محافظ الکتریک یا محافظ برق چیست و انواع آن کدامند

سرفصل‌هایی که شما در این پست مشاهده خواهید نمود:

■ نوسان برق چیست؟

■ چقدر افت ولتازهای لحظه‌ای مخرب هستند؟

■ نوسانات و افت ولتاژها از چه طریقی اتفاق می‌افتند؟

■ انواع حفاظت در برابر نوسان برق

■ انواع محافظ‌های الکتریک یا محافظ‌های برق

با ما همراه باشید.

نوسان برق چیست؟

همونطور که می‌دونید انرژی الکتریکی که برای مصرف در اختیار ماست دارای یک دامنه نوسان در قالب فرکانس برق تولید شده و به صورت استاندارد در هر ثانیه پنجاه مرتبه طبق شکل یک موج سینوسی به سمت بالاترین حد منحنی روی خط صفر و پنجاه مرتبه هم به سمت پایین ترین حد زیر خط صفر حرکت می‌کنه و این حرکت شکل موج نوسانی رو به نام فرکانس برای ما درست می‌کنه.

تمام وسایلی که با جریان متناوب یا AC یا همون برق شهر خودمون کار می‌کنند مطابق با این نوسان مرتب و منظم ساخته شدند و بدون اشکال به کار خودشون ادامه می‌دهند.

گاهی اوقات موارد ناخواسته یا انواع هارمونیک های مخرب یا ضربات پالس در شبکه بوجود میاد و این نظم رو بهم میزنه که در برخی لوازم الکترونیکی بخصوص منابع تغذیه اونها اشکالاتی رو بوجود میاره. البته ما در اینجا قصد ورود به این موضوع رو نداریم چرا که بحث در مورد علل بوجود آورنده و نحوه حذف اونها جزو مباحث خیلی تخصصی رشته برق و الکترونیک هست و به قول معروف در این مجال و مقال نمی‌گنجه.
ناگفته نمونه در اکثر لوازم الکترونیک مدارات حذف کننده برخی از این ریز نوسانات گذاشته می‌شه و جای نگرانی زیادی برای شما نداره.

اعوجاج در نوسان عادی برق :
این نوع ریز نوسانات با لوازم اندازه گیری معمولی مثل ولتمتر و آمپرمتر قابل تشخیص نیست. ولی تا حدی می‌شه تاثیر اونها رو در برخی لوازم دید. مثل وقتی که یک وسیله برقی مثلا دریل یا سشوار یا موارد مشابه دلیل اعوجاجی که سوییچ شدن مداوم روی کلکتور آرمیچر اونها وجود داره روی تصویر تلوزیون تاثیر منفی داره و حالتی از نویز رو می‌شه دید و هر چقدر فاصله پریز این دو از هم فاصله بیشتری داشته باشه بدلیل میرایی این اعوجاج ناخواسته، نویز هم کمتر خواهد بود. 

نوع دیگری از نوسان برق هست که می‌شه با لوازم اندازه‌گیری معمولی اونها رو دید و یا حتی برای افراد معمولی هم قابل درک هستند.

افت ولتاژ در اثر اتصال مصرف کننده ی قوی :
این نوسان برق در اصل نوعی افت ولتاژ هست که یا از سمت مصرف کننده‌های قوی و با ورود ناگهانی اون‌ها به شبکه تحمیل می‌شه و یا به خاطر مشکلاتی که ممکنه در شبکه برق – چه داخلی و چه عمدتا خارج از ساختمان – وجود داشته باشه دامنه ولتاژ رو در سمتی که مصرف‌کننده به اون متصل هست تحت تاثیر خودش قرار می‌ده.

مثلا افت ولتاژی که در اثر روشن شدن یک مصرف کننده پرقدرت در منزل که باعث افت ولتاژ شده و معمولا با کم نور شدن نور چراغ‌هایی که روشنایی محیط رو تامین می‌کنند مشهود میشه .

بعضی از لوازم برقی بدلیل ساختاری که دارند بیشتر در معرض خطر افت ولتاژ قرار می‌گیرند . بدلیل رابطه‌ای که بین جریان و ولتاژ و گشتاور – تقرییا می‌شه گفت نیروی مکانیکی که از خروجی یک الکتروموتور انتظار داریم – وجود داره بیشترین خطر برای سیم‌پیچ این لوازم هست. مثل یخچال و فریزر و کولر و ... که بصورت مستقیم با شبکه در ارتباط هستند و هر چقدر مدت زمان و دامنه تغیرات ولتاژ زیاد تر باشه می‌تونه باعث صدمات بیشتری بشه. 

ولی چقدر افت ولتاژهای لحظه‌ای مخرب هستند؟

بعضی از لوازم برقی بدلیل ساختاری که دارند بیشتر در معرض خطر افت ولتاژ قرار می‌گیرند. بدلیل رابطه‌ای که بین جریان و ولتاژ و گشتاور – تقرییا می‌شه گفت نیروی مکانیکی که از خروجی یک الکتروموتور انتظار داریم – وجود داره بیشترین خطر برای سیم پیچ این لوازم هست . مثل یخچال و فریزر و کولر و ... که بصورت مستقیم با شبکه در ارتباط هستند و هر چقدر مدت زمان و دامنه تغیرات ولتاژ زیاد تر باشه می‌تونه باعث صدمات بیشتری بشه. همینطور لوازمی که در اونها از ترانس برای تغذیه مدار استفاده می‌شه بدلیل ضریب ولتاژ و جریان که در این مدارات وجود داره می‌تونه به راحتی دچار مشکل بشه.

در خصوص لوازم الکترونیکی و یا لوازمی که در اونها از بردهای الکترونیک به عنوان منبع تغذیه ورودی استفاده شده باید گفت با تغیراتی که در مدارات تغذیه این لوازم وجود داره و با وجود عناصر الکترونیکی قابل اطمینان از جمله آی‌سی‌های رگولاتور ولتاژ تا حدود زیادی این لوازم را در مقابل افت ولتاژ مقاوم کرده و به همین دلیل روی پلاک بخش زیادی از این محصولات دامنه ولتاژ کاری بین 100 تا 250 ولت ذکر شده. که همگی به لطف طراحی جدید و پیشرفت الکترونیک بدست اومده.

البته باز با این وجود نمیشه از تاثیر منفی افت و خیز ولتاژ چه از نوع دائمی و چه لحظه‌ای به راحتی چشم‌پوشی کرد چون به هر شکل برای مصرف‌کننده مشکل‌ساز و دردسر آفرین هست.
 

پس راه حل چیست ؟
اول باید منشاء و ریشه و یا همون علت رو پیدا کرد. می‌شه اینجا نوسانات و افت ولتاژها رو به دو دسته تقسیم کرد تا راحت‌تر به نتیجه برسیم.

نوسانات و افت ولتاژها از چه طریقی اتفاق می‌افتند

1-اشکالات داخل ساختمان 
گاهی اوقات با ردیابی ولتاژهای ورودی می‌بینیم در قسمتی از ساختمون افت ولتاژ داریم و در ورودی کنتور این مساله وجودنداره باید دنبال علت داخلی باشیم.

عمده‌ترین دلایل استفاده نمره سیم کم به نسبت مسافت مصرف‌کننده از کنتور و علت دیگه اتصالات شل و نادرست می‌تونه باعث افت ولتاژ تو مدار داخلی بشه که این موارد با توجه به اینکه به نسبت جریان عبوری از سیم افتی که در ولتاژ ایجاد می‌شه به تلفات گرمایی تبدیل می‌شه می‌تونه خطرات جدی هم ایجاد کنه. باز ناگفته نمونه که افت ولتاژ یک الی دو ولت در هر پنجاه الی صدمتر سیم‌کشی مشکل‌ساز نیست. و باز تاکید می‌شه٬ افت ولتاژها را باید در موقعی اندازه‌گیری کرد که مدار تحت بار هست.

2- اشکالاتی که از شبکه به ما رسیده
به طور معمول اگر افت ولتاژ- چه دائم و چه مقطعی - به نحوی باشه که در ورودی تابلوها و بدون اینکه مصرف‌کننده‌های داخلی وصل باشند مشهود باشه می‌شه گفت که اشکال از شبکه بیرونی هست و این اشکال با ورود مصرف‌کننده‌های داخل ساختمان، مثلا روشن شدن ماکروفر یا اتوی برقی که بین پنج تا ده آمپر جریان برق مصرفی اونهاست، این افت تشدید میشه و به راحتی با ولتمتر قابل ردیابی هستند.

در این خصوص عمده اشکالات رایج کاهش و افت ولتاژ تحویلی به عواملی مثل فاصله شما تا پست برق محلی و یا پر بودن ظرفیت پست یعنی مصرف همزمان تمام مشترکین بر می‌گرده. دقیقا این مورد با افت فشار آب مصرفی شما وقتی تمام مصرف‌کننده‌های ساختمان با هم شیر آب رو باز کنند قابل عنوان کردن هست. پس برای مصرف‌کننده‌های برق هم همین اتفاق میوفته دقیقا در زمانی که پیک مصرف داریم و به قول معروف این شبکه توزیع برق هست که کم میاره در ادامه باید ببینیم چه باید کرد.

نوع دیگه ای  از نوسان ولتاژ هم وجود داره که بر عکس افت ولتاژ بالا بودن ولتاژ برق مصرفی ما هست و اکثرا پس از وصل مجدد برق اتفاق میوفته. علتش هم به قضیه بالا بی ارتباط نیست بعلت بی بار بودن ترانسفورماتور توزیع در پست برق دامنه ولتاژ اولیه کمی بالاست که بعد از اتصال مصرف‌کننده‌ها به حد نرمال می‌رسه. که ولتاژ بی‌باری نباید بیشتر از 10% ولتاژ نرمال باشه.

انواع حفاظت در برابر نوسان برق

تا اینجا انواع نوسان و اینکه منشا اونها داخلی یا بیرونی باشه رو با هم برسی کردیم. در واقع بسته به نوع مصرف‌کننده و نوع نوسانات که به ما آسیب می‌رسونه حفاظت رو تعیین می‌کنه.

استفاده از ups یو پی اس :
بعضی اوقات مصرف کننده‌های مورد نظر بسیار در مقابل شوک و نوسان و یا قطع برق حساس و آسیب پذیر هستند. مثل بعضی سیستم‌های تجهیزات پزشکی و یا سیستم‌های رایانه‌ای و یا ابزار دقیق و مشابه این موارد. در این صورت بهترین روش نگهداری ولتاژ ثابت٬ نصب سیستم “یو پی اس” هست که به ما این امکان رو می‌ده که نسبت به تمام مشکلات شبکه در امنیت کامل باشیم. این سیستم‌ها از برق ورودی فقط به عنوان شارژر برای تعداد معینی باتری استفاده می‌شه و دائما برق ذخیره میشه.

استفاده از ترانسفورماتورها Transformators :
گاهی اوقات هم می‌شه از ترانسفورماتورهایی استفاده کرد که ولتاژ خروجی رو همیشه ثابت نگه می‌دارند. در واقع استابلایزرها یا پایدارکننده‌های ولتاژ هم جزو خنثی‌کننده‌های نوسانات و تثبیت‌کننده ولتاژ هستند. که می‌شه بسته به نیاز در ورودی کلی و یا برای یک مصرف‌کننده خاص محاسبه و تهیه و نصب بشه.

بیشترین کاربرد استبلایزر (پایدار کننده ولتاژ)
بیشترین کاربرد استبلایزر (پایدار کننده ولتاژ) در محل‌هایی هست که مشکلات افت ولتاژ در شبکه داریم و مصرف‌‌کننده‌ها در فواصل دور از ترانس اداره برق قرار دارند.

به جز موارد بالا وسایل حفاظتی دیگه‌ای در بازار وجود داره که در مواقع بروز خطراتی مثل کم و زیاد شدن ولتاژ می‌تونه خروجی رو قبل از اینکه به مصرف‌کننده آسیب برسه قطع کنه. البته این نوع حفاظت در واقع فقط از بی‌حفاظ بودن بهتره! و باید مشکل رو از ریشه حل کرد و بعد به امید محافظ بود. شرکتهای مختلف انواع زیادی از این لوازم محافظ الکتریکی تولید کردند و در بازار به وفور پیدا می‌شه. که به بررسی و نحوه کار اونها می‌پردازیم.

انواع محافظ‌های الکتریک یا محافظ‌های برق

در واقع دو نوع از این محافظ‌ها وجود داره :

نوع اول:

کنترل فاز تکفاز
در ورودی برق ساختمان وصل می‌شه و می‌تونه تمام برق مصرفی ساختمان رو در برابر اضافه یا کمبود ولتاژ حفاظت بکنه و در صورت بروز مشکل ظرف چند میلی ثانیه خروجی رو قطع می‌کنه و پس از رفع مشکل و تثبیت ولتاژ و یک زمان تاخیر که ممکنه قابل تنظیم و یا از پیش برنامه‌ریزی شده و غیر قابل تغیر باشه مجددا خروجی رو به حالت عادی و وصل تبدیل می‌کنه. این نوع از کنترل ولتاژها تقریبا کاری که کنترل‌فاز در مدار سه‌فاز انجام می‌ده رو با وظایف کمتر از اون به عهده دارند و انجام می‌دن. در خروجی این کنترل ولتاژها یا همون محافظ ولتاژها کنتاکتوری به توجه به میزان بار مصرفی و تیپ مناسب با بار نصب می‌شه که عملیات قدرت رو در مدار انجام می‌ده. گاهی اوقات محافظ کلی ولتاژ مدار می‌تونه از جریان مصرفی هم نمونه‌گیری کنه و در حفاظت اعمال کنه که در اینصورت وسیله مورد نیاز ما کنترل فاز و بار هست که برخی از شرکت‌ها نوع تک‌فاز اون رو به همین منظور ساختند و در بازار در دسترس هست و یا شما می‌تونید نمونه‌های خوب و استاندارد و شناخته‌شده اون‌ها رو در بخش سفارشات سایت سفارش‌گذاری کنید.

نوع دوم:

محافظ های چندراهی

محافظ الکتریکی‎‌ها که خیلی زیاد به چشم همه ما خورده و همه با اون‌ها آشنایی داریم، محافظ‌های بین راهی یا اختصاصی برای تعداد محدودی مصرف‌کننده هستند. بیشتر شبیه سه راهی یا چند راهی برق هستند که با یک سیم روکشدار یا کابل به پریز برق متصل می‌شن و عموما یک کلید چراغدار ورودی برق رو در این وسیله کنترل می‌کنه. بسته به نوع و شرکت سازنده و قیمتی که برای خرید اونها می‌پردازید کیفیت و کارایی متفاوتی دارند.
از انواع نسبتا مرغوب و خوب این محافظ‌ها اون دسته‌ای هستند که علاوه بر کیفیت خوب قطعات و لوازم بکار رفته در اون‌ها از جمله کابل و دو شاخه و پریزها که باید دارای استاندارد باشند٬ از مدار حفاظتی استفاده شده که با تغیرات ولتاز درست مثل نوع اول که در بالا توضیح داده شد رله داخلی رو قطع می‌کنه. معمولا علت قطع با روشن شدن یک چراغ نمایشگر نشون داده می‌شه.

انواع دیگری هم در بازار موجوده که علاوه بر این موارد ولتاژ لحظه‌ای برق رو هم در نمایشگری که روی محافظ الکتریکی تعبیه شده نشون میده که خالی از لطف نیست.

نکته مهمی که باید در نظر داشت اینه که موقع انتخاب و خرید حتما باید به میزان مصرف برق دقت داشت معمولا محافظ‌هایی که برای تلوزیون و لوازم صوتی در نظر گرفته می‌شه با رله داخلی 10 آمپر ساخته میشه بنابرین نباید از این محافظ برای لوازم پر مصرف مثل کولرگازی و یا لوازم مشابه استفاده کرد. برای اینکار شما میتونید بهترین نوع از انواع موجود در بازار و مناسب مصرف خودتون رو با آسودگی خیال در قسمت سفارشات اجناس سایت برقکارآن سفارش بدید. ( فروش : 0213392408 )

انواع ارزان‌قیمت محافظ الکترونیکی هم در بازار موجوده که صرفا یک مدار تاخیر در وصل از خروجی اون حمایت می‌کنه و کاری به قطع مدار و حفاظت ولتاژ پایین و بالا نداره و تنها کاری که انجام می‌ده صرفا صبر کردن بعد از وصل‌ شدن برقه. این دقیقا در قدیم توصیه پدربزرگ‌ها هم بود که موقع قطع برق دوشاخه ها را از پریز می‌کشیدند و بعد از برق‌دار شدن شبکه و با ذکر صلوات دوشاخه‌ها رو به پریزها متصل می‌کردند. البته با این‌حال بنا به مطالبی که در بالا ذکر شد برای جلوگیری از شوک اولیه به شبکه و آور ولتاژ در مصرف کننده خوب بوده.

پاینده و پیروز باشید. با نظرات ارزشمند خودتون تیم برقکارآن رو در بهبود کیفی مطالب یاری کنید.