مقدمه

سرج ارستر تجهیزی است که مصرف کننده و تجهیزات الکتریکی را در برابر اضافه ولتاژهای ناگهانی ناشی از صاعقه و کلیدزنی حفاظت کرده و انرژی آن را به زمین منتقل میکند. عدم توجه به انتخاب صحیح این تجهیز میتواند منجر به سوختن وسایل الکتریکی و آسیب جدی به عایقهایی از قبیل کابلها، مقره ها و دیگر ادوات سیستم قدرت وارد آورد. ارسترها امپدانسهای متغیری هستند که مقدار امپدانسشان با ولتاژ اعمال شده به آنها تغییر میکند. برای مثال اسپار گپ ها در هنگام وارد شدن ولتاژ صاعقه به صورت اتصال کوتاه عمل کرده و جریان صاعقه را در زمین تخلیه میکنند.

انواع ارستر

کلاس 1: این نوع ارستر در محل ورودی کابلهای اصلی ساختمان به کار برده میشود. هدف از قرارگیری این تجهیز، ایجاد میرایی در شکل موج ولتاژ صاعقه در برخورد مستقیم با خط و جلوگیری از جریان برگشتی سیستم زمین به تجهیزات الکتریکی است. این ارستر با یک شکل موج 10/350us جریانی توصیف شده و عموماً از ساختار اسپارک گپ تشکیل شده است. کلاس 2: این نوع ارستر در تمامی تابلو برقها استفاده شده و وظیفه جلوگیری از اضافه ولتاژهای کلیدزنی را بر عهده دارد. این تجهیز با شکل موج 8/20us جریانی توصیف شده و جنس آن از اکسید روی میباشد. کلاس 3: با توجه به ظزفیت کم ارستر کلاس 3، از آن به عنوان پشتیبان ارستر کلاس 2 استفاده میشود. این تجهیز عموما ًدر محل مصرف کننده نصب خواهد شد. تجهیز فوق با شکل موج 1.2/50us ولتاژی و 8/20us جریانی توصیف شده و معمولاً از دیود زنر برای این منظور استفاده میشود. استاندارد IEC61643-11 مشخصات ارسترهای به کار رفته در سیستم ولتاژ پایین را بیان میکند. شکل زیر نشان میدهد ارستر در منطقه سبز رنگ به درستی عمل میکند.

ویژگی های ارسترها

ویژگیهای مشترک ارسترها: U_C: این پارامتر بیشینه ولتاژ مجاز عملکرد سیستم در حالت عادی را نشان میدهد. چنانچه ولتاژ عملکرد سیستم از این پارامتر فراتر رود، SPD عمل خواهد کرد. برای مثال یک ارستر با Uc معادل با 120 ولت نباید به سیستم 230 ولت متصل شود. U_p: این پارامتر سطح حفاظت ولتاژی را نشان میدهد. برای مثال یک ارستر با Up معادل 1.5 کیلو ولت به این معنا است که با افزایش ناگهانی ولتاژ، ارستر در 1.5 کیلوولت فعال شده و مازاد انرژی را در زمین تخلیه میکند. چنانچه SPD به درستی انتخاب شده باشد، ولتاژ باسبار همیشه پایینتر از Up خواهد بود. I_n: این پارامتر جریان دشارژ نامی ارستر را نشان میدهد. این جریان نشان دهنده بیشینه مقدار آمپراژی است که توسط یک شکل موج 8/20us و به تعداد 19 بار میتواند در یک ارستر تخلیه شود. با توجه به بالا بودن تعداد کلیدزنی در سیستم قدرت، پیشنهاد میشود پارامتر فوق را بیشتر از 5 کیلو آمپر در نظر بگیرید. هر چقدر In بیشتر باشد، طول عمر SPD بیشتر خواهد بود. ویژگیهای ارستر کلاس 1: I_imp: این پارامتر بیشینه جریانی است که ارستر میتواند حداقل یکبار به صورت شکل موج 10/350us تحمل کند. استفاده از ارستر 3P+N با بیشینه Iimp معادل 100 کیلو آمپر به معنای آن است که SPD در هر پل خود قدرت تخلیه 25 کیلو آمپری دارد. I_fl: این جریان، حداکثر قدرت قطع آرک ارستر پس از تخلیه موج صاعقه را نشان میدهد. به عبارت دیگر، این پارامتر باید از سطح اتصال کوتاه تابلویی که SPD در آن نصب میشود پایینتر باشد. ویژگیهای ارستر کلاس 2: I_max: این پارامتر بیشینه جریانی است که ارستر میتواند یکبار به صورت شکل موج 8/20us تحمل کند.

نحوه انتخاب ارستر برای دیتا سنتر

شکل زیر نحوه انتخاب کلاس با توجه به فضاهای موجود ساختمان را نشان میدهد.

• برای ورود کابل از LPZ 0A به LPZ 1 کلاس 1 و یا 2+1 استفاده شود.
• برای ورود کابل از LPZ 0A به LPZ 2 کلاس 2+1 استفاده شود.
• در سیستمهای پایین دست LPZ 2 باید از کلاس 2 استفاده نمود.
• در محل مصرف کننده کلاس 3 استفاده شود.

پارامتر U_p برای تجهیزات را مطابق با جدول زیر که برگرفته از استاندارد IEC60354-4-44  میباشد، انتخاب میکنیم. I_imp نیز مطابق با جدول زیر انتخاب میشود.

کوردینیشن ارستر

مطابق با استاندارد IEC کوردینیشن بین ارسترهای کلاس 1 و کلاس 2 باید مطابق با فرمول زیر انتخاب شود. که در آن U_imp  بیشینه ولتاژ حفاظتی مربوط به SPD کلاس یک (U_p) میباشد. V_p بیشینه ولتاژ حفاظتی مربوط به SPD کلاس یک (U_p) میباشد. I_imp جریان صاعقه وارد شده به تابلو با توجه به جدول مذکور است. L نیز اندوکتانس سلفی کابلهای بین دو SPD میباشد. معمولا برای تابلوهایی که طول کابل بین آنها بیشتر از 10 متر است نیازی به کوردینیشن نمیباشد. برای اطلاعات بیشتر در خصوص ارسترها میتوانید به منابع زیر مراجعه کنید. حفاظت در بربر صاعقه (Dehn)