مقدمه:

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.

ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

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.

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 فاصله‏ های هوایی قرار می‏دهند.

این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .

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.

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 ساده‏ تر 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.

انواع برقگیر در شبکه هوایی برق

مقدمه:

روزانه مطالب زیادی در مورد فواید استفاده از منابع تجدید پذیر مانند انرژی باد یا انرژی خورشیدی نوشته می‌شوند اما در مقابل باید بدانید برخی مهندسین بر این باور هستند که انرژی خورشیدی معایبی نیز دارد.

مقدمه:

امروزه با توجه به پیشرفت روز افزون کشور در تمامی زمینه‌ها و نیز افزایش روند ساخت‌وساز ، نیاز به فولاد و محصولات آن در کشور، روز به روز در حال گسترش می‌باشد.

در حال حاضر به رغم آنکه بسیاری از کارخانه‌های فولاد فعال هستند اما به دلیل کمبود بسیار شدید فولاد دولت ناگزیر از واردات آن در حجم بسیار انبوه است.

از این رو دولت نگاه ویژه‌ای به روش‌های تولید فولاد در قالب طرح‌های کوچک و زودبازده دارد.

یکی از جدیدترین و مدرن‌ترین روش‌های تولید شمش فولاد استفاده از کوره‌های ذوب القایی می‌باشد.

هم اکنون بسیاری از کشورهای اروپایی از کوره‌های القایی جهت ذوب فلزات و تولید فولاد استفاده می‌کنند.

این کوره‌ها با استفاده از جریان برق آهن قراضه و یا شمش فلزات را ذوب کرده و ماده مذاب حاصل پس از تخلیه در قالب‌های تعبیه شده به صورت شمش فولاد تولید می‌شود.

شمش فولاد تهیه شده از این روش در کارخانه‌های نورد جهت تولید انواع میلگرد، نبشی، ناودانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نکته قابل توجه در مورد کوره‌های القایی سرعت ذوب‌گیری بسیار بالای آن در مقایسه با کوره‌های فسیلی (کوره‌های دوار) می‌باشد.

کوره‌های القایی در ظرفیت‌های متنوع از تناژ پایین تا بالا تولید می‌شوند که این امر موجب گردیده این صنعت جدید در مقیاس کارگاهی تا کارخانه‌ای قابل اجرا باشد.

البته قابل ذکر است در مورد کوره‌های با ظرفیت بالا می‌توان از خطوط مداوم بیلت فولادی استفاده کرد.

در این روش تولید ماده مذاب حاصل از کوره‌های القایی به خط مداوم ریخته‌گری منتقل شده و بیلت در اندازه‌های طویل از آن خارج می‌شود.

استفاده از کوره‌های القایی به علت سرعت کارکرد بالا در صنایع قطعه‌سازی نیز گسترش فراوانی یافته است.

به طوری که هم اکنون بسیاری از واحدهای ریخته‌گری و تولید قطعه در حال جایگزینی کوره‌های قدیمی با کوره‌های القایی می‌باشند که این امر در افزایش سوددهی این واحدها نقشی مهم و حیاتی دارد.

با توجه به مطالب فوق می‌توان نتیجه گرفت تولید شمش فولاد و قطعات ریخته‌گری با استفاده از تکنولوژی کوره‌های القایی راهی مطمئن و پرسود در جهت جبران کمبود شمش فولاد و کاهش واردات آن است.

البته استفاده از این روش هم اکنون سرعت و گسترش فراوانی یافته است و بسیاری از سرمایه‌گذاران به سمت این روش تولیدی گرایش یافته‌اند.

کوره القایی یکی از ابزارهای گرمایشی بدون تماس مواد است.

در این کوره ها از جریان با فرکانس بالا یا متوسط برای گرم کردن مواد هادی الکتریکی استفاده می شود.

از آنجا که این روش بدون تماس است باعث آلودگی یا ایجاد ناخالصی در بار نمی شود.

در گذشته بیشتر از کوره های سوخت فسیلی برای ذوب فلزات استفاده می شد . آلودگی محیط زیست، راندمان پایین، سروصدای زیاد، عدم یکنواختی مذاب، عدم توانایی ذوب فلزات دیرگداز و مسائلی از این قبیل، مشکلاتی بود که این کوره ها به همراه داشتند.
در چند دهه اخیر توجه متخصصین و دست اندرکاران کوره سازی به استفاده از انرژی الکتریکی در این زمینه جلب شد و نسل جدیدی از کوره های الکتریکی بوجود آمد.
در کوره های ذوب القایی جریان الکتریکی القا شده توسط میدان مغناطیسی ایجاد حرارت می کند و این حرارت باعث ذوب جسم (معمولا فلزات) می شود. فلز درون بوته ای قرار می گیرد که اطراف آن کلاف های مغناطیسی پیچیده شده است و توسط جریان آب خنک می شوند.
جریان موجود در کلاف های مغناطیسی جریان های گردابی یا فوکو (Eddy Current) را در فلز القا می کند که باعث ایجاد حرارت و ذوب فلزمی شود.
در کوره القایی بدون هسته فلز درون یک پوشش نسوز که به وسیله کلاف احاطه شده است، نگهداری می شود. در این حالت کوره ذوب القایی مشابه یک ترانسفورماتور عمل می کند بدین ترتیب که فلز مانند یک کلاف ثانویه در ترانسفورماتور عمل کرده و با اعمال نیرو به کلاف اولیه احاطه کننده فلز جریان های گردابی القا شده و حرارت تولید می شود

پس از ذوب فلز هم زدن و همگن سازی به طور طبیعی و در اثر وجود نیروها و جریان های الکترومغناطیسی اتفاق می افتد. با انتخاب دقیق فرکانس و نیرو می توان سرعت ذوب و همگن سازی را کنترل کرد

مزایای کوره های القایی نسبت به سایر کوره ها:

۱- اپراتوری بسیار ساده بعلت وجود بخش کنترل کامل الکترونیک
۲- عدم آلودگی و اکسیداکسیون بار به علت عدم وجود گاز و شعله اکسیدکننده
۳- شروع به کار سریع و عدم نیاز به پیش گرم یا ذوب اولیه
۴- سرعت بالای انجام عملیات در مقایسه با سایر کوره ها
۵- راندمان بسیار بالاترنسبت به کوره های سوختی
۶- قابلیت تهیه آلیاژهای یکنواخت به علت چرخش داخل مذاب
۷- قابلیت تهیه و نگهداری ذوب در ظرفیت های مختلف
۸- سادگی عمل تغذیه و تخلیه
۹- امکان کنترل دقیق درجه حرارت
۱۰- قابلیت ذوب قراضه
۱۱- اشغال فضای کمتر نسبت به سایر کوره ها
۱۲- عدم تاثیر بر آلودگی محیط زیست
قسمت های مختلف کوره های القائی عبارتند از :

بوته :

شامل اسکلت فلزی کوره ، کویل ، جداره نسوز – هسته ترانسفورمر، پلات فرم (سکو)

تاسیسات خنک کن:

تاسیسات الکتریکی کوره القائی مثل ترانسفورماتور چوک ، خازن ها ، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان در محدوده ی زمانی خاصی می توانند کار کنند و اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می گردند ، لذا این تاسیسات باید خنک گردند ، خنک کردن تاسیسات الکتریکی می تواند ب فن ، ارکاندیشن یا کولر گازی صورت گیرد .

کویل و بدنه کوره در کوره های بوته ای و کوپل ، پوسته ی اینداکتور ، پوسته خنک کن و گلوئی کوره در کوره های کانال دار نیز باید خنک شوند این قسمت ها عموما با آب خنک می گردند(برخی از کوره های کوچک کانال دار بگونه ای طراحی می شوند که تمام قسمت های فوق الذکر یا قسمتی از آن با هوا خنک می شود ) و تاسیسات مخصوصی شامل مبدل های حرارتی ، پمپ ،برج خنک کن و غیره را دارا می باشد و معمولا مقصود از تاسیسات خنک کن همین قسمت می باشد .

تاسیسات حرکت بوته:

برای کوره های بزرگ هیدرولیکی و برای کوره های کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی است و شامل جک های هیدرولیک ، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن ، شیر ها ، فیلتر ها ، دیگر تاسیسات هیدرولیک و میز فرمان هیدرولیک یا سیستم های چرخ دنده ای دستی یا چرخ دنده ای موتوردار.

محل استقرار کوره:

شامل اتاق محل استقرار بوته (furnace pit) ، فونداسیون ، چاله ی تخلیه ی اضطراری ،محل استقرار تاسیسات الکتریکی ، هیدرولیکی و خنک کن و محل استقرار تابلو های مدار فرمان ، تابلوی کنترل مدار آب و میز فرمان هیدرولیک می باشد .

کاربرد کوره القایی