدون ایجاد وقفه در جریان برق؛ بار بین مسیرBypass به اینورتر منتقل شده و یوپی اس عملاً به یک سیستم واقعی On-Line تبدیل می شود که در خروجی آن وقفه ای مشاهده نمی شود.
۳- در Bi- directional power converter تنها یک بلوک جایگزینی یکسو کننده (شارژر) و مدار اینورتر می شود، خیلی سریع تغییر حالت داده و به عنوان یک مدار اینورتر عمل می کند. همچنین از این نوع طراحی می توان در مدار Buck/Boost یا در هر کدام از سیستم های مختلف Line-interactive استفاده کرد.
تکنولوژی double conversion
این طراحی از جهاتی مشابه سیستم standby است با این تفاوت که در شرایط عملکرد عادی نیز اینورتر توان خروجی را تامین مینماید . در این طراحی ابتدا توانAC ورودی توسط رکتیفایر به DC و سپس توسط اینورتر، DC به AC تبدیل می گردد و امکان عملکرد دو سویه وجود ندارد .
به هنگام خرابی منبع ورودی ویا خارج شدن توان ورودی از رواداریهای مجاز، نیز اینورتر پیوستگی توان خروجی را با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها تامین مینماید، در این طراحی عملا transfer time نخواهیم داشت .این تکنولوژی مشخصه های کاری ایده آلی را در خروجی (مستقل از تغییرات ولتاژ و سرعت تغییرات فرکانس ورودی ) فراهم می سازد و در توانهای بالاتر از ۱ kVA طراحی و تولید می گردد ، اما به دلیل کارکرد مداوم اینورتر ، فرسایش قطعات و المانهای پاور ، ضریب اطمینان این سیستم کاهش می یابد ، بازده کم و تلفات انرژی و هزینه بالا نیز از دیگر معایب این تکنولوژی است .در این تکنولوژی برای ساختن خروجی، یکبار تبدیل AC به DC و یک بار تبدیل DC به AC انجام می‌گیرد به همین علت به این نوع تکنولوژی Double Conversion می‌‌گویند. ابتدا ولتاژ ورودی تبدیل به DC می‌شود تا وابستگی به برق ورودی کاهش یابد و سپس خروجی از این ولتاژ به وجود می آید.
در حالت نرمال، ورودی وارد یک *****، یک مدار Inverter شده و از طریق Static Switch وارد خروجی می‌شوددر حالت باتری، ورودی از مدار قطع است و باتری‌ها خروجی را تأمین می‌کنند
– در وضعیت Bypass در این حالت مدارات داخلی یوپی‌اس حذف و خروجی مستقیما از ورودی تأمین می‌گردد.این وضعیت در دو مورد زیر کاربرد دارد:
الف) در زمان تعمیر و یا سرویس دستگاه، نیازی به قطع آن از سیستم برق‌دهی نمی‌باشد، یعنی سرویس کار به جای آن که مجبور باشد تا کامپیوتر ها را خاموش نماید، می‌تواند یوپی اس‌ها را تعمیر نماید .) Bypass به صورت دستی(ب)در زمان ایجاد Fault (نقص) برای دستگاه یوپی اس مثلا Over Load، Over Head، …) یوپی‌اسبه جای آن که خروجی دستگاه را قطع نماید) خود را به حالت Bypasss برده تا از خاموش شدن کامپیوترها جلوگیری نماید Bypass) به صورت اتوماتیک
تکنولوژی delta conversion
واژه دلتا که یک نماد یونانی است به معنای تفاضل یا اختلاف می با شد و نامگذاری تکنولوژی دلتا کانورژن نیز بر اساس بالانس توان خروجی با مقایسه شکل موج ورودی و خروجی در هر نقطه و جبران تفاضل موجود بوسیله کانورترهاست .
این توپولوژی حدود ۱۰ سال پیش جهت مرتفع ساختن معایب تکنولوژی دابل کانورژن طراحی وتولید شده است ،در شرایط عملکرد عادی توان خروجی با همکاری اینورتر اصلی و دلتا اینورتر تامین می گردد .
ودر شرایط خرابی منبع ورودی ، مشابه سیستم دابل کانورژن پیوستگی توان خروجی توسط اینورتر اصلی و با استفاده از انرژی ذخیره شده باتریها حاصل می شود .در این طراحی کانورترها به صورت دوسویه عمل می کنند یعنی دلتا کانورتر و کانورتر اصلی توانایی تبدیل AC به DC و DC به AC را بطور همزمان دارند.
در طراحی دلتاکانورژن ، دلتاکانورتر یک کانورتر جریان است که دو وظیفه را به عهده دارد. وظیفه اول کنترل مشخصه های توان ورودی است که کشیده شدن جریان بصورت سینوسی و کاهش هارمونیکها و در نتیجه کاهش تلفات گرمایی و استهلاک کمتراز فواید آن می باشد .
دومین وظیفه کنترل و تنظیم جریان ورودی جهت تامین جریان شارژ باتریهاست .
اینورتر(کانورتر) اصلی نیز یک اینورتر ولتاژ با تکنولوژی PWM است که مهمترین وظیفه آن تنظیم و تثبیت ولتاژ در نقطه بالانس توان با تلرانس ۱%± است .
کیفیت خوب مشخصه های توان خروجی و راندمان بالا ، کاهش تلفات ، اصلاح ضریب توان ورودی ، کنترل دینامیکی و سازگاری با ژنراتور نیز از مزایای قابل ملاحظه این تکنولوژی است

سیستم On-Line
اولین تفاوت بین این طرح و آنچه که قبلا در سیستم off-line توضیح داده شد این است که شارژ باتری با بخش”یکسو کننده/شارژر”تعویض شده است.بخش “یکسو کننده /شارژر” ممکن است از دو قسمت جداگانه یا یک بلوک قدرت کامل تشکیل شده باشد.زمانیکه برق شهر در جریان است این بخش باطری را شارژ و انرزی اینورتر را توسط یک ولتاژ dc ثابت تامین می کند.در صورتی که برق ورودی (برق شهر)قطع شود شارژ خاموش شده و انرژی DCاینورتر توسط باتری تامین می شود و از این زمان باتری رفته رفته خالی می شود.این نوع یو پی اس که اصطلاحا یو پی اس Double Conversion نیز نامیده می شود بالاترین میزان حفاظت را ارائه می کند زیرا بار همواره با یک ولتاژ تنظیم شده تغذیه می شود.به عبارت دیگر حتی زمانی که برق شهر وجود دارد یکسو کننده شارژر و بخش های اینورتر فعال هست در حالت عادی هنگامی که بار انرژی خود را دریافت می کند به خوبی در برابر اختلالات برق شهر محافظت می شود.چون یکسو کننده و اینورتر مانند یک سد در برابر نویز موجود در خطوط انتقال برق و نوسانات زودگذر ولتاژ عمل کرده و در نهایت یک ولتاژ خروجی کاملآ تثبیت شده را تامین می کنند.اگـر ولتــاژ ورودی از محدوده مجاز(مثل۱۰%+ تا ۲۰%-) تجاوز کند یا این که کاملآ قطع شود .اینورتر با استفاده از انرزی باتری به کار خود ادامه می دهد انجام این مراحل به نحوی صورت می پذیرد که هیچ وقفه ای به بار منتقل نشود زمانی که انرژی باتری استفاده می شود اینورتر مانند زمان استفاده از برق شهر همان میزان رگولاسیون ولتاز را ارائه می کند و بار از طریق سوئیچ استاتیک به خروجی اینورتر متصل است.
 
انواع تکنولوژی ساخت
ساختار یو پی اس به‌این ترتیب است که:برق ورودی وارد یک مبدل (Converter) شده و با رگولاسیون که در خروجی خود انجام می‌دهد وارد بار مصرفی می‌شود. یک منبع انرژی باتری هنگام قطع برق، انرژی را تأمین کرده و به منظور محفوظ ماندن انرژی در لحظه سوئیچینگ از برق به باتری و بالعکس از یک خازن استفاده می‌شودانواع تکنولوژی‌های شناخته شده جهت ساخت یوپی‌اس عبارتند از:۱-Standby۲- Line-Interactive۳- Ferro Resonant۴- Double Conversion۵- Delta Conversion‌در این قسمت سعی داریم شما را به سه نوع تکنولوژی ساخت یوپی‌اس آشنا نمائیم:
Ferro Resonant Technology)
درحالت نرمال (برق شهر)، Inverter قطع می‌باشد و ورودی مستقیما وارد ترانس شده تا خروجی فراهم شود
پارامترهای اصلی جهتخرید یک دستگاه UPS
THD (Total Harmonic Distortion)
وجود بارهایی که از منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می‌کنند، به دلیل ایجاد هارمونیک در شبکه، باعث داغ شدن سیم‌های نول و به تبعه آن باعث بروز گرما در سیستم برق می‌شوند. بنابراین برای مکان‌هایی که تعداد دستگاه‌های کامپیوتری زیادی دارند، توصیه می‌شود از یوپی اس با THDD جریان ورودی پایین مثلا ۱۰۰% استفاده شود.
Switch Timeعبارت است از فاصله زمانی بین سوئیچ از برق شهر به باتری و بالعکس. هر چه این زمان بیشتر باشد احتمال Restartشدن کامپیوتر در لحظه سوئیچ بیشتر خواهد بود.دستگاه هایی که زمان سوئیچ آنها حدود صفر است به دستگاه های Online معروف هستند
Backup Time زمان موردنیاز برای وضعیتی است که برق شهر قطع شده و لازم است برای تغذیه بار مصرفی از انرژی ذخیره شده در باتری استفاده شود. این زمان بستگی به باتری دارد و با کم و زیادشدن باتری، کم و زیاد می‌شود. یو پی اس ممکن است دارای باتری داخلی و یا خارجی (کابینت  باتری) باشد.
Noise Filtration *****فیلتراسیون نویز بسته به مکان استفاده تغییر می‌کند و زمانی که کنترل نویزهای Normal و Common ورودی به سیستم مهم است از آن استفاده می‌شود.
Audible Noise زمانی که دستگاه روشن است بر اساس صدای ناشی از فن یا ترانس دستگاه میزان نویز صوتی سیستم مشخص می‌شود.
Size & Weight سایز و حجم دستگاه می‌تواند بر اساس مکان استفاده متفاوت و در بحث حمل و  نقل و یا خدمات مهم باشد
:Interface and Ergonomyشکل ظاهری و تناسب دستگاه با توجه به نوع دستگاه و مکان استفاده، نقش مهمی در انتخاب دستگاه دارد
Robustness and Reliabilityاستحکام و قابلیت اطمینان زیاد در برابر شرایط سخت و بحرانی از مهمترین پارامترهای انتخاب یوپی‌اس مناسب می باشد
Technology & Wave Shapeیکی از پارامترهای مهم در انتخاب یو پی‌اس مناسب، تکنولوژی ساخت آن می‌باشد که توضیحات آن‌ها در ادامه آمده است.چنانچه منابع تغذیه دستگاه‌های مورد استفاده بسیار حساس بوده و هیچگونه نویز یا اعوجاجی نباید به آن وارد شود و شکل موج خروجی به صورت سینوسی کامل و بدون قطعی و بدون وابستگی به ولتاژ ورودی لازم باشد، توصیه می‌شود از یو‌پی‌اس‌های Online استفاده شود و چنانچه ورود نویز یا تغییر شکل موج خروجی سیستم از درجه اهمیت کمتری برخوردار است، یو پی‌اس‌های Line-Interactive توصیه می‌شود
:Rated VAتوان نامی دستگاه پارامتری است که از دو راه می‌توان مقدار آن را محاسبه و سپس دستگاه مناسب را خریداری نمود.
روش اول: مجموع مقادیر توان دستگاه‌های مصرفی بر حسب وات را محاسبه نموده و بر ۰٫۶ تقسیم می‌نماییم. عدد به دست آمده، مقدار توان مصرفی می‌باشد.
روش دوم: مقدار کل جریان را به دست آورده و آن را در ۲۲۰ ضرب نموده تا مقدار توان مصرفی به دست آید.عددبه دست آمده از روش ۱ یا ۲ را با توجه به رنج تولیدی یو‌پی‌اس‌هاچک کرده و یو‌پی‌اس موردنظر را بیابید.برای مثال من می‌خواهم برای کامپیوتر خود، یو‌پی‌اس‌ای را انتخاب نمایم. ابتدا از پشت Power کامپیوتر، مشخصات مانیتور و یا تجهیزات دیگر، وات‌های مربوطه را با هم جمع می‌کنم، که برای مثال عدد ۲۵۰W به دست می‌آید. حال بر ۰٫۶ تقسیم می‌کنیم تا عدد ۴۱۶٫۶ به دست آید. بنابراینیو‌پی‌اس مورد انتخاب من می‌بایست ۴۱۶٫۵VA خروجی داشته باشد تا در حالت Full Loadd کار کند. پیشنهاد می‌شود که مقدار بار متصل به یو‌پی‌اس نهایتا ۷۰% از توان خروجی یو‌پی‌اس باشد،
Input Voltage Range
میزان تغییرات ولتاژ ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه یوپی‌اس که بازه ولتاژ ورودی آن ۱۴۸-۲۷۰ VAC می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس بین ولتاژ ۱۴۸ تا ۲۷۰۰ ولت برق شهر بدون استفاده از باتری و با در اختیار گرفتن رگلاسیون  داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد
Input Frequency Range
میزان تغییرات فرکانس ورودی یو‌پی‌اس می‌باشد. مثلا دستگاه یوپی‌اس که بازه فرکانس ورودی آن ۵۰ Hz ± ۵% می‌باشد، بدان معناست که یوپی اس در بازه فرکانسی ۴۷٫۵ تا ۵۲٫۵۵ هرتز بدون استفاده از  باتری و با در اختیار گرفتن رگلاسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد. یوپی‌اس در خارج از این بازه، ورودی یوپی‌اس را غیرنرمال تشخیص داده و به حالت Backupp درآمده و ولتاژ خروجی را از باتری تأمین می‌نماید
Output Voltage Range بازه ولتاز خروجی یوپی‌اس که مقدار آن با بازه ولتاژ ورودی دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ باشد
Output Frequency Rangeبازه فرکانس خروجی یوپی‌اس که مقدار آن با بازه فرکانس ورودی  دستگاه‌های مصرفی می‌بایست هماهنگ باشد
Efficiency – Normal Mode
Backup Regulation: مقدار توان خروجی دستگاه یوپی‌اس با توجه به مقدار توان ورودی دستگاه تحت عنوان Efficiency مطرح بوده که این عدد معمولا ۱۰۰۰% نیست، زیرا مقداری از توان ورودی توسط خود یوپی‌اس مصرف می شود.میزان راندمان و کارایی دستگاه بنا به نوع تکنولوژی ساخت متفاوت و به خصوص در حالت باتری به علت تغذیه از باتری ها از اهمیت ویژه برخوردار است،Efficiency در دستگاه‌های Line-Interactive بین %۸۰-۷۰ و در دستگاه‌های Online بیشتر از %۸۰ می‌باشد
 
از جمله مشخصات یک یو پی اس مناسب:
۱) سیستم حفاظتی:• حفاظت در مقابل رعد و برق و افزایش ناگهانی ولتاژ برق• حفاظت در مقابل برگشت ولتاژ روی دوشاخه ورودی در حالت استفاده از باتری• حفاظت در مقابل دو فاز شدن برق ورودی• حفاظت از دستگاه‌های مصرف کننده در مقابل تغییرات ولتاژ خروجی خارج از محدوده مجاز• حفاظت در مقابل تغییرات ولتاژ و فرکانس برق ورودی• حفاظت در مقابل افزایش بیش از حد مجاز دمای داخل دستگاه• حفاظت در مقابل نویز های Common Mode موجود در برق شهر• حفاظت در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه در خروجی• حفاظت در مقابل اتصال معکوس باتری• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه شارژر• حفاظت در مقابل اتصال کوتاه باتری• حفاظت در مقابل تخلیه غیر مجاز باتری• حفاظت در مقابل ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری• حفاظت از خط تلفن/فکس/مودم/شبکه
۲) سیستم هشدار دهندهنوری و صوتی:• تامین برق خروجی از باتری• تامین برق خروجی از برق شهر• نمایشگر ظرفیت باتری• اضافه بار و اتصال کوتاه• نمایشگر میزان توان مصرفی• تضعیف باتری• ولتاژ و یا فرکانس ورودی خارج از محدوده مجاز• ولتاژ بالاتر از حد مجاز شارژ باتری• خراب بودن باتری• حالت خطا• افزایش دمای داخلی دستگاه• برق ورودی نرمال• تامین برق خروجی از طریق سوئیچ Bypass• عدم اتصال به ارت مناسب
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. • اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر• زمان Shutdown شدن و یا به خواب رفتن• تضعیف باتری• حالت خطا• افزایش ولتاژ باتری و یا شارژر آن از حد مجاز درحالت برق• اضافه بار• اتصال معکوس باتری• در حال Shutdown شدن و یا به خواب رفتن• عملکرد تست• عدم اتصال مناسب با ارت• اتصال نادرست به فاز و نول برق شهر• افزایش دمای داخلی دستگاه۳) قابلیتهای ویژه:• توانایی کار با ژنراتور• مجهز به سیستم Watchdog• حذف نویزهای تداخلی الکترومغناطیسی EMI و رادیوئی RFI• اصلاح ضریب قدرت ورودی (PFC)• ماژولار بودن سیستم جهت تعمیرات آسان و صرفه‌جوئی در وقت• مجهز به ترمینال مخصوص جهت اتصال به کابینت باتری• دارای حجم و وزن پایین• مجهز به شارژر سوئیچینگ• مجهز به پورت ارتباطی هوشمند RS232• مجهز به نرم‌افزار قدرتمند UPSwing Pro جهت ذخیره نمودن، بستن فایل های باز و خروج از شبکه در شرایط بحرانی و امکان کنترل و مانیتورینگ یوپی‌اس توسط آن• مجهز به باتری سیلد اسید داخلی (برخی مدل‌ها)• مجهز به دکمه‌ی تست جهت اطلاع از سلامت باتری• مجهز به کنترل هوشمند میکروپروسسوری• قابلیت راه اندازی یوپی‌اس بدون وجود برق شهر• روشن شدن شارژر با اتصال یوپی‌اس به برق شهر بدون نیاز به روشن کردن یوپی‌اس• امکان اضافه نمودن UPS Device Manager ها مانند SNMP Card• امکان انجام Bypass دستی جهت تعمیر و یا سرویس دستگاه بدون نیاز به خاموش نمودن بارها (برخی مدل‌ها)
 
__________________
تواننامی : از دو راه می توان توان نامی را برای UPS را محاسبه نمود
روش اول : توان مصرفی تک تک دستگاهها را برحسب وات محاسبه نموده و با هم جمع نموده و بر ضریب توان خروجی یو پی اس تقسیم نموده توان دستگاه یو پی اس بر حسب ولت-آمپر بدست می  آید.
روش دوم : جریان مصرفی کل دستگاهها را اندازه گرفته در ۲۲۰ ضرب می نما ییم توان یو پی اس بر  حسب ولت-آمپر بدست می آید.
البته بهتر است که مقدار بار متصل به یو پی اس نهایتا ۷۰% از توان خروجی یو پی اس باشد تا در بارهای لحظه ای و کلید زنی که جریان لحظه ای دارند فشار کمتری به یو پی اس وارد شود.
رنج تغیرات ولتاژ و فرکانس ورودی:میزان تغیرات ولتاژ ورودی و فرکانس بدان معنی است که بازه ولتاژ ورودی و فرکانس( مثلآ۱۶۰~۲۸۰ vae ولتاژ و فرکانس از ۴۵~۶۵ ) اگر در ورودی (برق شهر) تغییر نماید یو پی اس بدون  استفاده از باتری و با استفاده از رگلاسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه دهد .در صورتی که یو پی اس خارج از این بازه باشد ،یو پی اس به حالت Backupp رفته و  ورودی را قطع می نماید و از باتری استفاده می کند تا مجددا به حالت نرمال برگردد.رنج ولتاژ خروجی و فرکانس خروجی و رگولاسیون (بازه ولتاژ و فرکانس خروجی یو پی اس) آن باید با بازه ولتاژ ورودی دستگاههای مصرفی وصل به یو پی اس هماهنگ باشد ،در یو پی اس ها ی onlinee رگولاسیون ولتاژ کمتر از ۲%+ و فرکانس کمتر از۰٫۵%+ در یو پی اس ها ی off_line و  line_Interactive رگولاسیون ولتاژ ۱۰%+ تا ۳%+ وفرکانس بین ۵/۲% تا ۵/۰۰% می باشد.
چگونه زمان برق دهی(Back Up) را برایباتری ها محاسبه کنیم؟زمان Back up مدت زمانی است که باتری باید انرژی و توان مورد نیاز بار را تامین نماید و اغلب به آن زمان استقلال (Autonomy) یا زمان دشارژ نیز گفته می شود .
باتریها درانواع گوناگون و میزان آمپرساعت متفاوت عرضه می شوند ، بنابراین به منظور نصب باتری مناسب و استفاده ازآن باید محاسبه دقیقی انجام گیرد.
درانتخاب باتری با ظرفیت یا سرویس دهی مناسب حداقل به دو نکته باید توجه شود .
۱٫ بار باتری ۲٫ زمان استقلال یاBack up موردنیاز
ابتدا جریان کشیده شده از باتری را محاسبه می کنیم . به عنوان مثال :
اگر بار متصل به یو پی اس ۵KVA و ضریب توان آن ۰٫۸ باشد بار یو پی اس ۴kw است . اگر راندمان اینورتر یو پی اس ۹۰% بــاشد تلفـات اینــورتـر۳۶/ kw00 است . بنــابراین بــرای تغـذیه بار باتری باید به انــدازه Kw 4.36= 0.36 KW + 4KW توان ((dcc تولید کند.
حال اگر ولتاژ ثابت باتری ۱۹۲ ولت باشد و زمان Back up ، ۳۰ دقیقه باشد . ابتدا جریان dc را محاسبه می کنیم که جریان ۲۲٫۷۱خواهد شد .
توجه : محاسبه فوق به شکل ساده در این جا آمده است زیرا ولتاژ واقعی باتری با دشارژشدن آن افت می کند .
سازندگان باتری همیشه جداول یا نمودارهایی را عرضه می کنند که با استفاده از اطلاعات آنها می توان ظرفیت سرویس دهی موردنیاز را تعیین کرد.
انواع باتری های قابل استفاده در UPS کدامند؟
انواع باتری شامل : سرب اسید ، نیکل کادمیم ، لیتیوم و سیلور آلکالین می باشند.
مناسبترین نوع باتری برای UPS نوع سرب اسید (lead – acid) می باشد و بیشتر با درپوش کاملا بسته که نیاز به سرویس و نگهداری ندارد و با ولتاژ ۱۲VV استفاده می گردد . البته در آمپر ساعت بالا از ۲ ولتی استفاده می گردد در جاهایی که نیاز به طول عمربالاتر از۱۰ سال باشد . معمولا از نیکل کادمیم استفاده می گردد.
در صورتی که بخواهیم UPS باژنراتور سنکرون گردد چه نکاتی را باید رعایت نماییم؟گاهی اوقات در ایجاد هماهنگی بین ژنراتورو سیستم یو پی اس مشکلاتی به وجود می آید ولتاژ خروجی ژنراتور ممکن است به عنوان ورودی یو پی اس قابل قبول باشد اما غالبا محدوده فرکانس خروجی ژنراتورفراتر از مقداری است که یو پی اس برای پذیرش آن طراحی شده است . دربدترین حالت تغییرات فرکانس درژنراتور به گونه ای خواهد بود که یوپی اس نمی تواند با آن ستکرون شود چون یا فرکانس خارج از محدوده مجاز است یا تغییرات بسیار سریع دارد به طوری که یو پی اس نمی  تواند با این تغییرات هماهنگ شود .
این مشکل به دو طریق قابل حل می باشد ابتدا اینکه کارخانه سازنده ژنراتور با توجه به اینکه دستگاه آنها در آینده ممکن است یک یو پی اس را تغذیه کند آن را طوری طراحی نماید که ژنراتور درتلرانس دقیقتر کار کند . دوم از یو پی اس هایی استفاده نماییم که بتواند تغییرات فرکانس در ژنراتور را قبول کند . البته تا زمانی که ولتاژ خروجی ژنراتور مناسب و با حداقل تغییرات باشد . ( معمولا یو پی اس های on-line بهتر از دیگر یو پی اس قابل سنکرون شدن با ژنراتور هستند)
در انتخاب باتری با طول عمر موردنیاز چه نکاتی راباید رعایت کرد؟
باتریها با طول عمر متفاوت تولید می گردند معمولا باتریهای نیکل کادمیوم دارای طول عمرزیاد می باشند ، در صورتی که سرویس و نگهداری آن درست صورت گیرد، ولی چون دارای قیمت بالامی باشد معمولا کمتراستفاده می گردد ، باطریهای سرب – اسید با درپوشی باز (تر) دارای قیمت کمتر با طول عمر متوسط بوده و نیاز به سرویس و نگهداری دارد ، بهترین باتری با قیمت مناسب نوع سیلد اسید ( سرب-اسید با درپوشی بسته ) می باشد ، اولا نیاز به سرویس و نگهداری ندارد . دوما دارای طول عمر ۴ سال به بالامی باشد ، البته امروز این باتریها با طول عمر بالای ۱۰ سال نیز تولید می گردد . بنابراین در هنگام انتخاب باتریها باید به نکات بالا توجه گردد . همچنین به این موضوع نیز توجه شود که بعضی از یو پی اس ها همه باتریها را برای اتصال به آنها نمی پذیرند که سازنده آنها معمولا  نوع باتری قابل اتصال به آنها را ذکر می کند.
UPS یو پی اسکدام کشورها دارای کیفیت بالا می باشد؟(سازندگان کدام کشورها از معروفیت برخوردارند؟)
امروزه خیلی از کشورها UPS تولید می کنند و روز به روز به این تولید کنندگان نیز افزوده می گردد ، البته در ایران امروزه بیشتر شرکتها واردکننده UPSیو پی اس هستند تا تولید کننده و تعداد معدودی تولید کنندهیو پی اس UPS هستند.
بیشتر UPS یو پی اسهای وارداتی نیز متعلق به شرکت های چینی می باشد که دارای کیفیت های متفاوتی است، روی هم رفته در حال حاضر یو پی اسUPS های کشورهای اروپای غربی از جمله ایتالیا و فرانسه دارای کیفیت بالاتری از دیگر کشورها می باشند .
امروزه UPS یو پی اسهای توان پایین با قیمت کم متعلق به کشورهای آسیای شرقی از جمله چین می باشد و UPSیو پی اس های با توان بالاتر از ۱۰۰KVAA خیلی کم در شرکت های چینی تولید می شود در حالی که UPS یو پی اسهای با توان بالای ۱۰۰KVA تا ۸۰۰KVA بیشتر در کشورهای اروپای غربی تولید می شود که دارای کیفیت بالا می باشد . بنابراین در صورت نیاز به کیفیت بالا با IP بالا؛ باید در کشورهای اروپای غربی به دنبال آن گشت .
باتری های کدام کشورها معروف بوده و علت آنچیست؟باتریها(مخصوصا باتریهای خشک سیلد اسید )با طول عمرهای متفاوت تولید می شود. بیشتر باتریهایی که با طول عمر پایین تولید می شود؛ متعلق به کشورهای آسیایی از جمله چین می باشد ،کمتر باتری با طول عمر بالای ۵ سال تولید می شود و اگر تولید می گردد معمولا کمتر به کشور ایران وارد می شود(به دلیل نبود مشتری) در حالی که باتری ها با طول عمر بالای ۱۰ سال بیشتر در کشورهای آمریکایی و اروپایی تولید می گردد و باتری ها با طول عمر ۵ تا ۸ سال نیز در کشور کره تولید می گردد،بنا براین در صورتی که باتری با طول عمر بالای۱۰سال می خواهید بهتر است باطری اروپایی خریداری نمایید و در صورتی که باتری ارزان قیمت بخــواهید باتری چینی خریداری نمایید و اگر متوسط طول عمر و قیمت را می خواهید می توانید از باتری های کره ای استفاده نمایید.
قبل از نصب چه موارد ایمنی باید رعایت گردد .۱٫ طریقه حمل و قرارگیری برای سالم رساندن یو پی اسUPS به مکان نصب۲٫ اندازه و وزن ، آیا محل نصب فضای کافی برای نصب UPSیو پی اس و کف آن تحمل وزن UPS یو پی اسرا دارد۳٫ انتخاب مکان نصب مناسب ( برای بالا بردن طول عمر UPSیو پی اس و باتری)۴٫ شرایط محیطی ( حرارت ، رطوبت و نویز صوتی محل نصب )۵٫ نصب الکتریکی ( نوع اتصالات ، مقطع کابلهای ورودی و خروجی ، فیوزهای حفاظتی و غیره )۶٫ اتصال بار به یو پی اس ( فاز و نول بارها مستقیما به یو پی اس و تابلوی UPSS وصل گردد ودر بین راه بابرق شهر اتصال نداشته باشد ، توزیع بار بین فازها در صورت سه فاز بودن و غیره …)۷٫ اتصال زمین ( ارت ، برای برطرف کردن نویز و حفاظت دستگاههای برقی و یو پی اس )۸٫ بررسی عملیات نصب ( بررسی نصب و راه اندازی بدون خطا و اشکال )
محل مناسب برای UPS و باتری باید دارای چه ویژگی هاییباشد؟
۱٫ فضای موجود کافی باشد .۲٫ سطح زمین توان تحمل وزن دستگاه را دارا باشد.۳٫ نصب دستگاه باعث ایجاد مزاحمت برای کارکنان یا اختلال در کارها نشود.۴٫ شرایط محیطی مکان انتخابی مناسب باشد (حرارت ایده آل برای باتری ۲۰◦C تا ۲۵◦C و حرارت کارکرد UPS 0 – ۴۰ ◦C می باشد و رطوبت بین ۹۰% – ۲۰% باشد نویز محیط زیاد نباشد که روی کارکرد یو پی اسUPS تاثیر بگذارد۵٫ تجهیزات ایمنی جهت دسترسی آسان به یو پی اس فراهم باشد.۶٫ نصب یو پی اس نباید برجریان هوا و شرایط محیطی تجهیزات تاثیری بگذارد .۷٫ سعی شود کلیدها و ابزار سوئیچ و کنترل یو پی اس در یک مکان باشد .۸٫ در محل انتخاب شده برای نصب یو پی اس؛جای امنی برای تعبیه باتری وجود داشته باشد .
مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد وچه نکات ایمنی باید رعایت گردد؟
۱٫ از فازهایی استفاده نمایید که بارهایی با جریان لحظه ای بالا روی آن نباشد که هر بار با وارد شدن این بارها ولتاژ از حد متعارف افت ننماید .۲٫ از فیوز جداگانه در تابلو برق شهر برای UPSیو پی اساستفاده نمایید .۳٫ فیوز ورودی یو پی اس را با توجه به ماکزیمم جریان ورود با ضریب ۲/۱ انتخاب نمایید.۴٫ در صورتی که یو پی اس سه فاز می باشد ترتیب فازها رعایت گردد .۵٫ فرکانس برق ورودی از محدوده مجاز خارج نباشد .۶٫ ولتاژ ورودی از حد مجاز خارج نباشد .
مشخصات خروجییو پی اس UPS چیست و چه وسایلی می توان به آنوصل نمود؟
مشخصات خروجی هر UPSیو پی اس با توجه به مشخصات فنی دستگاه مشخص می گردد که  شامل :
۱٫ توان ، ضریب توان؛ ولتاژ ، فرکانس ، ظرفیت تحمل اضافه بار و THD خروجی و غیره۲٫ توان هر دستگاه، که مشخص می باشد زیرا با توجه به سفارش شما تعیین می گردد .۳٫ ضــریب توان خروجی، که بهتر است بالاتر از ۰٫۸ باشد که ضریب توان اکتیو (وات خروجی را مشخص می کند.)۴٫ ولتاژ خروجی که بازه ولتاژ خروجی با تلرانس خروجی آن مشخص می شود. مثلا : ۲۲۰ +/-۲۰%
چه وسایلی را نمیتوان به UPSیو پی اس وصل نمود؟یو پی اس معمولا دستگاهی انعطاف پذیر است ، اما نوع خاصی از بارها هستند که نباید آنها را به روش متدوال به یو پی اس وصل نمود ، این بارها عبارتند از :
۱٫ لامپهای فلورسنت یا لامپهای گازی
۲٫ موتورها و کمپرسورها
۳٫ دستگهاههای تهویه مطبوع
۴٫ پرینترهای لیزری
هریک از این دستگاهها درحین کارکردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می کشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی  اس قطعاکاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می گردد مثلآ جریان راه اندازی موتورها معمولا بین ۴ تا ۱۰ برابر مقدار نامی آن می باشد.
در صورتی که بخواهیم از یو پی اس برای حفاظت از بارهایی با جــریان لحظه ای زیاد مــانند پرینتر های لیزری و موتورها استفاده کنیم ،یو پی اس مورد نظر باید از مشخصات الکتریکی قویتری  برخوردار باشد.
چه مواردی در UPS یو پی اسباید مرتب بازبینی شود؟در ups یو پی اسها به صورت دوره ای باید مواردی مرتب چک گردد که آنها شامل ولتاژ و فرکانس ورودی و خروجی ، توان مصرفی ups ، دمای محیط و دمای داخلی ups یو پی اس، مسیرهای تهویه و فنهای داخلی یو پی اسups ، جریان شارژ باتریها؛ با قطع ورودی یو پی اسups و اطمینان از سالم بودن کلیه باتریها در هنگام back up ، اطمینان از سالم بودن کلیه کلیدهای ورودی و خروجی و غیره …………
عوامل موثر در افزایش طول عمر UPSیو پی اس و باتریچیست؟انواع مختلف یو پی اس و سیستمهای گوناگون وابسته به آنها و باتریها به منظور اطمینان از داشتن مساعدترین وضعیت کاری به سرویس و نگهداری دوره ای و به خصوص تعویض برخی قطعات نیازدارند . بنابراین برای اطمینان از این که دستگاه در طول عمر مفید خود در بهترین شرایط کاری نگهداری شود نیاز به سرویس و نگهداری به صورت برنامه ریزی شده دارد و همچنین تعویض قطعات در پایان عمر مفید آنها که این باعث افزایش طول عمر سیستم می گردد . ( در مورد شرایط سرویس و نگهداری به سئوال یک و دو مراجعه کنید)
انواع رابط کامپیوتری و نرم افزار در UPS یو پی اسکدام است؟
یو پی اس های جدید مجهز به امکاناتی برای اعلام وضعیت وطرز کار خود به مراکز کنترل سیستم و  دستگاههای حساس می باشند . در ساده ترین حالت این گونه اطلاعات به وسیله کنتاکتهای بدون پتانسیل منتقل می شوند در مراحل پیشرفته تر تبادل اطلاعات از طریق پورت سریال RS – ۲۳۲ و USB انجام می شود با استفاده از کارت SNMP و ارتباط سریال آن اطلاعات بیشتری با سرعت بالاتر به شبکه کامپیوتری ارسال می گردد و بدین روش اطلاعات بررسی شده درصورت نیاز سیستم؛اطلاعات از طریق شبکه ارسال می شود .
به دلیل اینکه هر کدام از کارخانه های سازنده یو پی اس یک پروتکل RS – ۲۳۲ مخصوص به خود را بکار می برند . نرم افزارهای shutdownn و سایر تجهیزات آنها که در سیستم نصب می شوند . ( به عنوان مثال windows nt و کارت AS400) از کنتاکتهای بـدون پتانسیل به عنـوان نشاندهنده وضعیت یـو پی اس استفاده می کنند .
متاسفانه در اروپا استاندارد معینی برای پروتکل RS – ۲۳۲ وجود ندارد ، بنابراین هرکدام از سازندگان یو پی اس پروتکل مخصوص خود را بکار می برند . به همین دلیل خریداران یو پی اس باید نرم افزار مناسب جهت ارتباط به یو پی اس توسط RS -2322 را از سازندگان با فروشندگان مجاز یو پی اس  دریافت کنند .
این نرم افزار های کنترلی با سیستم عاملهای کامپیوتر سازگاری دارد و معمولا دارای امکانات زیر است :
۱٫ نمـایش گرافیکی وضعیت یو پی اس ، ولتاژ ، جریان ، درصد بار ، ولتاژ باتری و فـرکانس مـربوط به آن۲٫ داشتن قابلیت برنــامه ریزی در برابر وضعیتهای به خصوص بروز خطا در سیستم؛ و اعـلام این آلارمها به کاربران۳٫ داشتن یک جدول زمان بندی برای آزمایش سیستم با انجام برخی وظایف دستگاه و ثبت همه اطلاعات
کارت SNMP چیست وچه ویژگی هاییدارد؟
کارت SNMP یو پی اس را مستقیما به شبکه کامپیوتری وصل می کند ، به صورتی که یو پی اس به  یکی از دستگاههای متصل به شبکه تبدیل می شود .
معمولا کارت SNMP بین پورت ارتباطی سریال یو پی اس و شبکه کامپیوتری قرار می گیرد . اگرچه کارتهای موجود در بازار می توانند به عنوان رابط بین کنتاکتهای بدون پتانسیل یو پی اس و شبکه  نیز در نظر گرفته شوند . این کارتها اطلاعات حاصل از کنتاکتها را به فرم مناسبی تبدیل می کنند تا توسط سایر دستگاههای شبکه نیز قابل دریافت باشند .
آیا امکان تنظیم پارامترهای UPS وجود دارد؟لازم به ذکر است که در بعضی از یو پی اسUPS ها امکان تنظیم ولتاژ خروجی ، ولتاژ باتری و ولتــاژ مسیر by pass به صورت نرم افزاری و از روی پنل جلوی یو پی اس امکان پذیر می باشد و در بیشتر یو پی اسUPS ها این تنظیمات ممکن است توسط پتانسیومتر و از روی بردهای کنترولر و یا به صورت سخت افزاری با تعویض یک سری قطعات امکان پذیر می باشد که در مورد دوم معمولا این کار توسط سازندگان و یا تکنسین های مجرب صورت می گیرد و بهتر است توسط خریداران به هچ عنوان صورت نگیرد

UPS Management Software
یکی از معیارهای مهم جهت خرید یوپی اس، بررسی بحث مدیریت آن توسط نرم افزار مرتبط با یو پی‌اس می‌باشد. مانیتورینگ و کنترلینگ یوپی‌اس حتی به صورت Remote)) مکانیزم  Auto Savingg فایل‌ها در زمان‌های بحرانی، کاربرپسند بودن و پشتیبانی آن از سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله مهمترین ویژگی‌های یک نرم افزار مدیریت یوپی‌اس می‌باشد.
باتری خشک
یکی دیگر از عوامل مهم انتخاب UPSیو پی اس در حال حاضر برای کاربران غیر حرفه ای ونیمه حرفه ای وجود باتری خشک دریو پی اس UPSS است . این باتری به کاربر این امکان را می دهد تا  بتواند در زمان قطع برق نیز از سیستم خود استفاده کند
    باتری در سیستم یو پی اس
WWW.PEG-CO.COM
۱۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
    ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید
 
ولتاژ یک باتری وابسته به تعداد سلولها و ظرفیت آن وابسته به ضخامت و بزرگی صفحات الکترون ها در هر سلول می باشد.
ظرفیت باتری ها بر حسب آمپر ساعت (AH) تعیین می شود. تعریف آمپر ساعت بدین شرح است: مقدار آمپری که در مدت زمان یک ساعت از یک باتری کامل شارژ شده، در هنگام دشارژ و در دمای استاندارد می توان دریافت کرد
به تعبیر دیگر:
 
تعیین ظرفیت باتری سیلد اسید در دمای ۲۶ درجه سانتی گراد بوده و در حد فاصل تغییر ولتاژ باتری از ۱۲ ولت به ۱۰٫۵ ولت، زمان اندازه گیری می شود. لازم به ذکر است که مقدار کمینه ولتاژ برای تعیین ظرفیت باتری براساس نوع باتری متفاوت بوده و اطلاعات آن در جداول مشخصات فنی برای هر نوع باتری توسط شرکت های تولید کننده قید می گردد. وزن و ابعاد باتری های سیلد اسید:
ابعاد باتری ها براساس آمپر ساعت آن ها متفاوت است. اما براساس آمپر ساعت یک باتری، حداقل های استانداردی برای ابعاد و وزن آن ها تعیین شده است که بستگی به جنس مواد اولیه آن ها دارد. چنانچه وزن یک باتری از استاندارد آن کمتر باشد، نشان دهنده این است که الکترودها نازک هستند یا از آلیاژی غیر از سرب در تهیه آن ها استفاده شده است. در نتیجه این موضوع، کوتاه بودن زمان back up و طول عمر مفید باتری ها را نشان می دهد. طول عمر مورد انتظار از باتری سیلد اسید:
هر نوع باتری با توجه به کیفیت ساخت آن، یک عمر مفید در شرایط ایده آل دارد ولی مهمترین عامل در طول عمر باتری، عامل انسانی می باشد. نحوه استفاده از باتری شامل شرایط نگهداری مانند دمای محیط و میزان گرد و غبار، شرایط و نیز تعداد دفعات شارژ و دشارژ مهمترین پارامترهای تعیین کننده عمر باتری در شرایط واقعی می باشند.
باتری های AGM به طور معمول با طول عمر بین ۵ تا ۱۰ سال طراحی می شوند. اما بطور کلی استفاده زیاد از باتری ها مانند شارژ و دشارژهای متوالی و زیاد و یا دشارژ کامل باعث کاهش عمر این باتری ها می شود. در نتیجه در مکان هایی که قطعی برق در آنها به کرات رخ می دهد، زودتر از مکانهای دیگر نیاز به تعویض باتری پیدا می کنند.
کاهش میزان دشارژ مجاز باتری، یکی از راههای افزایش طول عمر باتری است. این بدین معناست که باتری پس از رسیدن به سطح شارژ بالاتری مجددا شارژ شود. این مسئله در مثالهای زیر مشخص شده است: ظرفیت ذخیره باتری های سیلد اسید – ۵٫۰ out of 5 based on 1 vote
باتری های لید اسید یا VRLA انواع مختلفی دارند که یک نوع آن باتری سیلد اسید است. ساختار مهندسی باتری سیلد اسید امکان استفاده از آن را در کاربرد های گوناگون بدون نیاز به تعمیرات فراهم می سازد. نکته قابل توجه در این باتری ها این است که تنها رسیدگی مورد نیاز آنها تمیزکردن می باشد، چراکه این نوع باتری به گرد و غبار فراوان و دمای بالای محیط حساس می باشد.
 
از باتری های سیلد اسید می توان به عنوان منبع پشتیبان برق در مکان هایی که قطع برق زیاد رخ می دهد و جریان مستقیم برق (DC) نیاز است، استفاده نمود.
  باتری های سیلد اسید چگونه عمل می کنند؟
چگونگی کارکرد باتری سیلد اسید به زبان ساده بدین شرح است که با قرار دادن دو فلز غیر هم نام (که الکترود نامیده می شوند) در مایع اسید (الکترولیت) جریان الکتریکی برقرار خواهد شد. به بیان تخصصی تر، الکترود مثبت، یون های با بار منفی را به خود جذب می کند و این یون ها با الکترون مثبت (اکسید سرب) واکنش می دهند که در نتیجه پتانسیل الکتریکی در دو قطب مثبت و منفی باتری ایجاد می شود در طراحی باتری سیلد اسیدی باید توجه داشت که جریان شارژ طوری تنظیم شود که باتری بتواند جذب انرژی را به خوبی انجام دهد. واکنش های شیمیایی در هنگام شارژ و دشارژ در شکل زیر نشان داده شده است:

  ساختار سلول در باتری سیلد اسید (Battery cell)
مجموعه یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی به همراه مایع اسید (الکترولیت) را یک سلول (cell) می نامند. که هر کدام از این سلول ها توان تولید تقریباً ۲ ولت برق را دارند. برای تولید ولتاژ بالاتر تعدادی از این سلول ها را به طور سری به هم متصل نمود. به عنوان مثال چنانچه ۶ عدد از این سلول ها به یکدیگر سری شوند، نتیجه یک باتری با توان تولید ۱۲ ولت می باشد. برای سری کردن سلول ها باید الکترون منفی یک سلول به الکترون مثبت سلول بعدی متصل شود که در نهایت یک باتری با قطب مثبت و منفی ایجاد می شود.
  انواع باتری های سیلد اسید:
باتری های لید اسید خود دارای دو نوع AGM (absorbed glass mat) و Gel cell می باشند که هرکدام نسبت به دیگری برتری خاص خود را دارد.

موارد استفاده باتری های AGM: استفاده در موتورهای برقی به منظور افزایش ضریب اطمینان در هنگام تصادفات و ارتعاشات ناشی از کاهش احتمال نشت اسید. استفاده در وسایل حمل و نقل و ماشین آلات مجهز به قطعات سنگین به دلیل اطمینان از عملکرد مناسب با وجود وزن بسیار کم.
    یو پی اس- طراحی
WWW.PEG-CO.COM
۱۹ اسفند ۱۳۹۵
by مديريت وبسايت مهندس عليخانی
 
محاسبه توان یوپی اس ( فرمول یو پی اس)
یک یو پی اسups میتواند حدمشخصی از بار راپشتیبانی کند. درواقع دوحد تعریف شده برای یو پی اسups موجود است. یکی حداکثر توان ظاهری مشخصه بار(برحسب ولت-آمپر) و دیگری حداکثر توان واقعی مشخصه بار (برحسب وات).برخی اوقات توان واقعی تاحد ماکزیمم آن فراهم نمیشود ولی باید محاسبه شود.اگر میزان “وات” پشت دستگاه نوشته نشده باشد، اشکالی ندارد که آن را۶۰% عدد “ولت-آمپر” فرض کنیم.اگر چه مشخصات دستگاه بطور کامل باید خوانده شود زیرابرخی یو پی اسups ها از نسبت دیگری برای ضریب قدرت استفاده میکنند. قانون توان یو پی اسups در مفهوم ساده ولی در عمل مشکل است. بارهایی که به یو پی اسups وصل میشوند نمیتوانند از حد مشخص شده فراتر روند.اجازه دهید نحوه عملکرد این دو حد را با چند مثال روشن کنیم:
فرض کنید یک upsیو پی اس ۶۵۰ ولت-آمپرداریم که “وات” آن مشخص نیست. بنابراین برای ضریب اطمینان ۶۰% را برای ضریب قدرت درنظر میگیریم که معنای آن حد ۳۹۰۰ وات برای توان واقعی میباشد. معنای این حرف اینست که ما نمیتوانیم هیچ باری بیش از ۶۵۰ ولت-آمپر یا ۳۹۰ وات به یو پی اسups وصل کنیم.

مثالهایی برای بارهای منابع تغذیه:
– منبع تغذیه عادی در محدوده ۵۰۰ ولت-آمپر: باری باشدت ۵۰۰ ولت-آمپر بخوبی با این یو پی اسups تغذیه میشود زیرا ضریب قدرت آن حدود۶۰% میباشد چیزی که قریب به اتفاق سازندگان یو پی اسups آنرا فرض میکنند (ولی شما باید مشخصات آنرا اگر میتوانید چک کنید)حتی اگر ضریب قدرت ۷۰% باشد، هنوز بار ۳۵۰ واتی داریم که زیر حدیو پی اسups است.

– منبع تغذیه ۵۰۰ ولت-آمپر باضریب قدرت اصلاح شده: برخی از دستگاهها بااجزایی که به مدارهای آن اضافه شده است ضریب قدرت آن به حدود ۱۰۰% رسیده است (که بعضی اوقات به آن ضریب قدرت یک نیز میگویند) دراینحالت دستگاه ۵۰۰ ولت-آمپر و ۵۰۰ وات میباشد. چنین دستگاهی upsیو پی اس مورد بحث مارا دچار اضافه بار خواهد کرد زیرا”وات” آن بسیار بالا میباشد.
حال که فهمیدیم محدوده ها در یو پی اسups چه میباشند، بگذارید نگاهی به بار داشته باشیم. برای درک اینکه یک” بار” چه درخواستی ازیو پی اس upss دارد باید مقدار ولت-آمپر و وات آنرا بدانیم. متاسفانه اکثر سازندگان اطلاعات لازم را دراین خصوص در اختیار نمیگذارند.محدوده بالایی ولت-آمپر مورد نیاز برای یک دستگاه با نگاه کردن به جریان آن که معمولاً تمام دستگاهها با برچسبی نزدیک کابل برق، آنرا مشخص کرده اند قابل تحصیل است اگر چه این اعداد اندکی محافظه کارانه است.
اگرجریان الکتریکی وسیله ای ۱٫۲ آمپر باشد ولت-آمپر نامی مورد نیاز برای آن ۱٫۲*۲۲۰=۲۶۴ ولت-آمپر میباشد اگر چه در عمل هیچگاه به بیش از ۲۰۰ ولت-آمپر نیاز نمیباشد. هیچ راهی برای اطمینان از این قضیه وجود ندارد مگر اینکه شما بدانید چگونه وسیله را با روشهای الکتریکی تست کنید بنا براین برای اطمینان کامل، شما باید محافظه کارانه عمل کنید وهمان عدد ماکزیمم ۲۶۴ را درنظر بگیرید.منابع تغذیه کامپیوتر، بیشتر موجب سر در گمی میشوند. وقتی که مردم در مورد منابع تغذیه صحبت میکنند، مثلاً میگویند:این یک منبع تغذیه ۳۰۰ وات است.
این مهم است که بدانیم عدد ۳۰۰ در این بحث تقریباً تمام توان DC خروجی از دستگاه است.این عدد وقتی که بحث اندازه upsیو پی اس مطرح میشود کاملاً بی معنی است. زیرا نمایاننده ولت--آمپر و یا وات مورد نیازبرای تغذیه نیست.اکثر منابع تغذیه دارای مشخصات جریان هستند که شما بتوانید ولت-آمپرماکزیمم آن را همانطور که قبلاً توضیح داده شد محاسبه کنید ولی اگر آنرا مرجع محاسبه قرار دهید احتمالاًیو پی اس upss ای میخرید که بیش از میزان مورد نیاز شماست زیرا  خروجی منبع تغذیه، خود بیشترین مقدار است وتنها نمایشگر اینست که اگر منبع تغذیه بطور کامل بیشترین مقدار خروجی راداشته باشد چه چیزی مورد نیاز است.یک منبع تغذیه ۳۰۰ وات بر روی یک کامپیوتر معمولی هرگز خروجی حتی نزدیک ۳۰۰ وات نخواهد داد.بسیار خوب، تا به حال تمام آن کارهایی را که برای تعیین اندازه upsیو پی اس نباید انجام دهید به شما گفته شده است. حال چه کارهایی را واقعاً باید انجام دهید؟ متاسفانه تعیین اندا upsیو پی اس کار ساده ای نیست. شما اغلب مجبورید با اعدادی که در اختیار دارید محافظه کارانه عمل کنید ویکیو پی اس upss با ظرفیت مقداری بیش از آنچه که واقعاً نیاز دارید خریداری نمایید تا مطمئن  شوید که مقدار مورد نیاز شما پوشش داده شده است.در اینجا روشها وتکنیکهایی را که در این امر به شما کمک میکند آورده ایم:

این اندازه ها را برای کامپیوتر های زیر استفاده کنید:
این توصیه ها را بخوانید:برای یو پی اسups ای که درنظر دارید، توصیه های سازنده را برای دستگاههایی که قرار است مورد پوشش قرار بگیرند در نظربگیرید. آنها را با منابع تغذیه ای که میخواهید پوشش دهید مقایسه کنید ویک نتیجه معقول بگیرید. اگر بخش فروشیو پی اس upss گفت: “ایده آل برای یک کامپیوتر کوچک  رومیزی” وشما میخواهید آنرا برای یک کامپیوتر بزرگ با دو پردازشگر که کارگرافیکی انجام میدهد استفاده کنید، احتمالاً به مشکل خواهید خورد.
آزمایش ups :بهترین روش برای تعیین توان یو پی اسups اینست که اگر بتوانید آنرا تست کنید. اگر دوستی دارید که یو پی اسups ای تقریباً به اندازه آنچه که شما نیاز دارید دراختیار دارد، آنرا قرض بگیرید، باتریهایش را کاملاً شارژ کنید، دوشاخه دستگاه خود را به خروجی upsیو پی اس وصل کنید وببینید که چه مدت دستگاه شما روشن میماند قبل از اینکه یو پی اسups خاموش شود.(واضح است که این عمل را وقتی که فایلی با اطلاعات مهم باز است نباید انجام دهید).
اگر ups یو پی اسبدون هیچ مشکلی کار کرد و به شما اجازه داد که کار خود را ذخیره کنید، میتوان به آن اطمینان کرد.محافظه کار باشید:درمورد ups یو پی اسبهتر اینست که ظرفیت آن کمی بیشتر از مورد نیاز باشد تا کمی کمتر.وقتی که مطمئن شدید یو پی اسups شما ظرفیت لازم را برای برآورده شدن نیاز سخت افزاریتان دارد، مطلب بعدی زمان پشتیبانی یو پی اسupsاز سیستم شما میباشد. شما به چه مدت زمان نیاز دارید؟ مهمترین هدفیو پی اس upss اینست که  شما انرژی کافی در اختیار داشته باشید تابتوانید با اطمینان سیستم خود راخاموش کنید. هر زمانی بیش از آن “استفاده نامشروع” است. بنابراین میتوان گفت که شما با استفاده ازupsیو پی اس باید  بتوانید در زمان قطع برق برای مدت بسیار کوتاهی کارکنید ولی اگر بخواهید زمان بیشتری را جهت کار باسیستم خود در اختیار داشته باشید(برای زمانهای قطع برق طولانی) مطمئناً باید پول بیشتری بپردازید. برای افزایش زمان استفاده از یو پی اسups، وسایل غیرضروری را به آن وصل نکنید.برای مثال وسایل جنبی کامپیوتر مانند پرینتر، نیازی نیست که به upsیو پی اس وصل شوند.اکثر سازندگانیو پی اس ups جداولی را فراهم نموده اند که زمان تئوری کارکرد ups یو پی اسرا برای بارهای مختلف نشان میدهد.موضوع مهمی که باید در نظر گرفته شود اتصال مانیتور به یو پی اسups است. خاموش شدن مانیتور در هنگام قطع برق باعث از بین رفتن اطلاعات نخواهد شد بنابراین لزومی ندارد که مانیتور به upsیو پی اس وصل باشد. اگرچه وقتی که برق میرود اگر کامپیوتر شما روشن باشد ولی مانیتور  خاموش شود چگونه میتوانید بفهمید که چه میکنید وآیا توانسته اید اطلاعات خود را ذخیره نمایید؟
مانیتورها بخصوص در سایز های بزرگ مقدار قابل توجهی انرژی مصرف میکنند، بنابراین هنگام انتخابیو پی اس ups به این موضوع توجه داشته باشید.منبع مرکز تحقیقات الکترونیک فطروسی

تجهیزات الکتریکی دیزل ژنراتورها

تجهیزات الکتریکی دیزل ژنراتورها

thx4lrihl0

آشنایی با تجهیزات الکتریکی دیزل ژنراتورها

 

دیزل ژنراتورها از بخش های مختلفی تشکیل شده اند که عبارتند از : سیستم هوارسانی، سیستم  سوخت رسانی، سیستم خنک کننده، سیستم روغنکاری، استارت، سیستم شارژینگ، سیستم کنترل- مانیتورینگ و ژنراتور برق متناوب.

ابعاد دیزل ژنراتورها بسته به توان الکتریکی آن ها است. دیزل ژنراتور های کوچک (تا ۲۵۰ کیلو ولت آمپر) قابل حمل و نقل هستند. اما دیزل ژنراتورهای بزرگ (۲۰۰۰۰ کیلو ولت آمپر) قابل جا به جایی نیستند و باید به صورت قطعات مجزا به محل منتقل و آنجا روی هم سوار شوند.

قسمت های الکتریکی دیزل ژنراتور معمولا شامل : آلترناتور یا مولد ، باتری و باتری شارژر، پنل کنترلی، تنظیم کننده یا رگولاتور ولتاژ و… که در ادامه توضیحاتی اجمالی پیرامون هر یک از این تجهیزات ارائه می شود.

  1. آلترناتور یا مولد دیزل ژنراتورها از نوع ژنراتور سنکرون بوده و همانند سایر ژنراتورها به کمک میدان تحریک DC رتور در سیم پیچ های استاتور ولتاژ سه فاز القا میکند. شرح کامل نحوه  کار این نوع ژنراتور، موضوع این مطلب نمی باشد.
  2. سیستم استارت : عمدتا سیستم های راه اندازی یا استارت موتورهای دیزل به سه نوع سیستم استارت هوایی، هیدرولیکی و الکتریکی تقسیم می شوند. با توجه به این که در این مقاله، بروی اجزای الکتریکی دیزل ژنراتور تمرکز شده است بنابراین سیستم استارت الکتریکی را بررسی می کنیم.
    استارت الکتریکی یک موتور دیزل اغلب توسط یک موتور DC انجام می شود که قادر است گشتاور زیاد راه اندازی را تامین کند ( موتور DC کمپوند یا مغناطیس دائم). این موتور با چرخ طیار دیزل ژنراتور Fly Wheel درگیر شده و پس از روشن شدن دیزل توسط یک کلاچ آزاد می شود. معمولا ولتاژ تغذیه این موتور ها ۱۲ یا ۲۴ ولت DC می باشد. فرآیند آزاد کردن  و درگیر کردن موتور استارت با چرخ طیار دیزل، معمولا توسط سلنوئیدی با نام سلونوئید استارتر، انجام می شود. عکس شماره ۱ موتور استارتر و سلونوئید ( قسمت بالایی آن ) آن را نمایش می دهد.

شکل ۱ – استارتر موتور

جریان راه اندازی این موتورها زیاد بوده که توسط باتری تامین می شود. از این رو باتری هایی که مورد استفاده قرار می گیرند باید دارای چند ویژگی مهم اعم از ؛ عملکرد مناسب در جریان های زیاد دشارژ، تعداد مناسب دفعات شارژ و دشارژ، تعداد دفعات تعمیر ونگهداری دوره ای و … باشند. عمدتا باتری های مورد استفاده یا از نوع سرب-اسید می باشند و یا از نوع نیکل-کادمیوم.

باتری های سرب-اسید کابردهای بیشتری مخصوصا در صنعت خودرو دارند و باتری های نیکل-کادمیوم بیشتر در سیستم های مخابراتی و ژنراتورهای آماده به کار (Stand by) استفاده می شوند.
مزایای باتری های سرب-اسید :
قیمت پایین ، توانایی جریان دهی زیاد ، قابلیت زیر شارژ بودن در حالت شناور برای مدت طولانی ، میزان خوددشارژی کمتر نسبت به نوع نیکل-کادمیوم و تنوع زیاد محصول.
معایب باتری های سرب-اسید :
جهت شارژ سریع مناسب نمی باشند –تعداد دفعات کمتر شارژ و دشارژ  نسبت به نیکل کادمیوم ( سرب-اسید ۵۰۰ تا ۸۰۰ بار و نیکل-کادمیوم ۲۰۰۰ بار ) – محدودیت دمای محیط بیشتری نسبت به نیکل کادمیوم ( سرب-اسید دارای محدودیت دمای محیط ۲۰- درجه تا ۴۵+ درجه سانتیگراد و نیکل-کادمیوم دارای محدودیت دمای محیط ۴۰- درجه تا ۶۰+ درجه سانتیگراد ) – نگهداری بیشتر و تعمیرات دوره ای بیشتری نسبت به نیکل-کادمیوم
مزایای نیکل-کادمیوم :
قابلیت کار در محدوده دمایی وسیع ، تعداد دفعات زیاد شارژ و دشارژ نسبت به سرب-اسید ( ۳ تا ۵ برابر ) ، مدت زمان کمتر جهت شارژ کامل نسبت به سرب-اسید و تعمیرات و نگهداری کم.
معایب نیکل-کادمیوم :
قیمت بالا نسبت به سرب-اسید ، استفاده از ماده خطرناک کادمیوم و نرخ خوددشارژیبالا نسبت به سرب-اسید
بنا بر مزایا و معایبی که هر نوع باتری دارد و براساس شرایط و وجوبات طراحی دیزل ژنراتور، هر یک از این دو نوع می تواند در سیستم استارت دیزل ژنراتورها مورد استفاده قرار گیرند.

  • سیستم کنترل-حفاظت -مانیتورینگ
    این سیستم معمولا در یک پانل که شامل دو قسمت اصلی مدار قدرت و مدار کنترل-حفاظت – مانیتورینگ می باشد ، قرار می گیرد. مدار قدرت شامل بخش های اصلی از قبیل ؛ باسبارها، کابل های خروجی برق تولیدی و بریکرهای قدرت می شود. مدار کنترل-حفاظت-مانیتورینگ شامل بخش های اصلی از قبیل ؛ کنتاکتور، فیوز، ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ، رله های حفاظتی ( رله Over speed ،رله حفاظت دیفرانسیلی ژنراتور، رله اضافه جریان  ژنراتور و … ) ، ترنسدیوسرهای سنسورهای حفاظت – مانیتورینگ ( سنسور سرعت دیزل، سنسور فشار و دمای روغن و سنسورهای لرزش و … ) سیستم AVR ، باتری شارژر.
    برخی از دیزل ژنراتورها در مواقع اضطراری کاربرد دارند و لذا ممکن است فاصله بین کارکرد آنها طولانی باشد و در این مدت که بلااستفاده می باشند ، باتری های سیستم استارت باید زیر شارژ باشند تا باتری ها در زمان لازم بتوانند جریان استارت را تامین کنند. به همین علت در این دیزل ژنراتورها کاربرد باتری شارژر امری ضروری است. در اغلب دیزل ژنراتورها آلترناتوری تعبیه شده است که به طور مکانیکی با محور اصلی دیزل کوپل شده یا توسط تسمه به محور دیزل وصل است، که وظیفه تولید برق جهت شارژ باتری ها پس از راه اندازی  و حین کار دیزل را برعهده دارد. البته خروجی این آلترناتور توسط پل دیودی به برق مستقیم تبدیل می شود و سپس به باتری ها اعمال می شود.

 

شکل ۲ – پانل دیزل ژنراتور

  • تنظیم کننده خودکار ولتاژ
    وظیفه اصلی تنظیم کننده خودکار ولتاژ AVR-Automatic Voltage Regulation ، کنترل ولتاژ خروجی ژنراتور می باشد. هدف AVR پیکربندی سیستمی است تا بتوان در هنگام  تغییرات بار، با زمان عکس العمل مشخصی افت یا افزایش ولتاژ ژنراتور را به حداقل برساند. بارهای غیرخطی مانند بارهای سلفی یا خازنی ، یکی دیگر از مواردی است که AVR باید برای آنها آمادگی لازم را داشته باشد.
    عمدتا از سه طریق می توان ولتاژ خروجی ژنراتور را تعیین کرد : ۱ – قدرت میدان تحریک ۲ – سرعت چرخش محور( میدان دوار رتور ) ۳- تعداد دور سیم پیچ ها
    AVRها اغلب از طریق تغییر قدرت میدان تحریک، ولتاژ خروجی ژنراتورها را تنظیم می کنند. این کار از طریق نظارت دائم بر ولتاژ خروجی و گرفتن فیدبک مورد نظر سیستم کنترلی AVR و تنظیم جریان میدان تحریک روتور، انجام می شود.طراحی سیستم های  کنترل ولتاژ ( نوع دیجیتال ) اغلب بر پایه میکروپروسسورها انجام می شود.کارهایی که یکAVR اغلب قادر به انجام آن است عبارتند از : کنترل ولتاژ ژنراتور در بازه %  ۰٫۲۵۵± ولتاژ  بی باری تا ولتاژ بار کامل – حفاظت اضافه ولتاژ ژنراتور – حفاظت افت ولتاژ ژنراتور- فقدان میدان تحریک و … .
    نمونه ای از بورد الکترونیکی یک AVR در شکل ۳۳ نمایش داده شده است.
  • stream-silent4

شکل ۳ – بورد الکترونیکی AVR

    • گاورنر ( تنظیم کننده سرعت موتور دیزل)
      گاورنر Governor  وظیفه ثابت نگه داشتن سرعت چرخش موتور دیزل ( دور بر دقیقه –RPM ) تحت شرایط مختلف بار را توسط تنظیم سوخت دیزل، برعهده دارد و همانطور که  می دانیم سرعت چرخش موتور دیزل تعیین کننده فرکانس برق ژنراتور می باشد و لذا دقت و زمان عکس العمل گاورنر در برابر تغییرات بار ارتباط مستقیمی با پایداری وثابت ماندن فرکانس برق تولیدی ژنراتور دارد. گاورنر کار تنظیم سرعت را به کمک کنترل میزان سوخت تحویل شده به دیزل انجام می دهد.
      به طور کلی گاورنر ها به دو نوع مکانیکی و الکترونیکی تقسیم می شوند. توضیح نحوه کارکرد گاورنرهای مکانیکی خارج از موضوع این مقاله می باشد. گاورنرهای الکترونیکی به طور دائم با گرفتن فیدبک از سرعت دیزل توسط سنسورهای مربوطه ( Proximity Probe or Magnetic Probe) ، سرعت دیزل را تحت نظر دارد.
      تکنولوژی هایی که امروزه در گاورنر های الکترونیکی استفاده می شود معمولا فرکانس را می تواند در محدوده تغییرات ۰٫۲۵ % ± ثابت نگه دارد و زمان عکس العمل ۱ تا ۳ ثانیه می باشد. امروزه تکنولوژی الکترونیک صنعتی به کمک بارهای حساس آماده است تا فرکانس برق ورودی آنها را در محدوده مجازی ثابت نگه دارند.
      حلقه کنترلی ساده در شکل ۴، نحوه عملکرد گاورنر را به سادگی توضیح می دهد.

موازی کردن دیزل ژنراتورها

موازی کردن دیزل ژنراتورها

images44

موازی بستن ژنراتورها (سنکرونیسم):

اغلب ژنراتورها به تنهایی کار نمی کنند، بلکه تعدادی از آنها بطور موازی یک شبکه مشترک را تغذیه می کنند که باید قبل از وصل کردن ژنراتور دیگر که در حال کار است همراه نمود (سنکورن کردن). در واقع سنکرون حالتی از پارالل کردن می باشد که در آن حالت هیچ نوع جریان ضربه ای قابل توجهی ایجاد نگردد. که برای بوجود آمدن چنین حالتی باید چهار شرط زیر برقرار باشد: الف_ برابری ولتاژها ب_ برابری فرکانس ها ج_ برابری فاز اختلاف سطح ها د_برابری حوزه دوار (ترتیب درست فازها).

سنکرون کردن ژنراتور با شبکه توسط سنکروسکوپ Enerdis-ویدیو آموزشی-سنکروسکوپ چیست؟

 

 
چکیده :
به جند دلیل زیر ژنراتورها را با یگدیگر موازی میکنند:
·    بالا بردن قابلیت اطمینان سیستم
·    امکان برنامه ریزی برای تعمیرات دوره ای
·    افزایش راندمان
·    نیاز به واحد های رزرو کوچک
ولی قبل از موازی کردن باید چک شود که آیا دو ژنراتور شرایط لازم را دارند!
شرایط لازم برای موازی کردن ژنراتورها:
·    دامنه ولتاژ فازها یک باشد.
·    توالی فازها یکی باشد.
·    ولتاژ ها هم فاز باشند.
·    برابری فرکانس ژنراتور
برای چک کردن شرایط بالا از سنکروسکوپ ( سنکروچک ) استفاده میکنند.زمانی که دو خط از شبکه بخواهند به یکدیگر متصل گردند این رله رابطه فازی و ولتاژ دو خط را مقایسه نموده و در صورت تطابق (تمایز نباید بیش از ۱۰% باشد.) اجازه اتصال آنها را می دهد.
این رله زمانی بکار می‌رود که دو یا چند فیدر به یک باس مشترک متصل می‌گردند. اتصال موفقیت‌آمیز دو منبع به یکدیگر بستگی به اختلاف دامنه‌های ولتاژ طرفین، زاویه‌های فاز و فرکانسهای دو منبع در زمان اتصال دارد. رله کنترل سنکرونیزم در صورت نزدیک بودن مقادیر دو طرف، اجازه اتصال را خواهد داد.
رله سنکرون‌کننده، رله‌ای است که در رابطه با اتصال ژنراتور به شبکه و یا اتصال دو شبکه مجزا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این رله سنکرون‌کننده برای کنترل یک یا چند کلید در یک نیروگاه و ارتباط با سیستم کنترل نیز بکار می‌رود. بر خلاف رله کنترل سنکرونیزم، رله سنکرون‌کننده می‌تواند فرمان وصل کلید را در نقطه دقیق سنکرونیزم صادر نماید.
سنکرون‌کردن دستی نیازمند آموزش، استفاده از قدرت تشخیص، تجربه و دقت کافی از طرف اپراتور است. کلیدها و ژنراتورها در صورت عدم دقت اپراتور دچار صدمه می‌شوند. بنابراین فرمان وصل کلید، تنها وقتی که رله سنکرونیزم اجازه دهد، صادر می‌گردد.
رله کنترل سنکرونیزم برای نظارت بر اتصال دستی کلید بکار می‌رود. بنابراین اپراتور مقادیر سنکرونیزم را کنترل کرده و بطور دستی فرمان وصل می‌دهد ولی کنتاکت باز رله سنکرونیزم که بصورت سری قرار گرفته است از اتصال جلوگیری می‌کند. کنتاکت باز رله سنکرونیزم وقتی بسته می‌شود که اختلاف زاویه فاز در دو طرف کلید از مقدار مشخص کمتر بوده و همچنین اختلاف ولتاژ بین دو طرف مقدار کمی را دارا باشد.
رله سنکرونیزم به دو طریق مورد استفاده قرار می‌گیرد. می‌توان این رله را بعنوان ناظر در اتصال دستی ژنراتور به شبکه مورد استفاده قرار داد. طریق دیگر استفاده از رله سنکرونیزم در اتصال اتوماتیک ژنراتور به شبکه است که در این حالت علاوه بر اینکه شرایط سنکرونیزم مورد ارزیابی قرار می‌گیرد، فرمانهایی از طرف رله سنکرونیزم به سیستمهای تنظیم فرکانس و ولتاژ ژنراتور ارسال می‌گردد و اتصال کاملاً اتوماتیک صورت می گیرد.
سنکروسکوپ چیست؟
سنکروسکوپ دستگاهی است که برای ایجاد زاویه فاز و نیز هماهنگ سازی فرکانس بین جریان متناوب (AC)  منابع قدرت استفاده می شود
این یک معیار ایمنی بسیار مهمی است که شبکه های قدرت  AC و یا خروجی ژنراتور را به هم متصل می کند.
سنکروسکوپ دو نوع اصلی الکترو مکانیکی و الکترونیکی تولید می شود.
سنکروسکوپ الکترو مکانیکی از مجموعه ای از سیم پیچ های مخالف استاتیک و روتور که به یک نمایشگر متصل شده اند تشکیل شده است.
سنکروسکوپ الکترونیکی از یک ریزپردازنده برای محاسبه و یک LED و صفحه نمایش دیجیتال که وضعیت ورودی را نشان می دهد تشکیل شده است.
ولتاژ منبع تغذیه جریان متناوب بصورت یک شکل موج سینوسی صاف متناوب بین مقادیر  پیک  مثبت و منفی می باشد..
مقادیر اوج به عنوان دامنه به منبع شناخته شده است، تعداد سیکل که در ثانیه رخ می دهد به عنوان فرکانس شناخته شده است.
هنگامی که دو نیرو منابع AC  دارای دامنه مشابه و یا ولتاژ می باشند در یک زمان به مقادیر پیک مثبت و منفی می رسند
زمانی که دو منبع تغذیه AC با هم موازی می شوند بسیار مهم است که از نظر ولتاژ، فرکانس و نوع فاز با یکدیگر مشابه باشند.در غیر اینصورت به شبکه آسیب جدی وارد می شود.
موارد استفاده سنکروسکوب
استفاده از مولدهای برق بصورت موازی بدلیل مزایای آن همواره مورد توجه بوده است ولیکن بدلیل پیچیدگی های فنی و هزینه های ریالی تا پیش از این بیشتر در ارتباط با مولدهای با قدرتهای بالا از آن استفاده می شد.
در گذشته بدلیل محدودیتهای پیشرفت تکنولوژی و نبودن لوازم و ابزار جدید( که عمدتا بر مبنای سیستم های میکروپروسسوری عرضه شده است مانند دستگاه سنکروسکوب )،مشکلاتی وجود داشته که به برخی از آنها اشاره می گردد:• هزینه ساخت تابلوهای کنترل و اجزا آن بسیار گران و فضای مورد نیاز آن زیاد بوده است
• بدلیل تعدد اجزا نصب سیستم دارای پیچیدگی زیاد بوده و هزینه و زمان زیادی دارد که یکی از اجزا اصلی تابلو  در همه حال سنکروسکوب است .
• بدلیل کیفیت عملکرد دیزل ها و ژنراتورها و عناصر کنترلی سیستم امکان تنظیم دور ، تنظیم ولتاژ ، پخش بار و سنکرون نمودن آنها بسادگی امکان پذیر نمی گردید .مزایای مولدهای برق موازی
برخی از قابلیتهای مربوط به موازی کردن مولدهای برق شامل افزایش قابلیت اطمینان مجموعه ، قابلیت توسعه ، انعطاف پذیری بیشتر ، نگهداری و سرویس آسانتر و بهینه نمودن هزینه ها می باشد .
قابلیت اطمینان
مفهوم جایگزینی در موازی نمودن مولدهای برق موجب ایجاد قابلیت اطمینان بالا در کاربردهای مهم و حساس میباشد . برای مثال اگر قابلیت اطمینان یکدستگاه دیزل ژنراتور را ۹۸% در نظر بگیریم در صورت استفاده از N+1 دستگاه قابلیت اطمینان ۹۹٫۹۶% و در صورت استفاده از N+2 دستگاه قابلیت اطمینان ۹۹٫۹۹۹% خواهد بود . N تعداد دستگاههای موازی با توان معادل دیزل ژنراتور اولیه می باشد. در ترکیب بندی موازی در صورتی که یکی از دستگاهها دچار مشکل فنی شود ، بارهای با اولویت زیاد توسط سایر دستگاهها تامین می گردند . در حالت معمول با توجه اینکه بارهای مصرفی شامل قسمتهای با اولویت زیاد و قسمتهای با اولویت کم می باشند بدون اضافه نمودن هزینه ناشی از خرید دیزل ژنراتورهای اضافی برای جایگزین نمودن میتوان با منظور نمودن مفهوم اولویت قابلیت اطمینان تامین بار را بالا برد .
قابلیت توسعه
در هنگام برآورد قدرت معمولا در نظر گرفتن مسائل ناشی از توسعه در آینده کار بسیار دشواری می باشد . در صورتی که مسئله توسعه آتی بیش از اندازه مورد توجه قرار گیرد این امر موجب سرمایه گذاری اولیه زیادی خواهد شد و در صورتی که این امر مورد توجه قرار نگیرد در آینده هزینه های تعویض دستگاه بسیار گران خواهد شد . در موازی نمودن مولدهای برق امکان توسعه آتی در هر مرحله وجود دارد.
انعطاف پذیری
استفاده از چند دستگاه دیزل ژنراتور موازی امکان حمل و نقل آسانتر و چیدمان با انعطاف پذیری بیشتری را در محل نصب دارد و هنگام نصب در طبقات نیز امکان توزیع بار در محدوده بزرگتری را محیا می نماید . بار مصرفی یک دستگاه بزرگ میبایستی از ۳۰% توان نامی آن کمتر نباشد در حین استفاده از یک دستگاه بزرگ و در شرایط کم باری نیاز به دستگاههای بار مصنوعی و یا خاموش کردن دستگاه جهت جلوگیری از بروز صدمه به آن میباشد که این مورد در ارتباط با مولدهای برق موازی از طریق خاموش کردن اتوماتیک یک و یا چند دستگاه صورت می پذیرد و نهایتا منجر به کم شدن استهلاک کل سیستم می شود.
سرویس و نگهداری
هنگام استفاده از چند دستگاه موازی در هر زمان امکان خارج نمودن یک یا چند دستگاه جهت انجام سرویس و تعمیرات احتمالی بدون ایجاد وقفه در تامین بارهای با اولویت زیاد وجود دارد . این قابلیت باعث زیاد شدن قابلیت اطمینان و کم شدن هزینه های ناشی از تامین برق جایگزین در هنگام سرویس دستگاهها می گردد .که جهت انجام پارالل موارد فوق حتما نیاز به سنکروسکوب استکیفیت بالا و قیمت تمام شده بهینهکیفیت بالا و قیمت تمام شده بهینه دیزلهای مورد استفاده در دیزل ژنراتورهای با قدرتهای ۶۰۰-۳۰۰ کیلووات معمولا بدلیل کاربرد در ماشین آلات نقلیه و ماشین آلات صنعتی معمولا در تعداد زیادی تولید می شوند . بدلیل تولید زیاد و شرایط رقابتی سازندگان این دیزل ها دارای کیفیت بالا و قیمت تمام شده بهینه و دارای حداقل هزینه های سرویس و نگهداری در آینده می باشند .
عملکرد مولدهای برق
عملکرد مولدهای برق موازی با برق شهر بشرح ذیل است :در این حالت در صورت بروز مشکل در شبکه برق شهر مولدهای برق موازی وارد مدار می شوند و برق مصرفی را تامین می نمایند . در صورتی که برق شهر مجددا وصل شود ابتدا مولدهای برق و برق شهر موازی می شوند و سپس مولدهای برق موازی از سیستم خارج می شوند، بنابر این از دید مصرف کننده فقط یکبار قطع برق هنگام رفتن برق شهر دیده می شود و بازگشت برق شهر حس نمی شود .عملکرد مولدهای برق موازی بهمراه برق شهر- دائم کار :
در این حالت برق مصرفی توسط مولدهای برق موازی و برق شهر هر کدام بمیزان تعریف شده و همزمان صورت می پذیرد .عملکرد مولدهای برق موازی بهمراه برق شهر- پیک بار :
در این حالت برق مصرفی توسط برق شهر تامین می گردد اما در هنگام اوج بار که در زمان مشخص و یا با شرایط بار مصرفی مشخص تعیین می گردد مولدهای برق موازی جهت جبران کسری آن وارد سیستم می شوند .

هنگامی که ژنراتور و شبکه با هم ترکیب می شوند، سنکروسکوپ هر گونه اختلاف بین این دو را نشان می دهد.اگر اختلافی وجود داشته باشد، سرعت ژنراتور می تواند تنظیم شود تا سنکروسکوپ تعادل کامل را نشان می دهد. در این نقطه، وسایل دارای ایمنی بیشتری است.
دو نوع اساسی از سنکروسکوپ وجود دارد.
اولین نوع الکترو مکانیکی است که روابط فاز و فرکانس را بوسیله یک نمایشگر یا شاخص نشان می دهد.
ساختمان این دستگاه شبیه به یک موتور الکتریکی است.

این نوع از مجموعه ای از سیم پیچ های استاتور استاتیک مخالف ۹۰ درجه، یک سیم پیچ قطبی، و یک روتور تشکیل شده است. یکی از منبع تغذیه به سیم پیچ استاتور و دیگری سیم پیچ قطبی متصل می شوند.
در صورتی که فاز و فرکانس دو منبع متفاوت باشد، روتور خواهد چرخید
دومین نوع دستگاه سنکروسکوپ الکترونیکی است.
این نوع با بهره گیری از یک ریزپردازنده طراحی شده برای نمونه و فاز و خصوصیات های فرکانس دو منبع قدرت AC  را مقایسه می کند.

سنکروسکوپ نوع دوم معمولا دارای یک مجموعه دایره ای از LED در پانل جلویی که میزان اختلاف فاز و فرکانس را نشان میدهد.

سرویس و نگهداری دیزل ژنراتورها

سرویس و نگهداری دیزل ژنراتورها

thGQ8Y0DAF

 

چک لیست جهت سرویس و نگهداری دیزل ژنراتور

دوره زمانی : روزانه ( به هنگام بهره برداری )

۱- بررسی و بازدید از دیزل ژنراتور به هنگام کار و اطمینان از عدم وجود صدا و لرزش غیر عادی .
۲- بررسی و بازدید و کنترل سیستم خنک کننده سیم پیچ ژنراتور .
۳- بررسی و بازدید و کنترل سیستم خنک کننده موتور دیزل .
۴- بررسی و بازدید از درجه حرارت آب رادیاتور و اطمینان از عدم افزایش آن از مقدار مجاز طبق دستور العمل و توصیه کارخانه سازنده .
۵- بررسی و بازدید از درجه حرارت اگزوز دیزل ژنراتور و اطمینان از عدم افزایش آن از مقدار حداکثر مجاز طبق دستور العمل و توصیه کارخانه سازنده .
۶- بررسی و بازدید و کنترل و ثبت لرزش تمام قسمتهای مختلف و تعیین شده دیزل ژنراتور و اطمینان از عدم افزایش آنها از مقادیر مجاز طبق دستورالعمل و توصیه کارخانه سازنده .
۷- بررسی و کنترل ولتاژ و جریان خروجی دیزل ژنراتور (هرسه فاز )و اطمینان از متعادل بودن مقادیر .
۸- بررسی و کنترل ولتاژ و جریان تحریک ژنراتور و اطمینان از نرمال و عادی بودن مقادیر (متناسب با میزان بار دیزل ژنراتور) .
۹- بررسی و کنترل توان اکتیو و راکتیو دیزل ژنراتور و اطمینان از عدم افزایش آنها از مقادیر مجاز (طبق دستورالعمل و توصیه کارخانه سازنده) .
۱۰- بررسی و کنترل و بازدید از فرکانس ژنراتور و اطمینان از عدم افزایش ویا کاهش آن از مقادیر مجاز .
۱۱- بررسی و کنترل و بازدید ضریب قدرت ژنراتور و اطمینان از عدم منفی شدن(اثر خازنی)ضریب قدرت در مراحل مختلف باردهی دیزل ژنراتور .
۱۲- بررسی و بازدید و اطمینان از باز بودن دمپر جلوی رادیاتور دیزل ژنراتور .

دوره زمانی : هفتگی

۱- بررسی و بازدید روغن موتور دیزل و اطمینان از مناسب بودن کمیت و کیفیت روغن موتور (طبق ساعت کارکرد و دستورالعملهای فنی شرکت سازنده) .
۲- بررسی و بازدید از آب رادیاتور و اتصالات آن و اطمینان از کافی بودن سطح آب رادیاتور و عدم وجود نشتی در اتصالات .
۳- بررسی و بازدید از مخرن گازوئیل موتور دیزل و اطمینان از پر بودن آنها و عدم وجود نشتی اتصالات مربوطه .
۴- بررسی و کنترل و بازدید از عدم گرفتگی سطح رادیاتور موتور دیزل و تمیز نمودن سطح رادیاتور با بلوور یا هوای صنعتی (در صورت نیاز )
۵- بررسی و کنترل و بازدید از عدم نشتی روغن ار قسمتها و قطعات مختلف موتور دیزل .
۶- تمیز نمودن کلیه سطوح دیزل ژنراتور بوسیله بلوور یا هوای صنعتی ,پارچه تنظیف ,برس موئی و اطمینان از عدم وجود هر گونه آلودگی .
۷- روشن و بکار انداختن دیزل ژنراتور حداقل دوبار در هفنه و هر بار به مدت ۲۰۰ دقیقه و کنترل و بازدید از قسمتهای مختلف دیزل ژنراتور و اطمینان از صحت عملکرد کلیه قسمتها .
۸- بازدید و بررسی پمپ روغن موتور دیزل ژنراتور و اطمینان از صحت عملکرد آن .
۹- بازدید و کنترل و بررسی از وضعیت باطری های ژنراتور و اطمینان از مناسب بودن وضعیت آنها .

دوره زمانی : ماهانه

۱- اندازه گیری مقاومت سیم پیچ استاتور دیزل ژنراتور بوسیله میگر ۱۰۰۰ v و طبق دستور العمل فنی مربوطه .
۲- کنترل و بازدید از اتصالات الکتریکی جعبه اتصال کابلهای قدرت دیزل ژنراتور و اطمینان از محکم بودن آنها.
۳- کنترل و بازدید و بررسی محل اتصال کابلشوی قدرت به شینه های قدرت دیزل ژنراتور و اطمینان از عدم وجود هر گونه تغییر رنگ ,ترک خوردگی ,شکستگی و سوختگی آنها .
۴- کنترل و بازدید از وضعیت روانکاری یاتاقانها و گریسکاری مجدد آنها (در صورت نیاز و طبق دستورالعمل شرکت سازنده) .
۵- کنترل و بازدید و بررسی دمپینگ های پلاستیکی (لرزه گیر)بین پایه و فنداسیون دیزل ژنراتور و اطمینان از سالم بودن آنها .
۶ – کنترل و بازدید از فیلتر های هوا ,روغن و تعویض آنها (در صورت نیاز و طبق دستور العمل شرکت سازنده)

مديريت وبسايت مهندس عليخانی

برق اضطراری (دیزل ژنراتور)

دیزل_ژنراتور_۳

در جهت افزایش ولتاژ ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور ، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.
همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است، انتظار می رود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده ، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.

ژنراتورها:

ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است ، ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار می رود.
دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکرد ژنراتورها وجود دارد. اولین اصل فیزیکی اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است. اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود. یک جریان ایجاد میشود یا القاء می شود. اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان  مغناطیسی قرار گرفته ، عبور کند میدان ، نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند.
ژنراتور ها دارای دو اصل هستند: قسمتها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتورحمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی و حمل جریان القاء شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است . آرمیچر معمولا” هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند ، است .
ژنراتور ها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند . رتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.
همچنین ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها چه نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:

۱) توربو ژنراتورها: در این وسیله گرداننده رتور ، توربین بخار است و چون توربین بخار جزء ماشین های تند گرد است بنابراین توربوژنراتور دارای قطب های صاف بوده و این ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیاربالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربوژنراتورها را دو قطبی می سازند چون با افزایش سرعت گردش کار توربین های بخار با صرفه تر وارزان ترتمام می شود.

۲) هیدرو ژنراتور ها :  در آن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم است بنابراین هیدروژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم می باشد.

۳)  دیزل ژنراتور ها :   در قدرت های کوچگ و اظطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در  این موره هم قطب های رتور آن برجسته می باشد.

ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون:

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان  DC به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس رتور مربوط به ژنراتور به وسیله محرک اصلی چرخانده میشود ، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین بوجود آید.این میدان مغناطیسی ، یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.
در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ های میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می نماید و عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اتلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود . برای ماشین های سنکرون ، سیم پیچ های میدان در رتور است.
رتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهنربای الکتریکی بزرگ است . قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته یا غیر برجسته باشد . کلمه برجسته به معنی قلمبیده است و قطب برجسته ، یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. ازطرف دیگر ، یک قطب برجسته یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است . یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولا” برای موارد ۲ یا ۴ قطبی بکار می روند . در حالی که رتورهای برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات ، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود ، چون رتور می چرخد ، نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد برای انجام این کار ۲ روش موجود است :
۱)  تهیه توان DC  از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
۲)  فراهم نمودن توان DC از یک منبع توان DC که مستقیما” روی شفت ژنراتورهای سنکرون  نصب می شود.

ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس روتور مربوط به ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخاند می شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.
در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ ها ی میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می کند. عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود برای ماشین های سنکرون، سیم پیچ های میدان در رتور است.

روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن ربای الکتریکی بزرگ است. قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. کلمه برجسته به معنی (قلمبیده )است و قطب برجسته یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. از طرف دیگر یک قطب برجسته، یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است. یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد ۲ یا چهار قطبی به کار می روند. در حالی که رتور های برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغییر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان  DC به سیم پیچ های میدانش دارد.برای انجام این کار ۲ روش موجود است :

۱-     از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
۲-     فراهم نمودن توان  DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیما” روی شفت ژنراتورسنکرون نصب میشود.

رینگ های لغزان بطور کامل شفت ماشین را احاطه می کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم پیچ DC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هررینگ لغزان سر می خورد  . جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به راحتی هدایت می کنند ولی اصطکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ ها خوردگی بوجود نمی آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگروصل می شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم پیچ ، جدااز مکان و سرعت زاویه ای آن ، میدان درتمام مدت اعمال می شود. رینگ های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم پیچ های میدان ماشین سنکرون تولید می کنند آنها نگهداری را  در ماشین افزایش می دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا” به لحاظ سائیدگی چک شود. علاوه برآن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل توجه توان را همراه با جریان های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ های لغزان روی همه ماشین های سنکرون کوچک تر بکار میرود. زیرا راه اقتصادی تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .

در موتور ها و ژنراتورهای بزرگ تر ، از محرک های بی جاروبک استفاده می شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جاروبک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می شود که بطور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال میگردد. با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می شود) می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور بوجود نمی آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور بطور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ میگردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور  AC کوچک با مگنت های (آهن ربا ) دائمی نصب شده بر روی شفت رتور و یک سیم پیچ روی استاتور است . این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک بوجود می آورد که این به نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می نماید . اگر یک محرک پیلوتروی شفت ژنراتور نصب شود آن گاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .

بسیاری از ژنراتور های سنکرون که دارای محرک های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولا” در دو لایه ساخته می شوند : خود سیم پیچ توزیع شده و گام های کوچک دارد تا مولفه های هارمونیک  ولتاژ ها و جریان های خروجی را کاهش دهد .

چون رتور باسرعتی برابر باسرعت میدان مغناطیسی می چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید می شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا” برای تولید توان ۶۰هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان ۵۰هرتز در یک ماشین ۴ قطب ، رتور باید با سرعت ۱۵۰۰ دور دردقیقه دوران کند . سرعت مورد نیاز یک فرکانس مفروض همیشه از معادله زیر قابل محاسبه است :

  Fe : فرکانس

 = سرعت مکانیکی

 P  = تعداد قطب ها
ولتاژ القایی در استاتور به شار  در ماشین ، فرکانس یا سرعت چرخش ، و ساختمان ماشین بستگی دارد . ولتاژ تولیدی داخلی مستقیما” متناسب با شار و سرعت است ولی خود شار به جریان جاری در مدار میدان رتور بستگی دارد. .ولتاژ درونی برابر ولتاژ خروجی نیست چندین فاکتور ، عامل اختلاف بین این دو هست :
۱-     اعوجاج موجود در میدان مغناطیسی فاصله هوا به علت جریان جاری در استاتور که به آن عکس العمل آرمیچر می گویند.
۲-     خود القایی بوبین های آرمیچر
۳-      مقاومت بوبین های آرمیچر
۴-     تاثیر شکل قطب ها ی برجسته رتور

وقتی یک ژنراتور کار می کند و بار های سیستم را تغذیه می کند آنگاه :

۱-    توان مستقیم و رآکتیو تولیدی بوسیله ژنراتور برابر با مقدار توان تقاضا شده بوسیله بار متصل شده به آن است .
۲-     نقاط تنظیم گاورنر ژنراتور ، فرکانس کار سیستم قدرت را کنترل می نماید.
۳-     جریان میدان ( یانقاط تنظیم رگولاتور میدان ) ولتاژ پایانه سیستم قدرت را کنترل می نماید.
این وضعیتی است که در ژنراتورهای جدا و به فواصل دور از هم وجود دارد.

مولد های AC یا آلترناتورها:

مولد های AC یا آلترناتورها درست مثل مولدهای DC براساس القاء الکترومغناطیس کار می کنند ، آنها نیز شامل یک سیم پیچ آرمیچر و یک میدان مغناطیسی هستند اما یک اختلاف مهم بین این دو وجود دارد ، در حالی که در ژنراتورهای DC آرمیچر چرخیده می شود و سیستم میدان ثابت است در آلترناتورها آرایش عکس وجود دارد.

آلترناتورها یک ژنراتور ساده بدون کموتاتور ، یک جریان الکتریکی متناوب تولید می کنند ، چنین جریان متناوبی مزیت زیادی دارد برای انتقال توان الکتریکی و از این رو بیشتر ژنراتورهای الکتریکی بزرگ از نوع AC هستند. ژنراتور AC در دو حالت خاص با ژنراتور DC فرق می کند . پایانه های سیم پیچ آرمیچرش بیرون هستند . برای حلقه های لغزان جزئی شده ی جامد روی شفت (میله ) ژنراتور به جای کموتاتور و سیم پیچ های میدان توسط یک منبع DC خارجی تغذیه انرژی می شود تااینکه توسط خود ژنراتور این کار انجام شود . ژنراتور ها ی AC سرعت پایینی با تعداد زیادی قطب در حدود ۱۰۰ قطب ساخته می شوند. هم برای بهبود بازه شان و هم برای دست یافتن به فرکانس دلخواه به آسانی . آلترناتورها با توربین های سرعت بالا راه اندازی می شوند . فرکانس جریان گرفته شده توسط ژنراتور AC مساوی است با نیمی از تعداد قطبها و تعداد چرخش آرمیچر در ثانیه.

بخاطر احتمال جرقه زنی بین جاروبک ها و حلقه های لغزان و خطر شکستهای مکانیکی که ممکن است سبب اتصال کوتاه شود. آلترناتورها به یک سیم پیچ ساکن که بدور یک رتور می چرخد و این رتور شامل تعدادی آهنربای مغناطیسی میدان هستند ساخته می شوند. اصل عملکرد آنها نیز دقیقا” مشابه عملکرد ژنراتورهای AC توصیف شده اند.

ژنراتور ها با ولتاژ بالا:

شرکت ABB اخیرا ژنراتوری با ولتاژ بالا ابداع کرده است . این ژنراتور بدون نیاز به ترانسفورماتور افزاینده بطور مستقیم به شبکه قدرت متصل می گردد . ایده جدید بکار گرفته شده در این طرح استفاده از کابل به عنوان سیم پیچ استاتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا برای هر کاربرد در نیروگاههای حرارتی و آبی مناسب می باشد . راندمان بالا ، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ، تلفات کمتر ، تأثیرات منفی کمتر بر محیط زیست ( با توجه به مواد بکار رفته ) از مزایای این نوع ژنراتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا در مقایسه با ژنراتورهای معمولی در ولتاژ بالا و جریان پائین کار می کند . ماکزیمم ولتاژ خروجی این ژنراتور با تکنولوژی کابل محدود می گردد که در حال حاضر با توجه به تکنولوژی بالای ساخت کابلها میتوان ولتاژ آنرا تا سطح ۴۰۰ کیلو ولت طراحی نمود . هادی استفاده شده در ژنراتور ولتاژ بالا بصورت دوار می باشد در حالیکه در ژنراتورهای معمولی این هادی بصورت مثلثی می باشد در نتیجه میدان الکتریکی در ژنراتورهای ولتاژ بالا یکنواخت تر می باشد . ابعاد سیم پیچ بر اساس ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور تعیین می گردد . در ژنراتورهای ولتاژ بالا لایه خارجی کابل در تمام طول کابل زمین می گردد ، این امر موجب می شود که میدان الکتریکی در طول کابل محدود گردد و دیگر مانند ژنراتورهای معمولی نیاز به کنترل میدان در ناحیه انتهایی سیم پیچ نباشد .
جزیی ( Partialdischarge) در هیچ ناحیه ای از سیم پیچ وجود ندارد و همچنین ایمنی افراد بهره بردار و یا تعمیرکار افزایش می یابد . سربندیها و اتصالات معمولا در فضای خالی مورد دسترس در محل انجام می گیرد ، بنابراین محل این اتصالات در یک نیروگاه نسبت به نیروگاه دیگر متفاوت می باشد ، اما در هر حال این اتصالات در خارج از هسته استاتور می باشد ، برای مثال اتصالات و سربندیها ممکن است زیر ژنراتور و یا خارج از قاب استاتور ( Statorframe ) انجام گیرد . بدین ترتیب اتصالات و سربندیها ، مشکلات ناشی از ارتعاشات و لرزش های بوجود آمده در ماشین های معمولی را نخواهند داشت .

در طرح کنونی ژنراتور ولتاژ بالا دو نوع سیستم خنک کنندگی وجود دارد ، روتور و سیم پیچ های انتهایی توسط هوا خنک می گردند در حالیکه استاتور توسط آب خنک می گردد . سیستم خنک کنندگی آب شامل لوله های XLPE قرار گرفته شده در هسته استاتور می باشد که آب از این لوله ها جریان می یابد و هسته استاتور را خنک نگه می دارد .

مقایسه جریان اتصال کوتاه در نیروگاه مجهز به ژنراتور ولتاژ بالا با نیروگاه مجهز به ژنراتور معمولی نشان می دهد که به دلیل اینکه در نیروگاه با ژنراتور ولتاژ بالا راکتانس ترانسفورماتور حذف می گردد جریانهای خطا کوچکتر می باشد .

مديريت وبسايت مهندس عليخانی

برق اضطراری(دیزل ژنراتور)

 
diesel

 

مقدمه: هدف از انجام این تحقیق بررسی سیر تحقیقات انجام شده با موضوع ژنراتورها(ساختمان و اساس کار و سیر تکاملی ژنراتوها بخصوص ژنراتور های سنکرون ) است . به این منظور ، بررسی  مقالات منتشر شده که با این موضوع مرتبط بودند و جمع آوری خلاصه مطالبی از منابع صورت گرفت و بعد چکیده آنها استخراج شد .

ژنراتورها همواره یکی از مهمترین عناصر شبکه قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربردهای خاص دیگر ایفاء کرده است . ساخت اولین نمونه ژنراتور (سنکرون) به انتهای قرن  ۱۹  برمی گردد. مهمترین پیشرفت انجام شده در آن سالها احداث اولین خط بلند انتقال سه فاز از لافن به فرانکفورت آلمان بود. در کانون این تحول ، یک هیدروژنراتور سه فاز ۲۱۰ کیلو وات قرار گرفته بود. عیلرغم مشکلات موجود در جهت افزایش ظرفیت و سطح ولتاژ ژنراتورها، در طول سالهای بعد تلاشهای گسترده ای برای نیل به این هدف صورت گرفت. مهمترین محدودیتها در جهت افزایش و سطح ولتاژ ژنراتورها ، ضعف عملکرد سیستمهای عایقی و نیز روشهای خنک سازی بود .در راستای رفع این محدودیتها ترکیبات مختلف عایقهای مصنوعی، استفاده از هیدروژن برای خنک سازی و بهینه سازی روشهای خنک سازی با هوا نتایج موفقیت آمیزی را در پی داشت به نحوی که امروزه ظرفیت ژنراتورها به بیش از ۱۶۰۰DC  افزایش یافته است.

 در جهت افزایش ولتاژ ، ابداع پاورفرمر در انتهای قرن بیستم توانست سقف ولتاژ تولیدی را تا حدود سطح ولتاژ انتقال افزایش دهد. به نحوی که برخی محققان معتقدند در سالهای نه چندان دور ، دیگر نیازی به استفاده از ترانسفورماتورهای افزاینده نیروگاهی نیست.
همچنین امروزه تکنولوژی ژنراتورهای ابررسانا بسیار مورد توجه است، انتظار می رود با گسترش این تکنولوژی در ژنراتورهای آینده ، ظرفیتهای بالاتر در حجم کمتر قابل دسترسی باشند.

ژنراتورها:

ماشین هایی هستند که انرژی مکانیکی را از محرک اصلی به یک توان الکتریکی در ولتاژ و فرکانس خاصی تبدیل می نماید.کلمه سنکرون به این حقیقت اشاره دارد که فرکانس الکتریک این ماشین با سرعت گردش مکانیکی شفت قفل شده است ، ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سرتاسر جهان به کار می رود.
دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکرد ژنراتورها وجود دارد. اولین اصل فیزیکی اصل القائی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فاراده دانشمند بریتانیایی است. اگر یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یا حلقه ی القائی ساکنی جهت تغییر استفاده شود. یک جریان ایجاد میشود یا القاء می شود. اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان  مغناطیسی قرار گرفته ، عبور کند میدان ، نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند.
ژنراتور ها دارای دو اصل هستند: قسمتها و میدان که آهنربای الکترو مغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتورحمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی و حمل جریان القاء شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است . آرمیچر معمولا” هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القائی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند ، است .
ژنراتور ها از دو قسمت تشکیل شده اند: قسمت متحرک را رتور و قسمت ساکن آن را استاتور می گویند . رتور ها نیز از نظر ساختمان دو دسته اند: ماشین های قطب صاف و ماشین های قطب برجسته.
همچنین ژنراتورها بسته به آنکه نوع وسیله گرداننده رتور آنها چه نوع توربینی باشد به صورت زیر تقسیم می شوند:

۱) توربو ژنراتورها: در این وسیله گرداننده رتور ، توربین بخار است و چون توربین بخار جزء ماشین های تند گرد است بنابراین توربوژنراتور دارای قطب های صاف بوده و این ماشین توانائی ایجاد دورهای بسیاربالا را در قدرت های زیاد دارد امروزه اغلب توربوژنراتورها را دو قطبی می سازند چون با افزایش سرعت گردش کار توربین های بخار با صرفه تر وارزان ترتمام می شود.

۲) هیدرو ژنراتور ها :  در آن وسیله گرداننده رتور توربین آبی است و چون توربین آبی دارای دور کم  است بنابراین هیدروژنراتور دارای قطب برجسته بوده و دارای سرعت کم می باشد.

۳)  دیزل ژنراتور ها :   در قدرت های کوچگ و اظطراری وسیله گرداننده رتور دیزل است که در  این  موره هم قطب های رتور آن برجسته می باشد.

ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون:

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان  DC به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس رتور مربوط به ژنراتور به وسیله محرک اصلی چرخانده میشود ، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین بوجود آید.این میدان مغناطیسی ، یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.
در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ های میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می نماید و عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اتلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود . برای ماشین های سنکرون ، سیم پیچ های میدان در رتور است.
رتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهنربای الکتریکی بزرگ است . قطب های مغناطیسی در رتور می تواند از نوع برجسته یا غیر برجسته باشد . کلمه برجسته به معنی قلمبیده است و قطب برجسته ، یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. ازطرف دیگر ، یک قطب برجسته یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است . یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولا” برای موارد ۲ یا ۴ قطبی بکار می روند . در حالی که رتورهای برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغیر است برای کاهش تلفات ، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود ، چون رتور می چرخد ، نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ های میدانش دارد برای انجام این کار ۲ روش موجود است :
۱)  تهیه توان DC  از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
۲)  فراهم نمودن توان DC از یک منبع توان DC که مستقیما” روی شفت ژنراتورهای سنکرون  نصب می شود.

ساختمان و اساس کار ژنراتور سنکرون

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم پیچ رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور اعمال می گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود. سپس روتور مربوط به ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخاند می شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید . این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ های استاتور ژنراتور القاء می نماید.
در یک ماشین دو عبارت در توصیف سیم پیچ ها بسیار مورد استفاده است: یکی سیم پیچ های میدان و دیگری سیم پیچ های آرمیچر. بطور کلی عبارت سیم پیچ ها ی میدان به سیم پیچ هایی گفته می شود که میدان مغناطیسی اصلی را در ماشین تولید می کند. عبارت سیم پیچ های آرمیچر به سیم پیچ هایی اطلاق می شود که ولتاژ اصلی در آن القاء می شود برای ماشین های سنکرون، سیم پیچ های میدان در رتور است.

روتور ژنراتور سنکرون در اصل یک آهن ربای الکتریکی بزرگ است. قطب های مغناطیسی در رتور می  تواند از نوع برجسته و غیر برجسته باشد. کلمه برجسته به معنی (قلمبیده )است و قطب برجسته یک قطب مغناطیسی خارج شده از سطح رتور می باشد. از طرف دیگر یک قطب برجسته، یک قطب مغناطیسی هم سطح با سطح رتور است. یک رتور غیر برجسته یا صاف معمولاً برای موارد ۲ یا چهار قطبی به کار می روند. در حالی که رتور های برجسته برای ۴ قطب یا بیشتر مورد استفاده هستند. چون در رتور میدان مغناطیسی متغییر است برای کاهش تلفات، آن را از لایه های نازک می سازند. به مدار میدان در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان  DC به سیم پیچ های میدانش دارد.برای انجام این کار ۲ روش موجود است :

۱-     از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ های لغزان و جاروبک .
۲-     فراهم نمودن توان  DCاز یک منبع توان DC ، که مستقیما” روی شفت ژنراتورسنکرون نصب میشود.

رینگ های لغزان بطور کامل شفت ماشین را احاطه می کنند ولی از آن جدا هستند. یک انتهای سیم پیچ DC به هر یک از دو انتهای رینگ لغزان در شفت موتور سنکرون متصل است و یک جاروبک ثابت روی هررینگ لغزان سر می خورد  . جاروبک ها بلوکی از ترکیبات گرافیک مانند هستند که الکتریسیته را به راحتی هدایت می کنند ولی اصطکاک خیلی کمی دارند و لذا روی رینگ ها خوردگی بوجود نمی آورد. اگر سمت مثبت منبع ولتاژ DC به یک جاروبک و سر منفی به جاروبک دیگروصل می شود. آنگاه ولتاژ ثابتی به سیم پیچ ، جدااز مکان و سرعت زاویه ای آن ، میدان درتمام مدت اعمال می شود. رینگ های لغزان و جاروبک ها به هنگام اعمال ولتاژ DC چند مشکل برای سیم پیچ های میدان ماشین سنکرون تولید می کنند آنها نگهداری را  در ماشین افزایش می دهند ، زیرا جاروبک بایدمرتبا” به لحاظ سائیدگی چک شود. علاوه برآن ، افت ولتاژ جاروبک ممکن است تلفات قابل توجه توان را همراه با جریان های میدان به دنبال داشته باشد . علیرغم این مشکلات رینگ های لغزان روی همه ماشین های سنکرون کوچک تر بکار میرود. زیرا راه اقتصادی تر برای اعمال جریان میدان موجود نیست .

در موتور ها و ژنراتورهای بزرگ تر ، از محرک های بی جاروبک استفاده می شود تا جریان میدان DC را به ماشین برسانند یک محرک بی جاروبک ، یک ژنراتور AC کوچکی است که مدار میدان آن روی استاتور و مدار آرمیچر آن روی رتور نصب است خروجی سه فاز ژنراتور محرک یکسو شده و جریان مستقیم توسط یک مدار یکسو ساز سه فاز که روی شفت ژنراتور نصب است حاصل می شود که بطور مستقیم به مدار میدان DC اصلی اعمال میگردد. با کنترل جریان میدان DC کوچکی از ژنراتور محرک (که روی استاتور نصب می شود) می توان جریان میدان را روی ماشین اصلی و بدون استفاده از رینگ های لغزان و جاروبک ها تنظیم کرد. چون اتصال مکانیکی هرگز بین رتور و استاتور بوجود نمی آید ، یک محرک جاروبک نسبت به نوع حلقه های لغزان و جاروبک ها ، به نگهداری کمتری نیاز دارد. برای اینکه تحریک ژنراتور بطور کامل مستقل از منابع تحریک بیرونی باشد، یک محرک پیلوت کوچکی اغلب در سیستم لحاظ میگردد . محرک پیلوت ، یک ژنراتور  AC کوچک با مگنت های (آهن ربا ) دائمی نصب شده بر روی شفت رتور و یک سیم پیچ روی استاتور است . این محرک انرژی را برای مدار میدان محرک بوجود می آورد که این به نوبه خود مدار میدان ماشین اصلی را کنترل می نماید . اگر یک محرک پیلوتروی شفت ژنراتور نصب شود آن گاه هیچ توان الکتریکی خارجی برای راندمان ژنراتور لازم نیست .

بسیاری از ژنراتور های سنکرون که دارای محرک های بی جاروبک هستند ، دارای رینگ های لغزان و جاروبک نیز هستند بنابراین یک منبع اضافی جریان میدان DC در موارد اضطراری در اختیار است . استاتور ژنراتور های سنکرون معمولا” در دو لایه ساخته می شوند : خود سیم پیچ توزیع شده و گام های کوچک دارد تا مولفه های هارمونیک  ولتاژ ها و جریان های خروجی را کاهش دهد .

چون رتور باسرعتی برابر باسرعت میدان مغناطیسی می چرخد ، توان الکتریکی با فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز تولید می شود و از ژنراتور بسته به تعداد قطب ها باید با سرعت ثابتی بچرخد مثلا” برای تولید توان ۶۰هرتز در یک ماشین دو قطب رتور باید با سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه بچرخد . برای تولید توان ۵۰هرتز در یک ماشین ۴ قطب ، رتور باید با سرعت ۱۵۰۰ دور دردقیقه دوران کند . سرعت مورد نیاز یک فرکانس مفروض همیشه از معادله زیر قابل محاسبه است :

  Fe : فرکانس

 = سرعت مکانیکی

 P  = تعداد قطب ها
ولتاژ القایی در استاتور به شار  در ماشین ، فرکانس یا سرعت چرخش ، و ساختمان ماشین بستگی دارد . ولتاژ تولیدی داخلی مستقیما” متناسب با شار و سرعت است ولی خود شار به جریان جاری در مدار میدان رتور بستگی دارد. .ولتاژ درونی برابر ولتاژ خروجی نیست چندین فاکتور ، عامل اختلاف بین این دو هست :
۱-     اعوجاج موجود در میدان مغناطیسی فاصله هوا به علت جریان جاری در استاتور که به آن عکس العمل آرمیچر می گویند.
۲-     خود القایی بوبین های آرمیچر
۳-      مقاومت بوبین های آرمیچر
۴-     تاثیر شکل قطب ها ی برجسته رتور

وقتی یک ژنراتور کار می کند و بار های سیستم را تغذیه می کند آنگاه :

۱-    توان مستقیم و رآکتیو تولیدی بوسیله ژنراتور برابر با مقدار توان تقاضا شده بوسیله بار متصل شده به آن است .
۲-     نقاط تنظیم گاورنر ژنراتور ، فرکانس کار سیستم قدرت را کنترل می نماید.
۳-     جریان میدان ( یانقاط تنظیم رگولاتور میدان ) ولتاژ پایانه سیستم قدرت را کنترل می نماید.
این وضعیتی است که در ژنراتورهای جدا و به فواصل دور از هم وجود دارد.

دیزل_ژنراتور_۳

مولد های AC یا آلترناتورها:

مولد های AC یا آلترناتورها درست مثل مولدهای DC براساس القاء الکترومغناطیس کار می کنند ، آنها نیز شامل یک سیم پیچ آرمیچر و یک میدان مغناطیسی هستند اما یک اختلاف مهم بین این دو وجود دارد ، در حالی که در ژنراتورهای DC آرمیچر چرخیده می شود و سیستم میدان ثابت است در آلترناتورها آرایش عکس وجود دارد.

آلترناتورها یک ژنراتور ساده بدون کموتاتور ، یک جریان الکتریکی متناوب تولید می کنند ، چنین جریان متناوبی مزیت زیادی دارد برای انتقال توان الکتریکی و از این رو بیشتر ژنراتورهای الکتریکی بزرگ از نوع AC هستند. ژنراتور AC در دو حالت خاص با ژنراتور DC فرق می کند . پایانه های سیم پیچ آرمیچرش بیرون هستند . برای حلقه های لغزان جزئی شده ی جامد روی شفت (میله ) ژنراتور به جای کموتاتور و سیم پیچ های میدان توسط یک منبع DC خارجی تغذیه انرژی می شود تااینکه توسط خود ژنراتور این کار انجام شود . ژنراتور ها ی AC سرعت پایینی با تعداد زیادی قطب در حدود ۱۰۰ قطب ساخته می شوند. هم برای بهبود بازه شان و هم برای دست یافتن به فرکانس دلخواه به آسانی . آلترناتورها با توربین های سرعت بالا راه اندازی می شوند . فرکانس جریان گرفته شده توسط ژنراتور AC مساوی است با نیمی از تعداد قطبها و تعداد چرخش آرمیچر در ثانیه.

بخاطر احتمال جرقه زنی بین جاروبک ها و حلقه های لغزان و خطر شکستهای مکانیکی که ممکن است سبب اتصال کوتاه شود. آلترناتورها به یک سیم پیچ ساکن که بدور یک رتور می چرخد و این رتور شامل تعدادی آهنربای مغناطیسی میدان هستند ساخته می شوند. اصل عملکرد آنها نیز دقیقا” مشابه عملکرد ژنراتورهای AC توصیف شده اند.

ژنراتور ها با ولتاژ بالا:

شرکت ABB اخیرا ژنراتوری با ولتاژ بالا ابداع کرده است . این ژنراتور بدون نیاز به ترانسفورماتور افزاینده بطور مستقیم به شبکه قدرت متصل می گردد . ایده جدید بکار گرفته شده در این طرح استفاده از کابل به عنوان سیم پیچ استاتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا برای هر کاربرد در نیروگاههای حرارتی و آبی مناسب می باشد . راندمان بالا ، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری ، تلفات کمتر ، تأثیرات منفی کمتر بر محیط زیست ( با توجه به مواد بکار رفته ) از مزایای این نوع ژنراتور می باشد . ژنراتور ولتاژ بالا در مقایسه با ژنراتورهای معمولی در ولتاژ بالا و جریان پائین کار می کند . ماکزیمم ولتاژ خروجی این ژنراتور با تکنولوژی کابل محدود می گردد که در حال حاضر با توجه به تکنولوژی بالای ساخت کابلها میتوان ولتاژ آنرا تا سطح ۴۰۰ کیلو ولت طراحی نمود . هادی استفاده شده درژنراتور ولتاژ بالا بصورت دوار می باشد در حالیکه در ژنراتورهای معمولی این هادی بصورت مثلثی  می باشد در نتیجه میدان الکتریکی در ژنراتورهای ولتاژ بالا یکنواخت تر می باشد . ابعاد سیم پیچ بر اساس ولتاژ سیستم و ماکزیمم قدرت ژنراتور تعیین می گردد . در ژنراتورهای ولتاژ بالا لایه خارجی کابل در تمام طول کابل زمین می گردد ، این امر موجب می شود که میدان الکتریکی در طول کابل محدود گردد و دیگر مانند ژنراتورهای معمولی نیاز به کنترل میدان در ناحیه انتهایی سیم پیچ نباشد .
جزیی ( Partialdischarge) در هیچ ناحیه ای از سیم پیچ وجود ندارد و همچنین ایمنی افراد بهره بردار و یا تعمیرکار افزایش می یابد . سربندیها و اتصالات معمولا در فضای خالی مورد دسترس در محل انجام می گیرد ، بنابراین محل این اتصالات در یک نیروگاه نسبت به نیروگاه دیگر متفاوت می باشد ، اما در هر حال این اتصالات در خارج از هسته استاتور می باشد ، برای مثال اتصالات و سربندیها ممکن است زیر ژنراتور و یا خارج از قاب استاتور ( Statorframee ) انجام گیرد . بدین  ترتیب اتصالات و سربندیها ، مشکلات ناشی از ارتعاشات و لرزش های بوجود آمده در ماشین های معمولی را نخواهند داشت .

در طرح کنونی ژنراتور ولتاژ بالا دو نوع سیستم خنک کنندگی وجود دارد ، روتور و سیم پیچ های  انتهایی توسط هوا خنک می گردند در حالیکه استاتور توسط آب خنک می گردد . سیستم خنک کنندگی آب شامل لوله های XLPE قرار گرفته شده در هسته استاتور می باشد که آب از این لوله ها جریان می یابد و هسته استاتور را خنک نگه می دارد .

مقایسه جریان اتصال کوتاه در نیروگاه مجهز به ژنراتور ولتاژ بالا با نیروگاه مجهز به ژنراتور معمولی نشان می دهد که به دلیل اینکه در نیروگاه با ژنراتور ولتاژ بالا راکتانس ترانسفورماتور حذف می گردد  جریانهای خطا کوچکتر می باشد .

۸۰۷۳۷_۰۴۰۱e

منبع:karaba.ir

مشخصات اتاق دیزل ژنراتور

مشخصات اتاق دیزل ژنراتور

 Generator_room

مشخصات اتاق دیزل ژنراتور

مشخصات ساخت اتاق ژنراتور

۱٫        فاصله رادیاتور تا پنجره تهویه ۱ متر و ابعاد پنجره ۵۰% بزرگتر از ابعاد رادیاتور باشد. جهت جلوگیری از برگشت و پخش جریان هوای گرم دمنده به داخل اتاق ،فاصله بین رادیاتور و پنجره داکت و یا برزنت نصب شود.

۲٫        در قسمت دیوار پشت فونداسیون (سمت ژنراتور) می بایستی پنجره به ابعاد حداقل رادیاتور تعبیه شود و فیلتر هوا و یا دمپر در آن تعبیه گردد.

۳٫        چند پروانه دمنده و ضد جرقه در دیوار سمت مکش ژنراتور جهت تنفس بهتر تعبیه شود . اگر چند ست ژنراتور در اتاق قرار دارد بهتر است به ازای هر ست یک پروانه تعبیه شود.

۴٫        بهتر است برای تهویه بهتر یک یا چند پروانه مکش به بیرون بر روی دیوار سمت رادیاتور نصب گردد.

۵٫        اگزوز به حالت افقی و از بالای دریچه سمت رادیاتور( پنجره تهویه) خارج شود تا با باد پروانه رادیاتور، دود به راحتی خارج شود و از ورود مجدد دود اگزوز به داخل اتاق جلوگیری شود. اگزوزها با فاصله مناسبی از بالای ژنراتور عبور نماید و به طور محکم به سقف مهار شوند به طوری که به آکاردئونی آنها فشار وارد نشود. بهتر است لوله های اگزوز با عایق حرارتی مناسب پوشانده شوند.

۶٫        سقف موتورخانه می بایستی حداقل به ارتفاع ۳۵۰ سانتی متر باشد.

۷٫        کف موتور خانه و کف کانالهای داکت برق کف شور در نظر گرفته شود.

۸٫        فاصله فونداسیون تا دیوار نباید کمتر از عرض فونداسیون باشد.

۹٫        عرض فوندانسیون از هر طرف به اندازه ۳۰ سانتی متر بیشتر از ابعاد شاسی ژنراتور باشد.

۱۰٫    فاصله ژنراتور تا دیوار حداقل ۱ متر در نظر گرفته شود.

۱۱٫    ارتفاع فوندانسیون حداقل به اندازه ۱۵ سانتی متر از کف تمام شده اتاق بالاتر باشد.

۱۲٫    برای انجام تعمیرات و یا سرویس در صورت امکان در مرکز فونداسیون بصورت طولی جرثقیل سقفی در نظر گرفته شود.

۱۳٫    کانالی برای عبور لوله های سوخت ، تخلیه آب و تخلیه روغن موتور به بیرون اتاق در نظر گرفته شود و روی آنها با توری سیمی مسدود گردد.

۱۴٫    درب ورودی موتورخانه بصورت گاراژی کشویی و یا حتی الامکان به گونه ای باشد که عملیات نصب روتارنژ به سهولت صورت پذیرد.

۱۵٫    لوازم اطفاء حریق از جمله کپسول آتش نشانی مخصوص لوازم الکتریکی و سطل شن به اندازه کافی در نظر گرفته شود. و یک ست در دورن و یک ست در خارج از اتاق در محل مناسب نصب گردد.

۱۶٫    سیستم ارتینگ مناسب و با مقاومت ۲ اهم (۲Ω) طراحی و نصب شود.

۱۷٫    در زمان احداث اتاق ژنراتور جهت وزش باد در نظر گرفته شود به طوریکه تهویه اتاق به راحتی انجام گردد. بهتر است جهت وزش باد هم جهت با مسیر باد رادیاتور باشد.

۱۸٫    کانال کابل از طرف ژنراتور به تابلو به ابعاد عرض ۳۰ سانتیمتر و عمق ۴۰ سانتیمتر باشد و روی کانال یا توری فلزی محکم مسدود شود.

۱۹٫     تابلو برق می بایستی ۲۵ سانتیمتر بالاتر از کف موتور خانه وحداقل  ۵٫۰ از دیوارهای مجاور نصب گردد.

۲۰٫    پریز برق ارت دار  روشنایی کافی  یکعدد شیر آب برای فضای داخل موتور خانه در نظر گرفته شود.

۲۱٫    بخارکش روغن دیزل با لوله به جلوی رادیاتور منتقل شود.

مديريت وبسايت مهندس عليخانی

روش پارالل کردن ژنراتورها

 

 

تحقیقات و پروژه برق و الکترونیک

از کاربردهای موتور سنکرون در حالت بی باری «کندانسور سنکرون» است. در این حالت این موتور همچون خازن یا سلفی رفتار می کند که جهت تنظیم ولتاژ و کنترل توان راکتیو مورد بهره برداری قرار می گیرد.

خصوصیت ماشین های الکتریکی سنکرون آن است که سرعت چرخش روتور و سرعت چرخش میدان دوار استاتور با هم برابر است که این سرعت را سرعت سنکرون می نامند  (بدین جهت این ماشین از نوع ماشین های سرعت ثابت محسوب می شود) که طبق آنچه در درس ماشین های الکتریکی ۳ فرا گرفتیم این سرعت به فرکانس تغذیه، جریان های جاری در استاتور و قطب های سیم پیچی استاتور بستگی دارد.

نکته ی دیگر که حائز اهمیت است و از نقاط اشتراک این نوع ماشین با ماشین آسنکرون می باشد، سیم پیچی سه فاز استاتور است که در داخل آن شیارهای استاتور جا می گیرد.

در مورد روتور این ماشین باید این نکته را متذکر شد که روی روتور یک سیم پیچ معمولی با ۲ ترمینال وجود دارد که در هر ۲ حالت کاری ماشین (موتور و ژنراتور) به برق DC متصل می شود. روتور این نوع ماشین در دو نوع ساخته می شود:

۱- قطب برجسته (شکل ۱)

۲- قطب صاف (شکل ۲)

نوع قطب صاف معمولا در سرعت های بالاتر و با تعداد دور کمتر ساخته می شود در حالی که نوع قطب برجسته به طور معمول تعداد قطب های بیشتر و سرعت کمتری دارد.

 

               شکل ۲- روتور قطب برجسته                                          شکل ۱- روتور قطب صاف

۱)  ژنراتور سنکرون:

در حالت کار ژنراتوری در سیم پیچ سه فاز استاتور ولتاژ ac القا می شود که فرکانس آن به دور سنکرون بستگی دارد. در چنین حالتی باید محور ژنراتور توسط یک محرک چرخانده شود.

۲)  موتور سنکرون:

در این حالت استاتوربه یک سیستم برق سه فاز متصل شده و روتور با دور سنکرون که وابسته به فرکانس شبکه و قطب های استاتور است به گردش در خواهد آمد.

در هر دو حالت موتوری و ژنراتوری ولتاژ DC به روتور اعمال می گردد. در حالت موتوری آهن ربای ایجاد شده روی روتور همراه با میدان دوار می گردد و در حالت ژنراتوری بر اثر چرخاندن این آهن ربا توسط محرک خارجی، میدان دواری ایجاد می شود که در سیم پیچ استاتور ولتاژ القا می کند .

موازی کردن ژنراتورهای سنکرون    Synchronous Generator

امروزه به ندرت می‌توان مولد هم‌زمانی یافت که مستقل از دیگر مولدها کار کند و به تنهایی بار خودش را تغذیق کند. چنین حالتی را تنها در کاربردهای اندکی، مثلاً‌به عنوان مولدهای اضطراری می‌توان یافت. در کاربردهای معمولی همیشه تعدادی مولد به طور موازی توان مورد نیاز بارها را تولید می‌کند .

مزایای موازی کردن ژتراتورها :

۱٫  باری که چند مولد می‌توانند تأمین کنند بیشتر از باری است که یک ماشین به تنهایی تاٌمین می‌کند .

۲٫  داشتن موتدهای زیاد، قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد، چون خرابی یکی از آنها موجب نمی‌شود که تمام توان توان تأمین شده برای بار قطع شود .

۳٫  اگر تعداد مولدها زیاد باشد امکان خارج کردنیک یا چند مولد از مئار برای سرویس و نگه‌داری موجود است .

 شرایط لازم برای موازی کردن ژنراتورها

۱٫  مقدار rms ولتاژهای خط دو مولد باید برابر باشد .

۲٫  دو مولد باید ترتیب فاز یکسانی داشته باشند .

۳٫  زوایای فاز باید برابر باشد .

۴٫  بسامد مولد جدید (مولدی که به مدار وارد می‌شود) باید اندکی بیشتر از بسامد سیستم در حال کار باشد .

روش کلی موازی کردن ژنراتورها

فرض کنید بخواهیم مولدی را به سیستم در حال کاری وصل کنیم، برای این کار باید مراحل زیر را انجام دهیم :

نخست با استفاده از ولت‌متر، جریان میدان مولد جدید را تنظیم می‌کنیم تا ولتاژ پایانه‌اش برابر ولتاژ خط سیستم در حال کار شود .

دوم، ترتیب فاز مولد جدید را با ترتیب فاز سیستم در حال کار مقایسهع می‌کنیم .این کار را به چند راه مختلف می‌توان انجام داد، یکی از این راه‌ها روش سه لامپی است. در این روش بین سه لاکپ را با کلیدی که مولد را به سیستم وصل می‌کند موازی می‌کنیم وقتی که زاویۀ فاز بین دو سیستم تغییر می‌کند، لامپ‌ها پرنور (اختلاف فاز زیاد) و کم‌نور (اختلاف فاز کم) می‌شود .اگر هرسه لامپ با هم پرنورو کم‌نور شوند ف دو سیستم ترتیب فاز یکسانی دارند .

سپس بسامد مولد جدید را باید تنظیم کرد تا بیشتر از بسامد سیستم در حال کار باشد. برای این کار ابتدا با بسامدسنج، بسامدها رال اندازه می‌گیریم تا بسامدهای نزدیک به هم به دست آید و سپس تغییرات فاز بین دو سیستم را در نظر می‌گیریم وقتی که بسامدها خیلی نزدیک به هم باشند، فاز ولتاژهای دو سیستم نسبت به هم خیلی کند حرکت می‌کند. این تغییرات فاز را مشاهده می‌کنیم و هنگامی‌که زوایای فازها نسبت به هم برابر شوند کلید را می‌بندیم .

چه وقت می‌توان گفت دو سیستم همفازند؟ یک راه ساده مشاهدۀ سه لامپی است هنگامی که هر سه لامپ خاموشند، اختلاف ولتاژ دو سر آنها صفر است و دو سیستم همفازند. البته این روش زیاد دقیق نیست و راه بهتر استفاده از سنکروسکوپدیزل_ژنراتور_۳است .

موازی کردن ژنراتور با شبکه ی فشار ضعیف:

برلی اتصال ژنراتور به شبکه ی سه فاز کشور بایستی سه شرط که شرایط پارالل کردن نامیده می شوند  برقرار باشند:

۱)  دامنه ی ولتاژ خط ژنراتور و شبکه یکسان باشد :جهت برقراری این شرط به دو ولتمتر برای اندازه گیری ولتاژهای خط ژنراتور و شبکه نیازمندیم که به صورت شکل ۳ در مدار قرار می گیرد.

۲)  تساوری فرکانس ژنراتور سنکرون و شبکه : جهت برقراری این شرایط هم به دو عدد فرکانس متر مطابق شکل ۳ نیازمندیم.

۳)  توالی فازها: فازهای متناظر دو سیستم بایستی دارای اختلاف فاز صفر باشند. به دیگر سخن بایستی ستاره های دو شبکه بر هم منطبق باشند.

در عمل تنها ماشین سنکرون در اختیار ماست لذا بایستی شرایط ماشین سنکرون را به نحوی تغییر دهیم تا با شرایط شبکه ی سه فاز هماهنگ گردد.

جهت برقراری شرط تساوی فرکانس ژنراتور سنکرون از روابط زیر استفاده خواهیم کرد:

لذا با تنظیم دور محرکی که باعث چرخش ژنراتور می گردد می توان فرکانس مورد نظر شبکه یعنی ۵۰Hz را تامین کرد. این کار در محرک توسط رئوستای مدار تحریک انجام می شود.

جهت تنظیم ولتاژ ژنراتور سنکرون هم جریان تحریک آن را آنقدر تغییر می دهیم تا ولتاژ خروجی آن به ولتاژ شبکه برابر گردد.

مهمترین و سخت ترین شرط در حوزه ی عمل شرط توالی فازهاست که شاید چندین دقیقه برقراری آن طول بکشد. جهت تست کردن این شرط راه های فراوانی موجود است که یکی از این روش ها استفاده از عقربه ی فاز نما است که وقتی این شرط محقق می گردد عقربه مقابل شاخص قرار خواهد گرفت که در آن لحظه بایستی کلید اتصال ژنراتور به شبکه را وصل نمود.

شکل ۳- بررسی برابر بودن فرکانس و سطح ولتاژ در دو طرف کلید

روش دیگر قرار دادن لامپ ها به صورت سری است (شکل ۴). مطابق این شکل وقتی اختلاف فاز صفر شد لامپها خاموش می گردند. اگر لامپ ها بین دو فاز قرار گیرند سیستم از نوع تمام روشن خواهد بود.

روشی که در آزمایشگاه از آن استفاده می شود، سیستم لامپی با اتصال فازهای غیر متناظر است که وقتی شرط توالی فاز برقرار شد لامپها یک در میان روشن می شوند. (شکل ۵-ب)

در آزمایشگاه جهت تحقیق سه شرط بالا از سنکروسکوپ استفاده خواهیم کرد که با وصل نمودن برق شبکه و پایانه های استاتور ژنراتور به آن‌، ولتاژ‌ ژنراتور و شبکه بطور همزمان نمایش داده شده و شرط توالی فاز را هم به وسیله ی چراغهایی با اتصال فازهای غیرمتناظر نمایش می دهد که در لحظه ی خاموش و روشن شدن یک در میان چراغها، بایستی کلید را وصل نمود تا ماشین به شبکه سه فاز فشار ضعیف کشور وصل شود .

شکل ۴- سیستم لامپی تمام خاموش

شکل ۵- سیستم های لامپی تمام روشن (a) روشن – خاموش – روشن (b)

نکته ۱:

اگر مدتی صبر کردیم ولی شرط توالی فاز برقرار نگردید بایستی جای دو فاز ژنراتور را با هم عوض کنیم.

نکته ۲:

درست است که برای نمایش فرکانس و ولتاژ به طور کلی از سنکروسکوپ آزمایشگاه استفاده می کنیم لیکن در داخل آن فرکانس متر به طور تکفاز به مدار وصل شده است.

با تغییر جریان تحریک ژنراتور در حالی که با شبکه پارالل شده است می توان توان تولید شده را از پیش فاز به پس فاز تغییر داد، بدین صورت که با کاهش جریان تجریک از حالت پیش فاز به پس فازی می رویم. در ضریب توان ۱ توان راکتیو داده شده به شبکه صفر خواهد شد، در این حالت روی مینیمم منحنی های U شکل قرار داریم. با افزایش جریان تحریک می توان توان راکتیو داده شده به شبکه را افزایش داد .

شکل ۶- اثر جریان تحریک بر ضریب توان و جریان آرمیچر

در شکل فوق اگر بار افزایش پیدا کند منحنی U شکل حاصل بالاتر از منحنی فعلی خواهد بود.

در همین حال اگر توان ورودی به ژنراتور افزایش یابد، دور آن تغییری نمی کند بلکه توان اکتیو تزریقی به شبکه افزایش خواهد یافت.

شرح آزمایش:

قبل از انجام هرکاری پس از شناسایی ماشین سنکرون توصیه می گردد حتما داده های پلاک این مایشن را یادداشت نمایید. این داده ها عبارتند از:

·       دور نامی (Nr)

·       ولتاژ و نحوه ی اتصال ماشین (۳۸۰Y)

·       توان خروجی ماشین (Pn)

·       ضریب قدرت (cosϕ)

·       فرکانس کار ماشین (f)

پس از آن مدار را به صورت زیر جهت انجام آزمایش بی باری وصل می کنیم. (با توجه به داده های پلاک بایستی استاتور به صورت ستاره وصل شود)

شکل ۷- آزمایش بی باری ماشین سنکرون

جهت چرخاندن ژنراتور از یک موتور شنت که هم دور با ژنراتور است استفاده خواهیم کرد. ضمنا برای مشخص شدن دور ژنراتور که آیا به دور نامی رسیده یا نه از یک فرکانس متر (سنکروسکوپ) استفاده خواهیم کرد که یک فاز ژنراتور را به آن وصل نموده و هرگاه فرکانس نامی شد، دور نامی خواهد بود.

پس از وصل نمودن برق محرک شنت آنرا به دور نامی می رسانیم (با تغییر رئوستای مدار تحریک). چنانکه ذکر شد هر گاه فرکانس نامی گردید دور نامی است. سپس اولین نقطه ی ولتاژ و جریان بی باری را که ولتاژ پسماند نام دارد در جدول ۷-۱ یادداشت می نماییم. پس از آن تحریک ژنراتور سنکرون را وصل کرده (توصیه می شود هنگام وصل کردن تحریک به ولتاژ DC از یک صافی خازنی جهت تثبیت ولتاژ استفاده نمایید) و به تدریج ولتاژ را تغییر می دهیم تا ولتاژ برابر ولتاژ نامی هر کلاف گردد و جدول ۷-۱ را کامل خواهیم کرد.

پس از انجام آزمایش بی باری، بار سه فاز اهمی پله ای به پایانه های استاتور (شکل ۸) وصل می کنیم. پس از وصل بار و روشن کردن موتور و رسیدن ژنراتور به دور نامی (با قرائت فرکانس متر که به استاتور وصل است) پله پله بار را اضافه می کنیم. دقت کنید که دور افت نکند. در این حالت جدول ۷-۲ را تکمیل خواهیم کرد. (جریان فاز بار را به وسیله ی آمپرمتر چنگکی اندازه بگیرید(Aac))

شکل ۸- آزمایش بارداری ژنراتور سنکرون مستقل

پس از انجام آزمایش های بالا نوبت به آزمایش پارالل می رسد، لذا مدار را مطابق شکل ۹ بسته و به جای ولتمتر و فرکانس متر پایانه های استاتور و ورودی های شبکه را به سنکروسکوپ وصل خواهیم کرد.

شکل ۹- پارالل کردن ژنراتور سنکرون با شبکه

ابتدا محرک را وصل کرده و در حالیکه پایانه های شبکه و پایانه های استاتور به سنکروسکوپ وصل شده است ژنراتور را به وسیله ی سیم پیچ تحریک آن در حد ولتاژ‌ شبکه راه اندازی می نماییم.

فرکانس را با تغییر رئوستای مدار تحریک محرک به فرکانس شبکه می رسانیم و در ژنراتور هم به وسیله ی سیم پیچ تحریک ژنراتور آنچنانکه گفته شد در حد ولتاژ شبکه ولتاژ‌سازی می نماییم.

مدتی صبر کرده تا وضعیت چراغهای سنکروسکوپ یکی در میان روشن و خاموش گردد که به محض بر قراری این حالت بایستی کلید سه فاز روی سنکروسکوپ را از حالت ۰ به ۱ تغییر دهیم و ژنراتور را به شبکه وصل نماییم.

نکته:

برای اینکه بدانیم سنکروسکوپ از چه نوع سیستم لامپی ای استفاده می کند یک روش استفاده از اهمتر است ولی روش راحتتر آن است که کلید را در حالی که ژنراتور به سنکروسکوپ وصل نیست در حالت ‍۱ قرار دهیم، در این صورت چراغها به همان ترتیبی روشن و خاموش می مانند که مورد نظر ماست.

چنانچه مدتی صبر کردیم لیکن وضعیت مورد نظر در چراغ ها دیده نشد، جای دو فاز استاتور را در سنکروسکوپ عوض کرده و مجددا امتحان می کنیم.

با نزدیک شدن ژنراتور به دور نامی سرعت خاموش – روشن شدن چراغ ها کاهش می یابد، علت این است که سرعت چرخش سیستم سه فاز شبکه و میدان دوار ژنراتور رفته رفته به هم نزدیک می شود و سرعت نسبی این سیستم ها کاهش می یابد.

نکته:

جالب توجه است که پس از وصل شدن ژنراتور به شبکه چنانچه محرک موتور را قطع نماییم ملاحظه خواهیم کرد که ژنراتور خود به تنهایی با سرعت نامی (۱۵۰۰rpm) هنچنان در حال چرخش است (وارد حالتی موتوری شده است). در این وضعیت جهت توان اکتیو عوض می شود و موتور سنکرون توان اکتیو از شبکه جذب می کند.

جداول:

جدول ۷-۱، داده های آزمایش بی باری

ولتاژ پسماند در این آزمایش ۰٫۳V اندازه گیری شد.

نکته:

جهت تنظیم جریان تحریک در مقادیر پایین از دو رئوستای سری استفاده شد.

نکته:

رئوستای تنظیم جریان تحریک دارای حداکثر جریان مجاز می باشد که در این آزمایش ۱A بود. پس از رسیدن به این محدودیت از دو رئوستای موازی با هم استفاده شده است.

نکته:

همان طور که ملاحظه می شود جریان تحریک را تا رسیدن به ولتاژ نامی زیاد کرده ایم.

نکته:

در این آزمایش جریان تحریک را رفته رفته زیاد می کنیم و ولتاژ خروجی را در دور سنکرون اندازه می گریم. بنابراین نیاز داریم که سرعت را به صورت مداوم چک کنیم. اگر سرعت سنج کار نمی کرد جهت سیم پیچ شنت تحریک را عوض کنید.

جدول ۷-۲-۱، داده های آزمایش بارداری برای بار مقاومتی

نکته:

بار سلفی منحنی مشابهی خواهد داشت (آزمایش نشد) و بار خازنی به علت توان راکتیوی که می دهد باعث افزایش ولتاژ می شود و زیاد شدن شده و برای ژنراتور خطرناک است به همین خاطر از ولتاژ‌ ۲۲۰V شروع می کنیم:

جدول ۷-۲-۱، داده های آزمایش بارداری برای بار خازنی

نمودار:

رسم نمودار جداول ۷-۱ و ۷-۲.

شکل ۱۰- آزمایش بی باری ژنراتور سنکرون

شکل ۱۱- آزمایش بارداری ژنراتور سنکرون در بار مقاومتی

شکل ۱۲- آزمایش بارداری برای بار خازنی

نتیجه گیری :

۱٫  باری که چند مولد می‌توانند تأمین کنند بیشتر از باری است که یک ماشین به تنهایی تاٌمین می‌کند .

۲٫  داشتن موتدهای زیاد، قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد، چون خرابی یکی از آنها موجب نمی‌شود که تمام توان توان تأمین شده برای بار قطع شود .

۳٫  اگر تعداد مولدها زیاد باشد امکان خارج کردنیک یا چند مولد از مئار برای سرویس و نگه‌داری موجود است .

روش پارالل یکی از روش های راه اندازی ژنراتور سنکرون است که معمولا در نیروگاه ها استفاده می شود. چراکه وقتی سرعت سنکرون نباشد گشتاور راه اندازی بالایی نیاز خواهیم داشت، لذا بایستی برای راه اندازی سرعت میدان استاتور و روتور سنکرون شود و پس از وصل ژنراتور به شبکه محرک را قطع نماییم.

روش دیگری که معمولا در نیروگاه ها کاربرد دارد استفاده از سیم پیچ دمپر[۱] است که این سیم پیچ در ماشین های سنکرون وجود دارد و بوسیله ی آن گشتاور راه اندازی تولید می شود (مشابه ماشین های القایی روتور قفسی). در این روش تحریک ماشین سنکرون در ابتدا وصل نیست و باید صبر کرد ماشین با استفاده از روش مذکور به اندازه ی کافی دور بگیرد (مثلا ۱۰rpm اختلاف)، پس از آن می توان تحریک را وصل نمود.

روش دیگر راه اندازی استفاده از یک مبدل فرکانس با فرکانسی معادل ۱ یا ۲ هرتز برای راه اندازی است و رفته رفته فرکانس باید زیاد شود تا نهایتا به فرکانس نامی برسد.

ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی

ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی

 

thDDPHKICQ

مقایسه ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی

 

۱ . مقدمه:

و بعضا” از نوع (Oil immersed type ) ترانسفورماتورهای شبکه توزیع عمدتا” از نوع ترانسفورماتورهای روغنی

می باشند تفاوت اصلی این دو نوع ترانسفورماتور در استقامت الکتریکی و حرارتی عایقهای(Dry type) خشک

می توانند با سیستم IEC بکار رفته در آنهاست. ترانسفورماتورهای خشک بر اساس استاندارد بین المللی ۶۰۷۲۶

طراحی و ساخته شوند . ترانسفورماتورهای خشک مورد بررسی در این A, E, B, F, H, Cعایقی کلاسهای

۱۵۵ می باشندکه مقدار مجاز دمای متوسط سیم پیچها ?C و دمای Fمقاله دارای عایقهایی با کلاس حرارتی

۱۰۰ خواهد بود .[ ۱] در K 140 است به بیان دیگر جهش حرارتی مجاز سیم پیچها در محیط استاندارد برابر ?C

دمای قابل تحمل کمتری داشته و لذا مقدار A حالیکه عایقهای ترانسفورماتورهای روغنی با کلاس حرارتی

۱۰۵ و بعبارت دیگر مقدار مجازجهش حرارتی سیم پیچهادرمحیط استاندارد ?C مجاز دمای متوسط سیم پیجیها

[ ۶۵ میباشد .[ ۲ ?C

بدیهی است که این دو نوع ترانسفورماتور از دیدگاههای مختلف دارای مزایا و معایبی نسبت به یکدیگر می باشند

که از جمله مهمترین مزایای ترانسفورماتور خشک ایمن بودن آن در برابر انفجار و آتش سوزی بوده و در مقابل

عیب آن به شمار میرود . (Cast resin ) عدم امکان تعمیر و بازسازی سیم پیچهای رزینی

معمولا” درون یک محفظه (outdoor) همچنین ترانسفورماتورهای خشک در صورت نصب در فضای آزاد

یا با تنفس ( Sealed ) قرار می گیرند که می تواند سه حالت داشته باشد: بدون تنفس(Enclosure )

را امکانپذیر سازد. ولی برای نصب در فضای (Enclosed ) و یا بصورت با گردش هوا(totally enclosed )

( Non-enclosed ) و درصورت عدم وجود شرایط خاص نیازی به حفاظ نخواهد بودکه بصورت (Indoor) بسته

می باشند .

در این مقاله سعی شده تا بر اساس مدارک فنی برای محاسبه و طراحی ترانسفورماتورهای توزیع روغنی و خشک

موجود درشرکت ایران ترانسفو[ ۳] مقایسه ای از لحاظ ابعاد و اوزان بین این دو نوع ترانسفورماتور (با مشخصات

میباشد. IEC و برای خشک ۶۰۷۲۶ IEC یکسان)بدست آید. استاندارد مورد نظربرای ترانسفورماتوهای روغنی ۷۶

۲

۲ . شرح مقاله و روش تحقیق :

برای انجام این تحقیق از دانش فنی موجود در شرکت ایران ترانسفو برای محاسبه و طراحی ترانسفورماتورهای

۸۰۰ kVA , 1600 kVA توزیع روغنی و خشک استفاده شده است .بررسی بر روی دو نمونه ترانسفورماتورسه فاز

محاسبه cast resin صورت گرفته است و هرکدام یک بار بصورت روغنی و یک بار بصورت خشک و از نوع

۸۰۰ kVA , و طراحی شده و نتایج با هم مقایسه شده اند .در هر یک از نمونه های ترانسفورماتورهای ۱۶۰۰

پارامتر هایی که برای هر دو نوع ترانسفورماتور خشک و روغنی یکسان فرض شده عبارتند از : kVA

۲. نسبت تبدیل و پله های تنظیم ولتاژ ۳. گروه اتصال (kVA) 1. توان

(kw) 6 . تلفات بی باری گارانتی شده (Hz) 4. درصد امپدانس اتصال کوتاه (%) ۵ . فرکانس

.(Indoor ) 9. محل نصب ( IEC 8 . شرایط محیط نصب (مطابق استاندارد (kw) 7 . تلفات بار گارانتی شده

لازم به ذکر است که برای محاسبه و طراحی این ترانسفورماتورها مقادیر تلفات ترانسفورماتورهای محاسبه شده

خشک (بصورت نرمال ) مبنا قرار داده شده و با در نظر گرفتن این مقادیر گارانتی برای تلفات بار و تلفات بی باری ،

ترانسفورماتورهای روغنی نیز طراحی گردید .

برای هر دو نوع (M همچنین از آنجاکه تلفات بی باری تابع نوع ورق هسته مصرفی می باشد لذا یک نوع ورق ( ۵

ترانسفورماتور در نظر گرفته شده است و البته هر چند بر اساس مدارک فنی و در مقایسه انجام شده روش چیدن ورقها

منظور شده است اما این مورد step lap و در نوع خشک بصورت over lap در ترانسفورماتورهای روغنی بصورت

درمقدار تلفات بی باری تاثیر چندانی ندارد.

اما تفاوت عمده ای که در مقایسه دو طرح اجرا شده ترانسفورماتور خشک و روغنی دیده می شود جنس هادی و

روش سیم پیچی است.در این تحقیق سیم پیچهای ترانسفورماتورهای روغنی با سیم تخت مسی و با مواد عایقی

طراحی شده اند. F و سیم پیچهای ترانسفورماتورهای خشک با فویل آلومینیمی و با مواد عایقی کلاس A کلاس

مقدار تلفات اتصال کوتاه و درصد ولتاژ اتصال کوتاه IEC 60076, IEC بنابراین بر اساس استانداردهای ۶۰۷۲۶

۱۲۰ محاسبه شده اند. ?C 75 وبرای ترانسفورماتورهای خشک در ?Cترانسفورماتورهای روغنی در دمای مبنای

در نهایت پس از تکمیل طراحی ابعاد و اوزان در هر دو ترانسفورماتور نوع خشک و روغنی با هم مقایسه شده اند .

(۸۰۰ kVA 12 ترانسفورماتور نمونه اول : (توان

مشخصات این ترانسفورماتور سه فاز به شرح ذیل فرض شده است :

توان نامی = Pn = 800 kVA

ولتاژ نامی = Voltage rating = 15 + (2 * 2.5 % ) / 0. 4 kV

فرکانس = Frequency = 50 Hz

گروه اتصال = Vector group = Dyn11

امپدانس درصد = Impedance voltage = 6 %

تلفات بی باری = No load losses = 1.69 kW

تلفات بار = Short circuit losses = 9.4 kW **

۳

حداکثردمای محیط = Max. Ambient temperature = 40 ?C

ارتفاع نصب = Altitude = 1000 m

محل نصب = Indoor

۱۲۰ گارانتی میشود . ?C 75 و برای ترانسفورماتورخشک در ?C **مقدار تلفات بار برای ترانسفورماتور روغنی در

ابعاد و اوزان و نتایج حاصل از طراحی در جدول زیر آمده است :

ترانسفورماتور روغنی ترانسفورماتور خشک نوع ترانسفورماتور

پارامترهای مقایسه ای

۲۱۱۰

۱۰۵۰

۲۱۰۰

۲۹۸۰

۹۳۳

۳۰۹

۶۷۰

۵۳

۹۳۵

۱۵۳۰

۸۵۰

۱۶۵۰

۲۰۰۰

۱۲۶۶

۳۰۰

۷۰

۷۲

۱۶۲

(mm) طول کلی

(mm) عرض کلی

(mm) ارتفاع کلی

(kg) وزن کل

(kg) وزن هسته

(kg) وزن هادی بوبینها

(kg) وزن آهن آلات

(kg) وزن عایقها

(kg) ( وزن روغن (در نوع روغنی

(kg) ( وزن رزین (در نوع خشک

(۱۶۰۰ kVA 2 ترانسفورماتور نمونه دوم : ( توان –۲

مشخصات این ترانسفورماتور سه فاز به شرح ذیل فرض شده است :

توان نامی = Pn = 1600 kVA

ولتاژ نامی = Voltage rating = 20+ (2 * 2.5 % ) / 0. 4 kV

فرکانس = Frequency = 50 Hz

گروه اتصال = Vector group = Dyn11

امپدانس درصد = Impedance voltage = 6 %

تلفات بی باری = No load losses =2.8 kW

تلفات بار = Short circuit losses = 16 kW **

حداکثر دمای محیط = Max. Ambient temperature = 40 ?C

ارتفاع نصب = Altitude = 1000 m

محل نصب =Indoor

۱۲۰ گارانتی میشود . ?C 75 و برای ترانسفورماتورخشک در ?C **مقدار تلفات بار برای ترانسفورماتور روغنی در

نتایج حاصل از طراحی در جدول زیر آمده است :

۴

ترانسفورماتور روغنی ترانسفورماتور خشک نوع ترانسفورماتور

پارامترهای مقایسه ای

۲۳۳۰

۱۲۷۰

۲۳۷۰

۴۷۰۰

۱۵۴۴

۴۹۲

۱۰۵۰

۷۱

۱۲۱۰

۱۸۳۰

۱۰۰۰

۲۰۴۰

۳۶۳۰

۲۳۳۰

۵۴۶

۸۸

۱۵۲

۲۵۸

(mm) طول کلی

(mm) عرض کلی

(mm) ارتفاع کلی

(kg) وزن کل

(kg) وزن هسته

(kg) وزن هادی بوبینها

(kg) وزن آهن آلات

(kg) وزن عایقها

(kg) ( وزن روغن (در نوع روغنی

(kg) ( وزن رزین (در نوع خشک

۳ . نتایج :

بر اساس نتایج حاصل از محاسبه و طراحی دو نمونه ترانسفورماتور مورد بررسی نتایج زیر حاصل گردید :

با در نظر گرفتن شرایط یکسان بعنوان مشخصات اولیه ترانسفورماتور و با در نظر گرفتن مقادیر گارانتی یکسان

در این بررسی : (Pk ) و تلفات بار (P برای تلفات بی باری ( ۰

الف : در هر دو نمونه مورد بررسی ترانسفورماتورهای خشک نسبت به روغنی دارای طول و عرض و ارتفاع کلی

کمتری می باشند .

ب: در هر دو نمونه مورد بررسی ترانسفورماتورهای خشک نسبت به روغنی دارای وزن کلی کمتری می باشند .

ج : در هر دو نمونه مورد بررسی ترانسفورماتورهای خشک نسبت به روغنی دارای وزن هسته بیشتری می باشند .

د: در هر دو نمونه مورد بررسی ترانسفورماتورهای خشک نسبت به روغنی دارای وزن عایق بیشتری می باشند .

ه: در هر دو نمونه مورد بررسی در ترانسفورماتورهای خشک و روغنی وزن هادی در بوبینها حدودا” یکسان است.

قفس فاراده در سیستم ارت

قفس فاراده در سیستم ارت

 

۰۵

قفس فاراده

Fig_J14_EN

ارزیابی میزان خطر صاعقه :


ارزیابی میزان خطرصاعقه برای هربنا یا سازه به عوامل مختلفی بستگی دارد که عبارتند از:

– نوع بنا یا سازه(برج ،مسکونی ،تجمعی ، صنعتی و مانند آن).

– ساختار و مصالح به کار رفته در بنا ( چوب ، آجر، بتن فولاد و مانند آن)وبه اختصار یعنی آنکه نوع ساختمان آجری است یا بتنی ؟ دارای اسکلت فلزی یا بتنی مسلح است ؟ آیا سقف فلزی دارد ؟ و…

– ارتفاع ساختمان و موقعیت نسبی آن نسبت به بلندی سایر بنا ها .

–  موقعیت توپوگرافی محل (زمین مسطح ، تپه ماهور کوهستانی ).

– محتوای تصرف از نظر آتش گیری و نیزدفعات رعدو برق درمنطقه مورد نظر.

– محتویات ساختمان چیست ؟( اشیاء با ارزش یک موزه ، مرکز تلفن یا اثاثیه یک خانه کهنه معمولی یا اشیاء اسقاط) و… انواع صاعقه گیر ها ( برقگیرها )

lightning-protection-system

بطور کلی برقگیر هایی که معمولاً برای محافظت خارجی ساختمانها و دیگر تأسیسات یاد شده ممکن است بکار برده شود عبارتند از:
۱- برقگیر قفس فاراده یا شکلی از آن.
۲- برقگیر مولد برق اولیه : (ESE : Early Streamer Emission) موسوم به صاعقه گیر الکترونیکی.
۳-صاعقه گیر های اتمی که از سال ۱۳۷۵ در ایران استفاده از آن ممنوع گردیده است.
صاعقه گیر قفس فارادی یا شکلی از آن

این گونه برقگیر ها که ممکن است متشکل از تعدادی میله برقگیر فرانکلین یا ترکیبی از میله ها ، سیم های کشیده شده و شبکه هادی ها باشند برای محافظت ساختمان ها و دیگر تأسیسات (از جمله مناره ها و برج ها ،بناهای گنبدی شکل دودکش های بلند کارخانه ها، دکل های خطوط انتقال نیروی برق و…) در برابر صاعقه مناسب و قابل استفاده می باشند.

 اصول محافظت ساختمان ها ودیگرتأسیسات 
این اصول در برابرصاعقه براساس جذب، هدایت و دفع بارالکتریکی به زمین از طریق مسیرعبورجریان برق جداگانه باحداقل مقاومت و بدون اینکه خطری ایجاد کند استوار می باشد، که ممکن است شامل سیستم های حفاظت بیرونی و درونی باشد. مسیرمذکورشامل پایانه های هوایی(Air Terminals) شبکه هادی ها از تسمه و یا سیم مسی رابط و پایانه های زمینی(Ground Terminal) یاچاه های اتصال زمین می باشد.
ساده ترین نوع برقگیر که در سال ۱۷۵۳ میلادی به وسیله بنجامین فرانکلین طراحی و ساخته شده ، میله فرانکلین است .

faradygage

  مشخصات پایانه های هوایی قفس فاراده ( میله های برقگیر) 
۱-میله برقگیر یک پارچه و سر میله تک شاخه و یا چند شاخه باید از جنس مس خالص ( با ضریب رسانایی حدود ۹۵% )ساخته شده و نوک شاخه ها به شکل مخروطی تیز بوده و صیقلی شده باشد . برای نصب سر میله ( تک شاخه و یا چند شاخه ) بر روی میله برقگیر باید قسمت داخلی انتهای آن دارای دنده متناسب با دنده میله برقگیر باشد.

۲- میله برقگیر دو پارچه باید از میله یا لوله مسی صیقل داده شده ساخته شود و دو سر آن ( یک سر برای سوار کردن سر میله و سر دیگر برای نصب روی پایه ) به طول مناسب دنده شده باشد .
قطر میله برقگیر دو پارچه باید حداقل ۶۳/۰ اینچ و حداکثر یک اینچ بوده و طول آن نیز حداقل یک متر و حداکثر دو متر باشد. در مواقعی که ارتفاع میله برقگیر از یک متر متجاوز باشد باید از نقطه ای که از نصف ارتفاع آن کمتر نباشد حفاظت لازم از نظر ایستایی میله در نظر گرفته شود.

thS26IOAAT


 طول میله برقگیر فرانکلین 
این طول برای ابنیه مختلف به شرح ذیل خواهد بود :

– مناره ها و برج ها و دود کشهای کارخانه ها و دکل های خطوط انتقال نیرو ، حدود ۳۰ سانتیمتر بالاتراز سطح حفاظت.


– بنا های گنبدی شکل بستگی به شعاع مقطع قسمت پایین گنبد داشته و طول میله برقگیر باید طوری محاسبه و انتخاب شود که بعد از نصب برروی گنبد ، ارتفاع ازسر برقگیر تا مقطع قسمت پایین گنبد بزرگتر از شعاع قسمت پایین گنبد باشد.ولی در هر صورت نباید ارتفاع برقگیر از بالاترین بخش گنبد کمتر از ۳۰ سانتیمتر باشد.

– برج سیلو های مختلف ، ساختمان کارخانه ها و ابنیه گوناگون ، حداقل یک متر و حداکثر دو متر بالاتر از سطح حفاظت . دراینگونه موارد باید تمهیدات لازم در برابر واژگونی میله هاپیش بینی شود.

– دکل های فلزی مخصوص نصب پرچم ، میله برقگیر مخصوص تیرهای نصب پرچم مشابه سر میله تک شاخه بوده ، ولی باید دارای پایه مناسب برای نصب روی تیر و همچنین حفاظ باشد

 تعداد پایانه ها ی هوایی مورد نیاز برای محافظت ساختمان ها  
این تعداد ، بستگی به سطح پشت بام ساختمان مربوط ارتفاع و فواصل نصب پایانه ها دارد که برحسب استاندارد مورد مراجعه مختلف است . فواصل نصب پایانه های مزبور بر اساس استاندارد NFPA 78 به قرار زیر است :


فواصل پیرامونی سقف های مسطح یا با شیب ملایم و سقف ها ی شیب دار : در مواردی که ارتفاع نوک پایانه هوایی از سطح مورد حفاظت از ۱۰ اینچ (۲۵۴ میلیمتر) کمتر نباشد، فواصل نصب بر روی نقاط پیرامونی سقف های مسطح یا با شیب ملایم و نیز فواصل نصب بر روی خط الرأس سقف های شیب دار ، باید حد اکثر ۲۰ فوت ( ۶ متر ) در نظر گرفته شود و در صورتی که ارتفاع مزبور حداقل ۲۴ اینچ ( ۶۰ سانتیمتر) یا بیشتر باشد فواصل نصب باید حداکثر ۲۵ فوت ( ۶/۷ متر) انتخاب شود . در این گونه موارد فواصل نصب پایانه های هوایی از کناره ها و گوشه های سطوح نامبرده باید حداکثر ۶۰ سانتیمتر باشد .

 حداقل ابعاد تسمه مسی شبکه 
حداقل ابعاد تسمه مسی شبکه مشبک اتصال پایانه های هوایی در پشت بام برای سطح تا ۱۸۰۰ متر مربع باید ۳*۲۰ میلیمتر و بیشتر از ۱۸۰۰ متر مربع ۳*۲۵ میلیمتر یا بیشتر باشد .

thv1t2kujy

 حداقل ابعاد تسمه مسی هادی های ارتباطی 
حداقل ابعاد تسمه های مسی هادی های ارتباطی ( هادی های نزولی ) بین شبکه مشبک پشت بام و پایانه های زمینی برای سطح تا ۹۰ متر مربع وارتفاع حداکثر ۱۸ متر باید۳*۲۰ میلیمتر(یا سیم مسی لخت با حداقل سطح مقطع ۷۰ میلیمتر مربع) و بیشتر از ۹۰ متر ۳*۲۵ میلیمتر(یا سیم مسی لخت با حداقل سطح مقطع ۹۰ میلیمتر مربع) یا بالاتر باشد .

 روش های تعیین تعداد هادی های نزولی 
برای تعیین تعداد هادی های ارتباطی ( هادی های نزولی ) بین شبکه مشبک پشت بام و پایا نه های زمینی باید یکی از دو روش زیر ملاک محاسبه قرار گیرد :
۱-احتساب پیرامون : بطور کلی برای هر ۳۰ متر محیط ( پیرامون) تحت محافظت برقگیر باید یک نزولی در نظر گرفته شود ، لیکن حداقل تعداد نزولی ها برای هر نوع ساختمان دو عدد خواهد بود

۲-احتساب مساحت : برای سطوح تحت محافظت برقگیر تا ۳۶۰ متر مربع مساحت دو نزولی و برای هر ۲۷۰ مترمربع مازاد یک نزولی اضافی باید در نظر گرفته شود .
بطور مثال: تا ۳۶۰ متر مربع دو نزولی ، ۶۳۰ متر مربع سه نزولی، ۹۰۰ متر مربع چهار نزولی ، ۱۱۷۰ الی ۱۲۰۰ متر مربع پنج نزولی ، و به همین ترتیب ادامه می یابد .

لازم به ذکر است که در هر صورت مقاومت سیستم پایانه های زمینی نباید از ۵ اهم تجاوز کند .