در این شکل uas فشار ضربه ای در برقگیر Tas زمان فعال شدن برقگیرur : اختلاف سطح باقیمانده و Is جریان ضربه ای عبور داده شده از برقگیر میباشد.

منحنی ۱ فشار ضربه ای بدون برقگیر

منحنی ۲ فشار ضربه ای در برقگیر

منحنی ۳ تغییرات جریان ضربه ای در برقگیر

 انــواع بـــرقــگــیـــر  : [۴]

۲-۱  برقگیر با مقاومت غیر خطی  (  با فاصله هوائی  )

۲-۲  برقگیر بدون فاصله هوایی

۲-۳  برقگیر میله ای

۲-۴  برقگیر خازنی ( شاخکی )

۲-۵  برقگیر فیوزی

۲-۱  برقگیر با مقاومت غیر خطی [۱۵-۴-۱]

این برقگیر از تعدادی خازن ( فاصله هوایی ) سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است .

این خازنها که اصولاً به صورت فواصل هوائی می باشد در حالت کار عادی شبکه از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیر جلوگیری می کنند .

چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود فواصل هوائی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور میکند .

عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت ولتاژ دو سر برقگیر و در نهایت دو سر سیستم را مشخص می نماید .

فواصل هوائی موجود در یک برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار شبکه مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شد برقگیر عمل نموده و پس از برقراری شرایط عادی جریان را قطع نماید .

مقاومت های غیر خطی ساخته شده برای برقگیرها اصولاً از سیلیسیم های کربن دار می باشد و مشخصه ولتاژ جریان آنها به صورت  V = K I  می باشد که در آنها  K = 1300  و I = 0. 2 میباشد.

جنس مقاومت غیر خطی باید طوری انتخاب شود که ضمن اینکه بتواند جریان زیادی را از خود عبور دهد ضمناً دستگاه ها را نیز حفاظت کرده و از اعمال اضافه ولتاژ به تجهیزات جلوگیری کند و بتواند رابطه زیر را به وجود آورد .

g =               =          =  

هرچه g کوچکتر باشد برقگیر بهتر است و تجهیزات با سطح پایداری کمتری باید انتخاب شوند .

برقراری جریان تخلیه در برقگیرها با مقاومت غیر خطی در پی بروز قوس در فواصل هوائی متعدد سری شده فراهم میگردد.

و مقدار جریان در مرحله جریان سینوسی با فرکانس ۵۰  هرتز توسط مقاومت های غیر خطی سری شده با فواصل هوائی ( خازنها ) محدود گردیده ، قوس توسط میدان مغناطیسی و همزمان با تغییر نوع جریان از موجی به سینوسی منحرف گردیده ودر لحظه صفر جریان سینوسی قطع میگردد و از ادامه برقراری جریان و تبدیل آن به جریان اتصالی فرکانس ۵۰ هرتز جلوگیری میگردد و بدین ترتیب مدت برقراری جریان تخلیه جوی در برقگیرها از حدود چند میکروثانیه تجاوز نمی نماید.

مقادیر ولتاژ و خازن انتخاب شده طوری است که امپدانس دیده شده از دو سر هر شکاف با هم مساوی باشند ؛ یعنی قرار دادن مقاومت و خازن به صورتی که موجب عبور جریان کمی از برقگیر میگردد.

ولی در عوض توزیع مساوی ولتاژ را امکان پذیر میکند اما مقاومت های غیر خطی به کار رفته این عیب را نیز تا حدی جبران می نماید .

۲-۲-برقگیر بدون فاصله هوائی [۱۳-۴-۱]

امروزه به جای استفاده از برقگیر با فاصله هوائی و مقاومت غیر خطی از برقگیری استفاده شده که دارای تعدادی خازن سری بوده که این نوع خازنها از نوع zno میباشد.

در این نوع برقگیر قطعاتی از zno بصورت قرصهایی با اندازه های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می گیرند مطابق شکل زیر:

این برقگیر علاوه براینکه ساخت آن آسان و براحتی امکان پذیر است ضمناً دارای حجم کمتری نیز می باشند.

یکی از محاسن دیگر این برقگیر برتری آن نسبت به برقگیرهای با فاصله هوائی حفاظت بهتر تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژ کمتری عمل می نماید و عملاً سطح پایداری تجهیزات باید کمتر انتخاب شود.

ضمناً برقگیر با فاصله هوائی همیشه دارای مقدار جریان نشستی است که حدود چند میلی آمپر میباشد اما برقگیر zno عملاً دارای جریان نشستی نیست و تقریباً مقدار این جریان صفر است.

در ضمن مقومتهای غیر خطی سری با یکدیگر بوده و فاقد اصل هوائی و سایر پیش بینی های لازم جهت انحراف قوس می باشد متقابلاً تغییرات غیر خطی مقاومت در قبال شکل ولتاژها حساس بوده دامنه تغییرات غیر خطی مقاومت  در قبال شکل ولتاژها حساس بوده دامنه تغییرات آنان قابل ملاحظه می باشد.

برقراری جریان تنها در پی تغییرمشخصه ولت آمپر مقاومت های غیر خطی تحت تاًثیر ولتاژهای موجی و کاهش قابل ملاحظه مقاومت اهمی برقگیر فراهم گردیده و لزومی به بروز قوس در فواصل هوائی یا اصطلاحاً GAPLESS ” ” موسوم می باشند .

چون مقاومت های غیر خطی را ترکیب اکسید فلزات از جمله روی تشکیل میدهد به عنوان (METAL OXIDE ARRESTER  ) یا برقگیر های اکسید روی ZNO موسوم می باشند .

این برقگیرها به عنوان محدود کننده ولتاژ نامیده می شوند .

مزیت عمده این نوع برقگیرها ارائه سطح حفاظت ناچیز نسبت به برقگیرهای معمولی فاصله هوایی درقبال ولتاژهای تخلیه جوی واضافه ولتاژهایقطع و وصل می باشد .

بنابراین استفاده از این نوع برقگیرها کاهش اندازه فواصل هوائی ایزولاسیون را سبب می گردنند و سطح حفاظت مطلوبی را عرضه می سازند .

این برقگیرها تنها شامل مقاومت های غیر خطی بوده ، شرایط تخلیه در آنها با توجه به تغییر کیفیت مقاومت غیر خطی فراهم میگردد. همزمان با ایجاد اضافه ولتاژهابا شیب و فرکانس بالامقدار اهمی مقاومت از چند صد کیلو اهم تا چند اهم کاهش یافته جریان تخلیه در آن برقرار میگردد .

در پی تخلیه جریان موجی وهمزمان با تبدیل آن به جریان سینوسی فرکانس ۵۰ هرتز مقاومت غیر خطی مقاومت اهمی قابل ملاحظه را به صورت  (مقره) ایزوله ظاهر می گردد .

عدم وجود فاصله هوائی و قطع جریان تخلیه باتوجه به مشخصه کاملاًغیر خطی مقاومت باعث میگردد تا سطح محافظت برقگیر کمتر از برقگیرهای با فاصله هوائی بوده ، این نوع برقگیر در قبال اضافه ولتاژهای قطع و وصل و اضافه ولتاژهای تخلیه جوی به طور مشابه عمل مینماید .

برقگیرهای ابداع شده به جای برقگیرهای با فاصله هوائی با توجه به دو نوع اضافه ولتاژهای تخلیه جوی و قطع و وصل به شرح زیر ساخته و به کار برده شده اند.

– برقگیرهای غیر خطی پیش بینی شده جهت اضافه ولتاژهای تخلیه جوی و اضافه ولتاژهای ناشی از قطع و وصل فاز به زمین با نوع OPN مشخص گردیده .

– برقگیرهای با مقاومت غیر خطی پیش بینی شده جهت اضافه ولتاژهای  تخلیه جوی و اضافه ولتاژهای ناشی از قطع و وصل بین فازها با نوع OPNY مشخص گردیده.

لازم بذکر است این نوع برقگیر اضافه ولتاژهای قطع و وصل بین فازها در ولتاژهای ۳۰۰  کیلوولت به بالا مورد استفاده قرار می گیرد .

برقگیرهای غیرخطی OPN تنها شامل مقاومت های غیرخطی می باشد و کاربرد آنها حداکثر تا ولتاژ ۱۳۲ کیلوولت می باشد و برقگیرهای غیرخطی نوع OPNY علاوه بر مقاومت های غیرخطی ، مجهز به فواصل هوائی بروز قوس می باشند .

برقگیرهای بدون فاصله هوائی برای تاسیسات داخلی و خارجی سیستمهای جریان متناوب از۱۶٫۶۶ تا ۶۰ هرتز با مقاومت های اکسید فلزی بدون فواصل جرقه زدن ساخته شده و دارای خصوصیاتی به شرح زیر می باشد :

۲-۲-۱  خصوصیات برقگیر بدون فاصله هوائی متال اکسید[۱۳]

۱-    نوع برقگیر               PAN                              PAW

۲-    برای شبکه تا               ۳۰ KV                          ۳۶ KV

۳-    جریان اسمی تخلیه          ۵  KV                ۱۰  KV

۴-    جریان ضربه ای پایدار    ۶۵  KV                      ۱۰۰  KV

۵-    توانایی در برابر امواج پایدار با دامنه طولانی در ۲ میلی ثانیه            ۲۵۰   A                   ۴۰۰    A

۶-    جریان اتصال کوتاه در فشار آزاد و هوای عادی

                                                            ka                  ۱۶                 KV 20

۷-    ظرفیت انرژی داخل  (UC)KV  KJ /   ۵ ۱ . KJ / KV             ۳ . ۵

۸-    درجه تخلیه طبق استاندارد۹۹ – ۴   IEC

                        ۱                    ۳

۲-۲-۲-   کاربرد برقگیرهای متال اکسید پارس الکتریکی نوع  PAV   و  PAW  [۱۳]

محافظت از شبکه های جریان متناوب با ولتاژ متوسط در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از وضعیت جوی و کلید زنی خصوصاً برای حفاظت مناسب از ترانسفورماتورهای توزیع و کابل های فشار متوسط .

 ۲-۲-۳-  مزایای برقگیرهای بدون فاصله هوائی

۱-     سطح حفاظت پایین

۲-    ظرفیت انرژی داخلی بالا ( قابلیت جذب انرژی بالا )

۳-    مسافت حفاظت طولانی ( محدوده حفاظت طولانی )

۴-    خصوصیات پایدار(پایدار مشخصات)

۵-    مقاوم در مقابل پیری

۶-    عدم نیاز به تعمیرات و نگهداری

۲-۲-۴- طرح و اصول برقگیر بدون فاصله هوائی

بخش فعال این نوع برقگیرها منحصراً از مقاومتهای اکسید فلزی که بصورت سری متصل شده اند تشکیل شده است، مقاومتهای بدون تاخیر شروع به کار می کنند و هر افزایش ولتاژ در ترمینالها را محدود می کنند.

هنگامی که موج اضافه ولتاژ کاهش می یابد، برقگیر فوراً شبکه را به حالت عادی بر می کرداند و یا فقط حالت هدایت فاز به زمین را تضعیف می کند.

۲-۴-۵- پوشش (محفظه) برقگیرهای اکسید فلزی

پوشش برقگیر از یک قطعه عایق با سطح لعابدار تشکیل میشود.

وسایل اتصالات انتهای عایق که از یک آلیاژ آلومینیوم مقاوم در برابر زنگ زدگی در هوای آزاد تشکیل می شود.

برقگیرها ممکن است به دوصورت نصب شوند(طبق شکهای ۲و۳و۴) نگهدارنده کناری (خارجی) برای PAN ، PAW و پایه نگهدارنده برای نوع PAW اختصاص داده و لوازم یدکی مناسب در دسترس می باشند.