ق

بروز اتصال كوتاه در سيستمهاي قدرت به علت وجود اضافه ولتاژهاي موقت و گذرا و همچنين آسيب‌ ديدن برخي تجهيزات پيشامدي عادي است. بهنگام وقوع خطاي فاز به زمين، ولتاژ فازهاي سالم نسبت به زمين و بدنه تجهيزات به مقدار قابل توجهي افزايش مي‌يابد. زمين كردن موثر نقاط نوترال در سيستم قدرت باعث كاهش اين اضافه ولتاژها مي‌شود.
در اثر بروز خطاي اتصال كوتاه فاز و يا فازها به زمين، جريان زيادي به زمين داخل مي‌شود و باعث به وجود آمدن گراديان پتانسيل سطحي بزرگي در محوطه پست مي‌شودو ممكن است كاركنان را در معرض شوك ناشي از ولتاژ گام يا تماس قرار دهد.
وجود شبكه زمين با فاصله مناسب بين هاديهاي آن باعث كاهش گراديان پتانسيل سطحي خواهد شد. از مهمترين پارامترهايي كه در طراحي شبكه‌هاي زمين‌ مدنظر است مي توان به ولتاژ حلقه (مش)، ولتاژ گام، ولتاژ تماس و مقاومت شبكه زمين اشاره كرد كه با طراحي شبكه زمين مناسب اين پارامترها تا حد مجاز پايين مي‌آيند.
از سالها پيش تعيين دقيق ولتاژهاي تماس و گام تحت بررسيهاي محققان قرار داشته‌ است و روشهاي مختلفي جهت محاسبه ارايه شده است. در حال حاضر در صنعت‌برق كشور طراحي شبكه‌هاي زمين عمدتاً بر اساس استانداردهاي IEEE 80 انجام مي‌پذيرد.
با توجه به مقالات و استانداردهاي ارايه شده، بحث طراحي شبكه زمين از دو ديدگاه حالت ماندگار و رفتار شبكه زمين در حالت گذرا داراي اهميت است كه در ادامه به لزوم ارزيابي و مطالعات دقيق رفتار شبكه زمين در دو حالت ماندگار وگذرا پرداخته مي‌شود.

 

طراحي شبكه زمين در حالت ماندگار
در ادامه به برخي از مشكلاتي كه طراحان شبكه قدرت در بخش طراحي شبكه زمين مناسب در حالت ماندگار، با آن مواجه بوده و استانداردهاي موجود قادر به پاسخگويي آن نيستند اشاره مي‌شود:

1- مشخصات شبكه زمين
استانداردهاي موجود، محدوديتها و فرضيات متعددي در طراحي شبكه زمين استفاده مي‌كنند كه اين مساله، باعث مي‌شود كه از طرفي دقت محاسبات به اندازه كافي نباشد و از طرف ديگر دامنه كاربرد اين فرمولها در طراحي شبكه‌هاي زمين بسيار محدود شود. استاندارد IEEE 80 براي طراحي شبكه زمين پست از روابط و فرمولهايي استفاده مي‌كند كه استفاده از آنها در صورت رعايت محدوديتهاي زير داراي دقت مناسبي است.
مطابق بخش (8-14) استاندارد
IEEE 80-60، محدوديتهاي اين استاندارد براي طراحي شبكه زمين مناسب و ايمن به قرار زير است:
الف- 1- عمق دفن شبكه زمين (h):
الف- 2- فاصله بين هادي‌هاي موازي در شبكه زمين (D):
الف- 3- تعداد هاديهاي موازي در طول و عرض (n):
چنانچه به ناچار يكي ازشرايط فوق نقض شود از دقت محاسبات كاسته مي‌شود.
مطابق بخش (2-5-16) از استاندارد IEEE80-2000 عمق دفن شبكه زمين در محدوده ذكر شده در استاندارد IEEE80-86 كماكان جزء محدوديتها است.
به طور كلي به دليل وجود محدوديتها و همچنين پارامترهاي غيرقابل محاسبه، استانداردها و از جمله استاندارد IEEE80، با در نظر گرفتن حداكثر ملاحظات و بالاتر از حد طراحي (overdesign) روابط وضوابط خود را ارايه مي‌كند.

2- ميله‌هاي زمين
تعداد و محل نصب ميله‌هاي زمين (Rod) برايكاهش ولتاژهاي گام و تماس در محاسبه و طراحي شبكه‌هاي زمين از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. ولي استانداردهاي IEEE در اين مورد داراي محدوديت بوده و نه تنها تاثير ميله‌هاي زمين با يك ضريب تقريبي (تصحيح) در محاسبات مربوط دخالت داده مي‌شود بلكه تاثير محل نصب ميله‌هاي زمين در اين استانداردها به هيچ صورت در نظر گرفته نمي‌شود.
3- لزوم طراحي شبكه زمين با اشكال مختلف
با توجه به اشكال متفاوت و نامتقارن سطح پست، براي رسيدن به يك شبكه زمين ايمن لازم است كه محاسبات شبكه زمين با ابعاد و شكلهاي متفاوت و نامتقارن انجام پذيرد در حالي كه استانداردهاي موجود اشكال خاصي از شبكه زمين (مربع، مستطيل و L شكل (استاندارد
IEEE 80-2000)) را محاسبه وطراحي مي‌كند.

4- لزوم تحليل شبكه زمين در خاك دولايه
بطور كلي در عمل نمي‌توان خاك را يكنواخت (تك لايه) در نظر گرفت، بلكه حداقل بايد آنرا دولايه فرض كرده و تجزيه و تحليل رفتار شبكه زمين را در آن انجام داد. با بكارگيري ضرايب (ضرايب تصحيح) استاندارد و روش استاندارد IEEE 80 مي‌توان طراحي شبكه زمين در خاك دو لايه (بخش (3-12) استاندارد IEEE 80-86 و بخش (3-14) استاندارد IEEE 80-2000) را بطور تقريبي انجام داد، ولي براي ارايه روش دقيق، بايد از معادلات الكترومغناطيسي و بحث تئوري تصوير استفاده كرد.

5- پروفيل ولتاژ در سطح پست
براي دسترسي آسانتر به طرح مطلوب و ايمن سيستم زمين، محاسبه و رسم پروفيل ولتاژ (شكل) در سطح پست ضروري است كه اين ويژگي تنها مي‌تواند با استفاده از روشهاي دقيق الكترومغناطيسي بدست آيد.

6- در نظر گرفتن چاه زمين بهمراه شبكه زمين
گاهي ممكن است بدليل محدوديتهاي فضاي سطح پست، امكان دستيابي به طرح شبكه زمين ايمن، با افزايش ميله‌هاي زمين (Rod) و هاديهاي شبكه زمين وجود نداشته باشد. در اين حالت مي‌توان از وجود چاه زمين در كنار شبكه زمين براي دسترسي به سيستم زمين استفاده كرد. لازم بذكر است كه استانداردهاي IEEE قادر به بررسي شبكه زمين به همراه چاه زمين نيستند، در حاليكه اين نوع طرح سيستم زمين مي‌تواند توسط روش مبتني بر معادلات الكترومغناطيسي (روش دقيق) پياده‌سازي شود.

7- طراحي پستهاي كوچك
با توجه به محدوديت سطوح برخي از پستها (GIS) در مناطق متراكم شهري، ابعاد شبكه زمين نمي‌تواند از يك ميزان خاصي تجاوز كند لذا با توجه به بالا بودن جريان اتصال كوتاه و همچنين با توجه به اينكه افزايش تعداد ميله‌هاي زمين (Rod) از يك تعداد بخصوصي نمي‌تواند كاهش قابل ملاحظه‌اي در ولتاژهاي تماس و گام ايجاد كند، با روشهاي معمول طراح پست ممكن است نتواند به شبكه زمين ايمني دسترسي پيدا كند. استانداردهاي موجود در اين موارد هيچ راه و روش تحليلي در اختيار طراحان قرار نمي‌دهند. يكي از روشهاي مناسب در اين حالت طراحي شبكه زمين در دو عمق متفاوت است كه محاسبات در اين نوع طراحي (نصب دو شبكه زمين در عمقهاي متفاوت) نياز به يك روش تحليلي مبتني بر معادلات الكترومغناطيسي داشته كه استانداردهاي ارايه شده نمي‌تواند جوابگو باشند.

8- طراحي شبكه زمين در نيروگاههاي آبي
با توجه به لايه‌بندي عمودي و افقي محيط در برگيرنده شبكه زمين در نيروگاههاي آبي (بتن در سد و آب در درياچه پشت سد)، مساله طراحي شبكه زمين متفاوت با روشهايي است كه توسط استانداردها ارايه شده است. در اين حالت براي دسترسي به شبكه زمين بايد از روشهاي تحليلي مبتني بر معادلات الكترومغناطيسي استفاده شود در حالي كه در اين باره، استانداردهاي موجود راه حلي را پيشنهاد نكرده‌اند.

ب- تحليل شبكه زمين در حالت گذرا
علاوه بر مشكلات مربوط به حالت ماندگار در طراحي شبكه زمين ايمن، تجزيه و تحليل رفتار گذراي شبكه زمين در برابر امواج گذراي جريان ناشي از برخورد صاعقه و ايجاد اتصال كوتاه به زمين از اهميت بالايي برخوردار بوده و از مسائلي است كه هيچ استانداردي در اين باره ارايه نشده است.
برخورد صاعقه به يك خط انتقال سيستم قدرت و يا پستهاي الكتريكي و همچنين ايجاد اتصال كوتاه تكفاز و يا دو فاز بهم و به زمين، باعث جاري شدن جريانهاي بزرگي در پست و تجهيزات آن مي‌شود. قبل از آنكه اين جريان وارد شبكه زمين شده ودر خاك توزيع شود ميدانهاي الكترومغناطيسي كه در اثر عبور اين جريانها توليد مي‌شود منجر به القاء ولتاژ و جريان بزرگي مي‌شود كه ممكن است به تجهيزات الكترونيكي و ميكروپروسسوري حساس آسيب‌ جدي وارد كند و همچنين ممكن است باعث ايجاد خطراتي براي كاركناني كه در مجاورت تجهيزات پست كار مي‌كنند، شود.
يكي از مشكلات ديگر ميدانهاي ناخواسته، ايجاد خطاي اندازه‌گيري در تجهيزات اندازه‌گيري (پستها) است. همچنين با توجه به وجودطيف فركانسي بالا در شكل موجهاي جريان ناشي از صاعقه و اتصال كوتاه در شبكه قدرت اثرات امواج ضربه فركانس بالا را مي‌توان در دسته‌هاي زير بيان كرد:

- ايمني افراد
بدن انسان مي‌تواند جريانهاي الكتريكي بالاتري را در فركانسهاي بالا تحمل كند. بنابراين ولتاژهاي گام و تماس مجاز وابسته به فركانسهاي بالاي شكل موج جريان ضربه‌اي مربوطه بوده و مي‌تواند مقادير بالاتري داشته باشد. از طرفي حداكثر ولتاژهاي گذرا (TV) و افزايش پتانسيل زمين‌ گذرا (TGPR) نيز در محوطه پست بالا بوده و در نتيجه چنانچه از سيستم زمين مناسبي استفاده نشود ايمني افراد را به مخاطره مي‌اندازد. شكل زيرنمونه‌اي از ولتاژ گذراي ايجاد شده با تزريق جريان صاعقه را نشان مي‌دهد:

- سطح عايقي
جاري شدن جريان فركانس بالاي ناشي از برخورد صاعقه يا ايجاد اتصال كوتاه از طريق نقطه خنثاي شبكه باعث ايجاد افزايش ولتاژ گذراي بالايي مي‌شود. اين مساله مي‌تواند در تعيين سطح عايقي مناسب كابلها و تجهيزات الكتريكي موثر باشد و با طراحي شبكه زمين مناسب و محاسبه حداكثر افزايش ولتاژ مي‌توان سطح عايقي مناسب را محاسبه كرد.

- اعوجاج در امواج ولتاژ و جريان
ايجاد حالت گذرا در شبكه قدرت باعث ظاهر شدن هارمونيكهاي بالا در شكل موج ولتاژ و جريان فازهاي شبكه شده و در نتيجه بر عملكرد رله‌هاي حفاظتي ديجيتال تاثير منفي مي‌گذارد. لذا با نصب مناسب شبكه زمين مناسب و تحليل رفتار گذراي آن مي‌توان راهكارهاي مناسبي در جهت بهبود عملكرد رله‌هاي حفاظتي اتخاذ كرد.

- تغيير در ميدانهاي الكترومغناطيسي
ميدانهاي الكترومغناطيسي در فضاي پست وابسته به فركانس بالاي جريان عبوري از شبكه زمين است. ميدانهاي الكترومغناطيسي نامطلوب القاء شده بوسيله جريانهاي ناشي از صاعقه و اتصال كوتاه باعث ايجاد خطاهاي اندازه‌گيري و يا خسارت تجهيزات الكتريكي حساس مي‌شود. بنابراين سيستم زمين به ترتيبي بايد طراحي شود كه مقادير ميدانهاي الكترومغناطيسي از حدود قابل قبول تجاوز نكند.
با توجه به مطالب ارايه شده، براي محاسبه ميدانهاي الكترومغناطيسي در محيط و فضاي پست، بايد رفتار سيستم زمين در برابر جريانهاي فركانس بالا (گذرا) تعيين شود. شكل (3) نمونه‌اي از توزيع ميدان مغناطيسي و ميدان الكتريكي را در فركانس يك مگاهرتز را نشان مي‌دهد.

نتيجه‌گيري
با توجه به مطالب ارايه شده لزوم بررسي دقيق طراحي شبكه زمين در دو حوزه ماندگار و گذرا را مي‌توان در موارد زير بيان كرد:
- لزوم به كارگيري روشهاي دقيق مبتني بر مطالعات الكترومغناطيسي در حالت ماندگار كه فارغ از محدوديتهاي موجود و همچنين تقريبهاي اضافي در استانداردهاي IEEE-80 باشد.
- لزوم توجه به رفتار سيستمهاي زمين در حالتهاي گذرا و طراحي مناسب آنها به منظور جلوگيري از بروز خسارات مادي و نقض ايمني افراد
- لزوم بررسي تاثير‌پذيري عملكرد تجهيزات ميكروپروسسوري (از جمله رله‌ها) از رفتار سيستم‌هاي زمين در رژيم گذرا

ح م

سیستم‌های مانیتورینگ خطوط تولید

پایش (مانیتورینگ) یکی از اساسی‌ترین نیاز صنایع در دنیای مدرن امروز می‌باشد. امروزه با ایجاد سامانه‌های جامع مدیریتی نیاز به دسترسی به اطلاعات روزآمد، دقیق و از راه دور از ضروریات نظام‌های مدیریتی شده‌است. پایش از راه دور با بهره‌گیری از رایانه و تهیه گزارش‌های مدیریتی ابزاری قوی برای بهبود مدیریت صنعتی در جهت بالا‌بردن کیفیت و کاهش هزینه می‌باشد.
در این راستا شرکت درخشان صنعت ایساتیس با بهره‌گیری از نیروهای فنی و متخصص قابلیت طراحی و پیاده‌سازی سامانه‌های پایش در زمینه های زیر را دارد:
پایش خطوط تولید
یکی از عوامل مهم در افزایش بازدهی و کیفیت در خطوط تولید اطلاع از وضعیت مراحل تولید می‌باشد.
در صورت اطلاع از وضعیت تولید و پرسه آن در هر لحظه می‌توان علاوه بر تشخیص دقیق و سریع مشکلات، آگاهی لحظه‌ای از میزان و کیفیت تولید به منظور تصمیم‌گیری‌های مدیریتی بهینه، مشکلات احتمالی پیش‌رو را نیز پیش‌بینی کرد. کاهش توقف‌های ناخواسته خط تولید، افزایش کیفیت، خودکارسازی و کاهش‌هزینه از نتایج مستقیم اجرای سامانه‌های پایش خطوط تولید می‌باشد.
پایش پرسه‌های شیمیایی
در روند تولید محصولات شیمیایی متغیرهای محیطی نظیر فشار، دما، دبی و ... بسیار مهم می‌باشند. خارج شدن هر کدام از این پارامترها از محدوده‌های استاندارد تعریف شده ممکن است باعث ضرر و زیان هنگفت شود. از سوی دیگر هرچه این پارامترها در طول پروسه تولید به مقادیر بهینه نزدیک‌تر باشند خروجی خط تولید کیفیت بالاتری خواهد داشت.
با نصب حسگرهای مناسب رکتورهای شیمییایی می‌توان در هر لحظه از وضعیت راکتور اطلاعات جامع در اختیار داشت و به موقع و صحیح تصمیم‌گیری کرد. همچنین می‌توان با استفاده از هوش مصنوعی و سامانه‌های کنترل خودکار، پارامترهای محیط تولید را در بهترین وضعیت ممکن حفظ نمود و محصولی با کیفیت برتر به دست آورد.
با کمک نرم‌افزارهای تهیه شده در شرکت مهندسی درخشان صنعت ایساتیس می‌توان از وضعیت راکتور و خط تولید به طور online اطلاع داشته و با جمع‌آوری این داده‌ها توسط نرم‌افزار و ارایه اطلاعات آماری مناسب و نمودار‌های مورد نیاز زمینه را جهت تصمیم‌گیری صحیح و به موقع فراهم کرد. همچنین اطلاعات جمع‌آوری شده توسط سامانه‌های اتوماسیون صنعتی تهیه شده توسط شرکت مهندسی درخشان صنعت ایساتیس می‌تواند در واحدهای تحقیق و توسعه، نگهداری و تعمیرات و سامانه‌های مدیریت جامع اطلاعات و منابع سازمانی به کار گرفته شود.
پایش پستهای فشار قوی و فشار ضعیف یکی از مسائل مهم در سیستمهای قدرت و انتقال نیرو دیسپاچینگ می‌باشد. متخصصین با تجربه و دارای دانش‌فنی بالا در شرکت مهندسی درخشان صنعت ایساتیس توان اجرای مانیتورینگ در پستهای فشار قوی و فشار ضعیف را با بالاترین کیفیت و همگام با استانداردهای روز دنیا دارند.
پایش دما (سامایش) سامایش با قابلیت‌هایی نظیر نمایش دمای لحظه‌ای محیط نگهداری خون از راه دور توسط رایانه، نمایش نموداری دما، تهیه گزارش‌های مدیریتی، ابزاری بسیار قوی برای بهبود مدیریت صنعتی در خطوط تولید فراورده‌های بهداشتی، دارویی و غذایی می‌باشد. از جمله کاربردهای این سیستم می‌توان به نظارت بر دمای محصولات تولید و نگهداری انواع مواد غذایی در صنایع غذایی و فراورده‌های خونی (در صنایع پزشکی) اشاره کرد.
می‌دانیم کنترل و نظارت بر تغییرات دما در سلامت و کیفیت محصولات غذایی بسیار مهم و ضروری می‌باشد. از اینرو است که تمامی سامانه‌های مدیریت کیفیت مواد غذایی (نظیر HACCP) جهت اطمینان از عملکرد مناسب سیستم‌های کنترل دما بررسی دما در دوره‌های زمانی معین را ضروری می‌دانند. با بهره‌گیری از سیستم سامایش این امر به صورت خودکار و با دقت بالا و هزینه اندک ممکن می‌گردد.
نقش کنترل و نظارت دما بر روی فراورده‌های خونی نیز از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می‌باشد. کاهش و یا افزایش دما بر روی کیفیت و ساختار فراورده‌های خونی (پلاسما، فراورده‌های سلولی، پلاکت‌ها و ...) اثر نامطلوب و مخربی دارد. سامایش با نظارت بسیار دقیق بر روی سرد‌خانه‌ها و یخچالهای نگهداری خون، سازمان انتقال خون را در رسیدن به فراورده‌هایی با کیفیت استاندارد یاری می‌نماید. سامایش با قابلیت نمایش دمای سردخانه‌ها، یخچالها و آزمایشگاه‌ها از راه دور توسط رایانه، نمایش نموداری دما، تهیه گزارش‌های مدیریتی و ثبت و نگهداری این اطلاعات برای زمان‌های طولانی، ابزاری بسیار قوی و دقیق برای بهبود مدیریت کیفیت تولید و نگهداری فراورده‌های خونی می‌باشد.

صاعقه

برخی از اثرات کاهنده کیفیت توان و روش تشخیصو راه کارهای کاهش ان

( خلاصه )

 

نمونه شكل موج	دسته بنده از نظر كيفيت توان	روش تشخيص و مشخصه‌هاي مهم	برخي از عوامل ايجاد كننده	راه‌كارهايي براي كاهش و حذف
	ضربه‌هاي گذرا اغتشاشات گذرا	دامنه ضربه زمان ايجاد ضربه طول مدت ضربه	صاعقه تخليه الكترواستاتيكي كليد زني بار كليد زني خازن	فيلترها ترانسفورماتورهاي ايزوله كننده برقگير ( ضربه گير )
	گذراهاي نوساني اغتشاشات گذرا	شكل موج حداكثردامنه ضربه مولفه‌هاي فركانسي	كليد زني كابل كليد زني خازن كليد زني بار	فيلترها ترانسفورماتورهاي ايزوله كننده برقگير ( ضربه گير )
	برامدگي ( Swell) افتادگي (Sag ) اغتشاشات دامنه مؤثر	دامنه مؤثر در زمان طول مدت زمان	خطا و حوادث سيستمهاي دور	ترانسفورماتورهاي فرورزونانس  منابع تغذيه بدون وقفه  تجهيزات ذخيره انرژي
	قطعي برق اغتشاشات دامنه ولتاژ	طول مدت زمان	بريكرها تعميرات و نگهداري فيوزها سيستم حفاظت	تجهيزات ذخيره انرژي منابع تغذيه بدون وقفه ژنراتور اضطراري
	اضافه ولتاژ افت ولتاژ تغييرات دائم	طول زمان دامنه تغييرات آمار و احتمال تكرار	جابجايي بار برداشتن بار راه اندازي موتورها	تنظيم كننده هاي ولتاژ ترانسفورماتورهاي فرورزونانس
	اغتشاشات هارمونيكي	طيف هارمونيكها اغتشاشات كلي هارمونيكها ضرايب آماري	بارهاي غير خطي تشديد درسيستم	فيلترهاي فعال يا غير فعال ترانسفورماتورهاي حذف هارمونيك
	چشمك زدن ولتاژ	دامنه تغييرات فركانس مدولاسيون نرخ تكرار	بارهاي لحظه‌اي كوره‌هاي قوس راه اندازي موتورهاي الكتريكي	جبران كننده‌هاي ايستاي توان راكتيو

 

 برقگیر LA Lighting Arrester
برای جلوگیری از امواج اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و کلید زنی استفاده میشود . برای اطمینان بیشتر تمام تجهیزات یک پست در حدود 650 KV را می توانند تحمل کنند (برای مدت کوتاه) ولی برقگیر از ولتاژ 500 KV به بالا را برش داده و نمی گذارد به تجهیزات آسیبی برسد . ورود اضافه ولتاژها به تجهیزات باعث آسیب رسیدن به عایق تجهیزات می رسد.
محل نصب برقگیر برابر طراحی صورت می گیرد ، ابتدای ورود خط، نزدیک ترانس، باسبار و ...
وسایل مهم در پست مانند ترانسفورماتور قدرت در دو طرف آن( ورودی و خروجی) برقگیر نصب می کنند.
برقگیرهای مورد استفاده عموماً از نوع برقگیر با مقاومت غیر خطی است که از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است.
وجود این خازنها و فواصل هوایی لازم است چون در زمان کار عادی از وجود جریان الکتریکی ، برقگیر جلوگیری به عمل می آید.
زمانی که ولتاژ سیستم به علتی بالا رود ، فواصل هوایی بین خازنها هادی جریال الکتریسیته خواهد شد و قوس الکتریکی در این فواصل تشکیل می شود . از این پس جریانی که از مقاومت غیر خطی عبور می کند میزان افت ولتاژ در دو سر برقگیر و در نهایت در دو سر سیستم مورد حفاظت را تعیین می نماید.

معمولاً مقاومت های غیر خطی که در برقگیرها به کار برده می شوند از کاربید سیلیسیوم ساخته می شوند .
این مقاومت های غیر خطی در برابر موج جریان اصلی از صاعقه یا عوامل دیگر مقاومت کمی نشان می دهند و بدین ترتیب این امواج را داخل خود هدایت کرده و سطح ولتاژ را در حد معینی نگه می دارند. اما زمانی که موج ولتاژ از داخل برقگیر عبور کرده و به حالت عادی برگردد مقاومت های غیر خطی ، به یک مقاومت بزرگ تبدیل شده و جریان عبوری از داخل برق گیر به طور قابل ملاحظه ای کاهش مییابد. کم شدن جریان باعث می شودکه قوس الکتریکی در فواصل هوایی ناپایدار شده و در لحظه ای که ولتاژ سیستم از صفر عبور کند ـ قوس به طور کامل خاموش می شود .
فواصل هوایی موجود در یک برقگیر باید در برابر بیشترین مقدار ولتاژ سیستم مقاومت نموده بدون اینکه امکان تخلیه الکتریکی این فواصل هوایی وجود داشته باشد. همچنین این فواصل هوایی باید بنحوی باشند که پس از هدایت موج جریان زیاد حاصل از عاعقه با عوامل دیگر ، موقعی که ولتاژ سیستم به حالت عادی بر میگردد جریان حاصله را در اولین نقطه صفر و ولتاژ را قطع کند.
کنتور برقگیر:
جهت مشخص شدن تعداد دفعات عملکرد برقگیر را از داخل دستگاهی بنام کنتور برقگیر عبور می دهند.
نکاتی که در مورد نصب برقگیر ها باید مورد توجه قرار گیرد:
اثر حفاظتی حتی برقگیر های خوب در اثر کاربرد نامتناسب بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، در موقع نصب برقگیر باید نکات زیر مورد توجه قرار گیرد:
1-باید اختلاف پتانسیل زمین برقگیر کامل باشد.
2- برقگیر باید در مجاورت دستگاه حفاظت شونده قرار داده شود ، هر قدر که برقگیر به دستگاه مورد حفاظت نزدیکتر باشد اختلاف پتانسیل کمتری بین ترمینال برقگیر و دستگاه وجود دارد.
3- سیم زمین برقگیر باید به اتصال زمین مشترک پست وصل شود.
4- سیم اتصال زمین نباید هیچگونه پیچش یا حلقه ای داشته باشد زیرا این باعث می شود که اندوکتانس اضافه در مقابل جریان تخلیه بوجود آید.
5- در موقع نصب برقگیر باید توجه داشت که هرگونه هادی فازی ، چه دارای ولتاژ متفاوتی با ولتاژ سیستم و چه زمین باشد در خارج یک کره فرضی به شعاع R و دور برقگیر باشد

 

س

 

همه ی اتوموبیل های ساخته شده بعد از 1980 سنسور تنظیم اکسیژن دارند . این سنسورها اطلاعاتی را به کامپیوتر کنترل کننده می فرستند ، هدف این سنسورها کمک به موتور برای عملکرد کارآمد تا آنجایی که ممکن است همجنین حدالامکان خارج کردن کمتر مواد زاید  .

یک نسبت ایده آل  بین بنزین  و هوای مخلوط شده وجود دارد که عبارت است از 14.7:1 (هوا=14.7 و بنزین =1) این نسبت با تغییر مشخصات سوخت تغییر می کند  این نسبت به نبست هیدروژن و کربن موجود در سوخت بستگی دارد .

اگر مقدار اکسیژن وارده به موتور کمتر از مقدار کافی باشد در نتیجه بعد از احتراق مقداری از بنزین باقی می ماند که به این مخلوط ، مخلوط غنی یا غلیظ می گویند اما اگر اکسیژن وارده بیشتر باشد مخلوط سوخت رقیق خواهیم داشت اگر مخلوط رقیق در موتور بسوزد مقدار نیتروژن اکسید بیشتری وارده هوا می شود که این باعث عملکرد نامطلوب موتور و خرابی آن می شود .

این سنسورها در لوله اگزوز خودرو قرار داده می شوند و می توانند از دود خروجی  بفهمند که  مخلوط سوخت از نوع رقیق است یا غلیظ و بوسیله ی واکنش های شمیایی انجام شده یک ولتاژ تولید می شود و کامپیوتر مرکزی هم بوسیله ی آن مقدار بنزین و هوای وارد شده را تنظیم می کند .

دلیل استفاده از این سنسورها در موتور اتوموبیل به خاطر این است که مقدار اکسیژن ورودی در شرایط مختلف گوناگون است . از جمله از این شرایط می توان به  ارتفاع از سطح دریا و گرمی هوا و حرارت  موتور  و فشار جو و غیره  اشاره کرد .

اگر این سنسورها از کار بیفتند نسبت بنزین و هوای ورودی به هم می خورد و موتور اتوموبیل شما عملکرد ضعیفتری خواهد داشت و بنزین بیشتری مصرف خواهد کرد .

سنسورها

سنسورها در ربات



سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.



سنسورها را می‌توان از دیدگاه‌های مختلف به دسته‌های متفاوتی تقسیم کرد که در ذیل می‌آید:                                                                                         a. سنسور محیطی: این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات، دریافت می‌نمایند.
b. سنسور بازخورد: این سنسور اطلاعات وضعیت ربات، از جمله موقعیت بازوها، سرعت حرکت و شتاب آن‌ها و نیروی وارد بر درایورها را دری
افت می‌نمایند.
c. سنسور فعال: این سنسورها هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آن‌ها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت می‌شود.
d. سنسور غیرفعال: این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار می‌کنند، به‌ ‌همین دلیل ارزان‌تر، ساده‌تر و دارای کارایی کمتر هستند.
سنسورها از لحاظ فاصله‌ای که با هدف مورد نظر باید داشته باشند به سه قسمت تقسیم می‌شوند:

§ سنسور تماسی: این نوع سنسورها در اتصالات مختلف محرک‌ها مخصوصا در عوامل نهایی یافت می‌شوند و به دو بخش قابل تفکیک‌اند.

i. سنسورهای تشخیص تماس

ii. سنسورهای نیرو-فشار

§ سنسورهای مجاورتی: این گروه مشابه سنسورهای تماسی هستند، اما در این مورد برای حس کردن لازم نیست حتما با شی در تماس باشد. عموما این سنسورها از نظر ساخت از نوع پیشین دشوارترند ولی سرعت و دقت بالاتری را در اختیار سیستم قرار می‌دهند.

دو روش عمده در استفاده از سنسورها وجود دارد:

i. حس کردن استاتیک: در این روش محرک‌ها ثابت‌اند و حرکت‌هایی که صورت می‌گیرد بدون مراجعه لحظه‌ای به سنسورها صورت می‌گیرد.به عنوان مثال در این روش ابتدا موقعیت شی تشخیص داده می‌شود و سپس حرکت به سوی آن نقطه صورت می‌گیرد.

ii. حس کردن حلقه بسته: در این روش بازوهای ربات در طول حرکت با توجه به اطلاعات سنسورها کنترل می‌شوند. اغلب سنسورها در سیستم‌های بینا این‌گونه‌اند.

حال از لحاظ کاربردی با نمونه‌هایی از انواع سنسورها در ربات آشنا می‌شویم:


a. سنسورهای بدنه (Body Sensors) : این سنسورها اطلاعاتی را درباره موقعیت و مکانی که ربات در آن قرار داردفراهم می‌کنند. این اطلاعات نیز به کمک تغییر وضعیت‌هایی که در سوییچ‌ها حاصل می‌شود، به دست می‌آیند. با دریافت و پردازش اطلاعات بدست آمده ربات می‌تواند از شیب حرکت خود و این‌که به کدام سمت در حال حرکت است آگاه شود. در نهایت هم عکس‌العملی متناسب با ورودی دریافت شده از خود بروز می‌دهد.

b. سنسور جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor): با بهره‌گیری از خاصیت مغناطیسی زمین و میدان مغناطیسی قوی موجود، قطب‌نمای الکترونیکی هم ساخته شده است که می‌تواند اطلاعاتی را درباره جهت‌های مغناطیسی فراهم سازد. این امکانات به یک ربات کمک می‌کند تا بتواند از جهت حرکت خود آگاه شده و برای تداوم حرکت خود در جهتی خاص تصمصم‌گیری کند. این سنسورها دارای چهار خروجی می‌باشند که هرکدام مبین یکی از جهت‌ها است. البته با استفاده از یک منطق صحیح نیز می‌توان شناخت هشت جهت مغناطیسی را امکان‌پذیر ساخت.

c. سنسورهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors) : شبیه‌سازی حس لامسه انسان کاری دشوار به نظر می‌رسد. اما سنسورهای ساده‌ای وجود دارند که برای درک لمس و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این سنسورها در جلوگیری از تصادفات و افتادن اتومبیل‌ها در دست‌اندازها استفاده می‌شود. این سنسورها در دست‌ها و بازوهای ربات‌ هم به منظورهای مختلفی استفاده می‌شوند. مثلا برای متوقف کردن حرکت ربات در هنگام برخورد عامل نهایی با یک شی. همچنین این سنسورها به ربات‌ها برای اعمال نیروی کافی برای بلند کردن جسمی از روی زمین و قرار دادن آن در جایی مناسب نیز کمک می‌کند. با توجه به این توضیحات می‌توان عملکرد آن‌ها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد: 1- رسیدن به هدف، 2- جلوگیری از برخورد، 3- تشخیص یک شی.

d. سنسورهای گرمایی (Heat Sensors): یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمینستورها هستند. این سنسورها المان‌های مقاومتی پسیوی هستند که مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر می‌کند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان افزایش یا کاهش می‌یابد، برای آن‌ها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت یا منفی را تعریف می‌کنند. نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل‌ها هستند که آن‌ها نیز در اثر تغییر دمای محیط ولتاژ کوچکی را تولید می‌کنند. در استفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر دیگر را در نقطه‌ای که باید دمایش اندازه‌گیری شود، قرار می‌دهند.

e. سنسورهای بویایی (Smell Sensors): تا همین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند، وجود نداشت. آنچه که موجود بود یک‌سری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناسایی گازهای سمی کاربرد داشتند. ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که از منبع تغذیه‌ای مجزا، با ولتاژ 5+ ولت تغذیه می‌شود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای پاسخ‌گویی سنسور به محرک‌های محیطی فراهم می‌شود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ آن را ثبت می‌کنند و پس از آن این پاسخ را به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده‌های بعدی به کار می‌‌برند. اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل می‌کنند و سپس پاسخ‌های دریافتی از آن‌ها به شبکه‌ عصبی ربات منتقل شده و تحلیل و پردازش لازم روی آن صورت می‌گیرد. نکته مهم درباره کار این سنسورها در این است که آن‌ها نمی‌توانند یک بو یا عطر را به طور مطلق انداره‌ بگیرند. بلکه با اندازه‌گیری اختلاف بین آن‌ها به تشخیص بو می‌پردازند.

f. سنسورهای موقعیت مفاصل : رایج‌ترین نوع این سنسورها کدگشاها (Encoders) هستند که هم از قدرت بالای تبادل اطلاعات با کامپیوتر برخوردارند و هم اینکه ساده، دقیق، مورد اعتماد و نویز ناپذیرند. این دسته انکدرها را به دو دسته می‌توان تقسیم کرد:

i. انکدرهای مطلق: در این کدگشا ها موقعیت به کد باینری یا کد خاکستری BCD (Binary Codded Decible ) تبدیل می‌شود. این انکدرها به علت سنگینی و گران‌قیمت بودن و اینکه سیگنال‌های زیادی را برای ارسال اطلاعات نیاز دارند، کاربرد وسیعی ندارند. همانطور که می‌دانیم به‌کار گیری تعداد زیادی سیگنال درصد خطای کار را افزایش می‌دهد و این اصلا مطلوب نیست. پس از این انکدرها فقط در مواردی که مطلق بودن مکان‌ها برای ما خیلی مهم است و مشکلی هم از احاظ بار فابل تحمل ربات متوجه ما نباشد، استفاده می‌شود.

انکدرهای افزاینده: این کدگشا ها دارای قطار پالس و یک پالس مرجع که برای کالیبره کردن بکار می‌رود هستند، از روی شمارش قطارهای پالس نسبت به نقطه مرجع به موقعیت مورد نظر دست می‌یابند. از روی فرکانس (عرض پالس‌ها) می‌توان به سرعت چرخش و از روی محاسبه تغییرات فرکانس در واحد زمان (تغییرات عرض پالس) به شتاب حرکت دوارنی پی برد. حتی می‌توان جهت چرخش را نیز فهمید. فرض کنید سیگنال‌های A و B و C سه سیگنالی باشند که از کدگشا به کنترل‌کننده ارسال می‌شود. B سیگنالی است که با یک چهارم پریود تاخیر نسبت به A. از روی اختلاف فاز بین این دو می‌توان به جهت چرخش پی برد.

مقاومت نوری

مقاومت نوری المانی الکترونیکی است.، که با تابش نور به آن مقاومتش تعقییر می کند.
تا قبل از تابش نور به آن جریانی از آن عبوی نخواهد کرد.در واقع در این حالت مقاومت زیادی دارد.هر چه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت آن کمتر می شود.،درواقع مقدار مقاومت با تابش نور رابطه عکس دارد.به منحنی های روی فتوسل توجه کنید.میزان حساسیت فتوسل به طور مستقیم وابسته به تعداد این منحنی هاست.به شکل سمت چپ دقت کنید.عملکر مقاومت نوری در واقع شبیه یا در واقع مانند.مقاومت متفییر یا همان پتانسیومتر است.در پتانسیومتر شما با پیچ کوشتی مقدار مقاومت را تنظیم می کردید.اما در اینجا شدت نور است که میزان مقاومت را تنظیم میکند.هرچه میزان شدت نور بیشتر باشد مقدار مقاومت حاصل از مقاومت نوری کمتر می شود.ودر صورت نبودن نور،مقاومت نور ی مدار باز عمل می کند در واقع مانند سیمی است که شما آنرا از وسط بریده باشید.در این هنگام دیگر جریانی ار آن عبور نخواهد کرد.

کریستال

این قطعه الکترونیکی جهت تولید پالس برای میکروکنترلر مورد استفاده قرار می گیرد.در شکل زیر کریستال 10 مگاهرتز را مشاهده می کنید.این را لازم است بگویم که در مورد کریستال بحث قطبیت مطرح نمی باشد.لذا فرقی نمی کند.که با چه جهتی کریستال را به پایه های میکرو متصل می کنید.

ربات مسیر یاب ( هوش هوشمند ) مقدمه :

قبل از بیان ویژگیهای طرز عمل و مشخصات ربات مسیر یاب ارائه شده لازم است که در مورد ربات توضیحات مختصری بیان شود . اصولاً ربات هوشمند به چه نوع رباتهايي گفته می شود چرا از رباتها استفاده می کنیم و سئوالاهای دیگری در این مورد را درچند سطور زیر پاسخ می گوییم . انسان از گذشته های دور برای انجام کارهای مشکل و خطر ناک وسایل مختلفی را ساخته و به مرور زمان به آن تکامل بخشیده است . این وسایل اگر چه در انجام کارهای خطر ناک و مشکل کمک شایانی به انسان کرده اما با پیشرفت تکنو لوژی نیاز انسان به وسایل هوشمند بسیار احساس شد تا بتوانند در مواقع حساس و خطر ناک تصمیمات مناسبی متناسب با نوع برنامه آن بگیرند . این وسایل امروزه تحت عنوان رباتهای هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند . رباتها دارای انواع مختلفی می باشند . انواعی از آنها برای کارهای تک منظور ه برنامه ریزی شده اند و هوشمند نمی باشند مانند انواع رباتهایی که در صنایع از جمله صنایع از جمله صنایع اتومبیل سازی ، صنایع غذای و ... استفاده می شوند انواع دیگر این رباتها که هوشمند می باشند برای کارایی از قبیل اکتشاف در کرات دیگر ، دریانوردی و ... استفاده می شوند . لازم به توضیح است که منظور از هوشمند بودن رباتهای فوق این است که این رباتها از قبل برنامه ریزی شده اند و در مواقع حساس تصمیم مناسب را می گیرند امروزه شبکه های عصبی و منطق فازی با عث تحول شگرف در هوش مصنو عی شده اند . رباط مسیر یاب چیست ؟ ربات مسیر یاب باید بروی یک سطح سفید که یک خط مشکی بر روی آن کشید ه شده حرکت کند و به هر کجا خط مشکی می رود ربات هم برود در این میان ممکن است بریدگیهای به عرض کوچک و یا مسیر های با زاوریه 90در جه وجود داشته باشد که ربات باید این مسیر ها را هم تشخیص داده و به مسیر خود ادامه دهد . ربات ما باید برروی مسیر فوق حرکت کند بدون اینکه از مسیر خارج شود . قسمتهای مختلف یک ربات : یک ربات معمولاً از سه بخش زیر ساخته شده است واحد ورودی ، واحد پردازش و حافظه و واحد خروجی واحد خروجی واحد پردازش واحد ورودی از یک ربات انتظار می رود که بر اساس اطاعاتی که از واحد ورودی دریافت می کند تصمیم مناسبی راگرفته به خروجی منتقل کند . واحد ورودی : واحد وردی معمولاً از سینسورها ، میکروسویچ ها ، دوربین ها ، حس گرها و ... تشکیل یافته است که شرایط محیط مانند میزان نور ، وضعیت قرارگیری ربات ، دما و ... را با سیگنال های الکتریکی صفر و پنج ولت تبدیل می کنند و به واحد پردازش منتقل می کنند . کارکرد مناسب یک ربات به دقت سنسورهای انتخابی بستگی دارد . واحد پردازش : این واحد اطلاعات را از ورودی دریافت می کند و متناسب با نوع برنامه آن خروجی های مناسبی تولید می کند این واحد می تواند مدارات منطقی ،میکروپروسورها ، میکروکنترلرها ، کامپیوتر ها و ... باشد . واحد خروجی : این واحد که معمولاً بامکانیک يک ربات در ارتباط است شرایط لازم برای انجام کار توسط رباب را فراهم می کند . روش کار ربات مسیر یاب : واحد وردی ربات مسیر یاب از یک اصل ساده فیزیکی پیروی می کند بدین صورت که : میزان نور برگشتی از یک سطح سیاه خیلی کمتر از میزان نور برگشتی از یک سطح سفید است . در زیر ربات ساخته شده تعداد 5 عدد سنسور فتوسل بهمراه چند چراغ قرار گرفته است . ( سنسور فتوسل در مقابل تغيير نور تغییر مقاومت می دهد ) چراغهای کوچک زیر ربات به روی پیست مسابه بتابد نور بازگشتنی از کف پیست مسابقه در جا ههایی که خط مشکی وجود دارد کمتر از جاههایی است که سفید می باشند بنابر این سنسور این مقدار از نور برگشتنی را با طرز قرار گرفتن فتوسل ها ولتاژ مرجع ( پتانسیومتر pt) مطابق با مدار زیر مقایسه کرده و خروجی صفر ولت و یا پنج ولت می دهد اگر زمینه سفید باشد پنج ولت در غیر اینصورت صفر ولت . طریقه بدست آوردن ولتاژ مرجع ( تنظیم پتانسیومتر pt) خروجی مدار بالا را به یک led با یک مقاومت متصل می کنیم . سنسور رابر روی سطح سیاه قرار داده و پتانسیور متر را به آدمی به چرخش در می آوردیم تا led در مرز روشن شدن قرار بگیرد حال سنسور را از سطح سیاه بروی سطح سفید می آوریم مشاهد ه می شود که led خاموش می شود . روش با لابرای تنظیم کردن سنورها می باشد برای هر پنج سنور با لا این عمل را انجام می دهیم . لازم به ذکر است که برای هر سنسور یک مدار از نوع با لا داریم . پس از تنظیم سنسورها led و مقاومت را از خروجی مقایسه کنتده برداشته و خروجی مقایسه کننده را به واحد پردازش می دهیم . واحد پردازش: واحد پرداش ربات ساخته شده از یک میکروکنترلر 8051 ساخته شرکتintel استفاده کرده است . میکروکنترلرها پردازنده ای کوچکی هستند که برای کارهای کنترلی ساده حجم کم استفاده می شوند . میکروکنترلر 8051 یک تراشه 40 پایه می باشد . پنج سنسور ورودی به پنج پایه از این میکروکنترلر متصل می شود . دو پایه از این میکروکنترلر به درایورها بحرکت در آوردن ربات متصل می شوند . الگوریتم کار میکروکنترلر برای سه سنور با آرایش مقابل بصورت زیر است . در زیر ربات ساخته شده تعداد 5 عدد سنسور فتوسل بهمراه چند چراغ قرار گرفته است (سنسور فتوسل در مقابل نغییر نور تغییر مقاومت می دهد ) چراغهای کوچک زیر ربات باعث می شود نور یکنواختی از زیر ربات به روی پیست مسابقه بتابد نور بازگشتی از کف پیست مسابقه در جاهایی که خط مشکی وجود دارد کمتر از جاههایی است که سفید می باشند . بنابر این سنسور این مقدار از نور برگشننی را با طرز قرار گرفتن فتوسل ها ولتاژ مرجع ( پتانیسومتر pt1) مطابق با مدار زیر مقایسه کرده و خروجی صفر ولت و یا پنج ولت می دهد اگر زمینه سفید باشد .پنج ولت در غیر انصورت صفر ولت . طریقه بدست آوردن ولتاژ مرجع ( تنظیم پنانسیور متر pt1) خروجی مدار با لا را به یک led با یک مقاومت متصل می کنیم . سنسور را بر روی سطح سیاه قرار داده و پتانسیور متر را به آرامی به چرخش در می آوریم تا led در مز روشن شدن قرار بگیرد حال سنسور را از سطح سیاه بر روی سطح سفید می آوریم مشاهد ه می شود که led خاموش می شود . روش بالا برای تنظیم کردن سنورها می باشد برای هر پنج سنور با لا این عمل را انجام می دهیم . لازم به ذکر است که برای هر سنسور یک مدار از نوع با لا داریم . پس از تنظیم سنسورها led و مقاومت را از خروجی مقایسه کننده برداشته و خروجی مقایسه کننده را به واحد پرداش می دهیم . واحد پردازش : واحد پردازش ربات ساخته شده از یک می میکروکنترلر 8051 ساخته شرکت intel استفاده کرده است . میکروکنترلر پردازنده ای کوچکی هستند که برای کارهای کنترلی ساده حجم کم استفاده می شوند . میکروکنترلر 8051 یک تراشه 40پایه می باشد . پنج سنسور ورودی به پنج پایه از این میکروکنترلر متصل می شود . دو پایه از این میکروکنترلر به درایو ها برای حرکت در آوردن ربات متصل می شوند . اگوریتم کار میکروکنترلر برای سه سنور با آرایش مقابل بصورت زیر است . همانطوریکه از بالامشاهد ه می شود الگوریتم با لا بسیار ساده بوده و فقط جهت آشنایی با طرز تصمیم گیری ربات است . محل در ربات ما از اگوریتم کامل شده با لا استفاده شده است . واحد خروجی : واحد خروجی با فرمانهایی که از واحد پردازش دریافت می کند انرژی لازم را برای بحرکت در آمدن ربات تأمین می کند مدار مقابل یک نمونه ساده از واحد خروجی را نمایش می دهد ترانزیستور Q مانند یک کلید عمل کرده و موتور را خاموش و یا روشن می کند برای تهر موتور نیاز به یک مدار مانند شکل مقابل داریم .

ص

حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني

يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR در آمريكا در مورد كابلهاي زميني انجام داده است ، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه است. نقص كابل هاي زميني با عايق پلي اتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابي هاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالت هاي گذرا در سيستم ايجاد مي شوند .
يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE (جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطاف پذير حمل مي‌شود و امكان آزمايش كابل هاي كوتاه (ft300) و بلند (f t 1350 ) را فراهم مي‌كند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك riser pole وصل كرده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيه سازي شده صاعقه به آن اعمال مي‌شود. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد مي‌شود. طرح هاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه شده‌اند. در بعضي از آنها صرفا" در محل riser pole برقگير نصب شده ودربعضي ديگر علاوه برriser pole در طول كابل نيز برقگير قرار داده شده است. يكي از يافته هاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستم هاي كابل نواري يا دو شاخه اي ، اضافه ولتاژ شديد تر عمل كرده و در اين سيستم‌ها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها است. نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينه سازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد.
آزمايش ولتاژ ضربه برروي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابل ها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable) بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار مي‌رود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه مي تواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده مي شود انتقال دهد.
تحقيقاتDSTAR نشان داد كه حالت‌هاي گذراي سيم نول ، مشكلات ديگري را نيز ايجاد مي كند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث مي شود كه برقگير تخليه كند ، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم مي شود .
ولتاژهاي قابل توجه اي بين نول كابل و زمين ايجاد مي‌شود و جلد كابل مي تواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند.آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR انجام شده است .

شكل (1)

در صورت عدم تخليه صاعقه دربرقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.
براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم پيچي‌هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه‌اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار بمنظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارائه شده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي‌شود.
يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت‌هاي گذراي نول دركابلها، بهبود سيستم زمين است. نوع ديگري از كابل كه توسط بعضي از شركت ها مورد استفاده قرار مي گيرد ، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است . اين نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي كند و باعث ميرا شدن حالت هاي گذراي نوترال مي‌شود. نتايج آزمايشها برروي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول و زمين بشدت كاهش مي يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال هاي مركزي لخت ، ميرا نمي شود.
علاوه بر صاعقه هايي كه به خطوط هوايي تغذيه كننده سيستم زميني برخورد مي‌كنند، حالت هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي توانند در نول كابل ايجاد شوند. DSTAR با آزمايشهاي گسترده‌اي، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل هاي لخت ، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد .

در صورت عدم تخليه صاعقه در برقگير محل riser pole خطر انتقال

ولتاژ ضربه به سيم‌پيچي‌هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان مي‌دهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.
براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم‌پيچي‌هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه‌اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار به منظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارايه شده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي‌شود.
يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت‌هاي گذراي نول در كابلها، بهبود سيستم زمين است. نوع ديگر از كابل كه توسط بعضي از شركت‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد، كابل جلد‌دار از نوع نيمه هادي است. اين نوع جلد، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي‌كند و باعث ميرا شدن حالت‌هاي گذراي نوترال مي‌شود. نتايج‌ آزمايشها بر روي اين كابلها نشان مي‌دهد كه ولتاژ بين نول وزمين بشدت كاهش مي‌يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال‌هاي مركزي لخت، ميرا نمي‌شود.
علاوه بر صاعقه‌هايي كه به خطوط هوايي تغذيه‌كننده سيستم زميني برخورد مي‌كنند، حالت‌هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي‌توانند درنول كابل ايجاد شوند. DSTAR با آزمايشهاي گسترده‌اي، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل‌هاي لخت، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد.

حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR در آمريكا در مورد كابل هاي زميني انجام داده است ، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه مي باشد . نقص كابل هاي زميني با عايق پلي اتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابي هاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالت هاي گذرا در سيستم ايجاد مي شوند .

يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE (جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطاف پذير حمل مي گردد و امكان آزمايش كابل هاي كوتاه( ft300 ) و بلند ( f t 1350 ) را فراهم مي كند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك riser pole وصل نموده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيه سازي شده صاعقه به آن اعمال ميگردد. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد ميگردد. طرح هاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه گرديده اند. در بعضي از آنها صرفا" در محل riser pole برقگير نصب شده ودربعضي ديگر علاوه برriser pole در طول كابل نيز برقگير قرار داده شده است. يكي از يافته هاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستم هاي كابل نواري يا دو شاخه اي ، اضافه ولتاژ شديد تر عمل كرده و در اين سيستم ها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها مي باشد . نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينه سازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد.

آزمايش ولتاژ ضربه برروي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابل ها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable) بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار مي رود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه مي تواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده مي شود انتقال دهد .

تحقيقاتDSTAR نشان داد كه حالت هاي گذراي سيم نول ، مشكلات ديگري را نيز ايجاد مي كند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث مي شود كه برقگير تخليه كند ، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم مي شود .

ولتاژهاي قابل توجه اي بين نول كابل و زمين ايجاد مي گردد و جلد كابل مي تواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند.آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR انجام شده است .

شكل (1)

در صورت عدم تخليه صاعقه دربرقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.

براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار بمنظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارائه گرديده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي گردد.

يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت هاي گذراي نول دركابلها، بهبود سيستم زمين ميباشد. نوع ديگري از كابل كه توسط بعضي از شركت ها مورد استفاده قرار مي گيرد ، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است . اين نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي كند و باعث ميرا شدن حالت هاي گذراي نوترال مي شود. نتايج آزمايشها برروي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول و زمين بشدت كاهش مي يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال هاي مركزي لخت ، ميرا نمي شود .

علاوه بر صاعقه هايي كه به خطوط هوايي تغذيه كننده سيستم زميني برخورد مي كنند ، حالت هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي توانند در نول كابل ايجاد شوند . DSTAR با آزمايشهاي گسترده اي ، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل هاي لخت ، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد .

اصول حفاظت در برابر صاعقه

با اجباری شده برقگیر برای ساختمانهای بلند مرتبه نیاز به اطلاع متخصصین از اصول این امر نیز بالا رفته است. البته برای درک عمیقتر موضوع میتوان به استانداردNFPA 780 Lightning Protection System مراجعه نمود ولی در متن زیر برخی اصول اولیه این شاخه از تاسیسات الکتریکی شرح داده شده است.

برق گیر:

از وسايل حفاظتي محدود کننده ضربه براي حفاظت سيستم هاي قدرت در برابر اضافه ولتاژها استفاده مي شود . يک وسيله حفاظتي محدود کننده ضربه بايد اضافه ولتاژهاي گذرا يا ولتاژهايي که باعث تخريب تجهيزات شبکه مي شوند را محدود و به زمين هدايت کند و بتواند اين کار را بدون آنکه آسيبي ببيند به دفعات تکرار کند . برقگيرها نسبت به ساير وسايل حفاظتي بهترين حفاظت را انجام مي دهند . و بيشترين مقدار حذف امواج گذرا را فراهم مي کنند . از وسايل حفاظتي ديگري مثل سيم هاي زمين ( براي حفاظت خطوط و تجهيزات از برخورد مستقيم صاعقه ) ، جرقه گيرها خازن هاي ضربه و مقاومت هاي زمين کننده ، وريستورها ( SiC , Zno ) ، ديودهاي بهمني ( براي تغيير و دگرگوني شکل موج اضافه ولتاژها ) و فيلترهاي RC ( براي حذف موج ضربه ) استفاده مي شود . اما برقگيرها بهترين روش حفاظت براي محدود کردن دامنه موج گذرا را ارائه مي دهند . امروز براي حفاظت تجهيزات قدرت در برابر اضافه ولتاژهاي گذرا، اغلب از برقگيرها استفاده مي شود . برقگيرها به صورت موازي با وسيله تحت حفاظت و يا بين فاز و زمين قرار مي گيرند . انرژي موج اضافه ولتاژ بوسيله برقگير به زمين منتقل مي شود و افت ولتاژ ناشي از جريان تخليه برقگير به يک مقدار معيني ( درحد سطح حفاظتي برقگير ) محدود مي شود .

عامل های اضافه ولتاژ : اضافه ولتاژ به وجود آمده ممکن است دو عامل داشته باشد :

عامل بيروني : که بيرون از شبکه قدرت وجود دارد مثل صاعقه و رعد و برق .

عامل داخلي : که در اثر اختلالات در شبکه و موارد ديگر نظير سويچينگ ، اتصال کوتاه ، رزونانس در شبکه و يا غيره ممکن است پيش بيايد .

ابتدا مروري داريم بر عامل بيروني و دلايل پيش آمدن اين عامل و نحوة مهار کردن آن.

اضافه ولتاژها و هماهنگي عايقي : سيستم هاي قدرت اغلب در معرض اضافه ولتاژهايي هستند که مبدأشان تخليه هاي جوي است . چنين اضافه ولتاژهايي ، اضافه ولتاژهاي خارجي يا صاعقه ناميده مي شوند . اضافه ولتاژهاي ديگري نيز موجودند که ناشي از بروز اختلال يا بر طرف شدن آن يا به خاطر قطع و وصل در سيستم مي باشد . اين نوع اضافه ولتاژها ، اضافه ولتاژهاي داخلي ناميده مي شوند . اضافه ولتاژهاي داخلي را مي توان به قسمت هاي زير تقسيم کرد :

1. اضافه ولتاژهاي موقت که نوسانات فرکانس قدرت يا هارمونيک ها هستند .

2. اضافه ولتاژهاي کليد زني، که داراي دورة کوتاه بوده و به شدت ميرا شده اند.

اضافه ولتاژهاي موقت بدون استثناء در شرايط بي باري يا بار بسيار کم رخ مي دهند . به دليل اينکه اضافه ولتاژهاي موقت و کليد زني داراي مبدأ مشترکي هستند ، در طراحي عايق سيستم هاي فشار قوي بايد اثر هر دو به حساب آورده شود .

دامنه اضافه ولتاژهاي صاعقه يا خارجي اساساً مستقل از طرح سيستم ها هستند ، در حالي که اضافه ولتاژهاي کليد زني يا داخلي با ازدياد ولتاژ کار سيستم افزايش مي يابند . بنابراين با ازدياد ولتاژ کار سيستم به نقطه اي مي رسيم که اضافه ولتاژهاي کليد زني در طراحي عايق سيستم ها عامل غالب مي شوند ، تا حدود ولتاژkv 300 عايق سيستم بايد طوري طراحي شود که امواج صاعقه اوليه را تحمل نمايد . در ولتاژهاي بالاتر هم امواج صاعقه و هم امواج کليد زني بايد مورد توجه قرار گيرند. در سيستم هاي ماوراء فشار قوي kv 765 و بالاتر اضافه ولتاژهاي کليد زني همراه با کثيف بودن مقره ، در طراحي عايق عامل غالب مي شوند . براي مطالعه اضافه ولتاژهايي که در سيستم هاي قدرت رخ مي دهد . نياز به آگاهي از قوانين انتشار امواج مي باشد .

مکانيسم صاعقه : در خصوص تجلي فيزيکي صاعقه از زمان هاي قديم مطالبي نوشته شده ، ولي درک مکانيسم آن مطلبي نسبتاً جديد مي باشد . در سال هاي ( 1750 – 1744 ) فرانکلين آزمايش هايي روي صاعقه انجام داد ولي بيشتر آگاهي هاي به دست آمده مربوط به 50 سال اخير است . انگيزة واقعي براي مطالعة صاعقه وقتي پديد آمد که خطوط انتقال الکتريکي بايد در مقابل صاعقه حفاظت مي شد . مطالعات شامل مي شوند اندازه گيري هاي ( 1) جريان هاي صاعقه ، (2) ميادين مغناطيسي ، ( 3 ) ولتاژها ، ( 4 ) عکس برداري سريع .

اساساً صاعقه تجلي يک جرقه الکتريکي بسيار بزرگ مي باشد .

در يک ابر تندر فعال ذرات بزرگتر معمولا بارهاي منفي را اشغال مي کنند و حامل هاي بار کوچکتر مثبت هستند . بنابراين بخش زيرين ابر عموماً داراي بار منفي و بخش بالايي داراي بار مثبت و کل ابزار نظر الکتريکي خنثي است . چنانکه بعداً بحث خواهد شد . مراکز بار متعددي مي تواند در يک ابر موجود باشد . نوعاً مرکز بار منفي جايي بين 500 تا 10000 متري بالاي سطح زمين واقع است . تخليه صاعقه به زمين معمولاً از ريشه يک مرکز بار منفي آغاز مي گردد .

تخليه صاعقه به شکل يک تخليه نوراني به چشم مي آيد ، گرچه برخي از اوقات شاخه هايي با شدت هاي متفاوت نيز مشاهده مي شوند که در وسط هوا خاتمه مي يابند ، در حالي که کانال اصلي نوراني در مسيري زيگزاگ به زمين مي رسند . با کمک عکس بردراي سريع روشن شده است که اغلب ضربات صاعقه تکرار ضربات دنبال شده يا ضرباتي متعددند که در امتداد مسير ايجاد شده است با اولين ضربه پيش مي روند ، چنين مواردي معمولاً چند شاخه اي نبوده و مسيرشان کاملاً نوراني است .

ضربه از ناحيه مرکز بار منفي آغاز شده، که در آنجا شدت ميدان محلي نزديک به شدت ميدان يونيزاسيون ( در هواي جو يا با وجود قطرات کوچک آب ) است .

در خلال اولين مرحله ، تخليه راهنما که با عنوان " راهنماي گام زن "شناخته شده ، با گام هاي معمول 50 تا 100 متر باسرعت به طرف پائين حرکت مي کند ، و بعد از هر گام به مدت چند ده ميکروثانيه متوقف مي شود . از نوک تخليه يک " جريان نوراني راهنما " با تابش کم و جرياني حدود چند آمپر با سرعتي حدود در هواي دست نخورده منتشر مي شود . راهنماي گام زن با سرعت متوسطي حدود و جرياني حدود جريان نوراني را دنبال مي کند . حدود طول مي کشد تا راهنماي گام زن از ابري واقع در زمين، به زمين برسد و با نزديک شدن راهنما به زمين اختلاف پتانسيل ، باري را در زمين القاء مي کند .

اين بار توسط تخليه هاي نقطه اي اشياء زميني نظير ساختمان هاي بلند ، درخت ها و غيره افزايش مي يابد. در بعضي نقاط تمرکز بار در شيئي زميني آن چنان زياد مي شود که باعث ظهور نوراني مثبت به طرف بالا مي گردد . در لحظه اي که دو راهنما بهم مي رسند ، ضربه " اصلي "يا " برگشتي " از زمين به طرف ابر آغاز مي شود . اين ضربه با سرعت خيلي بيشتري ( ) در امتداد مسير يونيزه اي که قبلاً ايجاد شده ، حرکت مي کند . جريان ضربه برگشتي از حدود چند کيلو آمپر تا و دماهاي درون کانال 15 تا 20 هزار درجه سانتيگراد است . اين دماها مسؤول اثرات تخريبي صاعقه ناشي از ضربه برگشتي است .

ضربه برگشتي در فواصل زماني 10 تا 300 ثانيه با ضربات متعدد دنبال مي شود . راهنماي ضربات دوم به بعد به خاطر تجلي نيزه مانندش به نام " رهبر نيزه گون " شناخته مي شود . رهبر نيزه گون مسير اولين ضربه را با سرعتي حدود 10 برابر راهنماي گام زن طي مي کند . مسير معمولاً شاخه شاخه نيست ، و کاملاً درخشان است .

عمده تخليه هاي الکتريکي در خلال رعد و برق بين ابرها رخ مي دهد و تنها 10% تخليه ها به شکل صاعقه به زمين مي خورند . تخليه بين ابرها يک روشنايي عمومي ايجاد مي کند که به نام " صاعقه پوششي "ناميده شده است .

اندازه گيري جريانهاي ضربه در زمين نشان داده است که اين جريانها با افزايش تند ( در يک تا 10 ميکروثانيه ) به قله موج رسيده و با يک تاخير زماني طولاني تر ( 50 تا 1000 ميکروثانيه ) تا نيم زمان دنبال مي گردد . مداراک موجود دال بر اين است که جريانهاي خيلي زياد ضربه در زمان خيلي کوتاه تر به قله نمي رسند ، اصلاعات فيلد نشان مي دهد که 50 % جريانهاي ضربه شامل ضربات چند گانه داراي شدت صعودي متجاوز از و 10 % داراي شدت متجاوز از مي باشند.

دوره متوسط جريانهاي ضربه بالاي مقدار است . 18% جريانها نيم زماني هاي طولاني تر از هستند . از اين رو با فرض اينکه جريان ضربه اي نوعي با قله 10000 به وسط خط انتقالي با امپدانس موج برخورد کند و جريان ها به طور مساوي در هر دو طرف جاري شود ( ) اضافه ولتاژ صاعقه خواهد شد : بر پايه تعدادي پژوهشها کميته AIEE توزيع فرکانسي دامنه هاي جريان را تقسيم کرده و اغلب در محاسبات اجرايي مورد استفاده قرار مي گيرد .

اطلاعات کسب شده در مورد ضربات صاعقه و ولتاژهاي مباني اجرائي آزمايش موج صاعقه يا ضربه استاندارد را در آزمايشگاهها به وجود آورده است .

انرژي موجود در صاعقه : در جهت تخمين مقدار انرژي موجود در يک صاعقه ، فرض مي کنيم اختلاف پتانسيل براي وقوع يک شکست بين ابر و زمين و تخليه کلي انجام گرفته 20 کولمب باشد . به اين ترتيب انرژي آزاد شده مي باشد که در يک يا چند ضربه ، تخليه مي شود . انرژي تخليه تلف شده در کانال هوا در فرآيندهاي متعددي صرف مي شود . مقادير کمي از اين انرژي در يونيزاسيون ملکول ها ، تحريک ها ، تشعشع و غيره به کار رفته است . بيشترين انرژي در انبساط سريع کانال هوا صرف شده است .

قسمت هايي از کل انرژي صرف گرم کردن اشياء زميني صاعقه زده مي گردد . به طور کلي رويدادهاي صاعقه به سيستم جهاني انرژي باز مي گردد . انرژي که در آغاز جهت به وجود آوردن ابر باردار مصرف شده است .

طبيعت خطر : ميزان خطر بستگي به شرايط دارد براي حداقل کردن احتمال برخورد صاعقه هنگام رعد و برق بايد از اشياء نسبتاً بلند دوري جست ، در داخل ساختمان باقي ماند يا به خوبي عايق سازي کرد .

برخورد مستقيم صاعقه به انسان يا حيوان به ندرت رخ مي دهد ، اغلب برخوردها غير مستقيم است و معمولاً وقتي رخ مي دهد که موضوع : (1) در نزديکي يک برخورد صاعقه با ساير اشياء بلند قرار گيرد . (2) شدت ميدان الکتريکي ضربه آن چنان جرياني القاء کند که باعث مرگ شود . (3) صاعقه ختم شده به زمين مي تواند گراديان و پتانسيل زيادي در سطح زمين ، از نقطه مورد اصابت به طرف خارج به وجود آورد .

امواج صاعقه شبيه سازي براي اجراي آزمايشها : تجهيزات و سيستم هاي الکتريکي به وسيله پتانسيل هايي که صاعقه مي تواند روي عايق ايجاد کند ، تهديد مي شوند . عايق سازي سيستم هاي قدرت را مي توان در دو بخش دسته بندي کرد : عايق سازي داخلي و عايق سازي خارجي .

عايق سازي خارجي توسط هوا ، چيني و غيره انجام ميگيرد ، براي مثال فواصل بين هادي ها و برج در خطوط انتقال نيرو يا تکيه گاههاي شين در پستها .

اگر پتانسيل به وجود آمده توسط صاعقه از استقامت الکتريکي عايق تجاوز کند يک شکست سطحي يا سوراخ ايجاد مي شود .

شکست سطحي عايق خارجي عموماً آسيبي به وسيله وارد نمي کند . عايق " خود بهبود يابنده " است. در بدترين حالت سوراخ نسبتاً کوتاهي به وجود مي آيد تا امکان جانشيني رشته ضعيف عايق آسيب ديده را فراهم نمايد . عايق سازي داخلي اغلب از کاغذ ، روغن يا ساير عايق هاي مرکب تشکيل مي گردد. اين عايق ها در وسايل گران قيمت نظير ترانسفورماتورها ، ژنراتورها ، راکتورها ، خازن ها ، کليدهاي قدرت و غيره ، هادي هاي فشار قوي را از زمين عايق مي کنند . خرابي عايق داخلي باعث سوراخ هاي بسيار طولاني تر مي گردد . اگر قوس قدرت ادامه يابد مي تواند مصيبت زا شده و به يک تعويض بسيار پر هزينه منجر مي گردد .

عايق سازي سيستم ها بايد طوري طراحي شود که سيستم در برابر ولتاژهاي صاعقه مقاوم باشد ، و بتواند قبل از به کار گيري در آزمايشگاهها مورد آزمايش قرار گيرد .

اندازه گيري جامع جريانهاي صاعقه و ولتاژها همراه با تجربه طولاني مباني ايجاد و پذيرش آنچه را که به نام موج استاندارد يا ولتاژ " ضربه " شناخته شده فراهم آورده است . موج استاندارد يا ولتاژ ضربه شبيه ساز اضافه ولتاژهاي خارجي يا صاعقه است .

شکل موج ولتاژ ضربه صاعقه استاندارد بين المللي ضربه ولتاژي غير نوساني است که از خط صفر عبور نکرده ، در به قله رسيده و سپس با آهستگي در به نصف مقدار قله کاهش مي يابد . مشخصات فني اين ضربه استاندارد عبارتند از : علامت آن ، مقدار قله ، زمان پيشاني ، زمان نيم مقدار.

آزمايش هاي جامع آزمايشگاهي در مورد عايق سازي خارجي نشان داده اند که ولتاژهاي شکست اساساً مناسب با طول فاصله هوايي بوده و ضربه هاي مثبت در مقايسه با ضربه هاي منفي ، مقادير شکست به مراتب پائين تري دارند . بعلاوه با يک آرايش آزمايش مشخص، هم چنان که قله ضربه اعمالي افزايش داده مي شود ، لحظه شکست از دم موج به طرف قله حرکت کرده و نهايتاً به پيشاني موج مي رسد .

خصوصيات تجهيزات حفاظتي در مقابل اضافه ولتاژ :

در مقابل ولتاژ نامي شبکه هيچ عکس العملي نشان ندهند .

در مقابل اضافه ولتاژهاي بوجود آمده سريعاً عکس العمل نشان دهند .

قابليت عبور جريان زياد را داشته باشند .

پس از رفع اضافه ولتاژ و رساندن ولتاژ به مقدار نامي ، عبور جريان از برقگير قطع شود .

از نظر اقتصادي به صرفه باشد .

انواع برقگير ها : جرقه گيري يا شاخک ها ساده ترين شکل برقگير ها مي باشند که از آنها بيشتر براي حفاظت زنجيره مقره ها ، بوشينگ ترانسفورماتورها و خازن ها استفاده مي شود . مشکل اصلي اين نوع برقيگرها ايجاد خطاي اتصال کوتاه به زمين پس از توليد جرقه مي باشد که باعث عملکرد تجهيزات حفاظتي شبکه قدرت ( رله هاي جرياني ) و در نتيجه ايجاد وقفه مي شوند . براي پرهيز از اين مشکل ، از برقگيرهاي شامل يک نوع مقاومت غير خطي ( به صورت مجزا و يا سري با جرقه گير ) استفاده مي شود . اخيراً استفاده از نيمه هادي ها با مقاومت غير خطي و از جنس اکسيد فلزي ( MOV ) در برقگيرها ، باعث شده که فاصله هوايي برقگيرها حذف شود و برقگيرهاي جديد از کارائي بهتري درکنترل اضافه ولتاژ ها برخوردار شوند .

برقيگر ميله اي ( جرقه گير با فواصل هوايي ) : اين نوع برقگير به صورت دو الکترود يا دو شاخک هستند که متناسب با ولتاژ ، در فاصله معين بين هادي و زمين قرار ميگيرد . و در صورت بروز اضافه ولتاژ ، بين آنها قوس الکتريکي برقرار مي شود . اين قوس باعث اتصال کوتاه گرديده از اضافه ولتاژ جلوگيري مي کند ، البته باعث اختلال در امر برق رساني نيز مي گردد . در شبکه با قدرت کم ، با شکل دادن به اين شاخک ها ، پس از مدت نسبتاً کوتاهي قوس خاموش مي شود و چون جريان اتصال کوتاه کم بوده ، خسارات ناشي از اتصال کوتاه وجود ندارد . در صورت بروز اضافه ولتاژ ، در فاصله هوايي بين الکترودها قوس الکتريکي برقرار مي شود و به اين ترتيب از اعمال اضافه ولتاژ به تجهيزات جلوگيري مي شود .

از معايب اصلي برقگير ميله اي ، عدم توانايي در خاموش نمودن جرقه است و هنگامي که بر اثر صاعقه جرقه زده شد ، اين جرقه باقي خواهد ماند تا زماني که دستگاه بدون برق گردد . در نتيجه پس از هر بار جرقه ، بايستي شبکه بي برق شده مجدداً برقدار گردد . به طور کلي معايب اين نوع برقگيرها در برابر تنها مزيت آنها يعني ارزان بودنشان بخاطر سادگي ساختار آن ، خيلي زياد بوده شامل موارد زير مي باشد :

تداوم عبور جريان به زمين حتي پس از حذف اضافه ولتاژ ( در نتيجه باعث عمل کردن وسايل حفاظتي و ايجاد وقفه در سيستم مي شود ) .

ايجاد موج بريده شده که مي تواند سيم پيچي دستگاه ها ( ترانسفورماتورها ) را تهديد کند .

افت شديد ولتاژ به خاطر اتصال کوتاه شدن فاز در لحظه عبور جريان از جرقه گير.

تحت تاثير قرار گرفتن عملکرد آن با شکل موج اضافه ولتاژ و همچنين شرايط محيطي ( فشار ، آلودگي ، رطوبت ، ... )

داراي تاخير زماني متناسب با اضافه ولتاژ ( عملکرد نا مناسب در برابر اضافه ولتاژهاي با پيشاني تند مثل صاعقه ) .

پراکندگي زياد ولتاژ جرقه ( بيش از 40% ) .

جرقه گيرها فقط دو شرط اول يک برقگير خوب را دارا مي باشند .

برقگير لوله اي : اين نوع برقگير شامل يک فاصله هوايي براي جرقه زدن در فضا و يک فاصله ديگر در درون يک محفظه مخصوص مي باشد که با هم به طور سري قرار دارند . اين نوع برقگير ها به منظور کوتاه کردن زمان عبور جريان هدايت شونده ( پرهيز از وقوع اتصال کوتاه ) تهيه شده اند . در برقگير لوله اي جريان هدايت شونده پس از يک يا چند پريود در اثر گازي که خود برقگير توليد مي کند از بين مي رود و از اين جهت مي توان آن را برقگير " جرقه خاموش کن " نيز ناميد .

برقگير لوله اي از يک لوله عايقي ( R ) از جنس مواد مصنوعي ( PVC ، فيبر لاستيک سخت ) تشکيل شده است و در داخل آن دو الکترود فلزي تو پر ( E ) و توخالي ( G ) قرار دارند . الکترود G مستقيماً به دکل يا سيم زمين متصل مي شود ولي بين الکترود E و فاز شبکه يک فاصله هوايي وجود دارد . هر گاه اضافه ولتاژي بين فاز و برقگير قرار بگيرد ، فاصله هوايي L و فاصله بين دو الکترود توسط جرقه اتصال کوتاه مي شود و در اثر اين جرقه ، شبکه اتصال زمين مي شود و جريان زيادي از برقگير مي گذرد که سبب بخار شدن قسمتي از سطح داخلي لوله R مي شود . اين گاز فشار داخلي لوله را با وجود اين که سوراخ لوله الکترود انتهايي به خارج راه دارد ، به حدي بالا مي برد که با سرعت زيادي از سوراخ G خارج مي شود . جريان سريع گاز الکترونهاي موجود بين دو الکترود را با خود به خارج حمل مي کند ، جرقه را خنک کرده و در ضمن طول قوس را به حدي زياد مي کند که پيوستگي قوس از بين مي رود و قوس مي شکند و به اين ترتيب پس از يک يا چند پريود ، به علت اين که حامل هاي بارهاي الکتريکي در مسير قوس موجود نيستند جرقه خاموش شده مجدداً روشن نمي شود و براي هميشه خاموش مي ماند . و جريان اتصال کوتاه قطع مي گردد .

از برقگيرهاي لوله اي بيشتر در شبکه هاي با ولتاژ استفاده مي شود . اين نوع برقگيرها قادر نيستند که به نحو مطلوب دامنه جريان هدايت شده را قبل از قطع محدود کنند . قابليت قطع جريان هدايت کننده با فرکانس قدرت ، بستگي به ظرفيت اتصال کوتاه سيستم در نقطه خطا دارد . همچنين ولتاژ جرقه اين نوع برقگيرها بالاتر از برقگيرها يا مقاومت غير خطي است .

برقگير سيليکون کاربيد : تا چندي قبل روش متداول حفاظت در مقابل صاعقه استفاده از برقگيرهاي سيليکون کاربيد ( SiC ) بود . اين برقيگر ها از ترکيب سري فواصل هوايي با مقاومت ساخته مي شوند و برخلاف جرقه گيرها ، پس از عمل کردن آنها ، شبکه قدرت قابليت بازگشت به حالت اوليه را خواهد داشت . زيرا مقاومت مذکور جريان تخليه را کاهش داده و به لحاظ هم فاز بودن تقريبي جريان و ولتاژ پس از به صفر رسيدن شکل موج ولتاژ نامي سيستم ، جريان مجدداً برقرار نمي شود .

مقاومت هاي اين نوع از برقگيرها از نوع غير خطي هستند زيرا از يک طرف بايد آن قدر کوچک شوند که توسط فواصل هوايي قابل قطع باشند و از طرف ديگر در ولتاژ هاي ضربه اي به صورتي باشند که در اثر تخليه جريانهاي ضربه اي زياد ، افت ولتاژ دو سر آنها ( ولتاژ پسماند ) از سطح حفاظتي تجهيزات کمتر شود . معمولاً اين مقاومت ها از نيمه هادي سيليکون کاربيد ( SiC ) ساخته مي شوند که داراي خاصيت مذکور مي باشند .

برقگير سيليکون کاربيد شامل يک مقاومت سيليکون کاربيد با مشخصه غير خطي V – I به صورت سري با يک فاصله هوايي مي باشد . وقتي اضافه ولتاژ از حد ولتاژ جرقه بيشتر شود ، با ايجاد جرقه در دو سر فاصله هوايي ، افزايش امپدانس مسير جرقه از افزايش شديد جريان جلوگيري مي کند . فاصله هوايي جرقه که به آن فاصله جرقه اکتيو گفته مي شود ، طوري طراحي مي گردد که بعد از چند بار جرقه زدن در اثر اضافه ولتاژ ، جرقه مسدود گردد.

برقگيرهاي SiC به هيچ عنوان نبايد تحت اضافه ولتاژهاي با فرکانس قدرت ( شبکه ) عمل کنند . زيرا باعث ايجاد اتصال کوتاه به زمين و عبور انرژي زياد از خود شده و از بين مي روند . برقيگر هاي SiC سطح اضافه ولتاژهاي ناشي از صاعقه و کليد زني را به حد مشخصي کاهش مي دهند که اين حد بستگي به ولتاژ نامي برقگير دارد .

اضافه ولتاژ کليد زني با انرژي بالا که جريان تخليه زيادي را براي مدت طولاني عمل مي کند ، ممکن است باعث سوختن الکترودهاي برقگير شود و لذا اين مسئله باعث محدوديت در کاربرد اين نوع برقيگر ها و هم چنين باعث مي شود که سطح استقامت عايقي ، بالاتر براي تجهيزات انتخاب شود . در چنين حالاتي بايد برقگيرهايي با ولتاژ نامي بالاتر انتخاب شوند تا در اضافه ولتاژهاي ناشي از کليد زني عمل نکنند .

در برقگيرهاي SiC نوع جديد ، براي کاهش تلفات ( افزايش طول عمر و قدرت تحمل انرژي ) برقگير و براي خاموش کردن جرقه در فاصله هوايي پس از حذف موج و در نتيجه قطع جريان ، از روشهاي مغناطيسي استفاده مي شود .

برقيگر SiC با خاموش کن مغناطيسي 3 برابر بيشتر از نوع معمولي آنها قابل تحمل انرژي را دارا مي باشد ، زيرا تلفات جريان متعاقب موج به حداقل مقدار خود مي رسد. اين نوع برقگيرها در شبکه هاي با ولتاژ بالا کاربرد دارند .

برقگيرهاي نوع اکسيد فلزي ( MOV ) : نوع جديد برقگيرها داراي بلوک هايي با مقاومت الکتريکي غير خطي و از جنس اکسيد فلزات مي باشند . اين بلوک ها به MOV مشهور مي باشند . از آنجا که 95 % از مواد تشکيل دهنده بلوک هاي MOV را اکسيد روي ( ZnO ) تشکيل مي دهد ، به آنها برقگيرهاي ZnO نيز گفته مي شود .

اجزاي تشکيل دهنده ZnO شامل اکسيد روي و مقادير کمي از اکسيد ديگر فلزات از قبيل بيسموت ، کبالت ، آنتيموان ، اکسيد منگنز مي باشد . ذرات بسيار ريز اکسيد روي و اکسيد فلزات ديگر پس از فشرده شدن به صورت ديسک و در اندازه هاي معين شکل مي گيرند . سپس اين ديسک ها در درجه حرارت بالا پخته شده و به صورت سراميک در مي آيند اين ديسک ها به صورت سري در محفظه استوانه اي شکل گرفته و برقگير ZnO را تشکيل مي دهند .

بلوک ZnO داراي يک مشخصه ولتاژ – جريان کاملاً غير خطي مي باشد و داراي قابليت بالا براي جذب انرژي موج هستند . دنباله جريان در اين نوع برقگيرها وجود ندارد يعني جريان با کاهش اضافه ولتاژ ضربه اي کاهش مي يابد و با ولتاژ متناوب ( ولتاژ نامي سيستم ) ادامه پيدا نمي کند. از اين رو برقگيرها در عمل کمتر از برقگيرهاي با فاصله هوايي گرم مي شوند و تکرار عملکرد آنها کمتر مشکل ايجاد مي نمايد .

از ديگر مزاياي اين نوع برقگير ها ، سرعت عملکرد در پيشاني موج است . به اين معني تاخيري که در برقگيرهاي با فاصله هوايي وجود دارد ، در اين نوع برقگيرها خيلي کمتر است .

با توجه به عدم وجود فاصله هوايي ، امکان موازي کردن برقگير ZnO وجود دارد به اين ترتيب مي توان تحمل برقگير در مقابل جريانها زياد را افزايش داد . با مقايسه ولتاژ – جريان بلوک هاي SiC و ZnO مشخص مي شود که تحت ولتاژ نامي شبکه، جريان عبوري از بلوک ZnO کمتر از يک ميلي آمپر است . در حالي که اين مقدار براي بلوک هاي SiC به مراتب بيشتر است. برقگيرهاي ZnO ميتوانند اضافه ولتاژهاي با فرکانس قدرت را براي مدت مشخص تحمل کنند و با در نظر گرفتن اين ويژگي حتي در سيستم هاي زمين نشده ( که هنگام اتصال کوتاه يک فاز به زمين ، ولتاژ فازهاي ديگر مي تواند تا برابر افزايش يايد ) مي توان سطح عايقي کمتري را براي اين نوع برقگير ها انتخاب کرد.

يکي از مشکلات برقگيرهاي ZnO ، جريان نشتي در فرکانس قدرت مي باشد . اين جريان در حد ميلي آمپر است ولي ممکن است با تکرار عملکرد برقگير ، لايه هاي عايق بين دانه هاي اکسيد روي سوخته شود و باعث افزايش جريان نشتي گردد.

مسأله ديگر ، تغيير مقاومت بر اثر درجه حرارت است . اين تغيير در جريانهاي کم، بيشتر محسوس است ولي به هر حال با کاهش مقاومت تحت ولتاژ نامي شبکه بر اثر درجه حرارت ، احتمال گرم شدن و کاهش مقاومت و افزايش درجه حرارت وجود دارد .

با وجود اين مشکلات ، اما به خاطر مزاياي زياد برقگيرهاي ZnO نسبت به ديگر برقگيرها ، استفاده از اين برقگيرها متداول شده است و به تدريج جايگزين برقگيرهاي ديگر مي گردد . بعضي از مزاياي برقگيرهاي ZnO عبارتند از :

کارآيي بهتر نسبت به ساير برقگيرها ( بهتر از ساير برقگيرها ، اضافه ولتاژها را کنترل مي کند ) .

پراکندگي کم ولتاژ پسماند و همچنين داراي ولتاژ پسماند خيلي کم .

داراي تاخير زماني خيلي کم .

برگشت طبيعي به وضعيت اوليه يا مدار باز .

داراي مشخصه ولت – جريان خطي تر از برقگير SiC .

داراي سطح حفاظتي خيلي خوب .

داراي جريانهاي نشتي پائين در شرايط کار نامي سيستم ( حداقل تلف توان در شرايط کار عادي ) .

از مهمترين عيب هاي برقگيرهاي ZnO ، قيمت زياد آنها نسبت به ديگر برقگيرهاست و ديگر اين که برقگيرهاي ZnO در سيستم هاي داراي نوسانات ولتاژ قابل ملاحظه ، بيشتر از برقگيرهاي SiC در معرض خطر و آسيب ديدگي قرار مي گيرند .

برقگير قوس طولاني ( LFA ) : نصب برقگير خط بين فاز – دکل به صورت موازي با زنجيره مقره يا به جاي مقره نياز به هزينه سنگيني دارد. لذا بايد به دنبال راهي بود تا بتوان هزينه نصب برقگيرها را کاهش داد و جلوي خروج خطوط بر اثر تخليه اضافه ولتاژهاي ناشي از تخليه جوي بر خط را گرفت .

روش جديد براي حفاظت خطوط انتقال استفاده از يک سطح طولاني جهت هدايت قوس الکتريکي ناشي از تخليه مي باشد.

برقگيرهاي قوس طولاني مي توانند بين هادي و زمين و يا به صورت سري با مقره قرار بگيرند . ساختار اين برقگيرها خيلي ساده بوده و در نتيجه نسبت به ساير برقگيرها خيلي ارزانتر مي باشند . به طوري که قيمت آن در حدود يک دهم قيمت برقگيرهاي ZnO است . يکي ديگر از مزاياي عمده اين برقگيرها عدم جاري شدن جريان با فرکانس شبکه ( PAF ) پس از اتمام تخليه جريان موج گذرا و بروز قوس بر روي مقره مي باشد .

پارامترهاي مهم براي انتخاب برقگير مناسب جهت حفاظت عايقي : انتخاب برقگيرها با توجه به نوع سيستم ، اهميت و ملاحظات اقتصادي آن صورت مي گيرد که بايد درباره انتخاب يک نوع آن تصميم گرفت ، اين تصميم گيري بايد به گونه اي باشد که احتمال آسيب رساندن به دستگاه مورد حفاظت را به حداقل برساند . و ضمن اينکه برقگير بايد به طور کامل از عهده حفاظت سيستم و تجهيز برآيد ، خود نيز محفوظ بماند .

پارامترهاي مهم در انتخاب برقگير مناسب عبارتند از :

ماکزيمم ولتاژ کار دائم ( MCOV )

ولتاژ نامي ( U_{r )}

جريان تخليه نامي ( )

ماکزيمم جريان ضربه قابل تحمل ( )

قابليت تحمل جذب انرژي W

ماکزيمم ولتاژ کار دائم ( MCOV ) : از آنجا که برقگير بين فاز و زمين قرار مي گيرد ولتاژ کار دائم روي برقگير به ميزان برابر ولتاژ خط مي باشد . معمولاً براي اين مقدار ضريب اطميناني در نظر گرفته مي شود .

حداقل ضريب اطمينان 05/1 مي باشد .

بنابراين در شبکه 20 کيلوولت ( ماکزيمم ولتاژ شبکه 24 کيلوولت ) حداقل MCOV برابر 55/14 کيلوولت است . مقدار MCOV بر حسب " کيلوولت مؤثر " داده مي شود .

سازندگان برقگير توليدات خود را به مدت 1000 ساعت تحت ولتاژ MCOV 05/1 قرار مي دهند و تلفات برقيگر را در ابتدا و انتهاي اين مدت آزمايش ، اندازه گيري مي کنند درصورتي که تلفات تغيير نکرده باشد صحت عملکرد برقگير تاييد مي شود .

ولتاژ نامي ( Ur ) : مقدار ولتاژ نامي به چند عامل بستگي دارد از جمله :

اضافه ولتاژ موقتي ( TOV ) ناشي از اتصال کوتاه تک فاز به زمين يا قطع بار و در نتيجه افزايش ولتاژ شبکه .

ضريب اتصال زمين ( Ce ) .

زمان قطع شدن خطاهاي اضافه ولتاژ .

با توجه به عوامل مذکور ولتاژ نامي از رابطه تقريبي زير محاسبه مي شود :

Ur = 1.25 MCOV

جريان تخليه نامي : جريان تخليه نامي ، جريان ضربه با زمين پيشاني و زمان پشت است و برقگير بايد به دفعات قادر به تحمل آن باشد .

طبق استاندارد برقگير بايستي 20 موج ضربه در 6 گروه سه پالسه و هر پالس به فاصله زماني 1 دقيقه را تحمل کرده و آسيبي نبيند . برقگيرهاي خطوط توزيع و انتقال با 4 محدوده جريان نامي 5 ، 10 ، 15 ، 20 کيلو آمپر ساخته مي شوند . در سيستم توزيع عموماً برقگير 5 کيلوآمپر استفاده مي شود . اما در مناطقي که تعداد روزهاي رعد و برقي يا تعداد صاعقه در سال زياد باشد برقگيرهاي 10 کيلوآمپر نيز به کار مي برند .

عدد نشان دهنده تعداد صاعقه يا عدد ايزوکرونيک ، NK مي باشد . نقشه هاي ايزوکرونيک براي ايران وجود دارد و مي توان مناطق پر صاعقه را جستجو نمود . مناطقي که داشته باشند ، پر صاعقه محسوب شده و بهتر است در خطوط توزيع هوايي آن مناطق برقگيرهاي 10 کيلوآمپر نصب گردد . برقگيرهاي 10 کيلوآمپر بالاتر از کلاس 1 و همچنين برقگيرهاي 15 و 20 کيلوآمپر در خطوط انتقال به کار مي روند .

ماکزيمم جريانهاي ضربه قابل تحمل ( ) : ماکزييم جريان ضربه با زمان پيشاني 4 ميکروثانيه و زمان پشت موج 10 ميکروثانيه است که برقگير بايستي در حالي که قرص هاي داخل آن تا 60 گرم شده اند يک بار قادر به تحمل آن باشد و سپس به مدت 10 ثانيه ولتاژ نامي و بعد از آن به مدت نيم ساعت ولتاژ MCOV را نيز بايد بتواند تحمل نمايد . و در اثر حرارات تخريب نشود و پايداري حرارتي تضمين گردد .

اين جريان طبق استاندارد IEC براي برقگيرهاي 5 کيلوآمپر به ميزان 65 کيلوآمپر و براي برقگيرهاي 10 کيلوآمپر به ميزان 100 کيلو آمپر تعيين شده است .

انتخاب کلاس برقگير : با داشتن قابليت جذب انرژي بر حسب KJ/Kv نامي و همچنين نسبت Ur Ures / ميتوان تشخيص داد که چه کلاس تخليه اي لازم است و سپس اولين کلاس تخليه بالاتر را انتخاب نمود . براي برقگيرهاي 5 کيلوآمپر و پائين تر کلاس معين نمي شود ولي برقگيرهاي 10 ، 15 و 20 کيلوآمپري را بر حسب قابليت تحمل انرژي دسته بندي مي نمايند . برقگيرهاي سيستم توزيع حداکثر کلاس 1 مي باشد و کلاس بالاتر از 2 مخصوص برقگيرهاي نوع پست و خطوط انتقال است .

استاندارد IEC جريان تخليه کليد زني را براي برقگير 5 کيلوآمپر حداقل 75 آمپر و زمان آن را 1 ميکروثانيه و همچنين براي برقگيرهاي 10 کيلوآمپر کلاس 1 به ميزان 125 آمپر و زمان آن را 2 ميکروثانيه پيشنهاد نموده است .

برقگيرها بر اساس جريان نامي شان طبقه بندي مي شوند ، جريان هاي تخليه نامي برقگيرهاي معمولي طبق استاندارد 1 – 99 IEC عبارتند از 5/1 ، 5/2 ، 5 ، 10 کيلوآمپر .

برقگيرهاي با جريان نامي 10 کيلوآمپر براي پست به کار مي روند و ولتاژ نامي اين برقگيرها از 3 کيلوآمپر به بالاست .

برقگيرهاي با جريان تخليه نامي 5 کيلوآمپر هم براي پست هاي فوق توزيع و هم براي شبکه توزيع به کار مي رود. ولتاژ نامي اين برقگيرها بين 38 – 3 کيلوولت است و مشخصه عملکرد آنها براي تمامي کشورها مناسب مي باشد . سطح حفاظتي اين برقگيرها 10کيلوآمپر است .

برقگيرهاي 5/2 کيلوآمپر نيز براي شبکه توزيع به کار مي رود و ولتاژ نامي آنها از 175 ولت تا 39 کيلوولت است . سطح حفاظتي اين برقگيرها 10 و 5 کيلوآمپر است. برقگيرهاي 5/1 کيلوآمپر فقط براي ولتاژهاي پائين تا حدود 660 ولت به کار مي رود . تجربه نشان داده است که براي ايجاد يک سطح حفاظتي متوسط يا پائين ، برقگيرهاي با مقاومت غيرخطي و با جريان تخليه 10 کيلوآمپر بهترين سطح حفاظتي را تأمين مي کنند .

به عنوان يک قانون کلي بهترين حفاظت با برقگيرهاي 10 کيلوولت بدست مي آيد که براي ولتاژهاي بالاي 100 کيلوولت و يا پست هاي با ولتاژ پائين تر که داراي اهميت و حساسيت زيادي هستند مناسب است .

عواملي که انتخاب برقگير با کلاس بالاتر را توجيه مي کنند :

شدت امواج صاعقه به طور غير معمولي بالا باشد .

وجود امواج ناشي از کليد زني استفاده از برقگيري با جريان تخليه بالاتر را اجتناب ناپذير مي کند .

تاسيساتي با يک خط هوايي ورودي که داراي اهميت زيادي بوده اند ايجاد بهترين حفاظت را توجيه مي کنند خصوصاً در مواردي که حفاظت سيم محافظ غير مؤثر باشد .

انتخاب ولتاژ نامي برقگير : ولتاژ نامي برقگير بر اساس حداکثر ولتاژ فاز به زمين با فرکانس قدرت انتخاب مي شود. ولتاژ نامي برقگير بايد حداقل برابر با حداکثر ولتاژ فاز به زمين انتخاب شود تا مطمئن باشيم که جريان با فرکانس قدرت در برقگير جاري نمي شود . از آنجا که حداکثر ولتاژ فاز به زمين سيستم اغلب به صورت تقريبي معلوم است لذا توصيه مي شود که ولتاژ نامي برقگير معادل و يا به مقدار کمي بالاتر از حداکثر ولتاژ فاز زمين انتخاب شود. استفاده از برقگيرهاي با ولتاژهاي نامي خيلي پائين ممکن است باعث افزايش احتمال بروز اتصالي شود .

عوامل مهم در آسيب ديدگي برقگيرها : عملاً عوامل زيادي در آسيب ديدگي برقگيرها نقش داشته و مي توانند بر کارائي آنها تاثير گذاشته و حتي منجر به ترکيدن برقگيرها شوند . مهمترين عوامل آسيب ديدگي برقگيرها عبارتند از :

نفوذ رطوبت و آلودگي .

اضافه ولتاژهاي گذرا و موقتي .

استفاده نا مناسب از برقگير .

عدم انطباق شرايط بهره برداري با مشخصه برقگير (طراحي غلط) .

عوامل ناشناخته .

تعمير و نگهداري برقگيرها : برقگيرها همانند ساير تجهيزات سيستم نياز به تعمير و نگهداري دارند. و در صورت آسيب ديدن بايد تعمير و يا حتي تعويض شوند تا از حفاظت سيستم بوسيله برقگيرها اطمينان حاصل شوند .

هر چند برقگيرهاي جديد ( ZnO ) به نگهداري کمتري نياز دارند ولي مراقبت هاي زير بايد صورت بگيرد :

ü معاينات ظاهري

ü تست هاي الکتريکي

جمع بندي و نتيجه گيري : اضافه ولتاژهاي ناخواسته مهمترين عامل تهديد کننده ايزولاسيون تجهيزات شبکه هاي قدرت مي باشند. در طراحي يک سيستم قدرت ، دستيابي به شبکه اي با قابليت اطمينان بالا و پايدار در برابر اضافه ولتاژهاي اعمالي از جمله صاعقه و سوئيچينگ ، حائز اهميت بوده و رسيدن به اين هدف به دو روش امکان پذير است : يکي ، افزايش استقامت الکتريکي تجهيزات ، به گونه اي که اضافه ولتاژهاي تحميلي هيچ گونه اختلالي در کار سيستم ايجاد نکنند . ديگري ، کاهش و کنترل دامنه اضافه ولتاژهاي ايجاد شده در سيستم ، بوسيله تجهيزات محدود کننده و حفاظتي مثل برقگيرها مي باشد .

افزايش استقامت عايقي تجهيزات شبکه ، اگر چه قابليت اطمينان و پايداري شبکه را افزايش مي دهد ، اما باعث بزرگ شدن طرح و افزايش هزينه اقتصادي نيز مي گردد . لذا مسئله کاهش اضافه ولتاژها و روشهاي آن مطرح مي شود . براي حفاظت تجهيزات فشار قوي در برابر اضافه ولتاژهاي سيستم اغلب از برقگيرها استفاده مي شود . در حال حاضر ، برقگيرهاي ZnO بهترين کارائي براي حفاظت تجهيزات قدرت در برابر اضافه ولتاژها را دارا مي باشند .

هدف اصلي اين تحقيق بررسي برقگيرها و انواع آن در خطوط انتقال و پست هاي فشار قوي به منظور محدود کردن اضافه ولتاژهاي سيستم و حفاظت تجهيزات شبکه بوده است که ما به طور خلاصه به آن پرداختيم

ص

فن‌آوري انتقال بار الكتريكي صاعقه
انتقال بار الكتريكي صاعقه فن‌آوري جديدي براي حفاظت تجهيزات در مقابل صاعقه است كه از سال 1970 مورد توجه قرار گرفته است. تئوري انتقال بار، صدها سال است كه شناخته شده ولي كاربرد تجاري آن واقعاً چند دهه است كه مطرح است. سيستم برقگير ميله‌اي از روشهاي سنتي براي مقابله با صاعقه است كه از زمان فرانكلين مورد استفاده بوده و بر اساس هدايت بار الكتريكي صاعقه به زمين عمل مي‌كند.
صاعقه يكي از پديده‌هاي قدرتمند و مخرب دنياي طبيعي است كه سطح ولتاژ آن گاهي تا 100 ميليون ولت در هر ضربه مي‌رسد. ضربات صاعقه به تجهيزات شبكه‌هاي قدرت يكي از عوامل جدي خطر و آسيب‌ براي شركتهاي برق و مصرف‌كنندگان است. در بعضي از مناطق آمريكا بخصوص مناطق جنوب شرقي، صاعقه يك پديده تقريباً روزانه است، اما تا بحال امكان پيش‌بيني و كنترل اين پديده وجود نداشته است، در سالهاي اخير فناوري پيش‌بيني و رهيابي توسعه يافته وشبكه ملي آشكار‌سازي صاعقه NLDN هنوز براي رهيابي صاعقه بيش از پيش تاكيد دارد زيرا اين امر مي‌تواند در شبكه‌هاي حمل و نقل هوايي،‌دريايي و فضانوردي بسيار موثر واقع شود.
سيستمهاي حفاظتي جايگزين
بجاي روش سنتي ميله‌هاي برقگير، سيستم انتقال بار الكتريكي
CTS(Charge Transfer System) و سيستم استهلاك بار الكتريكي DAS(Dissipation Array System) هستند.
اصول كار سيستم‌هاي انتقال بار الكتريكي CTS بر طبق نظر جري‌كر و كولوبلدر كه از صاحبنظران موضوع صاعقه هستند بر اين استوار است كه يك نقطه تيز با ميدان الكترواستاتيكي قوي مي‌تواند الكترونهايي از مولكولهاي هواي اطراف را كه يونيزه شده‌اند هدايت كند. پتانسيل اين نطقه بيش از 10 كيلوولت نسبت به نقاط اطراف است.
سيستم DAS از هزاران نقطه تيز تشكيل شده كه بر روي سازه‌اي نصب مي‌شوند و در شرايط ابري و طوفاني نقاط يوني فراواني در فضا ايجاد شده و بدين ترتيب احتمال تشكيل مسيرهاي جريان بار صاعقه را كاهش مي‌دهند. در واقع سيستم DAS بعنوان يك محدودساز ميدان الكتريكي عمل مي‌كند.
در مجله كاربرد صنايع IEEE در جلد 37 شماره 2 مورخ مارس 2001، آقاي دان زيپس و همكارانش تفاوت بين ميله‌هاي برقگير و سيستم انتقال بار را بيان كرده‌اند.
سيستم‌هاي حفاظت صاعقه به دو گروه تقسيم‌بندي مي‌شوند:
جمع‌آوري ضربه‌هاي صاعقه
پيش‌بيني ضربه‌هاي صاعقه
ميله‌هاي برقگير فرانكلين به عنوان جمع‌كننده محسوب مي‌شوند بدين صورت كه ضربه‌هاي صاعقه را در مجاورت خود جذب مي‌كنند. سيستم انتقال بار CTS يك سيستم جلوگيري كننده است و مانع از پيشروي جرقه‌هاي صاعقه مي‌شود.
بعبارتي ديگر ارزيابي مكانيزم عملكرد سيستم DAS نشان مي‌دهد كه اين سيستم بطور ساده همان نظريه رد شده فرانكلين براي ميله‌هاي برقگير است كه با خنثي كردن بار الكتريكي ابرهاي صاعقه‌اي از تشكيل صاعقه جلوگيري مي‌كرد. اگر چه اين ميله‌ها احتمال ضربه‌ها را كاهش مي‌دهند اما اين اثرغير قابل پيش‌بيني است، براي اينكه بتوان نتايج سيستم‌هاي CTS و DAS را در حفاظت صاعقه ارزيابي كرده و در مورد وسعت محدوده قابل حفاظت تصميم‌گيري كرد لازم است كه درباره اثرات فن‌آوري اين دو سيستم اندازه‌گيري‌هاي سازمان يافته و علمي انجام دهيم.
بعضي از مشتريهاي استفاده‌كننده از فن‌آوري‌ CT راضي هستند به طوري كه در جنوب شرق آمريكا مشكلات متعددي در خصوص رعد و برق هست و كاربردهاي اين سيستم، استفاده از آن را مورد تاكيد قرار داده‌اند. شركت برق Auburndale داراي ژنراتورهاي MW150 بوده و در منطقه‌اي قرار گرفته كه ميزان صاعقه در آن بالاست و دستگاهها بايد 4 تا 6 صاعقه سنگين را در روز تحميل كنند كه در بعضي موارد به خاموشي‌هاي 12 تا 24 ساعته منجر شده است. پس از استفاده از سيستم DAS براي مهار كردن (محدودسازي) جريانهاي صاعقه در سال 2000 فقط يكبار در طول طوفانها و صاعقه خاموشي داشته‌اند و مهندسين اتاق كنترل از اين موضوع متعجب شده‌اند كه صدمه‌اي به دستگاهها وارد نشده است. آنها مصمم هستند كه دستگاههاي بعدي را نيز به سيستم DAS مجهز كنند تا تعداد ضربه‌هاي صاعقه را از 6 به يك كاهش دهند. چنين تجربه مشابهي نيز در Lexington كه منطقه پرصاعقه‌اي است نيز اتفاق افتاده است.
در آنجا نيز با استفاده از سيستم DAS هزينه‌هاي سنگين صدمه ديدن تجهيزات بواسطه صاعقه راكاهش داده‌اند و از كاربرد اين سيستم راضي هستند در گزارش Ayers آمده است كه قبل از استفاده از اين سيستم صدمات ناشي از صاعقه در طول يك دوره پنج‌ساله بين 25/1 تا 5/1 ميليون دلار بوده حال آنكه پس از استفاده از سيستم DAS اين رقم به 5000 دلار كاهش يافته است.
اما كارآيي فناوري انتقال بار صاعقه، بحث‌انگيز بوده و نظر منتقدين بر اين است كه اين سيستم مانع از وقوع صاعقه نمي‌شود ضمن اين كه هزينه نصب آن نيز گران است. اين اختلاف نظرها ادامه داشته تا اينكه در سالهاي اخير انجمن IEEE تصميم گرفت كه يك استاندارد براي سيستم‌هاي انتقال بار صاعقه ارايه كند.
به طور خلاصه اين سيستم‌ها در مقابل ضربه‌هاي صاعقه نمي‌توانند به طور كامل عمل حفاظت را انجام دهند زيرا روش معيني براي اندازه‌گيري يا اثبات درستي كار اين دستگاهها وجود ندارد. البته خبرهاي دريافت شده از مشتريهاي كاربرد اين تجهيزات هنوز جالب است. منتها خود مهندسان برق سيستمهاي قدرت هستند كه بايد از دستگاههاي خود در مقابل صاعقه حفاظت و مراقبت كنند اگر چه اين كار با اطمينان كامل، دست نيافتني است. لذا آنها بايد تلاش كنند تا ضربه‌هاي صاعقه تا حد امكان كاهش يافته در اين راه سيستم DAS يا CTS مي‌تواند به آنها كمك كند.
 

 وسايل حفاظتي محدود كننده ضربه براي حفاظت تجهيزات سيستمهاي قدرت در برابر اضافه ولتاژها استفاده مي شود يك وسيله حفاظتي محدود كننده ضربه بايد اضافه ولتاژهاي گزرا يا اضافه ولتاژهاي كه باعث تخريب تجهيزات شبكه مي شوند را محدود و به زمين هدايت كنند و بتواند اين كار را بدون اينكه آسيبي ببيند به دفعات تكرار كند. برقگيرها نسبت به ساير وسايل حفاظتي بهترين حفاظت را انجام مي دهند و بيشترين مقدار حذف امواج گزرا را فراهم مي كند. برقيگرها به صورت موازي با وسيله تحت حفاظت يا بين فاز و زمين قرار مي گيرند انرژي موج اضافه ولتاژ به وسيله برقگير به زمين منتقل مي شوند.
يك برقگير خوب بايد داراي مشخصات زير باشد:
1-در ولتاژ نامي شبكه،به منظور كاهش تلفات داراي امپدانس بينهايت باشد.
2-در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازي سطح ولتاژ داراي امپدانس كم باشد.
3-توانايي دفع يا ذخيره انرژي موج اضافه ولتاژ را بدون اينكه خود صرفه ببيند داشته باشد.
4-پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرايط مدار (حالت كار عادي) برگردد.
انواع برقيگيرها:
1-برقگير ميله اي
2-برقگير لوله اي
3- برقگير سيليكون كاربايد (SIC)
4- برقگير نوع اكسيد فلزي (MOV)
معايب برقگير ميله اي:
1-تداوم عبور جريان به زمين حتي پس از حذف اضافه ولتاژ
2- افت شديد ولتاژ فاز به خاطر اتصال كوتاه شدن فاز در لحظه عبور جريان از برقگير
3-داراي تاخير زماني متناسب با اضافه ولتاژ
4-پراكندگي زياد ولتاژ جرقه
پارامترهاي مهم براي انتخاب برقگير مناسب جهت حفاظت عايقي:
1-ماكزيمم ولتاژ كار دائم (MCOV)
2-ولتاژ نامي (Ur)
3-جريان تخليه نامي (8.20µsec)
4-ماكزيمم جريان ضربه قابل تحمل (4.10µsec)
5-قابليت تحمل جذب انرژي W
عوامل مهم در آسيب ديدگي برقگيرها:
1-نفوذ رطوبت و آلودگي
2-اضافه ولتاژهاي گزرا و موقتي
3-عدم انطباق شرايط بهره برداري با مشخصه برقگير (طرحي غلط)
4-عوامل ناشناخته
مزاياي برقگير نوع اكسيد فلزي (MOV)
1-كارايي بهتر نسبت به ساير برقگيرها
2-پراكندگي كم ولتاژ پسماند همچنين داراي ولتاژ پسماند خيلي كم
3-داراي تاخير زماني خيلي كم
4-برگشت طبيعي به وضعيت اوليه يا مدار باز
5-داراي مشخصه ولت-جريان خطي تر از برقگير SIC
6-داراي سطح حفاظتي خوب

 

اصول حفاظت در برابر صاعقه

با اجباری شده برقگیر برای ساختمانهای بلند مرتبه نیاز به اطلاع متخصصین از اصول این امر نیز بالا رفته است. البته برای درک عمیقتر موضوع میتوان به استانداردNFPA 780  Lightning Protection System مراجعه نمود ولی در متن زیر برخی اصول اولیه این شاخه از تاسیسات الکتریکی شرح داده شده است.

 

 

برقگیر LA Lighting Arrester
برای جلوگیری از امواج اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه و کلید زنی استفاده میشود . برای اطمینان بیشتر تمام تجهیزات یک پست در حدود 650 KV را می توانند تحمل کنند (برای مدت کوتاه) ولی برقگیر از ولتاژ 500 KV به بالا را برش داده و نمی گذارد به تجهیزات آسیبی برسد . ورود اضافه ولتاژها به تجهیزات باعث آسیب رسیدن به عایق تجهیزات می رسد.
محل نصب برقگیر برابر طراحی صورت می گیرد ، ابتدای ورود خط، نزدیک ترانس، باسبار و ...
وسایل مهم در پست مانند ترانسفورماتور قدرت در دو طرف آن( ورودی و خروجی) برقگیر نصب می کنند.
برقگیرهای مورد استفاده عموماً از نوع برقگیر با مقاومت غیر خطی است که از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است.
وجود این خازنها و فواصل هوایی لازم است چون در زمان کار عادی از وجود جریان الکتریکی ، برقگیر جلوگیری به عمل می آید.
زمانی که ولتاژ سیستم به علتی بالا رود ، فواصل هوایی بین خازنها هادی جریال الکتریسیته خواهد شد و قوس الکتریکی در این فواصل تشکیل می شود . از این پس جریانی که از مقاومت غیر خطی عبور می کند میزان افت ولتاژ در دو سر برقگیر و در نهایت در دو سر سیستم مورد حفاظت را تعیین می نماید.

معمولاً مقاومت های غیر خطی که در برقگیرها به کار برده می شوند از کاربید سیلیسیوم ساخته می شوند .
این مقاومت های غیر خطی در برابر موج جریان اصلی از صاعقه یا عوامل دیگر مقاومت کمی نشان می دهند و بدین ترتیب این امواج را داخل خود هدایت کرده و سطح ولتاژ را در حد معینی نگه می دارند. اما زمانی که موج ولتاژ از داخل برقگیر عبور کرده و به حالت عادی برگردد مقاومت های غیر خطی ، به یک مقاومت بزرگ تبدیل شده و جریان عبوری از داخل برق گیر به طور قابل ملاحظه ای کاهش مییابد. کم شدن جریان باعث می شودکه قوس الکتریکی در فواصل هوایی ناپایدار شده و در لحظه ای که ولتاژ سیستم از صفر عبور کند ـ قوس به طور کامل خاموش می شود .
فواصل هوایی موجود در یک برقگیر باید در برابر بیشترین مقدار ولتاژ سیستم مقاومت نموده بدون اینکه امکان تخلیه الکتریکی این فواصل هوایی وجود داشته باشد. همچنین این فواصل هوایی باید بنحوی باشند که پس از هدایت موج جریان زیاد حاصل از عاعقه با عوامل دیگر ، موقعی که ولتاژ سیستم به حالت عادی بر میگردد جریان حاصله را در اولین نقطه صفر و ولتاژ را قطع کند.
کنتور برقگیر:
جهت مشخص شدن تعداد دفعات عملکرد برقگیر را از داخل دستگاهی بنام کنتور برقگیر عبور می دهند.
نکاتی که در مورد نصب برقگیر ها باید مورد توجه قرار گیرد:
اثر حفاظتی حتی برقگیر های خوب در اثر کاربرد نامتناسب بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد، در موقع نصب برقگیر باید نکات زیر مورد توجه قرار گیرد:
1-باید اختلاف پتانسیل زمین برقگیر کامل باشد.
2- برقگیر باید در مجاورت دستگاه حفاظت شونده قرار داده شود ، هر قدر که برقگیر به دستگاه مورد حفاظت نزدیکتر باشد اختلاف پتانسیل کمتری بین ترمینال برقگیر و دستگاه وجود دارد.
3- سیم زمین برقگیر باید به اتصال زمین مشترک پست وصل شود.
4- سیم اتصال زمین نباید هیچگونه پیچش یا حلقه ای داشته باشد زیرا این باعث می شود که اندوکتانس اضافه در مقابل جریان تخلیه بوجود آید.
5- در موقع نصب برقگیر باید توجه داشت که هرگونه هادی فازی ، چه دارای ولتاژ متفاوتی با ولتاژ سیستم و چه زمین باشد در خارج یک کره فرضی به شعاع R و دور برقگیر باشد

عواملي را كه مي‌توانند شديداً تجهيزات و هر وسيله ديگري را كه مدارهاي الكترونيكي در آنها به كار رفته باشد به خطر انداخته يا غيرقابل استفاده كنند، عبارتند از:

كوپلاژ مقاومتي
وقتي كه صاعقه به ساختماني ضربه مي‌زند جرياني كه به زمين تخليه مي‌شد پتانسيل زمين را در سيستم‌هاي برق و ديتا، تا چند صد كيلوولت افزايش مي‌دهد. اين امر موجب مي‌شود بخشي از جريان صاعقه از طريق هاديهاي ورودي- خروجي، به ساختمانهاي ديگر منتقل شود.

كوپلاژ سلفي (مغناطيسي)
عبور جريان صاعقه از يك هادي و يا از كانال تخليه خود، ايجاد يك ميدان مغناطيسي مي‌كند. وقتي كه خطوط ميدان، هاديهايي را كه تشكيل لوپ داده‌اند قطع كند، در آنها ولتاژي معادل چند ده كيلوولت القاء مي‌شود.

كوپلاژ خازني (الكتريكي)
كانال صاعقه در نزديكي نقطه تخليه، يك ميدان شديد الكتريكي ايجاد مي‌كند. كابلها و هاديها مانند خازن و هوا نيز عايق دي‌الكتريك آنهاست. بدين صورت عليرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان كابلها تحت يك ولتاژ بالا قرار مي‌گيرند.

ص

ساختمان برقگیرها

 

1 – نوع با فاصله هوایی

 

1 – 1 – قسمت فعال شامل : مجموعه های فواصل هوایی – مقاومت های غیر خطی – سیستم تقسیم ولتاژ روی فواصل هوایی

 

مجموعه فاصله هوایی :

            به هنگام افزایش ولتاژ به حد معینی مانند یک فاصله جرقه زنی عمل می نماید لذا قبل از عملکرد آن جریان عبوری از برقگیر صفر می باشد . پس از کاهش اضافه ولتاژ قوس خاموش شده و از عبور جریان جلوگیری می نماید .

این مجموعه شامل کویل خاموش کننده می باشد که با کاهش اضافه ولتاژ و پایین آمدن فرکانس جریان عبوری ، در مسیر عبور جریان قرار گرفته و با تولید میدان مغناطیسی روی قوس فاصله هوایی باعث طولانی تر شدن مسیر آن و کمک به قطع جریان می گردد . در صورت عدم وجود این کویل جریان ادامه یافته تا در صفر طبیعی خود قطع گردد . بنابراین وجود این کویل باعث کاهش مدت عبور جریان از برقگیر شده و از تلفات حرارتی بیشتر در آن جلوگیری می کند .

 

 

 

مقاومت های غیر خطی :

            این مقاومت ها به صورت سری با فاصله هوایی و به شکل قرص می باشند . نظر به غیر خطی بودن این مقاومت ها تغییر مقدار ولتاژ دو سر برقگیر به هنگام اضافه ولتاژ محدود می گردد .

 

سیستم تقسیم ولتاژ :

            این سیستم متشکل از مقاومت ها و خازن ها می باشند که به صورت موازی با مجموعه فواصل هوایی می باشند و وظیفه آنها تقسیم ولتاژ مساوی روی فواصل هوایی می باشد .

 

2 – 1 – سایر قسمتها :

            محفظه خارجی – فلانج ها – ترمینال ها – رها کننده فشار – پایه عایق ها – حلقه کنترل میدان – جداکننده – شمارنده .

محفظه خارجی از جنس چینی بوده که نقش عایق خارجی را داشته و با تعبیه چتری ها روی آن فاصله خزشی مورد نیاز را تأمین می کند .

رها کننده فشار ، به هنگام خطای داخلی در برقگیر درجه حرارت و فشار گاز داخلی شدیداً افزایش می یابد ، رها کننده فشار در این هنگام عمل کرده و باعث تخلیه فشار می شود این امر از انفجار برقگیر و صدمات مربوطه جلوگیری می کند .

پایه عایق ها : این پایه ها بین ترمینال پایین برقگیر (فلانج) و استراکچر (زمین) قرار گرفته و جهت هدایت جریان برقگیر از مسیر شمارنده استفاده می شوند .

حلقه کنترل میدان : این حلقه در طرف ولتاژ بالا نصب شده و وظیفه تقسیم میدان الکتریکی یکنواخت را در طول مقره و قسمت فعال را به عهده دارد .

جدا کننده : این وسیله در برقگیرهای شبکه توزیع به منظور جدا کردن برقگیر از سیستم به هنگام خطای داخلی تعبیه شده و در ضمن نقش نشان دهنده خطای برقگیر را نیز دارا می باشد .

 

2 – نوع بدون فاصله هوایی

 

قسمت فعال این برقگیرها تنها شامل قرص های مقاومت غیر خطی از نوع اکسید روی می باشد . سایر قسمتهای برقگیر مشابه با برقگیر " نوع با فاصله هوایی " ، می باشد . ضمن اینکه عایق خارجی این برقگیرها امروزه علاوه بر جنس چینی از جنس های پلیمریک مانند E.P.D.M و سیلیکان رابر نیز ساخته می شود که دارای مزایا و معایب خاص این مقره ها می باشد .

 

توضیح : علاوه بر برقگیرهای با عایق خارجی هوا ، برقگیر نوع جی آی اس نیز که عایق قسمت برقدار با زمین ، گاز SF6 می باشد نیز ساخته می شود .

ح ف

حفاظت:

با زياد شدن جوامع بشري و ايجاد ساختمانها و برجهاي بلند و آسمان‌خراشها درمناطق مرتفع و تحولات شگرد در صنعت‌ ساخت و ساز، تكامل و پيشرف دراين صنعت بوجود آمده و همچنين رشد روزافزون و سريع تكنولوژي، ارايه و ابداع روشهاي جديد در صنايع مي‌توان از تحديد خطرات و حوادث طبيعي گوناگون در محيط فعاليت زندگي ما (محيط كار، منازل و ...) بطور كلي در همه‌جا جلوگيري كنيم.
خطراتي كه بر اثر ساخت و ساز درمناطق مرتفع ساختمانها راتحديد مي‌كند مهندسان و كارفرمايان را متوجه اين حوادث و صدمات كرده كه با هماهنگي متخصصان روبه كاهش است. اين واقعيت را نمايانگر مي‌سازيم كه نياز شديد و اصولي به فراگيري و رعايت كامل ايمني و حفظ ساختمانها در مناطق مرتفع را داريم تا خود و ديگران را در برابر اين همه خطرات و سوانح طبيعي حفظ كنيم واين معلومات و راه و روش صحيح براي پيشگيري و چاره‌انديشي را فرا گيريم كه از اين حوادث طبيعي (صاعقه) جان سالم بدر ببريم.

صاعقه چيست و چگونه بوجود مي‌آيد؟
صاعقه يكي از اصرارآميز‌ترين پديده‌هاي خلقت است كه در عين زيبايي بسيار مخرب بوده و در طول تاريخ زندگي انسان، موجب ضرر و زيان مالي و جاني بسياري شده است صاعقه از تخليه الكترواستاتيكي ميان ابر و زمين بوجود مي‌آيد. در ابرهايي از نوع كومولونيمبوس (كه گاه تا 18 كيلومتر ارتفاع و چندين كيلومتر عرض دارند) طي مراحلي ذرات آب داراي بار منفي و ذرات يخ داراي بار مثبت شده بطوري كه (عموماً) بارهاي منفي در لايه‌هاي زيرين و بارهاي مثبت در بخشهاي فوقاني ابر متمركز مي‌شوند. در اين حالت بارهاي مثبت سطح زمين نيز، در زير سايه ابر مجتمع مي‌شوند.
با افزايش پتانسيل الكتريكي ابر نسبت به زمين، يك جريان پيشرو از الكترونها با حركتي نردباني شكل از ابر به سوي زمين (downward leader) سرازير شده و كانال اوليه صاعقه را شكل مي‌دهد. هواي اطراف اين كانال كاملاً‌ يونيزه است اين پلكان كه گاه طول شاخه‌هاي آن به 50 متر مي‌رسد، بار زيادي را در نوك پليكان با خود حمل كرده و موجب افزايش شدت ميدان الكتريكي جو وشكست مقاومت عايقي هوا مي‌شود. در اين حالت سرعت حركت كانال نزديك شونده به زمين بيش از 300km/s است. در اين زمان با افزايش شدت ميدان الكتريكي در سطح زمين، يك جريان الكتريكي بالا‌رونده (upward leader) نيز از زمين به سوي ابر پيش مي‌رود پس از اصابت اين دو پليكان به يكديگر، كانال جريان بسته شده و ضربه اصلي صاعقه (retum stroke) اتفاق مي‌افتد و بدين ترتيب جهت خنثي بارهاي ابر و زمين، جريان بسيار زيادي در مدت كوتاهي در اين كانال برقرار مي‌شود. صاعقه در انواع مختلف اتفاق مي‌افتد كه متداولترين آنها (90 درصد) از نوع صاعقه منفي نزولي و خطرناكترين آنها نوع مثبت صعودي است.

صدمات
اصولاً بشر تا قبل از تجربه شخصي حدود سانحه، كمتر به دنبال علت وقوع آنها بوده است اما خسارات زياد و مكرر از اثرات اوليه (ضربه‌هاي مستقيم) و ثانويه (ميدانهاي الكترومغناطيسي) صاعقه امروز به حدي رسيده است كه توجه و راهكارهاي جدي را مي‌طلبد شايد اولين دليل بروز اين حوادث، عدم آگاهي از روشهاي صحيح حفاظت است مضافاً اينكه اغلب بدليل ادعاهاي واهي برخي فروشندگان صاعقه‌گير تصور مي‌شود كه داشتن يك صاعقه‌گير در خارج ساختمان (كه تنها از وقوع جرقه و تخريب فيزيكي ساختمان جلوگيري مي كند) مي‌تواند كليه تجهيزات برقي و الكترونيكي داخل ساختمان رانيز حفاظت كند، در صورتي كه چنين نيست.
ظرف ده سال گذشته استانداردهاي جهاني به ما اين امكانات را داده‌اندكه طراحيهاي مناسبي با رعايت اصول قوانين emc انجام دهيم. امروزه وسايل و تجهيزاتي كه براي يك زندگي ساده تدارك ديده شده پر از مدارهاي الكترونيكي است. وسايل خانگي، كامپيوتر، فاكس، بي‌سيم، تلويزيون، تلفن، شبكه‌هاي اطلاعاتي جهاني،‌همه و همه از مدارهاي الكترونيكي ساخته شده‌اند كه گران بوده و تعميرات آنها نيز آسان نيست و گاهي از خط خارج شدن آنها مصادف با خسارتهاي غيرقابل جبران است.
عواملي را كه مي‌توانند شديداً تجهيزات نامبرده بالا يا بطور كلي هر وسيله ديگري را كه مدارهاي الكترونيكي در آنها به كار رفته باشد به خطر انداخته يا غيرقابل استفاده كنند، عبارتند از:

كوپلاژ مقاومتي
وقتي كه صاعقه به ساختماني ضربه مي‌زند جرياني كه به زمين تخليه مي‌شد پتانسيل زمين را در سيستم‌هاي برق و ديتا، تا چند صد كيلوولت افزايش مي‌دهد. اين امر موجب مي‌شود بخشي از جريان صاعقه از طريق هاديهاي ورودي- خروجي، به ساختمانهاي ديگر منتقل شود.

كوپلاژ سلفي (مغناطيسي)
عبور جريان صاعقه از يك هادي و يا از كانال تخليه خود، ايجاد يك ميدان مغناطيسي مي‌كند. وقتي كه خطوط ميدان، هاديهايي را كه تشكيل لوپ داده‌اند قطع كند، در آنها ولتاژي معادل چند ده كيلوولت القاء مي‌شود.

كوپلاژ خازني (الكتريكي)
كانال صاعقه در نزديكي نقطه تخليه، يك ميدان شديد الكتريكي ايجاد مي‌كند. كابلها و هاديها مانند خازن و هوا نيز عايق دي‌الكتريك آنهاست. بدين صورت عليرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان كابلها تحت يك ولتاژ بالا قرار مي‌گيرند.

حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني

يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR در آمريكا در مورد كابلهاي زميني انجام داده است ، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه است. نقص كابل هاي زميني با عايق پلي اتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابي هاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالت هاي گذرا در سيستم ايجاد مي شوند .
يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE (جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطاف پذير حمل مي‌شود و امكان آزمايش كابل هاي كوتاه (ft300) و بلند (f t 1350 ) را فراهم مي‌كند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك riser pole وصل كرده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيه سازي شده صاعقه به آن اعمال مي‌شود. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد مي‌شود. طرح هاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه شده‌اند. در بعضي از آنها صرفا" در محل riser pole برقگير نصب شده ودربعضي ديگر علاوه برriser pole در طول كابل نيز برقگير قرار داده شده است. يكي از يافته هاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستم هاي كابل نواري يا دو شاخه اي ، اضافه ولتاژ شديد تر عمل كرده و در اين سيستم‌ها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها است. نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينه سازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد.
آزمايش ولتاژ ضربه برروي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابل ها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable) بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار مي‌رود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه مي تواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده مي شود انتقال دهد.
تحقيقاتDSTAR نشان داد كه حالت‌هاي گذراي سيم نول ، مشكلات ديگري را نيز ايجاد مي كند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث مي شود كه برقگير تخليه كند ، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم مي شود .
ولتاژهاي قابل توجه اي بين نول كابل و زمين ايجاد مي‌شود و جلد كابل مي تواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند.آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR انجام شده است .

شكل (1)

در صورت عدم تخليه صاعقه دربرقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.
براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم پيچي‌هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه‌اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار بمنظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارائه شده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي‌شود.
يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت‌هاي گذراي نول دركابلها، بهبود سيستم زمين است. نوع ديگري از كابل كه توسط بعضي از شركت ها مورد استفاده قرار مي گيرد ، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است . اين نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي كند و باعث ميرا شدن حالت هاي گذراي نوترال مي‌شود. نتايج آزمايشها برروي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول و زمين بشدت كاهش مي يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال هاي مركزي لخت ، ميرا نمي شود.
علاوه بر صاعقه هايي كه به خطوط هوايي تغذيه كننده سيستم زميني برخورد مي‌كنند، حالت هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي توانند در نول كابل ايجاد شوند. DSTAR با آزمايشهاي گسترده‌اي، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل هاي لخت ، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد .

وسايل حفاظتي محدود كننده ضربه براي حفاظت تجهيزات سيستمهاي قدرت در برابر اضافه ولتاژها استفاده مي شود يك وسيله حفاظتي محدود كننده ضربه بايد اضافه ولتاژهاي گزرا يا اضافه ولتاژهاي كه باعث تخريب تجهيزات شبكه مي شوند را محدود و به زمين هدايت كنند و بتواند اين كار را بدون اينكه آسيبي ببيند به دفعات تكرار كند. برقگيرها نسبت به ساير وسايل حفاظتي بهترين حفاظت را انجام مي دهند و بيشترين مقدار حذف امواج گزرا را فراهم مي كند. برقيگرها به صورت موازي با وسيله تحت حفاظت يا بين فاز و زمين قرار مي گيرند انرژي موج اضافه ولتاژ به وسيله برقگير به زمين منتقل مي شوند.
يك برقگير خوب بايد داراي مشخصات زير باشد:
1-در ولتاژ نامي شبكه،به منظور كاهش تلفات داراي امپدانس بينهايت باشد.
2-در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازي سطح ولتاژ داراي امپدانس كم باشد.
3-توانايي دفع يا ذخيره انرژي موج اضافه ولتاژ را بدون اينكه خود صرفه ببيند داشته باشد.
4-پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرايط مدار (حالت كار عادي) برگردد.
انواع برقيگيرها:
1-برقگير ميله اي
2-برقگير لوله اي
3- برقگير سيليكون كاربايد (SIC)
4- برقگير نوع اكسيد فلزي (MOV)
معايب برقگير ميله اي:
1-تداوم عبور جريان به زمين حتي پس از حذف اضافه ولتاژ
2- افت شديد ولتاژ فاز به خاطر اتصال كوتاه شدن فاز در لحظه عبور جريان از برقگير
3-داراي تاخير زماني متناسب با اضافه ولتاژ
4-پراكندگي زياد ولتاژ جرقه
پارامترهاي مهم براي انتخاب برقگير مناسب جهت حفاظت عايقي:
1-ماكزيمم ولتاژ كار دائم (MCOV)
2-ولتاژ نامي (Ur)
3-جريان تخليه نامي (8.20µsec)
4-ماكزيمم جريان ضربه قابل تحمل (4.10µsec)
5-قابليت تحمل جذب انرژي W
عوامل مهم در آسيب ديدگي برقگيرها:
1-نفوذ رطوبت و آلودگي
2-اضافه ولتاژهاي گزرا و موقتي
3-عدم انطباق شرايط بهره برداري با مشخصه برقگير (طرحي غلط)
4-عوامل ناشناخته
مزاياي برقگير نوع اكسيد فلزي (MOV)
1-كارايي بهتر نسبت به ساير برقگيرها
2-پراكندگي كم ولتاژ پسماند همچنين داراي ولتاژ پسماند خيلي كم
3-داراي تاخير زماني خيلي كم
4-برگشت طبيعي به وضعيت اوليه يا مدار باز
5-داراي مشخصه ولت-جريان خطي تر از برقگير SIC
6-داراي سطح حفاظتي خوب

مقدمه اي بر هماهنگي عايقي در خطوط

                 ·     انواع عايقها

                 ·     مشخص نمودن استقامت عايقي (روش آماري و متداول)

                 ·     BIL و BSL استاندارد

                 ·     شرايط اتمسفري استاندارد و غير استاندارد و تاثير آن در استقامت عايقي

                 ·     CFO و انحراف معيار

مشخصه استقامت عايقي

                 ·     روش عمومي و مفاهيم اصلي در استقامت عايقي برجها

                 ·     مفاهيم طراحي عايقي در خطوط انتقال به روش معين از ديد گاه كليدزني

                 ·     انتخاب فاصله براي فاز مياني

                 ·     انتخاب فاصله براي فاز بيروني

اضافه ولتاژ فاز به زمين ناشي از كليد زني

                 ·     مفاهيم عمومي

                 ·     بحث آماري اضافه ولتاژ ناشي از كليد زني

                 ·     هيستو گرامي

                 ·     تابع پيوسته(نرمال گوس)

                 ·     ديگر توزيع هاي آماري مورد استفاده در مبحث اضافه ولتاژ

                 ·     بحث منحني استقامت تنش (بصورت نرمال ) در يك برج

                 ·     بحث منحني استقامت تنش (بصورت نرمال ) در بيش از يك برج

                 ·     پروفيل ولتاژ ناشي از كليد زني در طول خط

                 ·     بحث آناليز حساسيت در نرخ جرقه ناشي از كليد زني

                 ·     روشهاي تخميني تعيين نرخ جرقه ناشي از كليد زني

                 ·     تاثير باد بر نرخ جرقه ناشي از كليد زني

                 ·     تاثير n  عايق موازي بر نرخ جرقه ناشي از كليد زني 

اضافه ولتاژ فاز به فاز ناشي از كليد زني

                 ·     مقدمهاي بر استقامت عايق فاز به فاز

                 ·     روش آلفا

                 ·     روش V+ - V-

                 ·     محاسبه  نرخ جرقه  فاز به فاز ناشي از كليد زني

                 ·     روش محاسبه تركيبي  نرخ جرقه  فاز به فاز  و فاز به زمين ناشي از كليد زني

                 ·     بحث حساسيت

                 ·     مقايسه استانداردها

اضافه ولتاژ فاز به فاز ناشي از رعد و برق

                 ·     مفاهيم عمومي

                 ·     مكانيزم صاعقه

                 ·     تخمين تعداد بر خورد رعدو برق  به زمين

                 ·     تابع احتمال و منحني هاي كاربردي

                 ·     مدل هندسي خط در مقابل رعد و برق

                 ·     تعيين  معادلات فاصله برخورد

                 ·     مدل اصلاح شده اريكسون

                 ·     تعداد برخورد رعدو برق به سيم زمين

                 ·     بررسي پارامترهاي مختلف در تعداد برخورد رعدو برق به سيم زمين

حفاظت خطوط انتقال در مقابل صاعقه

                 ·     مقدمه اي بر حفاظت در برابر صاعقه

                 ·     مدل هندسي خط

                 ·     محاسبه نرخ جرقه ناشي از شيلدينگ فيلير

                 ·     مبحث حفاظت كامل

                 ·     زاويه برخورد

                 ·     آناليز حساسيت

                 ·     اثر پستي بلندي در حفاظت

                 ·     روشهاي ساده در تخمين  نرخ جرقه ناشي از شيلدينگ فيلير

                 ·     تاثير برخوردهاي پياپي در نرخ جرقه ناشي از شيلدينگ فيلير

                 ·     محاسبات نرخ خروج خط ناشي از جرقه برگشتي

آلودگي و تاثير آن در استقامت عايقي

                 ·     مقره هاي چيني و مكانيزم جرقه 

                 ·     بررسي ميزان آلودگي و دسته بندي آن

                 ·     تاثير آلودگي بر انتخاب تعداد مقره ها با استفاده از روش مشخص

                 ·     تاثير آلودگي بر انتخاب تعداد مقره ها با استفاده از روش آماري

                 ·     بررسي انواع مقره هاي غير سراميكي

 

هماهنگي عايقي  2 (هماهنگي عايقي پستهاي فشار قوي)

مدرس: دكترسيد حسين  حسينيان – استاديار

مدت دوره : 40 ساعت

مباحث :

مقدمه اي بر هماهنگي عايقي در پستها

              ·         انواع عايقها

             ·     مشخص نمودن استقامت عايقي (روش آماري و متداول)

             ·     BIL و BSL استاندارد تجهيزات فشار قوي

             ·     شرايط اتمسفري استاندارد و غير استاندارد و تاثير آن در BIL و BSL تجهيزات

             ·     CFO و انحراف معيار

مشخصه استقامت عايقي

                 ·     مفاهيم اصلي

                 ·     مفاهيم طراحي عايقي در پستهاي فشار قوي

                 ·     استقامت عايقي تمامي فواصل در پستها بر اساس قرار گيري تجهيزات با توجه به شكل فيزيكي تجهيزات

پست و اضافه ولتاژ كليد زني در آن

                 ·     بحث هماهنگي عايقي فاز به زمين

                 ·     بحث هماهنگي عايقي فاز به زمين با در نظر گيري برقگير

                 ·     مفهوم SSFOR و تاثير آن در طراحي عايقي پستها

                  ·         اضافه ولتاژ فاز به فاز ناشي از كليد زني

                 ·     مقدمه اي بر استقامت عايق فاز به فاز

                 ·     روش آلفا

                 ·     روش V+ - V-

                 ·     محاسبه  نرخ جرقه  فاز به فاز ناشي از كليد زني

                 ·     روش محاسبه تركيبي  نرخ جرقه  فاز به فاز  و فاز به زمين ناشي از كليد زني

                 ·     مقايسه استانداردها

پست واضافه ولتاژ صاعقه در آن

                 ·     بحث هماهنگي عايقي فاز به زمين

                 ·     اضافه ولتاژ ايجاد شده ناشي از صاعقه بر روي تجهيزات

                 ·     مدل سازي و شبيه سازي كامپيوتري تجهيزات پست

                 ·     بررسي استاندارد هاي مختلف

برقگير ها اكسيد فلزي و نقش آنها درهماهنگي عايقي

                 ·     انواع برقگيرها

                 ·     روشهاي انتخاب برقگير براساس ولتاژ نامي و تخليه انرژي در حالت اضافه ولتاژ كليد زني

                 ·     روشهاي انتخاب برقگير براساس اضافه ولتاژ موقتي

                 ·     مدل سازي برقگير

                 ·     بررسي استاندارد  IECدر انتخاب برقگير

تاثير آلودگي در استقامت عايقي تجهيزات پست

                   ·     مقره هاي چيني و مكانيزم جرقه برروي آنها 

                   ·     بررسي ميزان آلودگي و دسته بندي آن

                   ·     تاثير آلودگي بر انتخاب طول مقره ها اتكايي در پست

حفاظت پستها در مقابل صاعقه

                 ·     مفاهيم عمومي

                 ·     مكانيزم صاعقه

                 ·     معادلات فاصله برخورد

                 ·     مدل هندسي در مقابل رعد و برق

                 ·     حفاظت در مقابل صاعقه با استفاده از سيم گاردو روش تعيين ارتفاع و تعدادآنها

                 ·      حفاظت در مقابل صاعقه با استفاده ازنيزه و روش تعيين ارتفاع و تعداد آنها

                 ·     روش تعيين ارتفاع حفاظتي در سطح پست

                 ·     بررسي تعداد برخورد رعدو برق به سيم گارد يا نيزه ها

 

 

 

ص

حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني

يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR   در آمريكا در مورد كابل هاي زميني انجام داده است ، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه مي باشد . نقص كابل هاي زميني با عايق پلي اتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابي هاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالت هاي گذرا در سيستم ايجاد مي شوند .

يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE   (جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطاف پذير حمل مي گردد و امكان آزمايش كابل هاي كوتاه( ft300  ) و بلند ( f t  1350 ) را فراهم مي كند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك    riser pole  وصل نموده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيه سازي شده صاعقه به آن اعمال ميگردد. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد ميگردد. طرح هاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه گرديده اند. در بعضي از آنها صرفا" در محل riser pole برقگير نصب شده ودربعضي ديگر علاوه برriser pole در طول كابل نيز برقگير قرار داده شده است. يكي از يافته هاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستم هاي كابل نواري يا دو شاخه اي ، اضافه ولتاژ شديد تر عمل كرده و در اين سيستم ها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها مي باشد . نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينه سازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد.

آزمايش ولتاژ ضربه برروي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابل ها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable)  بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار مي رود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه مي تواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده مي شود انتقال دهد .

تحقيقاتDSTAR   نشان داد كه حالت هاي گذراي سيم نول ، مشكلات ديگري را نيز ايجاد مي كند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث مي شود كه برقگير تخليه كند ، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم مي شود .

ولتاژهاي قابل توجه اي بين نول كابل و زمين ايجاد مي گردد و جلد كابل مي تواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند.آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR  انجام شده است .



در صورت عدم تخليه صاعقه دربرقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.

براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار بمنظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارائه گرديده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي گردد.

يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت هاي گذراي نول دركابلها، بهبود سيستم زمين ميباشد. نوع ديگري از كابل كه توسط بعضي از شركت ها مورد استفاده قرار مي گيرد ، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است . اين نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي كند و باعث ميرا شدن حالت هاي گذراي نوترال مي شود. نتايج آزمايشها برروي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول  و زمين بشدت كاهش مي يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال هاي مركزي لخت ، ميرا نمي شود .

علاوه بر صاعقه هايي كه به خطوط هوايي تغذيه كننده سيستم زميني برخورد مي كنند ، حالت هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي توانند در نول كابل ايجاد شوند . DSTAR  با آزمايشهاي گسترده اي ، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل هاي لخت ، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد .

  - تاثير استفاده از كابل بر اضافه ولتاژهاي گذراي ناشي از برخورد غيرمستقيم صاعقه و نفوذ آن به ترانسفورماتورهاي توزيع

چكيده - بررسي تاثير اضافه ولتاژهاي ناشي از حالات گذراي الكترومغناطيسي بر طراحي عايقي سيستم هاي  LV و MV ضروري است . در نتيجه،  حفاظت از تجهيزات سيستم توزيع، بخصوص ترانسفورماتورهاي توزيع نيز از اهميت بسزايي در طراحي سيستم هاي قدرت برخوردار اس ت . استفاده از كابل در محل اتصال خط هوايي به ترانسفورماتور كاهنده، روشي مرسوم در حفاظت اوليه از ترانسفورماتورها در مقابل اين اضافه ولتاژهاست . متاسفانه اين روش در كشور ما مورد توجه قرار نگرفته، لذا هدف اصلي اين مقاله، جلب توجه متخصصين داخلي به اهميت كاربرد اين روش است. بنابراين در اين مقاله، ابتدا به بررسي تحليلي اضافه ولتاژهاي ناشي از برخورد موج گذرا به خطوط هوايي متصل به كابل م يپردازيم و نتايج را با شبيه سازي هاي انجام گرفته بوسيله ATP-EMTP مقايسه مي كنيم. ماهيت و عوامل موثر بر اين گذراه ا را تعيين كرده، سپس در مطالع ه اي جامع، با استفاده از شبيه سازي به كمك نرم افزار ،ATP-EMTP  تاثير نوع، طول و قطر كابل و همچنين شكل موج صاعقه و فاصله از محل برخورد را بر اضافه ولتاژهايي كه از طريق اين خطوط هوايي مختوم به كابل، به ترانسفورماتور هاي كاهنده توزيع مي رسند، مورد بررسي قرار مي دهيم. همچنين انواع كابل هاي متداول و مشخصات تضعيف آنها براي گذراهاي فركانس بالا، مطالعه مي گردند . كليه نتايج، به منظور كاهش سطح و شيب اين اضافه ولتاژها در ترمينال هاي ترانسفورماتور هاي توزيع، آناليز شده و هدف يافتن مناسبترين مشخصات كابل، براي تعديل اضافه ولتاژهاست.

ح ف

مقدمه:
تغییر سیستم‌های مکانیکی و برقی به سیستم‌های الکترونیکی در بیشتر تکنولوژی‌های عمده، سیستم‌های الکترونیکی جایگزین بخش‌های مکانیکی شده و از آن پیش افتاده‌اند. سیستم تلفن در اصل مجموعه‌ای از اجزای مکانیکی (یعنی سیستم شماره‌گیر) بود که در آن حرکت فیزیکی به علائم الکتریکی تبدیل می‌شد. با وجود این، امروزه تلفن تماماً الکترونیکی است ؛ امروزه چاپ الکترونیکی شده است. تلویزیون، کامپیوتر و بسیاری از ابزارهای دیگر نیز که در زندگی روزمره از آن استفاده می‌کنیم همین گونه‌اند. سیستم‌های الکترونیکی مسلماً یک سره بر تکنولوژی فکری متکی هستند زیرا محاسبات ریاضی و نوشتن نرم‌افزار و برنامه‌ها کارکرد آنها را ممکن می‌گرداند.

یکی از برجسته‌ترین تغییرات، کوچک شدن وسایلی است که هادی برق هستند یا تکانه‌های برقی را منتقل می‌کنند. وسایل اولیه مانند لامپ‌های خلاء که در رادیوهای قدیمی دیده می‌شود حدود 5 تا 10 سانتی‌متر ارتفاع داشتند. اختراع ترانزیستور تغییری شگرف را به دنبال داشت: توانایی تولید وسایل میکروالکترونیک با صدها کارکرد از جمله کنترل، تنظیم، هدایت و حافظه که میکروپرسسورها به اجرا درمی‌آورند. در آغاز هر تراشه 4 کیلو بایت حافظه داشت که بعدها به 8، 16، 32، 64 کیلو بایت افزایش یافت و امروزه سازندگان میکروپروسسور تراشه‌هایی تولید می‌کنند که ظرفیت ذخیره‌سازی آنها چندین مگابایت یا حتی گیگا (میلیارد) بایت است.
امروزه یک تراشه‌ی ریز سیلیکنی(میکروپروسسور) حاوی مدارهای الکترونیکی دارای صدها هزار ترانزیستور و همه‌ی اتصالات لازم و بهای آن فقط چند دلار است. مداربندی روی این تراشه می‌تواند خود میکروکامپیوتری باشد با ظرفیت پردازش ورودی / خروجی و حافظه‌ی دستیابی تصادفی و... .


اولین میکروپروسسور:

میکروپروسسور: پس از پیدایش الکترونیک دیجیتال و جنبه های جذاب و ساده طراحیهای دیجیتال و کاربردهای فراوان این نوآوری، با تکنولوژیهای SSI , MSI ، ادوات الکترونیک دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار ارائه شد. شرکت تگزاس اولین میکروپروسسور 4 بیتی را با فن آوری 2SI طراحی و عرضه نمود که بعنوان بخش اصلی ماشین حساب مورد استفاده قرار گرفت و این گام اول در پیدایش و ظهور میکروپروسسورها بود.

BIOSوکاربرد میکروپرسسوردر کامپیوتر:


یکى از متداول ترین کاربردهاى Flash memory در سیستم ابتدایى ورودى ‎/ خروجى (basic input/output system) کامپیوتر است که معمولاً به BIOS شناخته مى شود. وظیفه BIOS که تقریباً روى هر کامپیوترى وجود دارد،آن است که مطمئن شود تمام قطعات و اجزاى افزارى یک کامپیوتر در کنار یکدیگر به درستى کار مى کنند . هر کامپیوترى در قلب خود براى پردازش درست اطلاعات شامل یک میکروپروسسور است . میکروپروسسور قسمت سخت افزارى کار است. براى انجام درست کار ، به نرم افزار نیز احتیاج است. هر کاربرى با دو نوع نرم افزار آشنا است:سیستم عامل و نرم افزارهاى کاربردى. BIOS نوع سوم نرم افزارى است که کامپیوتر شما براى
اجراى درست به آن نیازمند است.
BIOS چه کارى انجام مى دهد: نرم افزار BIOS مجموعه اى از وظایف مختلف را بر عهده دارد، ولى مهم ترین آنها اجراى سیستم عامل است. وقتى یک کامپیوتر روشن مى شود، میکروپروسسور سعى مى کند اولین دستورات را اجرا کند. ولى نکته در این است که این دستورات باید از جایى به میکروپروسسور اعلام شود. گرچه سیستم عامل روى هارد وجود دارد، ولى میکروپروسسور نمى داند اطلاعات در آنجاست. BIOS دستورات اولیه را براى این دسترسى به میکروپروسسور اعلام مى کند.

کاربرد میکروپروسسوردرانواع کارتهای هوشمند :

کارتهای هوشمند ((DRAC|TRAMSکارتهایی هستند که از یک قسمت پلاستیکی تشکیل گردیده اند که در داخل آنها یک چیپ میکروپروسسور ( PIHCROSSECORPORCIM) قرار دارد و اطلاعات لازم روی این چیپها قرار می گیرند. میزان و تنوع اطلاعاتی که در کارت ذخیره می گردد، به توانایی چیپ داخل آن بستگی دارد.
انواع مختلف کارتهای هوشمند که امروزه استفاده می شود، کارتهای تماسی ، بدون تماسی و کارتهای ترکیبی هستند.
کارتهای هوشمند تماسی بایستی در داخل یک کارت خوان قرار داده شوند. این کارتها یک محل تماس روی صفحه دارند که تماسهای الکترونیکی را برای خواندن ونوشتن روی چیپ میکروپروسسور )زمانی که در داخل کارت خوان قرار دارد(، فراهم می آورد. نمونه این کارتها در زندگی روزمره بسیار به چشم می خورد.
کارتهای بدون تماس ، یک آنتن سیم پیچی درون خود دارا هستند که همانند چیپ میکروپروسسور درداخل کارت ، گنجانده شده است . این آنتن درونی اجازه انجام ارتباطات و ردوبدل کردن اطلاعات را فراهم می آورد. برای چنین ارتباطی ، بایستی علاوه بر اینکه زمان ارتباطکاهش یابد، راحتی نیز افزایش پیدا کند..
کارتهای ترکیبی ، به عنوان هم کارتهای تماسی و هم کارتهای بدون تماس عمل می کنند و در حقیقت داخل این نوع کارتها هم چیپ الکترونیکی و هم آنتن وجود دارد وچنانچه کارت خوان وجود داشته باشد از کارت خوان می توان استفاده کرد و چنانچه وجود نداشته باشد، از آنتن کارت می توان ارتباط را برقرار کرد.
شاید این سوال پیش آید که چرا از کارتهای هوشمند )کارتهای حافظه دار( به جای کارتهای مغناطیسی استفاده می شود؟
پاسخ این است که ذخیره سازی اطلاعات در کارتهای هوشمند و میکروپروسسور دارهزار مرتبه بیشتر ازکارتهای مغناطیسی است . مزیت دیگر اینکه این کارتها از سرعت ذخیره سازی بالا ومکانیسم های ایمنی قویتری برخوردارند.


میکروپروسسور درکنترل فرکانس :


520B یک دستگاه فرکانس متوسط است که بوسیله میکروپروسسور کنترل می شود، دارای نمایشگر LCD یا (Liquid Crystal Display و دو خروجی می باشد.
کنترل های تاچ سوییچ و نمایشگر LCD این امکان را به استفاده کننده می دهد که با سرعت و دقت پارامترها را انتخاب کرده و بر روی نمایشگر LCD به وضوح مشاهده نماید. تراپیست به سرعت با کنترل ها آشنا شده و از سهولت استفاده در درمانهای کلینیکی لذت خواهد برد.


خصوصیات منحصر به فرد :

520B مانند هر دستگاه اینترفرنشیال می تواند به صورت دو الکترودی، چهار الکترودی، چهار الکترودی با سیستم وکتوراسکن مورد استفاده قرار گیردوآن به خاطر کنترل آن به وسیکه ی میکروپروسسور است. اما آنچه این دستگاه را متمایز می سازد جریان های کاملاً اختصاصی است.

میکرو پروسسور در دستگاههای کارت خوان :
این سیستم با استفاده از کارت-بلیت هوشمند بدون تماس قادر به ثبت اعتبار مالى و دیگر اطلاعات دارنده کارت مى‌باشد. و موارد استفاده ی آنها در این مکانهایی است .
· مترو،· اتوبوسرانى،· عوارض اتوبان
· تعاونى فرهنگیان،· تسهیلات رفاهى و بُن کارمندى
· مراکز تفریحى و باشگاههاى ورزشى
· شناسنامه پزشکى بیمار
· سلف سرویس دانشگاهها و ادارات
· پارکینگها
· کارت تلفن،· پارکومتر،· جایگاههاى سوختگیرى

مشخصات سخت‌افزاری دستگاه:


· میکروپروسسور: 16 بیت
· پردازنده رمزنگار کمکى
· ارتقاء خودکار نرم‌· افزارى با فلاش بایوس (منحصر بفرد در ایران)
· حافظه: 512Kb اصلى و 512Kb براى Bios
· بازسازى هوشمند اطلاعات کارت
· سازگارى ساختار کارت با استاندارد بین‌· المللى
· ذخیره‌· سازى دوگانه اطلاعات براى بازیافت اضطرارى
· رابط: RS232, RS422 و مودم ‏(RS485 بنا به سفارش)
· پورت چاپگر
· مجهز به UPS داخلى جهت کار هنگام قطع برق
· باترى پشتیبان براى نگهدارى اطلاعات
· 2 رله براى کنترل چراغ سبز و قرمز (و آژیر)
· نمایشگر با کیفیت‌· FSTN داراى لامپ‌· پس‌· زمینه‌·
· امکانات جانبی: اتصال به راه‌· بند،· نمایشگر بزرگ بیرونى،· صفحه‌· کلید بیرونى
مشخصات کارت:
· چیپ MIFARE
· ابعاد: ISO 7816
· حافظه: 1024 بایت ‎(*8 BIT) EEPROM
· عمر خدماتى چیپ: 100000 بار نوشتن،· 10 سال حفظ اطلاعات

ح ف

حفاظت اضافه ولتاژ سيستم كابل زميني

يكي از مطالعاتي كه شركت DSTAR   در آمريكا در مورد كابل هاي زميني انجام داده است ، بررسي اثرات ولتاژهاي گذراي ضربه در آنها به دلايلي همچون صاعقه مي باشد . نقص كابل هاي زميني با عايق پلي اتيلني و امثال آن بخشهايي از صنعت را دچار مشكل كرده است. يكي از دلايل اصلي خرابي هاي زودرس، اضافه ولتاژهاي مكرري است كه بعلت حالت هاي گذرا در سيستم ايجاد مي شوند .

يك سيستم كامل آزمايشي در آزمايشگاه GE   (جنرال الكتريك) براي آزمايش روشهاي مختلف حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ ايجاد شده است. اين مجموعه شامل كابل نوترال مركزي لخت بوده كه در يك محفظه انعطاف پذير حمل مي گردد و امكان آزمايش كابل هاي كوتاه( ft300  ) و بلند ( f t  1350 ) را فراهم مي كند. براي انجام آزمايش ولتاژ ضربه يك سر كابل را به يك    riser pole  وصل نموده كه از طريق آن ولتاژ ضربه شبيه سازي شده صاعقه به آن اعمال ميگردد. ولتاژ ضربه مشابه صاعقه توسط يك مولد ولتاژ ضربه از نوع ماركس با قابليت توليد ولتاژ ضربه 6 ميليون ولتي توليد ميگردد. طرح هاي مختلف از نحوه نصب برقگير با يكديگر مقايسه گرديده اند. در بعضي از آنها صرفا" در محل riser pole برقگير نصب شده ودربعضي ديگر علاوه برriser pole در طول كابل نيز برقگير قرار داده شده است. يكي از يافته هاي مهم اين بود كه معلوم شد در سيستم هاي كابل نواري يا دو شاخه اي ، اضافه ولتاژ شديد تر عمل كرده و در اين سيستم ها نياز به توجه بيشتري در نصب برقگيرها مي باشد . نتايج حاصل از اين آزمايشها اكنون بوسيله شركتها جهت بهينه سازي حفاظت كابل در مقابل اضافه ولتاژ مورد استفاده قرار مي گيرد.

آزمايش ولتاژ ضربه برروي سيستم كابل زميني براي انواع ديگر كابل ها ادامه يافت. كابل جلددار (jacketed cable)  بطور وسيع براي به حداقل رساندن مشكلات ناشي از خوردگي نول به كار مي رود. سيم نول خود يك هادي عايق شده است كه مي تواند امواج ضربه را همانگونه كه در شكل (1) ديده مي شود انتقال دهد .

تحقيقاتDSTAR   نشان داد كه حالت هاي گذراي سيم نول ، مشكلات ديگري را نيز ايجاد مي كند. وقتي يك اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه باعث مي شود كه برقگير تخليه كند ، جريان بين زمين برقگير و نول كابل تقسيم مي شود .

ولتاژهاي قابل توجه اي بين نول كابل و زمين ايجاد مي گردد و جلد كابل مي تواند سوراخ شود. به خصوص اين حالت زماني رخ ميدهد كه مقاومت زمين پاي برقگير زياد باشد و در نتيجه جريان بيشتري از نول كابل عبور كند.آزمايشهاي ديگري براي تشخيص ميزان مقاومت جلد كابلها در DSTAR  انجام شده است .



در صورت عدم تخليه صاعقه دربرقگير محل riser pole خطر انتقال ولتاژ ضربه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور و صدمه به آنها در طرف اوليه و يا ثانويه وجود خواهد داشت. نتايج آزمايشها نشان ميدهند كه در حالت استفاده از برقگير تنها در محل riser pole خطر خرابي و آسيب وجود دارد.

براي حل مشكل فوق و جلوگيري از سرايت اضافه ولتاژ صاعقه به سيم پيچي هاي ترانسفورماتور تحقيقات قابل ملاحظه اي انجام گرفته است كه بر اساس آنها ايده استفاده از يك سيم لخت خوابانده شده در كنار كابل جلددار بمنظور كاهش ولتاژ ايجاد شده در بدنه كابل ارائه گرديده است. اين روش باعث كاهش چشمگير ولتاژ بين نول و نقطه زمين محلي مي گردد.

يكي ديگر از روشهاي مهم كاهش حالت هاي گذراي نول دركابلها، بهبود سيستم زمين ميباشد. نوع ديگري از كابل كه توسط بعضي از شركت ها مورد استفاده قرار مي گيرد ، كابل جلددار از نوع نيمه هادي است . اين نوع جلد ، نول را در مقابل خوردگي محافظت مي كند و باعث ميرا شدن حالت هاي گذراي نوترال مي شود. نتايج آزمايشها برروي اين كابلها نشان ميدهد كه ولتاژ بين نول  و زمين بشدت كاهش مي يابد. وليكن، جريان ضربه نوترال در اين نوع كابلها به سرعت نوترال هاي مركزي لخت ، ميرا نمي شود .

علاوه بر صاعقه هايي كه به خطوط هوايي تغذيه كننده سيستم زميني برخورد مي كنند ، حالت هاي گذراي ضربه در اثر برخورد صاعقه به زمين در نزديكي گودال كابل نيز مي توانند در نول كابل ايجاد شوند . DSTAR  با آزمايشهاي گسترده اي ، جريان القاء شده در نول را بصورت تابعي از محل برخورد صاعقه اندازه گرفت. اين كار با كابل هاي لخت ، داراي جلد عايق و داراي جلد نيمه هادي انجام شد .
اسیبهای الکتریک سیستم قدرت 

وقتي‌ شخصي‌ دچار برق‌ گرفتگي‌ مي‌شود، عبور جريان‌ الكتريكي‌ از طريق‌ بدن‌ ممكن‌ است‌ وي‌ را از هوش‌ برده‌، منجر به‌ توقف‌ تنفس‌ و حتي‌ ضربان‌ قلب‌ وي‌ شود. جريان‌ الكتريكي‌ مي‌تواند هم‌ در محلي‌ كه‌ وارد بدن‌ مي‌شود و هم‌ در محلي‌ كه‌ براي‌ تخليه‌ به‌ «زمين‌» از بدن‌ خارج‌ مي‌شود، سوختگي‌ ايجاد كند. در بعضي‌ موارد، جريان‌ برق‌، گرفتگي‌ عضلاني‌ هم‌ ايجاد مي‌كند كه‌ اين‌ موضوع‌، مانع‌ از قطع‌ ارتباط‌ مصدوم‌ با منبع‌ برق‌ مي‌شود. بنابراين‌ وقتي‌ به‌ صحنه‌ حادثه‌ مي‌رسيد، امكان‌ دارد كه‌ هنوز جريان‌ الكتريكي‌ در بدن‌ مصدوم‌ برقرار باشد («برق‌دار»). آسيب‌هاي‌ الكتريكي‌ معمولاً در منزل‌ يا محل‌ كار و در اثر تماس‌ با منابع‌ برق‌ با ولتاژ پايين‌ رخ‌ مي‌دهند. همچنين‌ ممكن‌ است‌ اين‌ آسيب‌ها در اثر تماس‌ با منابع‌ برق‌ با ولتاژ بالا (مثل‌ خطوط‌ انتقال‌ نيروي‌ افتاده‌ روي‌ زمين‌) هم‌ رخ‌ دهند. افرادي‌ كه‌ با جريان‌ ولتاژ بالا دچار برق‌گرفتگي‌ مي‌شوند، ندرتاً زنده‌ مي‌مانند.
مباحث‌ زير را هم‌ ببينيد:
سوختگي‌هاي‌ الكتريكي‌ ، اقدامات‌ نجات‌دهنده‌ حيات‌ .
صاعقه‌
صاعقه‌ يك‌ جريان‌ الكتريكي‌ ناگهاني‌ طبيعي‌ است‌ كه‌ از جو تخليه‌ مي‌شود و در مسير خود، مقادير زيادي‌ از حرارت‌ و نور را منتقل‌ مي‌كند. صاعقه‌، تماس‌ خود با زمين‌ را از طريق‌ نزديك‌ترين‌ ساختارهاي‌ بلند محوطه‌ و احتمالاً هر شخصي‌ كه‌ نزديك‌ آن‌ ساختار ايستاده‌ باشد، برقرار مي‌كند. اصابت‌ صاعقه‌ مي‌تواند به‌ آتش‌ گرفتن‌ لباس‌ها، زمين‌ خوردن‌ مصدوم‌ و حتي‌ مرگ‌ آني‌ منجر شود. هرچه‌ سريع‌تر تمام‌ افراد را از محل‌ اصابت‌ صاعقه‌ دور كنيد.

جريان‌ ولتاژ بالا
تماس‌ با جريان‌ ولتاژ بالا (كه‌ معمولاً در خطوط‌ نيرو و كابل‌هاي‌ هوايي‌ پرفشار وجود دارد) معمولاً به‌ مرگ‌ فوري‌ منجر مي‌شود. افرادي‌ كه‌ زنده‌ مي‌مانند، سوختگي‌هاي‌ شديدي‌ خواهند داشت‌. از اين‌ گذشته‌، اين‌ شوك‌ مي‌تواند با ايجاد اسپاسم‌ عضلاني‌، مصدوم‌ را به‌ اطراف‌ پرتاب‌ كرده‌، آسيب‌هايي‌ مثل‌ شكستگي‌ ايجاد كند. جريان‌ برق‌ با ولتاژ بالا مي‌تواند تا 18 متر جهش‌ («قوس‌») داشته‌ باشد. اشيايي‌ مثل‌ چوب‌ خشك‌ يا لباس‌ نمي‌توانند از شما محافظت‌ كنند. قبل‌ از نزديك‌ شدن‌ به‌ مصدوم‌، منبع‌ جريان‌ برق‌ بايد قطع‌ شده‌ باشد؛ در صورتي‌ كه‌ خطوط‌ نيروي‌ هوايي‌ در راه‌آهن‌ آسيب‌ ديده‌ باشند، قطع‌ منبع‌ برق‌ بسيار حياتي‌ خواهد بود. مصدوم‌ احتمالاً بي‌هوش‌ است‌. پس‌ از آنكه‌ از بي‌خطر بودن‌ محل‌ مطمئن‌ شديد، راه‌ تنفسي‌ مصدوم‌ را باز كرده‌، تنفس‌ وي‌ را بررسي‌ كنيد؛ آماده‌ باشيد تا در صورت‌ لزوم‌ احياي‌ تنفسي‌ و ماساژ قفسه‌ سينه‌ را آغاز كنيد (مبحث‌ « اقدامات‌ نجات‌دهنده‌ حيات‌ » را ببينيد). در صورتي‌ كه‌ مصدوم‌ در حال‌ نفس‌ كشيدن‌ است‌، وي‌ را در وضعيت‌ بهبود قرار دهيد. علايم‌ حياتي‌ (سطح‌ پاسخ‌دهي‌، نبض‌ و تنفس‌) را مرتباً كنترل‌ و ثبت‌ كنيد.
جريان‌ برق‌ با ولتاژ بالا ناظران‌ را از محل‌ حادثه‌اي‌ كه‌ در اثر جريان‌ ولتاژ بالا رخ‌ داده‌ است‌، دور كنيد. فاصله‌ ايمن‌، بيش‌ از 18 متر از منبع‌ برق‌ است‌.

جريان‌ ولتاژ پايين‌
جريان‌هاي‌ خانگي‌ كه‌ در منازل‌ و محل‌هاي‌ كار مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند، مي‌توانند آسيب‌هاي‌ جدي‌ يا حتي‌ مرگ‌ ايجاد كنند. حوادث‌ معمولاً ناشي‌ از كليدهاي‌ برق‌ خراب‌، سيم‌هاي‌ برق‌ لخت‌ شده‌ يا وسايل‌ برقي‌ داراي‌ نقص‌ هستند. خصوصاً كودكان‌ كم‌ سن‌ و سال‌ در معرض‌ خطر هستند (كودكان‌ به‌طور طبيعي‌ كنجكاو بوده‌، ممكن‌ است‌ انگشتان‌ خود يا ساير اشياء را به‌ داخل‌ پريزهاي‌ ديواري‌ برق‌ فرو كنند). آب‌ (كه‌ يك‌ هادي‌ قوي‌ و خطرناك‌ الكتريسيته‌ است‌) ميزان‌ خطر را افزايش‌ مي‌دهد. تماس‌ با يك‌ وسيله‌ برقي‌ بي‌خطر با دست‌هاي‌ خيس‌ يا در شرايطي‌ كه‌ كف‌ اتاق‌ خيس‌ باشد، خطر شوك‌ الكتريكي‌ را به‌ مقدار زيادي‌ افزايش‌ مي‌دهد.



هشدار!
در صورتي‌ كه‌ مصدوم‌ در تماس‌ با جريان‌ الكتريكي‌ است‌، به‌ وي‌ دست‌ نزنيد؛ ممكن‌ است‌ مصدوم‌ «برق‌دار» باشد و شما هم‌ در معرض‌ برق‌گرفتگي‌ قرار بگيريد.
هرگز از وسايل‌ فلزي‌ براي‌ قطع‌ تماس‌ الكتريكي‌ استفاده‌ نكنيد. روي‌ يك‌ ماده‌ خشك‌ نارسانا ايستاده‌، از يك‌ وسيله‌ چوبي‌ استفاده‌ كنيد.
آماده‌ باشيد تا در صورت‌ توقف‌ تنفس‌ مصدوم‌، احياي‌ تنفسي‌ يا ماساژ قلبي‌ را تا رسيدن‌ كمك‌هاي‌ اورژانس‌ آغاز كنيد (عنوان‌ « اقدامات‌ نجات‌دهنده‌ حيات‌ » را ببينيد).

آنچه‌ شما مي‌توانيد انجام‌ دهيد
در صورتي‌ كه‌ به‌ محل‌ انشعاب‌ اصلي‌ يا كنتور برق‌ به‌ سهولت‌ دسترسي‌ داريد، تماس‌ بين‌ مصدوم‌ و منبع‌ برق‌ را از طريق‌ خاموش‌ كردن‌ آن‌، قطع‌ كنيد. در غير اين‌ صورت‌، دو شاخه‌ را خارج‌ كنيد يا كابل‌ را درآوريد. اگر به‌ كابل‌، پريز يا محل‌ انشعاب‌ اصلي‌ دسترسي‌ نداريد، به‌ موارد زير عمل‌ كنيد:
براي‌ محافظت‌ از خود، روي‌ يك‌ ماده‌ خشك‌ نارسانا مثل‌ يك‌ جعبه‌ چوبي‌، يك‌ كفپوش‌ پلاستيكي‌ يا يك‌ دفترچه‌ راهنماي‌ تلفن‌ بايستيد.
با استفاده‌ از يك‌ وسيله‌ چوبي‌ (مثل‌ يك‌ جارو)، اندام‌هاي‌ مصدوم‌ را از روي‌ منبع‌ الكتريكي‌ كنار بزنيد و يا منبع‌ الكتريكي‌ را از مصدوم‌ دور كنيد.
اگر قطع‌ تماس‌ (مصدوم‌ با منبع‌ برق‌) با يك‌ وسيله‌ چوبي‌ مقدور نيست‌، ضمن‌ آنكه‌ كاملاً مراقب‌ هستيد تا به‌ مصدوم‌ دست‌ نزنيد، طنابي‌ را به‌ دور مچ‌ پاي‌ مصدوم‌ يا بازوان‌ وي‌ حلقه‌ كنيد و وي‌ را از منبع‌ جريان‌ الكتريكي‌ دور كنيد.
تنها در صورتي‌ كه‌ ضرورت‌ دارد، مصدوم‌ را با كشيدن‌ بخش‌هايي‌ از لباس‌ كه‌ شل‌ و خشك‌ هستند، (از منبع‌ برق‌) دور كنيد. اين‌ كار را تنها به‌ عنوان‌ آخرين‌ تلاش‌ انجام‌ دهيد زيرا ممكن‌ است‌ مصدوم‌ همچنان‌ «برق‌دار» باشد.
 
دور كردن‌ منبع‌ برق‌ اگر نمي‌توانيد جريان‌ الكتريكي‌ را خاموش‌ كنيد، بر روي‌ يك‌ ماده‌ خشك‌ نارسانا (مثل‌ يك‌ دفترچه‌ راهنماي‌ تلفن‌) بايستيد و با استفاده‌ از يك‌ دسته‌ جارو، منبع‌ برق‌ را از مصدوم‌ دور كنيد. هرگز مستقيماً به‌ مصدوم‌ دست‌ نزنيد.
توجه: پزشكي دانشي هميشه در تغيير است. در ارايه مطالب سلامتيران تلاش زيادي در جهت كامل بودن و تطابق آن با استانداردهاي روز پزشكي دنيا تا زمان انتشار صورت گرفته است. اما بدليل اينكه در علوم پزشكي وجود خطاهاي پژوهشي و تغييرات روز به روز همواره متصور است، سلامتيران مطالب ارائه شده را الزاماً كامل و عاري از خطا نمي‌داند. ارجح آن‌ است كه كاربران اين اطلاعات را قبل از بكارگيري با رجوع به پزشكان و منابع ديگر نيز تأييد نمايند

برق گرفتگي
 داشتن اطلاعات در مورد برق، نحوه نصب وسايل روشنايي و تعمير بعضي از اسباب برقي براي همگان ضروري به نظر مي رسد. آموزش تدريجي اين مسائل از سنين نوجواني يكي از ضروري ترين موارد آموزشي عصر ما تلقي مي شود.
بدن انسان هادي جريان برق است. اگر بدن انسان به برق اتصال پيدا كند منجر به عبور جريان برق از بدن فرد به زمين خواهد شد. در جريان برق گرفتگي علاوه بر سوختگي پوست كه محل ورود و خروج جريان برق را شامل مي شود بافتها هم دچار آسيب مي شود. اگر جريان برق از قلب عبور كرده باشد منجر به اختلال در سيستم قلب و اگر از مغز عبور كند منجر به مهار مركز تنفس و وقفه تنفسي خواهد شد.
برق گرفتگي به دو دسته تقسيم مي شود.
۱- با ولتاژهاي بالا           
   ۲- با ولتاژهاي پائين
در موارد با ولتاژ بالا، حتماً بدن لازم نيست مستقيم با سيم يا كابل برق تماس داشته باشد بلكه ممكن است در فاصله 20 متري هم جريان برق از هوا عبور كند و به بدن فرد منتقل شود و باعث برق گرفتگي شود. در اين موارد هر چقدر ولتاژ برق و رطوبت هوا بالا باشد ميزان انتقال و آسيبي كه به بدن وارد مي شود بيشتر است.
 موارد ولتاژ پائين بيشتر در خانه اتفاق مي افتد. مثلاً فرد از سيم لخت و يا وسايل برقي مخصوصاً آن دسته از وسايل كه در آنها آب ريخته مي شود آسيب مي بيند.ممكن است از طريق كليد برق برق گرفتگي ايجاد شود.
در برق گرفتگي با ولتاژ پائين بدن فرد دچار لرزش مي شود حال آنكه در موارد با ولتاژ بالا بدليل گرفتگي عضلات، منجر به اتصال دائم با آن وسيله خواهد شد.
كمكهاي اوليه كه در برق گرفتگي با ولتاژ پائين در منزل مي توانيم انجام دهيم رعايت جوانب احتياط است. مسائلي است كه فرد كمك كننده بايد انها را رعايت كند. بدين ترتيب كه تا وقتيكه جريان برق به مصدوم متصل است نبايد به مصدوم دست بزنيم. ابتدا بايد جريان برق قطع شود كه با قطع كردن فيوز يا كشيدن دو شاخه از پريز ممكن مي شود.
بعد از قطع جريان برق بايد بدن مصدوم را از اتصال به لوازم برقي جدا كرد. فرد كمك كننده بايد دمپايي لاستيكي به پا كند و يا اگر زمين خيس است از چند روزنامه براي خشك كردن استفاده كند و توسط يك چوب و يا هر چيزي كه غير رسانا است فرد مصدوم را از محل كه برق در آن وجود دارد دور كند.
بعد از قطع ارتباط برق در ابتدا بايد تنفس مصدوم را كنترل كرد. اگر تنفس نداشت بايد تنفس دهان به دهان انجام شود. بالافاصله بايد ضربان قلب و نبض كنترل شود. در صورتيكه نبض وجود نداشت ماساژ قلبي ضروري است.
در هر نوع برق گرفتگي شخص بايد به بيمارستان منتقل شود و بايد تا ۲٤ ساعت تحت نظر باشد. البته تا رسيدن به پزشك يكبار تنفس مصنوعي و همچنين ٥ بار ماساژ قلبي لازم است.
در برق گرفتگي با ولتاژ بالا تا زماني كه جريان برق قطع نشده حتي نمي توان به مصدوم نزديك شد چون در فاصله ۶ متري هم ممكن است به فردي كه مي خواهد كمك كند برق منتقل شود.
نكاتي كه بايد در هنگام صاعقه رعايت شود تا باعث پيشگيري از برق گرفتگي شود:
۱- دوري از درختان و پايه هاي برق
۲- گريز از روي ارتفاعات
۳- خوابيدن روي زمين يا جاي گود




1- در معابر عمومي به علايم هشدار دهنده كه روي تابلو هاي برق و تابلو هاي سيار كه كارگران نصب كرده اند توجه و مراقبت نماييد .
2- از دستكاري به جعبه هاي انشعاب و باز كردن درب آنها و ساير تجهيزات برقي مثل تابلو هاي برق ، پايه هاي فلزي روشنايي ، دريچه ترمينال آنها و امثالهم خودداري نماييد.
3- در صورتيكه حفاري جهت كابل برق احداث شده و يا كارگران مشغول به كار هستند مراقبت نماييد تا خطري متوجه شما نباشد. ضمنا مسير حفاري كه تا چند روز پر نمي شود به منطقه برق خود اطلاع دهيد.
4- در صورت مشاهده هر گونه اتفاق غير منتظره در رابطه با تجهيزات برقي مثل تير شكستگي ، آتش سوزي در تجهيزات برقي ، سيم پارگي و ... مراتب را فورا به اداره حوادث منطقه خود اطلاع دهيد.
5- در هواي باراني و مرطوب ، تنه درختان و تيرهاي برق بخصوص تيرهاي فلزي را لمس نكنيد.
6- از بچه مراقبت نماييد كه به دريچه باز شده پايه هاي روشنايي فلزي نزديك و دستكاري نكنند.
7- در جاهاييكه تيرهاي سيماني برق روي هم انباشته شده و خطر لغزش تيرها وجود دارد ، بچه ها را محافظت نماييد.
8- سيم هاي لخت كه از روي تيرهاي برق به سطح پايين يا زمين افتاده هرگز دست نزنيد.
9- مراقبت نماييد ، اشياء فلزي مثل آنتن تلويزيون به سيم هاي برق نزديك نشود.
10- اشياء فلزي را در ساختمان يا معابر به سيم هاي برق نزديك نكنيد.
11- ماشين خود را مقابل بست هاي زميني پارك نكنيد.
12- در صورتيكه اختلالي در برق منزل داريد ، هرگز تجهيزات برقي بيرون مثل جعبه انشعاب ها را باز و اقدام به تعميير نكنيد و هرگز از تعميرات الكتريكي نخواهيد اين كار را نكنيد.
13- ماشين هاي مخصوص مثل جرثقيل و كاميون و كمپرسي در موقع عبور يا مانور به شبكه برق نزديك و ايجاد خطر شود.بايستي اين مورد را توجه نماييد.
14- در رانندگي دقت نماييد بخصوص در شبها كه وسيله خودرو به تجهيزات برقي اصابت نكند.
15- لوله هاي فلزي محافظ كابل جعبه انشعاب و ساير متعلقات را هرگز دست نزنيد.
16- چراغ هاي خاموش روشنايي را در اسرع وقت به نگهباني منطقه اطلاع دهيد.
17- از شبكه هاي برق اقدام به گرفتن برق غير مجاز نكنيد و ساير تخلفات مشاهده شده را به نگهباني منطقه اطلاع دهيد.
18- اگر افرادي در ارتباط با برق مراجعه نماييد ، كارت شناسايي در خواست و مراقبت نماييد كه افراد مشكوك نباشند.
19- در موقع نصب يا جمع آوري تير برق و ترانس برق كه جرثقيل و كارگران مشغول به كار هستند، خطر باز شدن زنجير و ساير خطرات وجود دارد شديدا محوطه خطر را در نظر داشته باشيد.
20- ممكن است بر اثر بي احتياطي كارگران برق در لحظاتي درب ورودي تجهيزات برقي باز باشد. مراقبت نماييدكه بچه ها و بزرگترها داخل پست نشوند و تجهيزات برقي را دست نزنند.
21- در پشت بام ها مراقبت نماييد در هنگام برف روبي يا ساير موارد مواد به روي سيم هاي برق ريخته نشود ضمن اينكه در رطوبت، پارو و مواد عايق نيز هادي شده و خطر برق گرفتگي و حادثه وجود دارد.
22- تير هاي چوبي كه آغشته به مواد سمي هستند ، اگر تراشه آن در دست بچه ها بعلت مختلف فرو رود خطرات عفونت دارد ، مراقبت نماييد.
23- درختاني كه درگير با شبكه هستند بخصوص درختان ميوه مثل توت ، براي بچه ها و جوانان كه بالاي درخت رفته اند در مواقعي امكان خطر دارد ، مراقب باشيد.
24- هرگز روي تير هاي برق و يا درب پست ها و ساير تابلو ها ، اعلانات نصب نكنيد اين مسئله بسيار خطرناك است بخصوص نصب آگهي ها روي تير هاي برق كه خطر برق گرفتگي وجود دارد .تا بحال چندين حادثه منجر به فوت در اين قبيل موارد مشاهده شده است .
25- كارگران در معابر براي اتصال كابل هاي زمين از قير مذاب استفاده مي نمايند . خطرات قير مذاب بسيار جدي است . به بچه ها و جوانان احتياط با برخورد به اين موارد را ياد آوري كنيد.
دستورات ايمني و حفاظت برقكاران
1- برقكاران موظفند هنگام كار تمام اشياء فلزي از قبيل ساعت ، انگشتر ، گردنبند و ... را از خود دور نمايند.
2- در گروههاي دو نفره ، انجام كار همزمان در ارتفاع و يا روي تابلو براي بيش از يكنفرممنوع مي باشد و فرد دوم بايد مراقب بر چگونگي اجراي صحيح كار باشد.
3- قطع و وصل مدار بصورت غير استاندارد و به هرگونه روش شخصي ممنوع مي باشد .
4- در مدت زمان انجام كار گروه تعميرات روي تجهيزات الكتريكي ، بايستي وسيله نقليه گروه در محل كار آماده باشد.
5- در محيط كار بايد نوربه حد كافي موجود باشد.
6-در شرايط جوي غير عادي (رعد و برق) انجام كار روي خطوط برقدار ممنوع است.
7- هر گونه تغيير در لوازم ايمني استاندارد شده ممنوع مي باشد.
8- در صورت نياز به كار نفر دوم روي يك پايه ، صعود و فرود تا استقرار نفر اول ممنوع است.
9- در صورتيكه شبكه به طريقي احداث شده باشد كه انجام كار بصورت برقدار ميسر نباشد لازم است قبل از هر گونه عمليات روي شبكه مورد نظر فرم قطع و وصل مدار دريافت گردد.
10- افراد اجرايي بايستي از لوازم ايمني و ابزار كار سالم استفاده نمايند .
11- هنگام كار حضور سرپرست گروه در محل كار الزامي است .
12- افراد گروه اجرايي موظف مي باشند ضمن استفاده از لوازم ايمني و ابزار كار موارد زير را رعايت نمايند الف : تميز و سالم نگهداشتن لوازم ايمني و ابزار كار (افراد مي بايستي لوازم ايمني و ابزار كار را سالم و تميز نگهداشته و از بكار بردن لوازم ايمني و ابزار كار معيوب خودداري نمايند.)
ب : حمل و كاربرد صحيح لوازم (افراد مي بايستي لوازم و ابزار كار را بطور صحيح بكار گرفته و در حمل آن رعايت احتياط را بعمل آورده و از انداختن آنها به اطراف خود داري نمايند.
)13- در صورت استفاده از خودرو ، موتورسيكلت ، ماشين آلات و ماشين آلات سنگين ، رعايت مقررات ايمني و خاص آن الزامي است .
14- در صورت استفاده از موتور سيكلت بايستي از كلاه ايمني استفاده شود .
15- خودرو اتفاقات بايد مجهز به بي سيم ، آژير ، چراغ گردان ، پرژكتور ، كپسول اطفاء حريق ، فلاشر و كمربند ايمني باشد
16- در صورت استفاده از نردبان مقررات ايمني و خاص مربوطه الزامي است .
17- در صورت نياز به نردبان با ارتفاع بيش از سه متر ، ضمن مهار نمودن نردبان به پايه و بصورت عمودي نفر دوم همكاريهاي لازم را به عمل آورد.
18- مجريان موظف مي باشند قبل از اجراي كار و بعد از آن موضوع قطع و وصل نمودن برق مدار را به اطلاع مشتركين برسانند.
19- چنانچه وضعيت شبكه به طريقي باشد كه براي افراد اجرايي ، اهالي و يا تاسيسات خطر آفرين باشد بايستي شبكه بلافاصله از نزديكترين محل قطع گردد .
20- برقكار گروه اتفاقات هنگام عزيمت به ماموريت حق رانندگي خودرو اتفاقات را ندارد.
21- در صورت كار با شبكه بي برق ، پس از جدا نمودن شبكه از منبع تغذيه و قطع كليد راه انداز معابر و آزمايشات بي برقي مدار بايستي طرفين محل كار اتصال زمين گردد.
22- آزمايش الكتريكي بمنظور حصول اطمينان از بي برق بودن مدار با استفاده از ولت سنج ضمن رعايت فاصله مجاز
23- بستن دستگاه اتصال زمين موقت در طرفين محل كار و در معرض ديد مجري بطريقي كه تا پايان كار نيازي به جابجايي آن نباشد
24- تخليه الكتريكي مدار
25- قبل از وصل نمودن برق مدار اطمينان حاصل شود كه مدار سالم و افراد مشغول كار نمي باشند.
26- كارگران نبايد از سيم مهار ، ميخ ها ، تسمه ها ، سيم ها و امثال آن كه ممكن است استحكام كافي نداشته باشد آويزان شوند.
27- دستكش عايق لاستيكي را بدون روكش چرمي نبايد بكار برد .
28- قبل از نصب يا برچيدن هادي يا كابل ، نيرويي كه بعدا به تيرها و يا تاسيسات مشابه وارد خواهد شد بايد مورد نظر قرار گيرد و اقدام لازم جهت جلوگيري از انهدام اجزاء يا اشيا حامل نيرو به عمل آيد .
29- طنابهايي كه در نزديكي خطوط برقدار مورد استفاده قرار مي گيرند بايد از جنس غير هادي باشند   

 

 

حوادت ناشی از الکتریسیته : طبیعت و اهمیت
الف) اصطلاح شناسی
برق گرفتگی : یعنی همه حوادث الکتریکی اعم از مرگ آور یا غیر مرگبار , برق گرفتگی می ت.اند به معنای یک تکان و لرزش ساده تا شوک قلبی منجر به مرگ شود.
برق زدگی : یک حادثه مرگ آوری که منشأ الکتریکی داشته باشد.
فیبراسیون قلبی : که ممکن است در ادامه برق گرفتگی عارض شود و غبارت از حالتی گذرا برای ارگانیزم انسانی که می توان ؤمرگ ظاهریژ نامیدش و متناظر است با ضربان نامنظم قلب.

ب) طبقه بندی
گروه اول :
برق زدگی یا برق زدگی ناشی از حالت طولانی فیبراسیون , این گروه از حوادث مربوط به جریان تحت ولتاژ پایین یا جریان با شدت ضعیف است که با عبور در بدن در زمان بسیار کوتاه به وجود می آید.
گروه دوم :
برق زدگی همراه ، جراحات – داخلی و خارجی توسط یک جریان الکتریکی با شدت کافی و درمدت یک زمان طولانی است.
این مورد برای جریان های تحت فشار قوی عمومی تر است.
توجه : حادثه الکتریکی معمول تر حادثه ای ناشی از ولتاژ پایین است که در گروه اول قرار می گیرد و علت آن می تواند ناشی از تماس بین هادی ها و یا بین هادی و زمین باشد. بدنه فلزی خود وسیله می تواند در این تماس درگیر باشد.

اثر غیرمستقیم جریان :
گروه سوم :
جریان از داخل بدن عبور نمی کند. مثل حادثه ناشی از قوس الکتریکی ، عموماً  منجر به مرگ نشده ، ولی می تواند ایجاد جرحات شدید خارجی در بدن نماید.
گروه چهارم :
بدن تحت تإثیر جریان های ایجاد شده توسط میدان الکتریکی مربوط به جریان اصلی قرار می گیرد (ولتاژهای پایین تر از kv 220)

اثرات پاتوفیزیولوژیک
اثرات حرارتی برق (اثر ژول):
این اثر موجب جراحات و سوختگی های داخلی و خاجی در بدن می گردد. برق گرفتگی بدون از دست دادن حواس که می تواند از سوزن شدن ساده بدون اثرات بعدی تا اقباض شدید عضلات ناشی از تشنج الکتریکی را موجب شود. یک انقباض شدید عضلانی  می تواند موجب سقوط اشیاء یا چسبیدن آن ها بر روی هادی گردد.

برق گرفتگی همراه از دست دادن حواس :
(حالت فیبراسیون قلبی) فیبراسیون بطن های قلب از رسیدن خون به سیستم عصبی جلوگیری کرده و موجب لطمات جبران ناپذیری می گردد که پس از چند دقیقه می تواند به مرگ منجر شود ، در این حالت برای نجات فرد حادثه دیدهاز مرگ نیاز حتمی به پرسنل متخصص می باشد.

شرایط ویژه
فیزوپاتولوژی
وجود مایعات با هدایت بسیار زیاد (BB2, BB3, BC4 Suivant NFC 15 – 100.322)


اثرات برق زدگی
رختشویخانه ها ، حمام ها ، استخرها (C15 – 100, 701, 702) تعیین گنجایش مایع
حمام بخار طبی (C 15 – 100, 751) توصیه های (CPBBTP)
کمپ های توریستی (C 15 – 100, 706)
پالاژهای کنار دریا (C 15 – 100, 709) 
محیط های با هدایت زیاد  (C 15 – 100, 706)

مصرف کننده
بدن انسان

محافظت وسایل
کابل کشی های مربوط به یک بار ثابت را می بایست در برابر اثرات ازدیاد غیر طبیعی جریان محافظت نمود.
کابل کشی را می بایست در مقابل یک اتصال کوتاه شدید با فرض آن که در انتهای دور کابل به وجود بیاید محافظت نمود.
کابل کشی را می بایست در مقابل اضافه بار در صورتی که احتمال آن وجود داشته باشد محافظت نمود.
حفاظت بارهای متحرک در برابر اضافه بار در صورت وجود آن ها می بایست به صورت بالا رعایت شود.
اتصال با بدنه ای که به صورت تصادفی دارای پتانسیل باشد.
 علی رغم تطابق تجهیزات با قواعد فنی , در هنگام حادثه باید مطمئن از اقدامات حفاظتی بود. این اقدامات شامل موارد زیر می باشد

 

-   اقدامات غیر فعال :
مانند استفاده از طرح TBTS یا از موادی با عایق بندی موضاعف(کلاس II) یا تعبیه یک عایق مکمل برای بدنه ها در هنگام نصب.
-   اقدامات فعال :
یعنی اتصال دادن بدنه ها به زمین به همراه وسیله قطع کننده خودکار منبع تغذیه.
-   بدنه :
یعنی قسمت های قابل دسترس یک وسیله الکتریکی که معمولاً تحت ولتاژ نبوده ولی می تواند به دلیل خطای عایق تحت ولتاژ قرار گیرد.




اتصال بین دو بدنه و سیستم زمین
در این حالت ، جریان غیر کافی برای عملکرد سیستم حفاظت ، می تواند برای انسان خطرناک باشد. در مورد شکل 9 داریم :
-   ولتاژ توزیع : 230v
-   تنظیم حفاظت بار :10A
تجهيزات داخلي ولتاژ پايين
محافظت وسايل
كابل كشي هاي مربوط به يك بار ثابت را مي بايست در برابر اثرات ازدياد غير طبيعي جريان محافظت نمود .
-   كابل ها را مي بايست در مقابل يك اتصال كوتاه شديد با فرض “كه در انتهاي دو كابل بوجود بيايد محافظت نمود .
-   كابل ها را مي بايست در مقابل اضافه بار ، در صورتي كه احتمال آن وجود داشته باشد محافظت نمود .
حفاظت بارهاي متحرك در برابر اضافه بار ، در صورت وجود آنها ، مي بايست به صورت بالا رعايت شود .
اتصال با بدنه اي كه به صورت تصادفي داراي پتانسيل باشد .
عليرغم تطابق تجهيزات با قواعد فني ، در هنگام حادثه . بايد مطمئن از اقدامات حفاظتي بود . اين اقدامات شامل موارد زير مي باشد :
-   اقدامات غير فعال : مانند استفاده از طرح TBTS ، يا از موادي با عايق بندي مضاعف ( كلاسll ) يا تعبيه يك عايق مكمل براي  بدنه ها در هنگام نصب
-   اقدام فعال : يعني اتصال دادن بدنه ها به زمين بههمراه وسيله قطع كننده خودكار منبع تغذيه
-   بدنه : يعني قسمت هاي قابل دسترس يك وسيله الكتريكي كه معمولا تحت ولتاژ نبوده ، ولي مي تواند خطاي عايق تحت ولتاژ قرار گيرد .
اتصال بين دو بدنه و سيستم زمين
در اين حالت ، جريان ، غير كافي براي عملكرد سيستم حفاظت ،  مي تواند براي انسان خطرناك باشد .
در مورد شكل 9 چنين داريم :
-   ولتاژ توزيع : 7 230 
-   تنظيم حفاظت اضافه انبار :  10 A
-   مقاومت زمين مربوط به نول : RN= 10Ω
-   مقاومت سيستم زمين:RT= 20 Ω
-   مقاومت بدن انسان : R=1800 Ω
-   مقاومت اتصال انسان به زمين : =100 Ω RC
-   جريان كل خطا برابر است با : 230 V/30 Ω = 7/6 A 
-   ولتاژ نسبت به پتانسيل O مربوط به زمين
7/6 A  * 20  Ω = 157 V 
-   جرياني كه تحت اين ولتاژ از بدن عبور مي كند برابر است با :
-   125 V /( 1800 +100 ) Ω = 80 mA اين جريان مي تواند كشنده باشد .

بهبود سيستم
در اكثر اوقات . تقابل سيستم زمين . نمي تواند با بوجود آوردن جريان خطايي با مقدار كافي شود كه عملكرد حفاظت جريان زياد در يك زمان كوتاه موجب گردد .
-   در سيستم TT . تنها راه حل متناسب با منحني هاي ايمني . استفاده از يك حفاظت ديفرانسيل است كه آستانه حساسيت آن ( lΔn  )
-   مي تواند متناسب با اندازه RT باشد به طريقي كه
50vيا     RT/Δn ≤ 25 
-   بر حسب آنكه مكان مربوط يا غير مرطوب باشد .

اجزاء اتصالات هم پتانسيل
حفاظت شبه مطلق در همه اوقات قويا توصيه مي شود كه اين مجموعه هم پتانسيل را به سيستم زميني با مقاومت كوچك متصل نمود . اين آرايش در مورد رختشويخانه ها و استخرها اجباري است .



تقسيم بندي و مشخصه ها
- 30% حوادث مربوط به استفاده از وسايل قابل حمل است ، اين وسايل را چنين مشخص مي نمايند :
-   وسايل كلاس 0 : داراي عايق عملكردي بوده ، ولي وسيله اي بمنظور اتصال به زمين ندارد .
-   وسايل كلاس 1 : داراي عايق اصولي بوده ، ( عايق عملكردي ) همراه با وسيله اي براي اتصال به زمين ، يك وسيله قطع كننده خودكار حساس به جريان خطا مي بايست همراه با اين اتصال به زمين باشد .
-   وسايل كلاس ll : عايق بندي مضاعف يا عايق تقويت شده ( نماد : مربع مضاعف )
-   وسايل كلاس lll : ولتاژ نامي كمتر يا برابر 50v . تغذيه از مداري با ايمني از نوع TBT 
-   وسايلي كه در اينجا مورد بحث اند شامل موارد زير اند :

ماشين افزارهاي قابل حمل
-   چراغهاي سيار كارگاهي
-   وسايل اندازه گيري
ماشين افزارهاي قابل حمل
-   احتياطهاي عمومي
-   كابل قابل انعطاف تغذيه چنين وسايلي بايد شامل يك لفاف الاستومر بر روي كليه هاديها باشد ، وسايل كلاس (1) نيز مشمول اين قانون مي باشند . فيش و پريز بايد مطابق توصيه ها باشد .
-   وسيله اتصال هادي هاي محافظ نبايد با هادي هاي فعال در تماس باشد و همچنين مي بايست آنها قبل از اتصال هادي هاي ديگر به هم متصل شده و بعد از آن ها جدا گردند .
-   جداسازي مدارها روش ديگري براي جلوگيري از حوادث است        ( ترانسفور ماتورها با دو سيم پيچ )
مطابق با استاندارد ها NFC 52-220
-   استفاده از ولتاژ بسيار پايين ايمني TBTS ( ≤ 50 V ) بايد با شرايط زير انجام گردد :
-   TBTS مي بايست توسط طريق زير تامين گردد :
-   از طريق ترانسفورماتورهاي ايمني نوع ll .
-   از طريق مجموعه مولد و موتور كه ضمانت هاي مشابهي را تامين نمايد
-   از طريق منابع مستقل ، مانند باطري ها يا انبارها .
-   مدارهاي ثانويه با TBTS نبايد به هيچ وجه نقطه اتصال با زمين و همچنين ارتباط الكتريكي با تاسيسات فشار قوي داشته  باشد ، بعلاوه نمي با يد تحت تاثير هادي ديگر با ولتاژي از نوع ديگر قرار گيرد .

 

تبصره : در حالت جدايي مدارها و استفاده از TBTS :
-   بدنه ماشين افزارهاي قابل حمل نبايد هيچگونه اتصالي نه با زمين ، نه با ديگر بدنه ها داشته باشند .
-   در صورت بروز چنين اتفاقي ، ايمني از دست خواهد رفت . هم چنان كه حفاظت بدنه هاي ديگر نيز به مخاطره مي افتد .

شرايط ويژه كار :
وقتي محل كار به طور خاص داراي هدايت بالا باشد ، استفاده از TBTS اجباري است . در داخل محيط هاي بسيار هدايت كننده ( گرم کننده ها ، استخرها و غيره ) ترانسفورماتورها يا مجموعه موتور – مولد مي بايست در خارج قرار داده شوند . تنها در صورتي كه ثانويه مدار تنها  يك وسيله از نوع كلاسll ( نهايتا كلاس l ) را تغذيه نمايد . مي توان از روش جداسازي مدارها استفاده كرد ( شكل 10 )


چراغهاي كارگاهي
همگي از نوع كلاس ll هستند ، مطابق با استاندارد مربوطه و بر دو دسته تقسيم مي شوند :
A : نوع كاربرد خانگي و B : نوع حرفه اي . وزارت كار استفاده از نوع B را در مكان هايي كه مشمول كد كار مي شوند ، الزامي كرد .
استفاده از لامپهاي سيگنال ، مانند لامپ نشان دهنده وجود ولتاژ ، ممنوع بوده . در اين موارد توصيه مي شود كه از نشان   دهنده هايي كه مخصوص اين مورد طراحي شده استفاده گردد .

وسايل اندازه گيري
اين وسايل به هيچ وجه نبايست ايجاد خطري حتي به دليل استفاده نادرست بنمايد ، گيره هاي كروكديل بايد از نوع عايق شده بوده و ايجاد اتصالات از طريق تابيدن سيم روي ساقه رزوه ترمينالهاي وسايل اندازه گيري يا ديگر وسايل قدغن است .   
-تمام تجهيزات بايد حداقل داراي درجه حفاظت ( NFC20-010 ) باشد .اين تجهيزات بايد داراي وسيله قطع براي هر مدار يا گروه مدار باشد .
-   ماشين ها مي بايست مجهز به وسيله فرمان و قطع باشند اين وسايل بايد در دسترس اوپراتور باشد ( جدائي همزمان همه هاديهاي آكتيو )
-   كليه قب ها و قطعات هادي ها مي بايست توسط يك هادي حفاظتي كه در داخل كابل تغذيه قرار گرفته . به زمين متصل شود .
-   وسايل قابل حمل بايد داراي عايق مضاعف بوده و يا توسط ولتاژ بسيار پايين حفاظتي ( TBT ) تغذيه شوند . بعلاوه بايد داراي درجه حفاظت كافي باشند .
-   - پريز هاي جريان ، كابل هاي سيار و اتصالات بر حسب ولتاژ مورد استفاده ، متفاوت خواهد بود . و نبايد داراي قسمت هاي قابل لمس باشند .
-   دستگاه هاي جوش الكتريكي بايد داراي سيستم خودكار باشد كه ولتاژ دوسر ترمينال هاي الكترود و بدنه وسيله جوش را به 25V باز گرداند .
-   شكل هاي lll ( a,b ) مثال هايي از كاربرد ديژنكتورهاي ديفرانسيل در كارگاه مي باشند .
-   شكل ll ( c ) نشان دهنده مثالي است از سيستم الكتريكي كارگاه براي جلوگيري از قطع كليه دستگاه ها به طور همزمان .


70203 بازرسي و كنترل تاسيسات
كليات
 مطابق استانداردها ، تجهيزات الكتريكي بايد مورد بازديد قرار گيرند :
-   در زمان ، بهره برداري از آنها
-   در زمان ، انجام تغييرات اساسي بر روي آنها
-   به صورت دوره اي
-   قوانين ايمني واستاندارهاي موجود ، مديريت كليه موسسات را موظف مي سازد ، كه يك شخص صلاحيت دار مسئول ، مراتب زير را مراعات نمايد :
-   كوشش در پيدا كردن نقايص و معايب و از بين بردن آنها
-   نظارت بر عملكرد وسايلي كه دسترسي اشخاص به قطعات برقدار را ناممكن ساخته ، نظارت بر صحت هادي هاي محافظ و كابل هاي متحرك
-   تنظيم صحيح وسايل حفاظتي

بازديدهاي اوليه
بازديدهاي زمان شروع راه اندازي مخصوصا شامل موارد زير است
a – بررسي طرح تجهيزات
b – حصول اطمينان تطابق وسايل و ارتباطات با عملكرد مورد انتظار از آنها با توجه به شرايط و عوامل خارجي
c – اندازه گيري مقاومت عايقي هادي هاي هر مدار نسبت به زمين و در زمان مناسب نسبت به يكديگر
d – بررسي كفايت پيش بيني هاي انجام شده براي جلوگيري از اتصال مستقيم ( رعايت فواصل ايمني ، موانع ايمني ، اينترلاكها و بلوكه كردن )
e – بررسي كفايت پيش بيني هاي انجام شده براي اتصال غير مستقيم       
-   اندازه گيري مقاومت سيستم زمين
-   بررسي مقاومت زمين بدنه هاي مختلف و نقطه اي بسيار نزديك به اتصال هم پتانسيل اصلي بر حسب جريان عملكرد حفاظتهاي جريان زياد .
-   براي تاسيساتي كه سيم نول مستقيما به زمين وصل نشده است (IT ) : بررسي مشخصات محدود كننده اضافه ولتاژ و آستانه عملكرد كنترل كننده دائمي عايق
f – اطمينان از وجود وسايلي كه قطع همه قطبهاي هر مدار انجام مي دهد ، همچنين وسايل قطع كننده دستي ( قطع كننده ايمني )
g – كنترل وسايل محافظت در برابر جريان زياد :
-   بررسي جريانهاي نامي و مشخصات عملكرد فيوزها و تنظيم جريان ديژنكتورها بر حسب جريانهاي مجاز هر مدار .
-   بررسي قدرت قطع فيوز
h – بازديد از وسايل براي اتصال هادي ها ، نحوه علامت گذاري و دسته بندي آنها
بازديد در هنگام كار
همه بازديد هاي ذكر شده در بالا را بايد براي وسايلي كه جديدا نصب مي گردد بكار برد .
-   اولين گروه : بازديدهاي ساليانه
-   محل يا مواضع كاري خطرات زيان آوري از جمله آتش سوزي و يا انفجار است .
-    كارگاههايي كه شامل تاسيسات موقت يا شامل كار در فضاي باز يا بدون سقف مي باشند .
-   محل يا مواضع كاري كه در تأسيسات فشار قوي وجود دارد .
-   محل و يا مواضع كاري كه در آن وسايل بدون عايق يا غير متحرك وجود دارد .
-   دومين گروه : تمامي محل هايي كه هر سه سال يكبار بايد بازديد شود .

 

م ی ل

شایان ذکر است در این مبحث قصد بررسی طرق حرفه ای تقویت موتور که عموما" راههای پر هزینه ای نیز میباشند و معمولا" مورد استفاده آنها در مسابقات میباشد را نداریم. همچنین از انجام مباحث تخصصی تا حد امکان جلوگیری شده تا باعث رنجش خاطر دوستان و یا خستگی دوستان در مورد مسائل مطرح شده نشویم!
*اگر در مورد بعضی از مسائل کمی توضیحات فنی داده شده صرفا" جهت روشن شدن موقعیت و مسائل حاشیه ای در مورد آن قضیه خاص بوده که در این مورد لاجرم به انجام اینکار بوده ایم.

بخش اول : تقویت موتور ...... چرا؟

به صورت کلی تقویت موتور یک خودرو به منظور افزایش میزان گشتاور و نیوری تولیدی موتور و یا اصلاح این دو مولفه میباشد.همچنین در بسیاری از مواقع تولید گشتاور بیشتر در یک موتور در دور موتور پائین تر نیز به عنوان تقویت موتور ارزیابی میشود.هدف کلی از انجام اینکار بهبود یا اصلاح عملکرد موتور جهت دستیابی به شتاب بهتر و همچنین توانائی دستیابی به سرعت های بالاتر میباشد.
شایان ذکر است که تقویت یک موتور همواره موجب بالات رفتن مصرف سوخت و یا استهلاک موتور نمیشود و در بسیاری از موارد تقویت اصولی و حرفه ای در یک موتور موجب بهبود مصرف سوخت.افزایش راندمان موتور و همچنین کاهش استهلاک و آلودگی موتور نیز میشود.
به صورت کلی در هر موتور درونسوز راندمان کلی موتور برابر حاصل ضرب سه راندمان مکانیکی*راندمان ترمودینامیکی*راندمان حجمی موتور میباشد و افزایش هر یک از این موارد باعث بالارفتن راندمان کلی موتور و افزایش نیروی تولیدی ( یا تولید نیرو ثابت با مصرف سوخت کمتر ) میگردد.
راندمان حجمی: برابر است با توانائی یک موتور در مکش بیشترین میزان حجم هوای ورودی به موتور در حالت تنفس عادی.
به یک مثال در این مورد توجه کنید: فرض میکیم شما یک موتور چهارسیلندر 2 لیتری در اختیار دارید. خوب به صورت تئوریک این موتور باید توانائی مکش 2000 سی سی هوا را در هر دو دور گردش کامل خود را داشته باشد.اما در عمل وضعیت به گونه ای دیگر است .مقاومت فیلتر هوا در برابر عبور جریان هوا.مقاومت مانیفولد ورودی در برابر عبور هوا به سبب سطوح داخلی مانیفولد یا پیچ و خم های آن یا قطر مانیفولد.مقاومت سوپاپهای ورودی در برابر عبور جریان گاز و همچنین خاصیت واماندگی گازها در برابر جابجائی از یک حجم به حجم دیگر همگی موجب میشوند که موتور مذکور در هر 2 دور گردش خود حجم هوائی کمتر از میزان حجم واقعی موتور ( یعنی 2000 سی سی ) را به داخل بکشد.به نسبت هوای مکیده شده به داخل موتور به صورت واقعی نسبت به میزان تئوریک آن راندمان حجمی موتور گفته میشود که این نسبت در دورها متفاوت موتور تغییر پیدا میکند ولی به صورت معمول برای موتورهای معمولی این نسبت چیزی بین 65% تا 85% میباشد.
راندمان ترمودینامیکی: برابر است با توانائی یک موتور در تبدیل گرما به کار مکانیکی.به صورت کلی میتوان گفت توانائی تبدیل انرژی پتانسیل موجود در سوخت را به کار موثر مکانیکی راندمان ترمودینامیکی میگویند.همانگونه که میدانید در یک موتور درونسوز پس از احتراق سوخت انرژی پتانسیل موجود در سوخت تبدیل به گرما میشود.حال با توجه به نوع موتور درصدی از گرمای ایجاد شده به کار مکانیکی تبدیل و بقیه انرژی گرمائی تولیدی به صورت گرما از موتور خارج میشود.( تمامی این موارد به شرطی است که موتور به صورت استاندارد و کامل کارکرده و توانائی تبدیل کامل سوخت به انرژی گرمائی را داشته باشد و به عنوان مثال دچار خام سوزی و تنیجتا" هدر دادن سوخت به صورت نسوخته یا نیم سوخته نباشد ).
راندمان ترمودینامیکی یک موتور به موارد متعددی بستگی داشته که مهمترین آنها ضریب تراکم موتور یا همان توانائی موتور در فشرده تر کارکردن و ایجاد فشار بالاتر در اتاق احتراق و تبدیل بیشتر گرما به کار و عامل مهم بعدی دمای کاری موتور و جنس و نوع اتاق احتراق آن میباشد.
راندمان ترمودینامیکی موتورهای بنزینی معمولا" بین 25% تا 32% و برای یک موتور دیزل بین 36% تا 42% میباشد ( به راندمان بالاتر موتور های دیزلی توجه کنید.دلیل این افزایش راندمان ترمودینامیکی ضریب تراکم بالاتر موتورهای دیزلی نسبت به موتورهای بنزینی میباشد )
راندمان مکانیکی: به صورت کلی نسبت تبدیل کارمکانیکی تولید شده در موتور به کار موثر در خروجی موتور راندمان مکانیکی میگویند.قبلا" گفته شد که در یک موتور مقدار مشخصی هوا به درون موتور کشیده میشود ( میزان آن به راندمان حجمی موتور بستگی داشت و هرچه این میزان بیشتر بود قابلیت موتور با لاتر میرفت )سپس سوخت و هوا مخلوط میشد و محترق میشد.حاصل این فرایند تولید میزان مشخصی گرما بود که مقداری از این گرما بعدا" تبدیل به کار مکانیکی می شد.( میزان این تبدیل بستگی به راندمان ترمودینامیکی موتور داشت که هرچه بیشتر بود بهتر بود ).حالا کار مکانیکی تولید شده باید به صورت قابل مصرف جهت حرکت خودرو دربیاید.همچنین نیروی وسائل جانبی موتور ( نظیر میل سوپاپ یا پمپ روغن و ....) هم از طریق همین کار مکانیکی تامین میشود.کلیه این موارد باعث میشوند که کار مکانیکی خروجی موتور نسبت به کار مکانیکی تولید شده در اتاق احتراق کمتر باشد که به این نسبت راندمان مکانیکی گفته میشود.و مسلما" هرچه اصطکاک قطعات داخلی موتور کمتر بوده و همچنین نیروی مورد نیاز جهت حرکت وسائل جانبی موتور کمتر باشد میزان راندمان مکانیکی بالاتر خواهد بود.

خوب تا اینجای کار مشخص شد که چه مولفه هائی در تولید نیروی خروجی از یک موتور درونسوز تاثیر گذارند و جهت تقویت یک موتور باید کدام قسمت از این مولفه ها تقویت شوند.

به صورت کلی راندمان کل یک موتوردرونسوز پیستونی بسته به بنزینی یا دیزل بودن آن عددی بین کمتر از 20% تا ماکزیمم 40% ( برای موتورهای دیزل با کمپرس بالا و اصطکاک پائین ) خواهد بود که در مقام مقایسه با بسیاری از موتورهای الکتریکی که راندمانهای بالای 90% هم در آنها چیز غیر معمولی نیست موتورهای درونسوز یک فاجعه از نظر راندمان محسوب میشوند!

خوب برای تقویت یا تغییر نیروی تولیدی در یک موتور درونسوز ایجاد تغییرات در هریک یا تمامی عوامل تاثیر گذار در مورد هریک از راندمانهای سه گانه فوق مستقیما" باعث تغییر راندمان کلی موتور و تغییر در نیرو و گشتاور خروجی از موتور یا تغییر در میزان مصرف ویژه سوخت در آن موتور خواهد شد.
در مبحث بعدی تعدادی از این راهها را مورد بررسی دقیق تر قرار خواهیم داد. آرشیو نظرات                .

تقویت موتور ( بخش دوم

در مبحث قبلی به صورت کلی دلائل برای تقویت موتور و همچنین عوامل تاثیرگذار در این مبحث را مورد بررسی قرار دادیم.

در این قسمت سعی داریم تعدادی از راههای رایج تقویت موتور خودرو را بررسی کنیم.

بخش دوم : تقویت موتور.......چگونه؟

معمول ترین راهها جهت افزایش نیروی تولیدی موتور افزایش راندمان حجمی موتور میباشد.به کمک افزایش راندمان حجمی بسته به تکنیک مورد استفاده میتوان از 5% تا بیش از100% موتور یک خودرو را تقویت کرد و یا مشخصه های توان و گشتاور موتور را در دورهای متفاوت تغییر داده و اصلاح کرد.

پیش از شروع این مبحث نکاتی به نظرم میرسد که با رعایت آنها میتوان خودرو و موتور آنرا به شرایط کاری استاندارد نزدیک کرد و در بسیاری از موارد رسیدن به حالت های استاندارد توانائی حل مشکل را داشته و احتمالا" باعث انصراف شما از ایجاد تغییرات در موتور و افزایش توان آن میگردد.فرض میکنیم شما یک خودروی انژکتوری با نسبت تراکم بالاتر از 9به یک ( نظیر اکثر خودروهای انژکتوری کشور ) در اختیار دارید.خوب به صورت استاندارد برای بدست آوردن حداکثر توان تولیدی این موتور شما حتما" باید از بنزین سوپر با شاخص اکتان 96 به بالا استفاده کنید.
چرا؟ چون در صورت استفاده از بنزین معمولی با اکتان 90 یا 87 موتور شما در زمان کارکرد در حالت تمام گاز دچار پدیده ضربه زدن Knock در سیلند میشود ( به دلیل اینکه بنزین معمولی در دما و فشار کمتری به حالت خودسوزی دچار میشود ) خوب حالا قبل از جرقه زدن شمع مخلوط سوخت و هوا محترق شده و این هم باعث افت توان موتور و هم ضربه های قوی در محدوده سر سیلندر میشود.
اگر خودرو مجهز به سنسور ضربه باشد ( اکثر خودروهای انژکتوری این سنسور را دارند ) دستگاه کنترل موتور شما جهت جلوگیری از ضربه زدن شروع به کاهش مقدار سوخت در مخلوط سوخت و هوا میکند تا جائیکه مخلوط خاصیت ضربه زدن خود را از دست بدهد.این به معنای کارکرد موتور با مخلوط رقیق سوخت و نتیجتا" افت توان موتور میباشد.
در این شرایط استنباط شما این است که موتور خودرو ضعیف است .پس از چک کردن تمامی قسمتها و اطمینان از اینکه همه چیز استاندارد و سالم است به این نتیجه میرسید که این موتور به صورت کلی توان پائینی دارد.در حالیکه فقط دلیل این ضعف کاربرد سوخت با ارزش خودسوزی اشتباه بوده.
نکته جالب اینجاست که در این حالت با اینکه مخلوط رقیق تر سوخت پاشیده شده ولی به سبب کمتر شدن راندمان ترمودینامیکی مصرف کلی سوخت بیشتر میشود.
به صورت کلی قانون در مورد خودروهای انژکتوری اینست که این خودرو ها بسیاری از نواقص موجود در سوخت فشار هوا یا مسائل دیگر مربوط به کارکرد موتور را ( که ارتباطی به طراحی موتور ندارد ) به صورت خودکار و تا حد زیادی اصلاح میکنند و موتور را برای کارکرد در شرایط جدید آماده میکنند در بسیاری از موارد این اصلاحات موجب اشتباه مصرف کننده موتور در مورد توان تولیدی موتور میشود.
کثیف بودن فیلتر هوا .کثیف یا معیوب بودن شمع و وایر شمع.درزهای کوچک در مانیفولد ورودی و یا لوله های متصل به آن ( در بسیاری از موارد خرابی بوستر ترمز و کشیدن هوای بیمورد از این قسمت موجب شده که عملکرد موتور مختل شود و موتور بواسطه کشیدن هوای بیمورد بدرون بسیار ضعیف کارکند ولی موقع بررسی شما با این استنباط که کلیه موارد موثر بر سوخت رسانی و احتراق در موتور سالم هستند به این نتیجه میرسید که موتور ضعیف است! )

با این توضیحات مختصر به دنبال مبحث اصلی یعنی تقویت موتوری که از نظر کارکرد و مسائل جنبی در شرایط نرمال و استاندارد قرار دارد میرویم.

قانون کلی در مورد یک موتور درونسوز ( از هر نوع ) این است که انجام تغییرات کوچک در سیستم سوخت رسانی و جرقه موجب ایجاد تغییرات بسیار بزرگ در عملکرد و مصرف سوخت خودرو میباشد.
شایان ذکر است که ایجاد این تغیرات به صورت اصولی و استاندارد نیاز به دانش پایه در زمینه شناخت خودرو و مسائل مربوط به آن داشته و انجام این تغییرات بدون دانش کامل در بسیاری موارد نتیجه معکوس نظیر کاهش نیروی تولیدی موتور و افزایش مصرف سوخت را بدنبال خواهد داشت......پس دقت کنید!

قسمت اول تنفس بهتر:
پیشتر گفتیم که معمول ترین و اولین کار جهت افزایش قدرت موتور یک خودرو تغییر در راندمان حجمی آن موتور میباشد.
اولین قدم در این راه تعویض سیستم هواکش به همراه هواکشهائی با مقاومت کمتر ( یا بعضا" انواع دوش روغنی ) است.
انجام این تغییر در سیستم مکش موتور موجب بهبود حدودی راندمان حجمی موتور میشود و با هزینه ناچیزی قابل اجراست.همچنین جهت انجام اینکار شما نیاز به انجام تغییرات اصولی در موتور خودرو و خارج کردن قطعات آن از حالت استاندارد ندارید.
در مورد موتورهای کاربراتوری قدم بعدی پس از تغییر در سیستم هواکش تغییر کابراتور با گونه های بزرگتر با توان عبور حجم بیشتر هوا یا استفاده از گونه های دو دهانه و هم چنین استفاد از تعداد بیشتر کابراتور میباشد.
کلیه این موارد در یک موتور کاربراتوری موجب بهبود تنفس موتور و نتیجتا" راندمان حجمی بیشتر موتور میشود.تغییر کابراتور و افزایش تعداد کاربراتور هزینه بیشتری نسبت به راه قبلی داشته و ضمنا" به صورت تغییر تنها در سیستم کاربراتور نتیجه چندان محسوسی در نیروی تولیدی موتور بدست نخواهید آورد و اینکار باید به صورت ترکیبی با سایر راههای افزایش راندمان حجمی موتور صورت بگیرد تا نتیجه مطلوب حاصل شود.در هر صورت تعویض کابراتور موجب ایجاد تغییرات اصولی در موتور خودرو و خارج شدن شکل و فرم اصلی موتور از حالت استاندارد میشود.
در خودروهای انژکتوری به سبب عدم وجود مانعی مثل کاربراتور بر سر راه تغذیه موتور مسلما" افت راندمان حجمی کمتر است.
مورد بعدی در راه افزایش راندمان حجمی موتور استفاده از سیستم مانیفولد ورودی یا خروجی تغییر یافته ( یا استفاده توام از هر دوی اینها میباشد ) وقتی شما از مانیفولد تغییر یافته ای که به صورت تخصصی جهت عبور حجم یا سرعت عبور گاز بیشتری ساخته شده استفاده میکنید در حقیقت به موتور توانائی مکش بیشتر و سریعتر هوا و تخلیه سریعتر و کاملتر گازهای حاصل از احتراق را میدهید که این مورد خود باعث بهبود چشمگیر راندمان حجمی موتور میشود.
استفاده از این مانیفولدها در ابتدای امر هزینه نسبتا" بالائی در بر دارد ( به خصوص اگر مانیفولد از نوعی باشد که داخل آن پولیش شده ) و همچنین موجب تغییر کلی در سیستم تنفسی و اگزوز خودرو میشود ولی تاثیرات چشمگیرتری هم به همراه داشته و در بسیاری موارد موجب کاهش مصرف سوخت نیز میشود.
این مورد به خصوص در شرایطی که موتور با بارکامل و سرعت زیاد کار میکند بیشتر مشاهده میشود.
محدودیت ها در این طرح بیشتر مربوط به فضای مورد نیاز در موتور میباشد که در بسیاری موارد انجام این تغییرات را محدود به ابعاد خاصی میکند.
همچنین تغییر در ابعاد و نوع پوشش داخلی سیستم اگزوز به صورت استفاده توام با تغییر در مانیفولدها موجب افزایش بیشتر و بهتر نیروی تولیدی و همچنین تغییرات کلی در صدای خروجی از موتور میشود که محدودیت جدیدی در زمینه صدای خروجی از اگزوز ایجاد میشود که موجب محدود شدن بهبود راندمان اگزوز به محدوده ای تعریف شده از حداکثر میزان صدای خروجی از موتور میشود.
جهت رفع این نقیصه میتوان از اگزوزهای تکی برای هر سیلند ( یا استفاده از یک اگزوز برای دو سیلندر ) استفاده کرد که موجب بهبود تخلیه موتور و همچنین عدم افزایش بیش از حد صدای خروجی از اگزوز میشود.
موارد بعدی در زمینه تقویت راندمان حجمی موتور ( نظیر استفاده از سوپرشارژ یا استفاد از مانیفولدهای چند حالته یا استفاده از سیستمهای چند سوپاپه و.... ) مواردی تخصصی.نسبتا" پرهزینه و همچنین با نیاز به ایجاد تغییرات اساس در موتور ( چه از نظر قطعات جانبی و چه از نظر تنشهای وارده بر موتور ) میباشند که انجام آنها توسط اشخاص یا کارگاههای کوچک معمولا" عملی نیست و به همین دلیل در این جا بررسی نمیشود.
در مبحث بعدی بقیه راههای معمول تقویت موتور را مورد بررسی قرار خواهیم داد

   

 

تقویت موتور ( بخش سوم )

در قسمت قبلی راههای متداول و معمولی تقویت موتور شامل بعضی از راههای تقویت راندمان حجمی موتور را بررسی کردیم...
در ادامه این مبحث راهای تقویت موتور از لحاظ تقویت راندمان ترمودینامیکی را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

به صورت کلی تقویت موتور اکثرا" به صورت تقویت راندمان حجمی صورت میگیرد به جهت اینه از نظر کلی کم هزینه تر .ساده تر و بدون نیاز به دانش خاص و محاسبات پیچیده قابل اجراست.همچنین در هنگام تقویت یک موتور از این طریق تاثیر چشمگیرتری در توان خروجی را شاهد هستیم.

در مورد تقویت موتور از طریق تغییر راندمان ترمودینامیکی به صورت کلی این نوع تقویت گذشته از افزایش نیروی تولیدی موتور باعث کاهش مصرف سوخت ویژه موتور نیز میگردد.
هنگامی که شما تصمیم به تقویت یک موتور از این طریق میگیرید در حقیقت از منابع موجود به صورت بهینه بهره برداری میکنید و با گرفتن و تبدیل مقدار بیشتری از گرمای تولیدی موتور و تبدیل آن به کار مکانیکی موجب تقویت موتور میگردید.
انجام اینکار گذشته از نیاز به دانش فنی بیشتر و حساسیت خاص در این زمینه تا حدود زیادی نیاز به ایجاد تغییرات نسبتا" اساسی در موتور استاندارد شما دارد و مسلما" پس از انجام این تغییرات بازگشتن به حالت استاندارد تا حدودی مشکل و بعضا" غیر ممکن میباشد.

اولین قدم در راه تقویت از طریق تغییر در راندمان ترمودینامیکی افزایش ضریب کمپرس موتور میباشد.
افزایش ضریب تراکم یا همان کمپرس در موتور موجب افزایش بازدهی موتور و نتیجتا" گشتاور و نیروی تولیدی موتور و همچنین کاهش مصرف سوخت می گردد.
جهت انجام این کار میتوان از سه طریق اقدام کرد.
نخست میتوان با تراشکاری کردن و کاهش مقداری از سطح سرسیلندر در حقیقت اتاقک احتراق را کوچکتر و ضریب تراکم موتور را بالا برد.شایان ذکر است که میزان این تراش باید به صورت کاملا" فنی و با انجام محاسبات دقیق صورت گیرد تا موجب ایجاد تنش بیش از حد و ناخواسته برروی سر سیلند و یا افزایش بیش از حد ضریب تراکم ( و نتیجتا" تخریب موتور ) نشود.این راه کم هزینه ترین و ساده ترین راه تغییر ضریب تراکم بدون نیاز به وسائل جانبی خاص میباشد ولی دارای محدودیت فنی است.
به صورت معمول ضریب تراکم را بسته به نوع موتور و ساختار آن و همچنین قابلیت سرسیلندر میتوان تا حدود 10 به یک یا اندکی بشتر بالا برد.
راه دوم تغییر پیستونها از نوع مقعر به انواع صاف یا محدب میباشد.با تغییر در حجم فرورفتگی تاج پیستون حجم اتاقک احتراق تغییر کرده و موجب تغییر ضریب تراکم موتور میشود.معمولا" اینگونه پیستونها را سبکتر و مقاومتر از گونه استاندارد میسازند تا توانائی تحمل فشار بیشتر احتراق و دمای بالاتر را دارا باشند.این طریق افزایش ضریب تراکم از طریق قبلی پیچید تر ...... پر هزینه تر و البته فنی تر است و توانائی دستیابی به ضرایب تراکم بالاتر را نیز دارا میباشد.
طریقه سوم تعویض میل لنگ یا تعویض شاتونها با انواعی است که از کورس بالاتری برخوردارند.
کورس بالاتر به معنای حجم مکش بیشتر و همچنین ضریب تراکم بالاتر و البته گشتاور بیشتر به سبب کورس سیلندر بیشتر میباشد.این راه سوم که معمولا" به صورت ترکیبی با طریق قبلی مورد استفاده قرار میگیرد یکی از قویترین و فنی ترین و البته پرهزینه ترین راههای تقویت یک موتور به صورت اصولی میباشد. همچنین میل لنگ و شاتونهای جدید توانائی تحمل گشتاور بالاتر را خواهند داشت و کمتر تحت تنشهای ناخواسته قرار میگیرند.
عامل محدود کننده در افزایش ضریب تراکم احتراق خودبخود یا همان خودسوزی مخلوط سوخت و هواست که پس از افزایش ضریب تراکم یک موتور حتما" نوع سوخت موتور باید به انواع سوپر با شاخص اکتان بالاتر تغییر کند تا توانائی کارکرد با ضریب تراکم بالاتر را داشته باشد.

راههای جانبی که در راه افزایش نیروی تولیدی از طریق تغییر در راندمان ترمودینامیکی مورد استفاده میگیرند شامل موارد زیر است.شایان ذکر است که این طرق معمولا" به صورت ترکیبی با حالت افزایش ضریب کمپرس مورد استفاده قرار میگیرند و معمولا" به تنهائی کمتر از این راهها استفاده میشود.

ایجاد تغییر در زمان احتراق...بوسیله این کار و معمولا" با آوانس کردن موتور با ایجاد مقداری تغییر در مخلوط سوخت و هوا میتوان به راندمان ترمودینامیکی بالاتری دست یافت...همچنین تغییر جزئی در جهت کاهش مصرف سوخت نیز ایجاد میگردد.
افزایش دمای نامی کارکرد موتور...با افزایش محدود دمای کار موتور میتوان به بهبود راندمان ترمودینامیکی موتور کمک کرد...البته عامل محدود کننده در راه این افزایش توانائی تحمل موتور در برابر دمای کاری جدید میباشد که اگر این افزایش بیش از حد صورت بگیرد موجب آسیب دیدگی جدی موتور خواهد شد.
استفاده از سیستم آب پاش در مانیفولد ورودی ... در بسیاری از موتورهای کمپرس بالا در زمان حرکت تمام گاز سیستم آب پاش وارد مدار شده و با تزریق مقادیری آب به صورت پودر شده در داخل مانیفولد ورودی موجب میشود که بتوان مخلوط سوخت و هوا را متراکم تر کرد بدون اینکه دچار حالت خودسوزی شود و نتیجتا" با ضریب تراکم بالاتری کارکرد.
استفاده از سیستم ازون پاش ( معروف به نیتروس ) استفاده از این سیستم معمولا" با دخالت راننده و اغلب فقط موقع شتاب گیری به صورت استفاده بسیار محدود صورت میگیرد.
با استفاده از این سیستم راننده در حقیقت در مواقع مورد لزوم با تزریق اکسید نیتروژن به درون مانیفولد ورودی میزان اکسیژن مخلوط را بالابرده و موجب ایجاد احتراق قویتری در اتاق انفجار میگردد که نتیجه مستقیم آن افزایش توان تولیدی موتور به میزان بسیار زیاد اما به صورت محدود و مقطعی میگردد. ( همچنین در این حالت فشار ناخواسته زیادی هم به قطعات موتور و هم به اجزای انتقال قدرت وارد میشود و دمای موتور هم به صورت لحظه ای بسیار بالا میرود.

 

 

تقویت موتور ( بخش چهارم )

در ادامه این مبحث به بررسی راههای کاهش اصطکاک داخلی موتور و افزایش راندمان مکانیکی و سپس یک جمع بندی کلی از این چهاربخش خواهیم پرداخت.

اصولا" کاهش اصطکاک قطعات داخلی موتور یا افزایش راندمان مکانیکی به سادگی امکان پذیر نیست و این امر منوط به اعمال تغییرات در بسیاری از قطعات اصلی موتور نظیر میل سوپاپ.میل لنگ.پیستونها و ..... بوده و به صورت معمول این تغییرات هنگامی اعمال میشود که به عنوان مثال جهت افزایش راندمان ترمودینامیکی تصمیم بر تعویض یک قطعه با گونه ای متفاوت گرفته میشود و برای جایگزینی قطعه جدید با اصطکاک کمتر انتخاب میشود چون تعویض قطعات صرفا" به منظور کاهش اصطکاک داخلی توجیه اقتصادی نداشته و نتایج حاصل از این تغییرات نیز چندان محسوس نمیباشد.

جهت کاهش اصطکاک قطعات داخلی و همچنین صرفه جوئی در نیروئی که جهت کارکرد این قطعات مورد نیاز است معمولا" از این تکنیکها استفاده میشود.


۱-تعویض پیستونها با انواع سبک وزن و اصطکاک پائین
۲-تعویض بوشهای سیلندر با انواع صیقلی
۳-تعویض میل لنگ و میل سوپاپ با انواع سبک وزن
۴-تعویض سوپاپها با انواع سبک یا سدیمی
۵-تعویض پمپ روغن با انواع فشار بالا و با دبی پائین تر
۶-استفاده از روغنهای صنعتی و مکمل های روانساز نظیر فلویتین

* تمامی طرق فوق هزینه بسیار بالائی را طلب میکنند و همانطور که قبلا" گفته شد به تنهائی مورد استفاده قرار نمیگیرند.

جمع بندی کلی:

اگر شما قصد تقویت یک موتور با هزینه نه چندان بالا را داشته باشید میتوانید از هریک از طرق فوق یا از مجموع آنها با توجه به بودجه و میزان تقویت مورد نیاز استفاده کنید.

در بسیاری از موارد و در مورد بسیاری از خودروها با بهسازی تعدادی از موارد ساده و با هزینه بسیار پائین میتوان نتایج نسبتا" قابل ملاحظه ای را بدست آورد.
به یک مثال در این زمینه توجه کنید:
مثلا" شما قصد تقویت یک موتور باستانی نظیر موتور آونجر 1600 سی سی مورد استفاده در یک خودروی پیکان را دارید.خوب این موتور به صورت استاندارد نیروی تولیدی در حدود 60 اسب بخار دارد.
از یک سیستم احتراق ابتدائی مبتنی بر پلاتین و یک کوئل ساده استفاده میکند و همچنین سیستم خنک کننده موتور از گونه قدیمی میباشد و همواره پروانه رادیاتور به همراه موتور میچرخد.
خوب قدم اول : ابتدا پروانه موتور را از آن جدا میکنیم و از یک فن الکتریکی یا یک سیستم پروانه با کلاچ مغناطیسی برای سیستم خنک کننده استفاده میکنیم . همین مورد ساده با هزینه بسیار کم موجب اضافه شدن 5 اسب بخار به نیروی تولیدی موتور میشود. ( چون پروانه های ثابت نیروی نسبتا" زیادی در هنگام کار از موتور میگیرند و معمولا" در 90% شرایط احتیاجی به کارکردن این فن نمیباشد )همچنین با انجام اینکار مصرف سوخت به میزان حدود 8% کاهش میابد.
در قدم بعدی سیستم جرقه پلاتینی این خودرو را با یک دلکوی الکترونیکی با قیمت بسیار پائین تعویض میکنیم.این باعث بالارفتن کیفیت جرقه در این موتور به خصوص در سرعتهای بالای موتور ( بالاتر از 4000rpm ) میشود و از خام سوزی که در اثر جرقه ضعیف در این موتور بوجود میامد و موجب تضعیف نیروی موتور میشد جلوگیری میشود.انجام این کار باعث بالارفتن حدودی 5 تا 8 اسب بخار در حداکثر نیروی تولیدی موتور میشود. همچنین باعث کاهش 10% در سوخت مصرفی به خصوص در دورهای بالای موتور میشود.
در قدم بعدی با تعویض سوزن کاربراتور این موتور ( موتور این خودرو ذاتا" با مخلوط سوخت غلیظ کار میکند و کاهش میزان سوخت در مخلوط سوخت و هوا در این موتور باعث بالا رفتن نیروی تولیدی میشود! ) با گونه اصلاح شده حدود 5 اسب بخار دیگر به نیروی تولیدی افزوده میشود.این در شرایطی است که متوسط 7% صرفه جوئی در مصرف سوخت این موتور حاصل میشود.

تا این لحظه بدون ایجاد تغییر اساسی در این موتور و فقط با اصلاح چند مورد ساده و هزینه کمتر از یکصد هزار تومان توان خروجی این موتور حدود 18 اسب بخار افزوده شد. همچنین مصرف سوخت به طور میانگین به میزان 25% کاهش یافت!.

در قدم بعدی میتوان با سندبلاست کردن و صیقلی کردن مانیفولد ورودی و خروجی حدود 5 تا 7 اسب بخار دیگر به توان این موتور افزود و توان خروجی کلی این موتور را به نزدیک 85 اسب بخار رساند! این به معنای افزایش 40% در توان خروجی موتور میباشد.

یا مثال دیگر : شما قصد تقویت یک موتور باستانی دیگر نظیر موتور 1325 سی سی کیا پراید را دارید.
در این موتور فن مورد استفاده جهت سیستم خنک کننده الکتریکی بوده و دلکو از نوع الکترونیکی مگنتی میباشد.

شما به سادگی میتوانید با تعویض هواکش و مانیفولد ورودی این موتور به همراه تعویض کامل سیستم اگزوز نیروی تولیدی این موتور را حدود 10 اسب بخار تقویت کرده و ضمنا" کاهش مصرف سوختی نزدیک به 10 در صد را تجربه کنید.

یا یک مورد ساده دیگر : شما قصد تقویت یک موتور 1800 سی سی انژکتوری ساخت شرکت پژو ( مورد استفاده در خودروی پژو 405 و خانواده خودروهای مبتنی بر این خودرو ) را دارید.جهت بدست آوردن 10 اسب بخار توان بیشتر در این موتور فقط کافی است که برنامه سوخت پاشی و احتراق سیستم کنترل الکترونیکی این موتور را تغییر دهید تا گذشته از بدست آوردن این مقدار توان کاهش 5تا 9 درصدی مصرف سوخت را نیز بدست آورید.ضمنا" کوچکترین تغییری هم در قطعات موتور چه از لحاظ ظاهری و چه از نظر قطعات داده نشده.

تمامی این موارد نمونه هائی ساده استفاده از راههای تقویتی که قبلا" بررسی شد بود.
در مورد موتورهای پیشرفته تر با انجام میزان بیشتری هزینه و استفاده از تکنیکهای بیشتر پیشرفته تر تقویت موتور میتوان به نتایج مشابه یا میزان تقویت بیشتر دست یافت.

همانطور که پیشتر گفته شد اگر تقویت موتور به صورت اصولی و فنی صورت گیرد در بسیاری از موارد میتوان با هزینه های جزئی هم قدرت خروجی را افزایش داد و هم به سادگی موجب صرفه جوئی در مصرف سوخت گردید.

 

ت ر ا ق

        اصول خشك كردن ترانسفورماتورهاي قدرت

روغن ترانسفورماتورهاي قدرت نقش بسيار مهمي در عملكرد ترانسفورماتورها دارند. نقش عايق كنندگي، خنك كنندگي و تشخيص عيب از جمله مهمترين وظايف روغن مي باشند. با پيرشدن ترانسفورماتور ، روغن اين دستگاه بعضي از خصوصيات شيميايي و الكتريكي خود را از دست مي دهد. از جمله مهمترين اين خصوصيات مي توان به خصوصيات الكتريكي كه حائز اهميت مي باشند، اشاره نمود.

دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهاي قدرت را دچار مشكل مي نمايند عبارتند از:

- افزايش ذرات معلق در روغن
- وجود آب به مقدار زياد در روغن
- وجود آلودگي هاي شيميايي مانند اسيديته و...

مسائل فوق باعث تغيير پارامترهاي متعدد مي شوند. به عنوان مثال افزايش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دي الكتريك روغن و افزايش اسيديته، باعث خوردگي كاغذ و اجزاي داخلي ترانسفورماتور مي شود. براي بهبود روغن ترانسفورماتوري كه دچار ضعف هاي متعدد شده است مي توان از فيلتراسيون استفاده نمود. با فيلتر نمودن روغن مي توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتيجه ولتاژ شكست را بالا برد. مي توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگي هاي شيميايي فقط با كمك فيلترهاي شيميايي ممكن است.

از جمله مهمترين آلودگي كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثير قرار مي دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتي امكان پذير نمي باشد. علت اين مسأله وجود مقادير بسيار زياد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور مي باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جايگزين آن مي شود.

 

- روشهای فیلتر نمودن

 

الف - روشهای Off-line

از زمانهای دور برای بهبود کیفیت عایقی روغن ترانسفورماتورهای قدرت از روشهای فیلتراسیون هنگامی که ترانسفورماتور خاموش بوده است استفاده می کردند. در این روش هنگامی که ترانسفورماتور خاموش می باشد به مدت چند شبانه روز به صورت پیوسته روغن را داخل ترانسفورماتور چرخانده و آنرا در بیرون تحت فیلتراسیون و خلاء به منظور جدا نمودن ذرات معلق و آب محلول قرار می دادند.

این روش دارای معایب فراوانی است از جمله لزوم داغ نمودن روغن ترانسفورماتور و همچنین لزوم خاموش نمودن ترانسفورماتور را می توان نام برد.

 

ب- روشهای نوین – روشهای در حین کار

براي جدا نمودن آب به صورت بهينه، لازم است كه از فيلترهاي در حين كار استفاده نمود. مهمترين مزاياي فيلترهاي (خشك كن) هاي در حين كار خشك نمودن بهينه ترانسفورماتور در طول زمان و همچنين عدم لزوم خاموشي ترانسفورماتور را مي توان عنوان نمود. اصول عملکرد این فیلترها مانند شکل زیر است که در آن روغن از مخزن تحت فشار خارج شده و در مسیر آن یک فیلتر فیزیکی قرار می گیرد. در اینجا ذرات معلق فیلتر شده و تحت تاثیر خلاء آب محلول در آن گرفته می شود. روغن فیلتر شده به وسیله پمپ به ترانسفورماتور برگردانده می شود. این چرخه با دبی پایین در حدود 250 لیتر در ساعت به صورت پیوسته از چند ماه تا چند سال با توجه به وضعیت ترانسفورماتور صورت می گیرد.

                                         

برای دیدن عکس با وضوح بهتر اینجا کلیک کنید.

 

مزاياي خشك كردن On-Line روغن و كاغذ عايقي ترانسفورماتورهاي قدرت با استفاده ازدستگاه V30

• رطوبت زدائي از روغن ترانسفورماتور بصورت On-Line
• افزايش ولتاژ شکست روغن عايقي
• رطوبت زدائي از کاغذ عايقي ترانسفورماتور
• کاهش ميزان ذرات معلق داخل روغن ترانس
• کاهش ميزان ضريب تلفات عايقي روغن
• کاهش ميزان اسيديته روغن
• افزايش قابليت بارگيري ترانسفورماتور
• افزايش عمر باقيمانده ترانسفورماتور
• عملکرد مطمئن و عدم تأثير سو بر بهره برداری عادي از ترانسفورماتور
• گاززدائي از روغن ترانسفورماتور با استفاده از روش De-Gassing
• اعلام آلارم و خروج ترانسفورماتور از مدار در صورت تشکيل مقدار زياد گاز

 

          برگرفته از: وبلاگ اعضاء انجمن علمی مهندسی برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان

مدولاسیونهای پهنای پالس pwm ،spwm،ppwm

مدولاسیونهای پهنای پالس کاربردهای وسیعی در صنعت دارند که بخشی از آنها عبارتند از:
کنترل دور موتورهای DC
کنترل دور و فرکانس کاری موتورهای القایی سه فاز به روش هوشمند

کنترل میزان روشنایی در تابلوهای نوشتاری که در آنها از LEDهای سه رنگ استفاده شده است.
در مبدلهای DC به AC (اینورترها به روش PWM یا SPWM )
در UPS ها به روش PWM
در مبدلهای DC به DC و منابع تغذیه سوئیچینگ
در امر ارسال و دریافت اطلاغات بدون وجود نویز
مقاله ای در زمینه این سه مدولاسیون برای دوستان آماده شده که از لینک زیر قابل دانلوداست

م ی ل

در موتورهای دیزلی زمان هر مرحله بیشتر از موتورهای بنزینی است .

این به دلیل این است که سیلندر موتورهای دیزلی بلندتر از بنزینی است و حرکت پیستون در سیلندر زمان بیشتری طول می کشد.

در موتوروهای بنزینی با قطر سطح مقطع بیشتر ، حرکت پیستون در سیلندر از بالا به پایین یا برعکس در زمان کمتری رخ می دهد . و این به معنی حرکت تندتر موتور ( در دور بر دقیقه های بیشتر) است . RPM 000 15 در ایده آل ترین موتورها اما دارای گشتاور تولیدی کمتری خواهد بود .

سرعت موتورهای دیزلی بالاتر از 2000  دور بر دقیقه نمی رسد . اما  بدلیل طولانی بودن مرحلۀ حرکت پیستون، دارای گشتاور تولیدی بسیار بزرگی است.

پس چرا یک موتور با گشتاور تولیدی بزرگ ولی دور بر دقیقه های پایین دارای توان خروجی کمتری خواهد بود.

البته چیزی که موتور به طور طبیعی تولید می کند گشتاور است .

در این جا 3 عامل موثر بر گشتاور وجود دارد.

- قطر سطح پیستون

- مقدار فشاری که بر اثر انفجار سوخت بر سطح پیستون وارد می شود.

- مسافتی که پیستون در هر مرحله می پیماید . برای داشتن سیلندر بلندتر و حرکت طولانی تر پیستون باید قطر میل لنگ هم زیاد باشد تا نظم حرکت پیستون ها و حرکت میل لنگ حفظ شود . اگر چنین نشود پیستون تنها در نیمه ی سیلندر حرکت کرده و مراحل تخلیه و تراکم به خوبی انجام نمی شود . بنابراین بازوی گشتاور میل لنگ هم بیشتر می شود و از این جا گشتاور بیشتری تولید می شود.

در این جا یک نسبت مستقیم بین گشتاور و توان وجود دارد.

                       33/(2*pi) =5,252                        RPM/ 5,252* گشتاور = توان

اگر شما یک اتوموبیل داشته باشید که با یک گشتاور تولیدی ثابت کار کند .

می تواند توان خود را در سرعت های بالا ( دور بر دقیقه های بالا) بیشتر کند . در حالی که اصلاً گشتاور تغییر نکند .

  ماشین های مسابقه ای با اینکه گشتاور کوچکی دارند . ولی چون در دور بر دقیقه های بیشتر کار می کند در نتیجه توان و سرعت بیشتری خواهند داشت . برعکس موتورهای دیزلی دارای گشتاور بسیار بزرگی هستند ولی اصلا ً توان قابل توجهی ندارند .

   اگر2 موتور دارای گشتاور یکسان باشند آن موتوری که در دور بر دقیقه های بیشتری کار می کند کار فیزیکی بیشتری انجام می دهد در نتیجه توان بیشتری خواهند داشت .

این مسئله همچنین جواب این سوال است که چرا در موتورهای دیزلی از دنده های بیشتری استفاده می کنیم . موتورهای دیزلی تنها بین 1000  تا 2000 دور بر دقیقه کار می کند . در نتیجه برای تولید دور بر دقیقه های لازم در هر سرعتی به استفاده از دنده های بیشتری در موتورهای دیزلی نیاز داریم .

در قسمت های بعدی به شما خواهیم گفت که چرا بجای استفاده از موتورهای دیزلی از موتورهای بنزینی در شهر استفاده می کنیم.

علی

نوعي كليد كه توانايي قطع جريان برق تحت شرايط اتصالي را دارد. اين كليد در رديف ولتاژي فشار متوسط و فشار قوي، دژنگتور هم ناميده مي‌شود.

• مقايسه بريكرها و سكسيونرهاي قابل قطع زير بار

1. در بريكرها كنتاكها در يك محفظه موسوم به محفظه احتراق قرار دارند و غير قابل رؤيت هستند 2. قطع و وصل كنتاكهاي سكسيونر در هواي آزاد انجام ميگيرد و در حالت باز از هواي آزاد بين كنتاكها بعنوان عايق استفاده ميشود در صورتيكه در بريكرها قطع و وصل كنتتاكها در محفظه احتراق صورت گرفته و از عايقهاي ديگري جهت عايق بين كنتاكها استفاده ميشود 3. جهت خاموش كردن جرقه از مواد خاموش كننده استفاده ميشود. اين مواد ممكن است در بعضي از كليدها با عايق كليد يكسان باشد و با به حركت در آمدن آن جرقه خاموش و از محفظه احتراق خارج شود. 4. قدرت قطع بريكرها بسيار بالاتر از سكسونرهاي قابل قطع زير بارند 5. بريكروسيله اي مطمئن و ايمني تر است.

• سكسيونرهاي ارت

سكسيونرهاي ارت از نوع سكسيونرهاي غير قابل قطع زير بار ميباشندكه بمنظور زمين كردن تجهيرات يا شبكه از آنها استفاده ميشود و نصب اين سكسيونرها و كاربرد آنها به لحاظ ايمني پرسنل بسيار حائز اهميت است و بايد در پستهاي برق بر اساس طرح در نقاطي كه نصب آنها ضروريست تعبيه و بر اساس دستورالعملهاي مربوطه رفتارشود.

بریکرها ( کلیدهای قدرت)

برای انتخاب کلید قدرت باید به نکات زیر توجه کرد:

1. ولتاژ نامی کلید که برابر ولتاژ شبکه است . 2. جریان نامی که مساوی یا بزرگترین جریان کار معمولی شبکه است. 3. قدرت نامی یا قدرت قطع کلید که برحسبMVA بیان میشود. 4. سرعت عمل ( زمان قطع) کلید که به مدت زمانی گفته می شود که پس از صدور فرمان الکتریکی قطع، قطع کننده بطور کامل باز شود و بر حسب سیکل بیان میشود. بریکرها در ظرفیتهای مختلف از 700 کیلو ولت آمپر تا چندین مگا ولت آمپر وجود دارند بریکرهای بالای 250مگا ولت آمپر قابلیت قطع دستی Local) ( ندارند. یک بریکر باید بتواند جلوی عبور جریان غیر مجاز ( جریان خطا) را در دو تا پنج سیکل بعد از دریافت فرمان قطع بریکر بگیرد. روشهای زیادی برای خاموش کردن جرقه بکار میرود از جمله استفاده از هوای فشرده، روغن، گازهای عایق می باشد. در CD ارئه شده در دایرکتوری Circuit Braker نحوه خاموش شدن جرقه بصورت گرافیکی نمایش داده شده است.

• بریکرهای هوا فشرده

این بریکرها در ولتاژهای 11و20و33 کیلو ولت کاربرد دارند و از ظرفیت قطع بالایی برخوردارند بطوریکه در یک یادو سیکل اول عمل کرده و جریان را قطع می کنند. طریقه کارشان بدین صورت است که هنگام باز شدن کنتاکتها هوای فشرده تا Psi 800 بین کنتاکتها دمیده میشود .دمیدن هوای فشرده طول جرقه را زیاد کرده و آنرا خنک می کند . در این مکانیزم باز شدن کنتاکتها از طریق نیروی فنرهای قوی موجود در بریکر انجام میشود. در ایستگاههای بزرگ اتاقکی جهت تامین هوای فشرده در نظر گرفته شده که در آن کپسولهای هوای فشرده آماده و یک دیزل ژنراتور جهت تولید هوای فشرده در نظر گرفته شده است.

• بریکرهای خلاء:

ميدانيم كه جرقه در كليدها بعلت يونيزه شدن عايق بين كنتاكها ايجاد ميشود. حال اگر كنتاكها را در داخل يك محفظه خلاء قرار دهيم بعلت نبودن محيط هادي يونيزايسون اتفاق نيفتاده و جرقه ايجاد نخواهد شد. اساس كار اين كليدها بر اين فرضيه استوار است.در اين كليد يك استوانه خلا وجود دارد كه كنتاكها در داخل آن قرار دارند. هرچند بعلت نبودن محيط هادي جرقه صورت نميگيرد ولي در لحظه قطع در اثر حرارت زياد كنتاكتهاو تبخير سطحي و ذوب كنتاكتها بخار مس در فضاي بين كنتاكتها جمع شده و يك محيط هادي را بوجود ميآورد كه باعث بروز جرقه مختصري ميگردد ليكن جرقه با صفر شدن جريان عبوري قطع ميشود . با قطع جريان بخارهاي مس مجدداً بصورت مس درآمده و تعدادي از آن روي سطح كنتاكتها و بقيه در ته كپسول خلا رسوب ميكنند. كليدهاي خلاء داراي عمر زيادي هستند و احتياج به سرويس زيادي ندارند. كپسول خلا اين كليدها قابل تعمير نيستند و كنتاكتهاي آنها بعد از مدتي خورده ميشوند لذا پس از يك مدت كاركرد معين بايد كپسول با كنتاكتها تعويض شوند. این بریکرها در ولتاژهای 11 و 20 و 33 کیلو ولت می توانند استفاده شوند. بریکرهای روغنی: در این بریکرها از روغن بعنوان محیط واسط خاموش کننده جرقه استفاده می کنند .روغن استحکام دی الکتریکی خیلی بالاتری نسبت به هوا دارد وقتی کنتاکتها درون روغن باز میشوند جرقه موجب میگردد که گاز تجزیه شده و با یان عمل انرژی جرقه جذب شود یکی از محصولات این تجزیه هیدروژن است که ظرفیت گرمایی بیشتری نسبت به هوا دارد و برای استفاده بعنوان محیط واسط خنک کننده نسبت به هوا برتری دارد اگر اکسسیزن وجود نداشته باشد هیدروژن منفجر نمیشود . از این بریکرها در ولتاژهای 11و20و33 کیلو ولت می توان استفاده کرد. مکانیسم راه اندازی کنتاکها توسط فنرهای خیلی قوی صورت میگیرد . فشار به هوای متراکمی که این فنرها را برای عمل کردن فشرده می کند حدود Psi 500 می باشد.

• بریکرهای هگزا فلوئورید گوگرد (SF6)

در این بریکرها گازSF6 یک محیط واسط خاموش کننده متداول برای کاربردهای فشار قوی و فوق فشار قوی ( بالای 400 کیلو ولت ) می باشد .در اين كليدها عايق جدا كننده هاديها از بدنه چيني ميباشد. استقامت الکتریکیSF6 سه برابر استقامت الکتریکی هوا است طراحیSF6 بریکرهای اغلب بصورت مخازنی است که روی مقرهها قرار می گیرند .طريقه خاموش كردن جرقه بدين صورت است كه هنگام جدا شدن كنتاكها و با حركت كنتاكت متحرك كه بصورت سيلندر ساخته شده است ابتدا گازSF6 در داخل سيلندر و در فضايي كه توسط يك پيستون ثابت محبوس است متراكم شده و سپس با جدا شدن كنتاكت جرقه و بمجرد بروز جرقه گاز SF6 به طرف جرقه دميده شده و آنرا خاموش ميكند.این بریکرها دارای ظرفیت قطع بالایی هستند.اين كليدها بخاطر گراني گازSF6 در خطوط فشارمتوسط كمتراستفاده ميشوند. البنه باید توجه داشت که بریکرهای SF6در جاهایی که دمای هوای آنها در زمستان به 35- درجه سانتیگراد می رسد نباید استفاده کرد چون این گاز SF6 در این دما به مایع تبدیل شده و بریکر قابلیت خود را از دست میدهد.بدلیل اینکه این گاز بصورت پرفشار در مخزن کلید نگه داری میشود در نتیجه نشت گاز SF6 زیادی دارد و همیشه باید گاز آنها مورد بررسی قرار گیرد . گاز Sf6 داراي خواصي بشرح زير ميباشد: 1. عنصريست پايدار وبا ميل تركيبي بسيار كم 2. داراي ضريب عايقي الكتريكي بسيار بالا. 3. داري قابليت جذب حرارت بسيار زياد. 4. گازي غير سمي غيراشتعال بي رنگ و بي بو و سنگين تر از هوا است .

مكانيزم عمل كليدهاي فشار قوي

منظور از مكانيزم عمل (Operating Mechanizm ( يك كليد قسمتي است كه فرمان قطع و وصل را به كليد صادر ميكند. مسلم است كه براي قطع و وصل كنتاكتهايك نيرو لازم است. اين نيرو امروزه به سه صورت زير تامين ميشود: 1. مكانيزم عمل فنري در اين مكانيزم انرژي مورد نياز بوسيله فنر تامين ميشود. 2. مكانيسم عمل پنوماتيك( Penumatic ) در مكانيسم عمل پنوماتيك انرژي مورد نياز قطع و وصل كنتاكتها توسط هواي فشرده شده ايجاد ميشود در اين مكانيزم احتياج به مخزن هواي فشرده ميباشد .معمولا در كليدهاي هواي فشرده از اين مكانيزم استفاده ميشود . 3. مكانيزم عمل هيدروليك در اين مكانيزم كه در آن از انرژي حركت سيالات مانند روغن هيدروليك تحت فشار استفاده ميشود.

ت ر ا

ترانس های قدر ت در کارخانه سازنده تست اساسی شده و با ولتاژ های در حد نامی و بیشتر و جریانهای بزرگ، تست میشوند اما پس از حمل ترانس به مقصد جهت بررسی و تائید صحت عملکرد ترانس و نداشتن هر نوع عیب در زمان بهره برداری ، تستهایی بروی آن در محل (پست )با وسایل اندازه گیری دقیق اما قابل حمل ونقل انجام میشود که به اختصار در زیر آمده است:
 
1-     تست نسبت تبدیل :(RATIO)
 
 در این تست با دادن ولتاژ به اولیه یا ثانویه ترانس ، ولتاژ طرف مقابل را به دقت اندازه گیری می کنند.در ترانسهای قدرت کاهنده معمولا طرف اولیه را ولتاژ 380 ولت می دهند و در ثانویه ولتاژ بین 110 تا 180( در تراسهای 20/63 کیلو ولت )بسته به ترانس و تپ های آن اندازه گیری خواهد شد.
 
2- تست پیوستگی تپ چنجر(TAP CONTINUE)
 
در این تست به اولیه ولتاژ 380 داده و در طرف ثانویه ولت مترهای آنالوگ دقیق قرار داده و در زمان تغییر تپ ها انحراف عقربه در هر سه فاز را بررسی کرده تا بقول معروف عقربه پس نزند . در زمان تغییر تپ میبایست به ترتیب زیر عمل نمود.
    1-2....1-2-3....2-3-4....3-4-5 و... یعنی یک پله پائین ودو پله بالا (در روند افزایشی تپ )
 
      3- تست مقاومت عایقی : (MEGGER)
این تست را به کمک دستگاه میگر انجام می دهند و در زمانهای 15 ثانیه و60 ثانیه و5 دقیقه و 10 دقیقه اندازه گیری میکنند. اندازه گیری به قرار زیر است:
LV/HV  
HV +E/LV
LV+E/HV
در این تست سرهای اولیه اتصال کوتاه میشود و همینطور در ثانویه.(بهتر است در مرحله اول انجام شود)
 
4- تست جریان بی باری :(NO_LOAD)
 
 در این تست با دادن ولتاژ به اولیه و در صورتی که ثانویه مدار باز است جریان آنرا با آمپر متر دقیق اندازه گیری می کنیم . برای ثانویه هم به همین منوال است . در اتصال ستاره نسبت آمپر های سه فاز 1-0.8-1 و در اتصال مثلث 1-1-1.3 است.
5- تست شار مغناطیسی : MAGNETIC
در این تست با دادن ولتاژ تک فاز به سر های هر فاز و نول (در اتصال ستاره ) جریان هر فاز را اندازه گیری و ولتاژ سیم پیچ طرف مقابل را می خوانیم.
 
6- تست گروه برداری :(VECTOR GROUP)
در این تست سرهای مشابه ،در یک فاز را اتصال کوتاه کرده (مثلا U-u) و ولتاژ سه فاز را تزریق میکنیم و ولتاژ را برای تمای سرها نسبت به هم میخوانیم.
 
7- تست اتصال کوتاه :(SHORT CIRCUIT)
این تست را با اتصال کوتاه کردن در ثانویه انجام میدهیم و جریان در اولیه و ثانویه را پس از وصل ولتاژ 380 به اولیه قرائت و ثبت میکنیم.
 
8- تست مقاومت اهمی :(RESISTANCE)
در این تست ولتاژ دی سی (مثلا 12 ولت ) را به سرهای هر فاز با سر نول دترانس های قدر ت در کارخانه سازنده تست اساسی شده و با ولتاژ های در حد نامی و بیشتر و جریانهای بزرگ، تست میشوند اما پس از حمل ترانس به مقصد جهت بررسی و تائید صحت عملکرد ترانس و نداشتن هر نوع عیب در زمان بهره برداری ، تستهایی بروی آن در محل (پست )با وسایل اندازه گیری دقیق اما قابل حمل ونقل انجام میشود که به اختصار در زیر آمده است:
 
1-     تست نسبت تبدیل :(RATIO)
 
 در این تست با دادن ولتاژ به اولیه یا ثانویه ترانس ، ولتاژ طرف مقابل را به دقت اندازه گیری می کنند.در ترانسهای قدرت کاهنده معمولا طرف اولیه را ولتاژ 380 ولت می دهند و در ثانویه ولتاژ بین 110 تا 180( در تراسهای 20/63 کیلو ولت )بسته به ترانس و تپ های آن اندازه گیری خواهد شد.
 
2- تست پیوستگی تپ چنجر(TAP CONTINUE)
 
در این تست به اولیه ولتاژ 380 داده و در طرف ثانویه ولت مترهای آنالوگ دقیق قرار داده و در زمان تغییر تپ ها انحراف عقربه در هر سه فاز را بررسی کرده تا بقول معروف عقربه پس نزند . در زمان تغییر تپ میبایست به ترتیب زیر عمل نمود.
    1-2....1-2-3....2-3-4....3-4-5 و... یعنی یک پله پائین ودو پله بالا (در روند افزایشی تپ )
 
      3- تست مقاومت عایقی : (MEGGER)
این تست را به کمک دستگاه میگر انجام می دهند و در زمانهای 15 ثانیه و60 ثانیه و5 دقیقه و 10 دقیقه اندازه گیری میکنند. اندازه گیری به قرار زیر است:
LV/HV  
HV +E/LV
LV+E/HV
در این تست سرهای اولیه اتصال کوتاه میشود و همینطور در ثانویه.(بهتر است در مرحله اول انجام شود)
 
4- تست جریان بی باری :(NO_LOAD)
 
 در این تست با دادن ولتاژ به اولیه و در صورتی که ثانویه مدار باز است جریان آنرا با آمپر متر دقیق اندازه گیری می کنیم . برای ثانویه هم به همین منوال است . در اتصال ستاره نسبت آمپر های سه فاز 1-0.8-1 و در اتصال مثلث 1-1-1.3 است.
5- تست شار مغناطیسی : MAGNETIC
در این تست با دادن ولتاژ تک فاز به سر های هر فاز و نول (در اتصال ستاره ) جریان هر فاز را اندازه گیری و ولتاژ سیم پیچ طرف مقابل را می خوانیم.
 
6- تست گروه برداری :(VECTOR GROUP)
در این تست سرهای مشابه ،در یک فاز را اتصال کوتاه کرده (مثلا U-u) و ولتاژ سه فاز را تزریق میکنیم و ولتاژ را برای تمای سرها نسبت به هم میخوانیم.
 
7- تست اتصال کوتاه :(SHORT CIRCUIT)
این تست را با اتصال کوتاه کردن در ثانویه انجام میدهیم و جریان در اولیه و ثانویه را پس از وصل ولتاژ 380 به اولیه قرائت و ثبت میکنیم.
 
8- تست مقاومت اهمی :(RESISTANCE)
در این تست ولتاژ دی سی (مثلا 12 ولت ) را به سرهای هر فاز با سر نول در اتصال ستاره و هر دو فاز در اتصال مثلث تزریق کرده و جریان عبوری را اندازه گیری میکنیم.(این تست بهتر است در آخرین مرحله انجام گیرد)
 
 
9- تست تانژانت دلتا :(TAN- DELTA)
در این تست با دستگاه مخصوص این تست حالتهای مختلف در ترانس را میشود بررسی نمود و ظرفیت خازنی بین هر نقطه از ترانس را اندازه گیری کرد.
ر اتصال ستاره و هر دو فاز در اتصال مثلث تزریق کرده و جریان عبوری را اندازه گیری میکنیم.(این تست بهتر است در آخرین مرحله انجام گیرد)
 
 
9- تست تانژانت دلتا :(TAN- DELTA)
در این تست با دستگاه مخصوص این تست حالتهای مختلف در ترانس را میشود بررسی نمود و ظرفیت خازنی بین هر نقطه از ترانس را اندازه گیری کرد.

م ی ل

انواع موتورهای حرارتی

موتورهای حرارتی خود به دو دسته کلی احتراق داخلی و احتراق خارجی تقسیم می‌شوند.

• موتورهای احتراق خارجی: در این موتورها که عموما موتورهای بخار نامیده می‌شوند. از بخار آب به عنوان عامل محرک پیستون استفاده می‌شود. وجه تسمیه آن نیز بدین دلیل است که بخار داغ به علت محترق شدن ماده سوختنی در خارج از سیلندر موتور ایجاد می‌شود و توسط یک لوله به محفظه سیلندر منتقل می‌گردد.
  
  
• موتورهای احتراق داخلی: این موتورها خود به دو دسته کلی موتورهای اشتعال جرقه‌ای و دیزل تقسیم می‌شوند و وجه تسمیه آنها اینست که ماده سوختنی در داخل محفظه سیلندر محترق می‌گردد.
  
  
  • موتورهای اشتعال جرقه‌ای: در این موتورها پس از ورود مخلوط سوخت و هوا به داخل سیلندر از یک جرقه برای شعله‌ور ساختن آن استفاده می‌شود.
    
    
  • موتورهای دیزل: در این موتورها برای محترق ساختن سوخت از حرارت ایجاد شده بواسطه تراکم هوا استفاده می‌شود.

طرز کار

همانگونه که از نام این موتورها بر می‌آید با استفاده از حرکت ، تولید قدرت می کنند هرچند که این موتورها برای تولید حرارت ممکن است از سوختهای مختلف ، نظیر زغال سنگ ، نفت ، بنزین ، گازوئیل و یا گاز طبیعی استفاده کنند. اما در همه آنها انرژی آزاد شده بواسطه سوختن این مواد باعث حرکت پیستون و تولید قدرت می‌گردد. در موتورهای بخار ابتدا ‌آب را در یک مخزن که بوسیله مواد سوختنی حرارت داده می‌شود به جوش می‌آورند، سپس این بخارهای حاصله از جوشیدن آب بوسیله یک لوله به محفظه سیلندر و بالاتر از پیستون انتقال داده می‌شوند. انرژی جنبشی مولکولهای بخار آب باعث حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود پس از رسیدن به پایین سیلندر یک وزنه تعادل و یا میل ‌لنگ باعث برگشتن پیستون به نقطه بالای سیلندر می‌شود و این چرخه ادامه پیدا می‌کند.

در موتورهای احتراق داخلی ماده سوختنی را در داخل محفظه سیلندر محترق می‌کنند. این احتراق آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که حالت انفجاری دارد. انرژی آزاد شده در این انفجار باعث اعمال نیرو روی پیستون و حرکت دادن آن می‌شود این حرکت پیستون (در موتورهای تک سیلندر) یا پیستونها (در موتورهای چند سیلندر) بوسیله میل‌لنگ به حرکت چرخشی تبدیل می‌شود. که برای انجام کار مفید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختمان موتورهای حرارتی

ساختار کلی موتورهای حرارتی مشابه است. لیکن بنابر نحوه سوزاندن ماده سوختنی و یا نوع آن یکسری متعلقات آنها با یکدیگر تفاوت می‌کند. ساختمان کلی این موتورها متشکل است از یک سیستم برای تغذیه و کاربوراسیون سوخت یک سیستم به منظور خنک کاری موتور ، سیستم روغنکاری موتوری ، سیستم تنظیم ورود و خروج گازها یا سیستم سوپاپها ، سیستم مشتعل کننده و سوخت و قطعات ساختمانی موتور.

قطعات موتورهای حرارتی

• سیلندر موتور: سیلندر به عنوان بدنه و ستون فقرات موتور است، تمامی قطعات را در وضعیت معین خود نگه می‌دارد و محفظه بسته‌ای را جهت حرکت پیستون و ورود و خروج گازها را فراهم می‌آورد.
• پیستون: عامل انتقال انرژی آزاد شده از مولکولهای ماده سوختنی است.
• میل‌ لنگ: باعث تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون یا پیستونها به حرکت چرخشی می‌شود.
• مانیتولدها : مجاری ورود هوا و یا خروج گازهای ناشی از احتراق هستند.
• سرسیلندر: محل قرار گیری برخی متعلقات مانند سوپاپها و نیز پوشاننده محفظه سیلندرها و متعلقات آنهاست.
• چرخ لنگر یا فلایویل : یکنواختی سرعت میل‌لنگ و انتقال توان از وظایف چرخ لنگر است.
• میل ‌بادامک : کار زمانبندی سوپاپها را انجام می‌دهد.

کاربرد

کاربرد موتورهای حرارتی در تمامی جنبه‌های زندگی نمایان است که عمده آن استفاده در اتومبیلها ، کشتیها و سایر وسایل حمل و نقل است، همچنین در تولید برق و کارهای دیگر مثل پمپاژ آب می‌توان از آنها استفاده کرد.

م ی ل

ساختمان موتور

ساختمان موتورها بسیار گوناگون ولی در عین حال از لحاظ اصول کلی بسیار مشابه است. مثلا همه موتورهای احتراقی دارای یک محفظه برای فشرده کردن سیال می‌باشند که سیلندر نام دارد. یا اینکه همگی دارای یک قطعه متحرک رفت و برگشتی می‌باشند که پیستون نام دارد و ... لیکن ساختار موتورهای برقی متفاوت است. همگی آنها دارای یک سیم پیچ ثابت می‌باشد که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. در میان این سیم پیچ میدان ، یک آرمیچر (روتور) وجود دارد که با تغییرات میدان مغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند (به شکل چرخش) و ... .

طرز کار موتور

• موتورهای الکتریکی از لحاظ تجهیزات و ساختار نسبتا ساده تر از موتورهای احتراقی هستند. البته طرز کار آنها نیز نسبتا ساده تر است. این موتورها با ایجاد یک میدان مغناطیسی و تغییرات مکرر این میدان مغناطیسی باعث به چرخش درآمدن روتور می‌شوند. و این چرخش توسط میله ای از محفظه موتور خارج و مورد استفاده قرار می‌گیرد. موتورهای احتراقی بصورت نوسانی کار می‌کنند یعنی اینکه قطعات متحرک آنها (پیستونها) که قابل انتقال انرژی هستند، حرکت رفت و برگشتی دارند. برای تبدیل این حرکات رفت و برگشتی به حرکت چرخشی وسیله‌ای به‌ نام میل لنگ استفاده می‌شود. لیکن در نهایت انرژی جنبشی این موتورها هم بصورت چرخش یک میله از محفظه موتور به خارج فرستاده می‌شود.
  
  

قدم مهم در توسعه موتورهای امروزی (که اغلب موتورهای احتراق داخلی هستند) زمانی برداشته شد که بودورثا مهندس فرانسوی چهار اصل عمده را که برای کار موثر این موتورها الزامی بودند، ارائه کرد. این اصول چهارگانه به قرار زیرند:

• اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
• فرآیند انبساط مخلوط گاز هوا و سوخت باید تا حد امکان سریع انجام شود.
• تراکم مخلوط در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
• کورس پیستون می بایست تا حد امکان زیاد باشد.

انواع موتور

موتورها را بر اساس منبع تامین کننده انرژی به دو دسته موتورهای برقی و موتورهای احتراقی تقسیم می کنند.

• موتورهای برقی: اختلاف پتانسیل الکتریکی را به حرکت چرخشی تبدیل می کنند.
• موتورهای احتراقی: با سوزاندن مواد سوختی (اغلب سوخت های فسیلی) تولید انرژی می کنند.
• موتورهای جت: با مکش هوا کار می کنند.
• موتورهای برون سوز: در این موتورها احتراق در بیرون از موتور صورت می گیرد (مانند موتور بخار)
  • موتورهای درون سوز: در اینگونه موتورها ماده سوختنی مستقیما در داخل موتور سوزانده می شود.
    
    
• موتورهای درون سوز خود به دو گروه تقسیم می شوند:
  
  
  • موتورهای اشتعال جرقه ای: سوخت به کمک یک جرقه الکتریکی در این موتورها مشتعل می شود.
  • موتورهای دیزل: در این موتورها سوخت بواسطه حرارت بالای ایجاد شده بوسیله فشار مشتعل می گردد.

کاربردها

• کاربرد موتورها امروزه آن چنان وسیع است که ذکر آنها به یک زمان طولانی نیازمند است. اکثر لوازم خانگی نظیر یخچال ، چرخ گوشت ، آب میوه گیری ، ماشین لباسشویی ، جارو برقی ، پنکه‌های تهویه و ... همچنین تمام وسایل نقلیه مورد استفاده نظیر اتومبیل‌ها ، اتوبوس‌ها ، کامیون‌ها ، هواپیماها ، قطار‌ها و کشتی‌ها همگی از موتورهای مختلف استفاده می‌کنند.
  
  
• در تمام قسمت‌های یک کارخانه صنعتی و سایر وسایل و تجهیزات بکار رفته در بخش صنعت از موتورها استفاده می‌شوند. در بخشی کشاورزی جهت تامین منابع انرژی مثل ماشین آلات آسیاب‌ها ، پمپ‌های آب و غیره از موتورهای برقی و احتراقی استفاده می‌شود و ... .

ل ى

پیستون

---

پیستون اولین قطعه موتور است که شروع به حرکت می‌کند و انرژی بوجود آمده از احتراق سوخت را به میل لنگ منتقل می‌نماید.

ریشه لغوی

پیستون شکل دست نخورده کلمه (Piston) است که از زبان انگلیسی به زبان ما وارد شده است و به یکی از قطعات موتور اطلاق می‌شود.

ساختمان پیستون

پیستونها به شکل یک استوانه توخالی هستند که یک سر آنها بسته و سر دیگرشان باز است که از طریق این سر و بوسیله شاتون به میل لنگ متصل می‌شود البته معمولا قطر پیستون در سر باز آن بیشتر است. به عنوان یک مثال اگر یک استکان را برگردانید تقریبا شکل کلی یک پیستون را خواهید دید.

طول پیستونها معمولا کمی بیشتر از قطرشان است و تا حد امکان سبک ساخته می‌شوند. پیستونها می‌بایست دارای استحکام لازم بوده و کیفیت بالایی داشته باشند در ضمن می‌بایست بتوانند به خوبی حرارت را هدایت کنند. هدایت حرارت در پیستون بسیار حیاتی است زیرا در غیر اینصورت پیستون بسیار داغ شده و خطر چسبیدن آن بر اثر انبساط به جداره سیلندر پیش می‌آید.

مواد ساختمانی

موادی که برای ساختن پیستونها بکار می‌روند عبارتند از چدن خاکستری ، فولاد ریخته گری ، و آلیاژ آلومینیوم. از چدن یا فولاد معمولا در ساختار پیستونهای موتورهای سنگین که به سرعت زیاد و شتاب آنی نیاز ندارند استفاده می‌شود. در اغلب موتورهای اتومبیلها از پیستونهایی استفاده می‌شود که با آلیاژ آلومینیوم ساخته شده‌اند. دلیل این تفاوت اینست که مواد بکار رفته در پیستونهای اتومبیل‌ها با وزن سبکتر خود اجازه کار در سرعت‌های بیشتر و انعطاف پذیری در سرعت‌های مختلف را به پیستونها می‌دهند.

از طرف دیگر در بعضی از موتورهای سنگین از پیستونهای آلیاژ آلومینیومی به لحاظ داشتن خواص رسانش گرمایی مناسب این ماده استفاده می‌شود بدین ترتیب که استفاده از آن ، کنترل بهتر حرارت محفظه احتراق را فراهم آورده و بنابراین باعث کنترل بهتر احتراق می‌گردد. پیستونهای چدنی در مقابل فرسودگی مقاومت بیشتری داشته شی کمتری در داخل سیلندر نسبت به پیستونهای آلومینیومی نیاز دارند (اصطلاح لقی پیستون به فاصله میان پیستون و جداره سیلندر گفته می شود). پیستونها چدنی گاهی اوقات با قلع یا یک فلز مخصوص روکش داده می‌شوند تا جلای صاف‌تر و مقاومت بهتری در مقابل فرسودگی بوجود آورند.

عیب پیستونهای آلومینیومی

عیب مهم پیستونهای آلیاژ آلومینیومی اینست که دارای ضریب انبساط بالایی می‌باشند. این بدان معناست که لقی در این پیستون می‌بایست اندکی بیشتر از لقی در پیستونهای چدنی باشد، معمولا برای جلوگیری از انبساط پیستونها از روشهای مخصوصی استفاده می‌شود که در ذیل چهار روش رایج آنها را به اختصار می‌کنیم.

روش اول

در این روش مقطع بدنه پیستون را به جای آنکه به شکل دایره بسازند. به شکل بیضی عمود بر محور انگشتی پیستون و قطر کوچک آن در جهت انگشتی پیستون باشد.

روش دوم

در این روش برای کنترل کردن انبساط پیستون بر اثر حرارت یک سری شکافهای عمودی و افقی و یا فرو رفتگیهایی در بدنه پیستون ایجاد می‌گردد.

روش سوم

در این روش برای کنترل انبساط حرارتی پیستون از روش تقویت کردن یا دو فلزی نمودن قسمتی از پیستون که در معرض حرارت بیشتری قرار دارد، استفاده می‌گردد. بدین ترتیب که در داخل پیستون نواری از فولاد یا یک فلز مخصوص (که فلز غیر قابل تغییر نامیده می‌شود) قرار می‌دهند و روی آنها را با ماده اصلی یا آلیاژ‌های آلومینیوم پوشش می‌دهند. در بعضی از پیستونها مواد فولادی بصورت حلقه‌ای در موقع ریخته گری داخل پیستون قرار می‌گیرند.

روش چهارم

در این روش برای جلوگیری از انتقال حرارت سر پیستون (که در مجاورت احتراق سوخت است) به بدنه پیستون ، یک سر حرارتی شامل شیاری است که در نزدیکی سر پیستون و به موازات شیارهای رینگ ایجاد می‌شود با این عمل تا اندازه‌ای راهی که حرارت را از سر پیستون به بدنه آن منتقل می‌سازد کمتر می‌کنند. بنابراین بدنه زیاد گرم نمی‌شود و انبساط زیادی پیدا نمی‌کند.

قسمت‌های اصلی پیستون

قسمت‌های اصلی پیستون عبارتند از سر یا تاج ، شیارهای رینگ ، سطوح پیستون ، بدنه یا دامن و سوراخ انگشتی.

سر یا تاج پیستون

این قسمت سطح بالایی پیستون است معمولا دایره‌ای شکل است و نیروی تولید شده توسط سوخت مستقیما روی آن وارد می‌شود سر بعضی از پیستونها خصوصا پیستونهای موتورهای دوزمانه و موتورهای دیزلی فرمدار ساخته می‌شود.

شیارهای رینگ

شیارهای محل قرار گرفتن رینگ‌ها در قسمت بالای پیستون می‌باشند در هر پیستون معمولا 3تا 5 شیار رینگ وجود دارد. پایین‌ترین شیارها متعلق به رینگ‌های روغن می‌باشد و همین دلیل در ته این شیار منافذی برای ورود روغن به داخل پیستون تعبیه شده است.

سطوح پیستون‌ها

تکیه گاهها یا سطوح عبارتست از لبه‌هایی که بین شیارهای رینگ قرار گرفته‌اند بگونه‌ای که رینگها را در شیارهای خود نگه داشته و حمایت می‌کنند.

بدنه یا دامن پیستون

بدنه پیستون به قسمت خارجی آن گفته می‌شود که در زیر شیارهای رینگ قرار دارد. پیستون توسط بدنه در حالت راست قرار می‌گیرد.

سوراخ انگشتی

سوراخ انگشتی محلی است که شاتون بوسیله انگشتی به پیستون متصل می‌گردد. اطراف دو سوراخ انگشتی پیستون (در داخل پیستون) ضخیم‌تر ساخته شده است تا استقامت این سوراخها افزایش یابد. هر یک از این قسمت‌ها ، برجستگی انگشتی پیستون نامیده می‌شود.

طرز کار پیستون

همانگونه که ذکر شد پیستون اولین قطعه متحرک موتور است که باعث می‌شود تا انرژی آزاد شده از احتراق سوخت در دسترس قرار بگیرد. بدین منظور پیستون با حرکات خود ابتدا باعث ورود هوا و یا مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر می‌شود (در هنگام حرکت به سمت پایین) ، سپس باعث فشرده شدن مخلوط مذکور می‌گردد و در ضمن به نحو رضایت بخشی از نشت کردن گازها جلوگیری می‌کند (در هنگام حرکت رو به بالا) ، پس از عمل احتراق انرژی آزاد شده توسط پیستون جذب شده و با کمک شاتون به میل لنگ منتقل می‌گردد. و در نهایت پیستون باعث بیرون راندن گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر می‌گردد.

کاربرد ویژه

از پیستون در ساختمان موتورهای احتراق خارجی و موتورهای رفت و برگشتی استفاده می‌شود

t v c

بعضی ها معتقدند نمی توان به یک سگ پیر حرکات جدید یاد داد،اما انتقال قدرت پیوسته ( CVT) که لئوناردو داوینچی ٥٠٠ سال پیش اندیشه اش را در سر داشت و در حال حاضر جای انتقال قدرت اتوماتیک را در بعضی خودروها گرفته،یک سگ پیر است که قطعا چیز جدیدی یادگرفته است !در واقع از اولین CVT که در١٨٨٦ ثبت شده تاکنون تکنولوژی آن بهبود پیدا کرده است،امروزه چندین کارخانه خودروسازی از جمله جنرال موتورز،آیودی،هوندا و نیسان در حال طراحی CVT های خود هستنداگر درباره ی ساختار و طرزکار انتقال قدرت اتوماتیک در بخش دنده ی اتوماتیک چگونه کار می کند، خوانده باشید،می دانید که وظیفه ی انتقال قدرت، تغییر دادن نسبت سرعت چرخ و موتور است،به عبارت دیگر،بدون یک جعبه دنده خودرو فقط یک دنده خواهد داشت،دنده ای که به اتوموبیل اجازه دهد با سرعت مناسب حرکت کندیک لحظه تصور کنید در حال رانندگی با اتوموبیلی هستید که فقط دنده یک یا دنده سه دارد،در حالت اول خودرو با شتاب خوبی از حالت سکون حرکت می کند و می تواند از یک تپه با شیب تند بالا رود اما بیشترین سرعت آن به چند مایل در ساعت محدود می شود، از طرف دیگردرحالت دوم خودرو با سرعت ٨٠ مایل بر ساعت در یک بزرگراه به سمت پایین حرکت خواهد کرد اما تقریبا شتابی هنگام شروع حرکت نخواهد داشت و نمی تواند از تپه بالا رود

جعبه دنده از تعدادی چرخ دنده استفاده می کند تا با تغییر شرایط رانندگی استفاده ی مناسبی از گشتاور موتور شود،دنده ها می توانند به طور دستی و یا اتوماتیک تغییر کند.در جعبه دنده های اتوماتیک قدیمی،چرخ دنده ها وظیفه انتقال و تغییر گشتاور و حرکت دایره ای را به عهده دارند،ترکیبی از چرخ دنده های سیاره ای تمام نسبت های دنده ای که لازم است را به وجود می آورند.معمولا ٤ دنده جلو و یک دنده معکوس،وقتی با این نوع جعبه دنده، دنده عوض می شود راننده ضربه ای را احساس می کند CVTاصولبر خلاف سیستم انتقال قدرت اتوماتیک،در سیستم انتقال قدرت با قابلیت تغییر پیوسته،جعبه دنده ای با تعداد مشخص چرخ دنده وجود ندارد یعنی در CVT چرخ دنده های دندانه دار درگیر با هم وجود ندارند رایج ترین نوع CVT بر اساس سیستم پولی کار می کندکه اجازه ی بینهایت تغییر بین بالاترین و پایین ترین دنده بدون گسستگی را می دهد.اگر از اینکه چرا درباره ی CVT هم از واژه دنده استفاده می شود تعجب می کنید به خاطر بیاورید که منظور از دنده نسبت سرعت موتور به سرعت محور چرخ هاست،اگرچه CVT این نسبت را بدون استفاده از چرخ دنده های سیاره ای انجام می دهد اما باز هم از واژه دنده برای CVT استفاده می شودCVT هایی بر اساس پولی

 

 

به جعبه دنده اتوماتیک توجه کنید،در آن دنیایی از چرخ دنده ها،ترمز ها، کلاچ ها و دستگاه های کنترل را خواهید دید در مقابل CVT به سادگی قالب مطالع است،بیشتر CVT ها فقط سه جزء اساسی دارند:● یک تسمه محکم فلزی یا لاستیکی ● یک پولی متغییر محرک (ورودی) ● یک پولی خروجیبعلاوه CVT ها انواع مختلفی از ریزپردازنده ها و حسگر ها را دارا می باشند اما سه جزءی که در بالا توضیح داده شده اند اجزای اصلی اند که به این سیستم اجازه ی کار می دهندپولی های با شعاع متغیر قلب CVT هستند،هر پولی از دو مخروط با زاویه راس ٢٠ درجه که رودر روی یکدیگر قرار دارند تشکیل شده است، تسمه ای در شیار بین دو مخروط قرار دارد،در صورت لاستیکی بودن تسمه ها از تسمه های V  شکل استفاده می شود،تسمه های V  شکل از آنجا نام خود را می گیرند که سطح مقطع V شکل دارند که اصطکاک تسمه با پولی را افزایش می دهد

 

وقتی دو مخروط از هم فاصله بگیرند،یعنی ضخامت پولی بیشتر شود،تسمه در شکاف پایین تر می رود و شعاع تسمه ی حلقه شده دور پولی  کاهش می یابد و وقتی دو مخروط به هم نزدیک می شوند ،یعنی ضخامت پولی کاهش می یابد،تسمه در شکاف بالا تر رفته و شعاع تسمه ی حلقه شده دور پولی افزایش می یابد CVT می تواند از فشار هیدرولیکی یا نیروی گریز از مرکز و یا کشش فنر به منظور تولید نیروی مورد نیاز برای تنظیم دو نیمه ی پولی استفاده کندپولی ها با قطر متغیر همیشه به صورت دوتایی به کار می روند یکی از پولی ها که به عنوان پولی محرک شناخته می شود،به میل لنگ موتور متصل است،پولی محرک ، پولی ورودی هم نامیده می شود زیرا جایی است که انرژی موتور وارد سیستم انتقال قدرت می شود،پولی دوم پولی گردنده نامیده می شود زیرا پولی اول آن را می چرخاند،به عنوان  پولی خروجی،پولی گردنده انرژی را به محور چرخها منتقل می کند

 

وقتی یک پولی ضخامت خود را افزایش می دهد،دومی از ضخامت خود می کاهد تا تسمه کشیده باقی بماندزمانی که دو پولی ضخامت خود را نسبت به یکدیگر تغییر می دهند،بینهایت نسبت دنده مختلف بوجود می آید،از کم به زیاد،شامل همه نسبت های مابین، برای مثال وقتی شعاع تسمه در پولی محرک کم و در پولی خروجی زیاد باشد،سرعت دوران پولی خروجی کاهش می یابد که دنده پایین تری را ایجاد می کند و وقتی شعاع تسمه در پولی محرک زیاد و در پولی خروجی کم باشد،سرعت دوران پولی خروجی افزایش می یابد و دنده بالا تری را ایجاد می کند،بنابراین در تئوری یک CVT بینهایت دنده را شامل می شود و می تواند در هر زمانی و با هر دور موتوری کار کند

 

طبیعت ساده و بدون گسستگی CVT ها آنها را به یک سیستم انتقال قدرت ایده آل برای تمام ماشین ها و وسایل،نه فقط خودرو ها،تبدیل کرده است،CVT ها سالهای زیادی در ابزار های قدرتی و مته ها بکار می رفتند،همچنین از آنها در وسایل نقلیه مختلفی اعم از تراکتور ها و ماشین های برف رو و اسکوتر های موتوری استفاده می شود،در تمام این کاربرد ها این در نوع سیستم انتقال قدرت از تسمه هایی با لاستیک فشرده استفاده می شود که می تواند کشیده شده یا سر بخورد و در نتیجه باعث هدر رفتن انرژی و کاهش کارایی شود

اختراع ماده های جدید CVT ها را مطمئن تر و کارآمد تر از قبل می سازد،یکی از مهمترین پیشرفت ها طراحی و توسعه ی تسمه های فلزی برای متصل کردن دو پولی بوده است، این تسمه های انعطاف پذیر از چندین ، عموما ٩ یا ١٢، نوار نازک فولادی که تکه های فلزی پاپیونی شکل بسیار مقاوم را کنار هم نگه می دارد ساخته شده استتسمه های فلزی سر نمی خورند و بسیار با دوام اند که به CVT اجازه ی انتقال گشتاور بیشتری را می دهند،در ضمن آرام تر از تسمه های لاستیکی هستندانواع دیگر  CVT(ترجمه از داریوش) ی چنبریCVTنوع دیگری لز CVT است که در آن تسمه و پولی ها با دیسک ها و غلطک ها جایگزین شده است.اگر چه چنین سیستمی خیلی متفاوت به نظر می رسد همه اجزای آن قابل مقایسه با تسمه و پولی است و نتیجه ی یکسانی می دهد.طرز کار آن اینجا آمده است:  یک دیسک به موتور متصل است که معادل پولی محرک است●● دیسک دیگری به میل گاردان متصل است که معادل پولی مقاوم است

 :

 

● غلطک ها و یا چرخ ها بین دو دیسک واقع شده اند و مانند تسمه نیرو را از یک دیسک به دیگری منتقل می کنند

 چرخ ها می توانند در دو جهت بچرخند.حول محور افقی می چرخند و به سمت بالا و پایین حرکت می کنند که این به چرخ ها اجازه می دهد در وضعیت های مختلف با دیسک در تماس باقی بماند.

توسط:علیرضا

نظرات[0]

پونتياک آقای گودرزی

 عکس از: آقاي وحيد گودرزي

پونتياک ترانس ام

وب سايت ايشان

ايميل ايشان

توسط:علیرضا

نظرات[2]

2009 Honda Accord Coupe

کمپانی هوندا به فکر ساخت یک اکورد کوپه جدید است و یک نمایش کوچکی از این طرح را داده است.

کمپانی هوندا اعلام کرده که عکس موجود در اینجا یک طرح کانسپت می باشد.این خودروی کانسپت یکی از بهترین ها در این کمپانی میباشد.این خودروی کانسپت نام یک محصول قدیمی این شرکت را بدوش می کشد.هوندا اکورد کانسپت درماه ژانویه در نمایشگاه  اتوشو شمال امریکا دیترود ،به نمایش گذاشته شد،این خودرو به عنوان هشتمین اکورد تولید شده و با عنوان مدل سال ۲۰۰۹ در بهار یا تابستان سال ۲۰۰۸ به بازار عرضه می شود.

روابط عمومی هوندا با اشاره به اینکه در این خودرو از اخرین تکنولوژی برای ایمنی و مصرف سوخت بهینه استفاده شده است این خودرو را به نمایش گذاشتند.

هوندا اکورد کانسپت دارای بهترین کیفیت تولید است،در طول ساخت تا پایان آن وحتی ساخت تایر های.

هوندا اکورد جدید را می توان با یک موتور چهار سیلندر ساده و یا با یک موتور ۶ سیلندر خورجینی سفارش داد.موتور ۶ سیلندر دارای i-VTEC (تایمینگ متغیر سوپاپ ها) میباشد و به گفته هوندا این موتور دارای مصرف سوخت بیشتری نسبت به موتور چهار سیلندر است این موتور دارای تکنولوژی VCM(این سیستم باعث میشه که زمانی که خودرو زیر بار مضاعف قرار میگیره مصرف سوخت کمتری را داشته باشد)است.

پ

برعکس پستهای 132- 63 کیلوولت ، بخش محدودی از تجهیزات پستهای 400-230 کیلوولت در داخل کشور ساخته می شد . ترانسفورماتور ،‌ دژنکتور و سایر قطعات مورد نیاز این پستها ،‌ که حدود 60% قیمت کل را شامل می شد ، را در کشور نمی ساختیم . نکته مورد توجه در بحث انتقال تکنولوژی این است که باید در حجم انبوه مذاکره کنیم . بعنوان مثال با خرید یک ژنراتور نمی توان تقاضای انتقال دانش فنی کرد.

وزارت نیرو برای پستهای 400 –230 کیلوولت یک طرح پنج ساله برای ساخت پنج پست در هر سال تنظیم نمود حدود 25 پست با قیمت حدود 17 میلیون دلار برای هر پست ، یعنی : پروژه أی به ارزش حدود 600 میلیون دلار یکجا به مناقصه گذاشته شد. حدود شش ماه بر روی اجرای این طرح کار شد. قبلاً ما این پستها را بصورت یک جعبه سیاه می خریدیم . اما در این پروژه این بسته را آنالیز نموده و قیمتهای آنرا استخراج نمودیم . اجزاء‌ این جعبه عبارتند از:

1-ترانسفورماتور

2-CB و DS

3-PT , CT و CVT

4-حدود 300 قطعه دیگر

سه قسمت اول 65% و بخش چهارم 35% قیمت نهایی پست را تشکیل می داد. پروژه 25 پست را به چهار بخش ترانسفورماتور ، Circuit Breaker ( 25 سوئیچ ) ، سایر تجهیزات و خدمات مهندسی ،‌تقسیم و برای هر بخش قرارداد جداگانه‌ای تنظیم شد . هر چهار پروژه را ذیل یک مدیریت واحد قرار گرفت . البته اگر پروژه را خردتر می‌شد ارزان تر می شد ، اما توان هماهنگی و مدیریت بیش از چهار پروژه را در این مرحله وجود نداشت.

به هر حال کمترین قیمت پیشنهاد شده در مناقصه حدود 600 میلیون دلار بود . اما در نهایت این پروژه به شکل دیگری اجرا شد . ترانسهای 230 و 400 کیلوولت درایران ساخته نمی شد . شرکت ایران ترانسفو ترانسفورماتورهای تا 132 کیلوولت را قبلاً ساخته بود . قرارداد ساخت ترانسفورماتورها با زیمنس آلمان منعقد شد ، مشروط بر انجام 50% کار درایران ترانسفو . قرارداد ساخت Circuit Breaker ها را با شرکت ABB ، به شرطی که 70% کار در پارس سوئیچ انجام شود ، ‌منعقد گردید
 VT , CT , PT ,( disconnective Switch ) DS با ABB قرارداد شد . البته مشروط به همکاری با پارس سوئیچ و نیرو ترانس . شرکت پارس سوئیچ CB تا 24 کیلوولت و اخیراً‌ هم 33 کیلوولت SF را می ساخت . ولی قادر به ساخت 63،132،230 الی 400 کیلوولت نبود. وزارت نیرو قراردادی به مبلغ 50 میلیون دلار با ABB منعقد نمود ، مشروط به اینکه مقدار 30% از این مبلغ توسط ABB در سوئد و بقیه در پارس سوئیچ هزینه و محصولات مورد نظر ساخته شود. اما طرف قرارداد وزارت نیرو و نیز ضمانت فنی قطعات با ABB بود.

جهت انجام فعالیتهای بخش مهندسی و سایر تجهیزات نیز شرکتی ایرانی ایجاد شد. قرار شد که این شرکت طراحی و مهندسی پروژه و تامین باقی مانده تجهیزات را انجام دهد. ولی به علت اینکه این کار برای اولین بار درایران انجام می شد ،‌توافق شد که کلیه نقشه ها به تائید یک شرکت
 بلژیکی که متخصص پست سازی است ،‌برسد . نهایتاً‌ کل قراردادهای این پروژه با 340 میلیون دلار منعقد شد. با انجام این پروژه ها طی پنج سال نیاز کشور به ایجاد پستهای جدید مرتفع شد. شکل زیر کلیه قسمتهای قرارداد را نشان می دهد.

م ی ل

میل لنگ

---

میل لنگ دارای شکل فضایی خاصی است که با توجه به تعداد لنگ‌هایش با یکدیگر تفاوت می‌کنند. ساده‌ترین میل‌لنگ ، میل‌لنگ یک موتور تک سیلندر است. که دارای یک لنگ در وسط و دو تکیه گاه در طرفین است.

ریشه لغوی

میل لنگ یک کلمه فارسی است و بیانگر میله‌ای است که از حالت ضخیم خارج شده است. معنای کاربردی میل لنگ عبارتست از یکی از قطعات موتور که باعث می شود قدرت چرخشی تولید شود.

مقدمه

برای آنکه تصوری از شکل فضایی میل لنگ داشته باشید. یک فیلتر دستی را تصور کنید. که قسمت دستگیره آن همان لنگ و طرفین آن (که در یک راستا قرار داند) تکیه گاههای میل لنگ می‌باشند. تعداد لنگ‌های میل لنگ متناسب با تعداد سیلندرهای یک موتور است. بدین شکل که پیستون قرار گرفته در داخل هر سیلندر به یکی از لنگهای میل لنگ متصل می‌گردد. البته این حالت در موتورهای پیستونی که سیلندرهای آنها به شکل ردیفی قرار گرفته‌اند صادق است.

در موتورهای پیستونی V شکل (موتورهای خورجینی) تعداد لنگ‌های میل لنگ معمولا 2/1 تعداد سیلندرهای موتور است. و به هر لنگ دو پیستون متصل می‌گردد. هدف از استفاده از میل لنگ در موتور اینست که حرکت دورانی تولید گردد. برای مثال همان فیلتر دستی را در نظر بگیرید. در حالیکه که دستگیره فیلتر با استفاده از دست چرخانده می‌شود. در این حالت دستگیره یک مسیر دایره‌ای شکل طی می‌کند. در حالیکه نوک‌ متر در سر جایش در محل ایجاد سوراخ باقی مانده است و تنها در آنجا چرخش می‌کند (دستگیره بر روی محیط دایره سیر می‌کند و نوک متر در مرکز دایره قرار دارد.).

در موتورهای پیستونی می‌توان نیروی پیستون را به نیروی دست تشبیه کرد که باعث به حرکت در آوردن قسمت لنگ می‌شود (البته اینکار به کمک شاتون انجام می‌پذیرد). هر چند که حرکت پیستون به شکل رفت و برگشتی است، لیکن به علت چرخش قسمت لنگ در میان سر بزرگ شاتون این حرکت به شکل چرخشی در می‌آید و در نهایت ما چرخش مطلوب خوبی را از سر میل لنگ می‌گیریم که می‌توان آنرا به نوک فیلتر تشبیه کرد.

ساختمان میل لنگ

اغلب میل لنگ‌ها از جنس فولاد با کربن متوسط یا آلیاژ فولاد در ترکیب با فلزات کروم و نیکل و به رویش آهنگری ساخته می‌شود. البته در تعداد معدودی از موتورهای چند سیلندره که با دورهای بالا کار می‌کند میل لنگ را با استفاده از روش ریخته گری می‌سازند که در مواد آن نسبتا مقادیر زیادی از کربن و مس را بکار می‌برند. اجزای میل لنگ از محورهای اصلی ، لنگ‌ها یا محورهای اصلی لنگ ، بازوهای لنگ ، و وزنه‌های تعادل تشکیل شده است.

لنگ‌ها

لنگ‌ها قسمت‌هایی از میل لنگ می‌باشند که بر روی خط محور اصلی میل لنگ قرار نگرفته‌اند (مثل دستگیره چتر) و انتهای بزگ شاتون به آنها متصل می‌گردد. تعداد لنگ‌ها در موتورهای ردیفی برابر با تعداد سیلندرهای و در موتورهای V شکل نصف تعداد سیلندرها است.

محورهای اصلی

محورهایی از میل لنگ می‌باشد که با خط محوری اصلی میل لنگ هم مرکز می‌باشند این محورها در محفظه میل لنگ درون یا تاقانون‌های ثابت قرار گرفته و با اتکا به آنها می‌چرخند هر یاتاقان ثابت از دو نیمه یا تاقان تشکیل شده است. که نیمه بالایی آن که نیمه ثابت نامیده می‌شود. با بدنه موتور و در محفظه میل لنگ بصورت یکپارچه ریخته گری شده است و نیمه پایینی بوسیله دو عدد پیچ و مهره در نیمه بالایی متصل می‌گردد. غالبا تعداد محورهای اصلی میل لنگ در موتورهای مختلف (حتی با تعداد سیلندرهای برابر) فرق می‌کند.

بازوهای لنگ

قسمت‌هایی از میل لنگ می‌باشند که محورهای اصلی میل لنگ را به لنگ‌ها وصل می‌کنند البته بازوهای لنگ با وزنه‌های تعادل (که در پی خواهد آمد) بصورت یکپارچه هستند.

وزنه‌های تعادل

در وزنه‌های تعادل به منظور ایجاد تعادل در برابر نیروهای پیستون و شاتون استفاده می‌شود وزنه‌های تعادل در مقابل لنگ‌ها قرار می‌گیرند.

انواع میل لنگ

میل لنگ‌ها را می‌توان براساس تعداد لنگهایشان یا محورهای اصلی و غیره طبقه بندی کرد اما اصولا برای میل لنگ‌ها طبقه بندی خاصی وجود ندارد و تفاوت‌های آنان و به نحوه استفاده و هدف از ساخت آنها بر می‌گردد آنچنانکه اندازه میل لنگ ، تعداد محورهای اصلی، تعدا لنگها و طرز قرار گرفتن لنگ‌ها بر روی میل لنگ همگی به نوع ، اندازه و دور موتور ، موتور مورد نظر بستگی دارد.

سایر متعلقات

به قسمت جلو میل لنگ چرخ دنده‌ای متصل است که معمولا چرخ دنده ، میل بادامک و یا سایر چرخ دنده‌های مورد لزوم را به حرکت در می‌آورد. در جلو این چرخ دنده یک پولی قرار می‌گیرد که برای به حرکت در آوردن ژنراتور (یا آلترناتور) و پمپ آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. و در انتهای پشتی میل لنگ صفحه‌ای وجود دارد که فلایویل را بوسیله پیچ بر روی آن نصب می‌کنند.

پ

	خدمات تعميرات و نگهداري پستهاي انتقال و فوق توزيع  :
	تعمير و نگهداري پستهاي انتقال و فوق توزيع تعمير بريكرهاي 20 و 63 و132 كيلو ولت تست دي الكتريك روغن ترانسفورماتور تست عايقي تا سطح ولتاژ 75 كيلو ولت اندازه گيري مقاومت خلا تصفيه روغن ترانسهاي قدرت اندازه گيري مقاومت كنتاكت بريكرها و سكسيونرها و كابلها ترمويژن يا تصوير برداري حرارتي ازتجهيزات اندازه گيري مقاومت سيم پيچ ترانسفورماتورها تست نسبت تبديل ترانس نشت يابي هوا و گاز از تجهيزات الكتريكي با استفاده از دستگاه ويژه وصل و نصب سر كابلهاي حرارتي و سرد در سطح ولتاژ 20كيلوولت اورهال دايورتر سوييچ انواع ترانسفور ماتورهاي قدرت اندازه گيري زمان قطع و وصل (تايم تست)انواع بريكرها و دژنكتورهاي فشارقوي مونتاژ و نصب و تست وراه اندازي پستهاي سيار 63و230 كيلو ولت تزريق جريان پرايمري تا 800 آمپر نمونه برداري از گازهاي جمع شده در رله هاي بوخلهسن ترجمه دستورالعملهاي بهره برداري دستگاههاو تجهيزات الكتريكي ساخته شده در خارج از كشور تست و راه اندازي تجهيزات فشار قوي پستهاي انتقال و فوق توزيع وكيوم نمودن تجهيزات فشار قوي از قبيل بريكرها وترانسها و تزريق و تخليه گاز SF6                                                                                                                              بالا
	فعاليتهای تعميرات و نگهداري پستهاي انتقال و فوق توزيع  :
	انجام سرويس ها وتعميرات دروه اي پستهاي استان كرمانشاه، كردستان و ايلام طبق برنامه زمانبندي برق منطقه اي غرب در رده هاي ولتاژ 400و230و63 كيلو ولت نصب باطريخانه جديد دهلران و طاق بستان نصب ست دوم باطريهاي پست سرپلذهاب تست و راه اندازي دو بي (BAY) جديد در پست 230 سنندج راه اندازي باطريخانه سيار گنجي راه اندازي يك ست باطري در پست كنگاور 63كيلوولت تست و راه اندازي پست سيار فرامان و پست 230كيلولت شهيد چمران تست و راه اندازي (BAY) بي 132 بطرف عراق و راه اندازي يك بي جديد در پست سرپلذهاب تست و راه اندازي واحدهاي خازني در پستهاي 63كيلوولت هوانيروز، پارك صنعتي، سرپلذهاب،ماهيدشت و قصرشيرين تستهاي اوليه جهت راه اندازي چهار فيدر جديد 63كيلوولت در پست بيستون 400  اندازه گيري مقاومت زمين و امپدانس  باطري پستهاي ايلام و كردستان راه اندازي پست سيار گنجي 63 كيلوولت راه اندازي پست نگل 63 كيلوولت نصب، تست و راه اندازي دو دستگاه بريكر 230 كيلوولت GEC در پست 230 كيلوولت چشمه سفيد نصب و راه اندازي سه عدد بريكر63 كيلوولت در پست هوانيروز و دو عدد بريكر63 كيلوولت در پست چشمه سفيد آماده نمودن پست سيارگنجي جهت حمل به سنندج 4 تست و راه اندازي پستهاي 63كيلوولت جديد سيلو، صحنه، ارشاد( با همكاري نماينده MR ) تعويض تعداد 6 دستگاه ترانس جريان 20 كيلوولت در تابلوهاي ASEA در پست قروه با نوع مشابه تعميرات پست فيوزي ميان دربند ( مربوط به شركت آب و فاضلاب كرمانشاه ) تعميرات دوره اي بي (BAY) 230 كيلوولت واحد يك نيروگاه بيستون دمونتاژ و مونتا ژ پست سيار230كيلوولت از ديوانداره به سنندج بازسازي سويئچ خانه 20كيلو ولت پست 63 سيلو بازسازي و تعمير دستگاه 12000ليتري تصفيه روغن تيپ مكافيل تست تجهيزات پست 400 كيلوولت شرق كرمانشاه تست و سرويس Tab-Changer ترانسهاي 63 كيلوولت كامياران و همچنين اورهال دايورتر آنها تست تانژانت دلتا از ترانس 132/230 پست سرپلذهاب و ترانس 1و2 پست ديواندره بازسازي بريكر 20 كيلوولت تعمير دايورتر سوئيچ تيپ V تراسفورماتور پست سنقر تعويض بريكرهاي 63پنوماتيكي به بريكر هاي 63 پارس سوئيچ در پستهاي 230 كيلوولت اسلام آباد – سنندج – چشمه سفيد تعويض بريكر 230 پست چشمه سفيد و 63 ترانس يك پست هوانيروز تعويض و آداپته نمودن بريكرEIB در پست سنقر رفع اشكال بريكرهاي 20معلم درپست طاقبستان،20زاگرس درپست قروه64، 8162 در پست سنندج240 جابجايي برقگير سرخط مهران به جاي برقگير ترانس T1 درپست دهلران بركناري ترانس كمپكت و نصب ترانس جديد در پست دشت عباس نصب برقگير سر خط مهران و خط انديمشك در پست دهلران تعويض CVT باسبار 82 در پست چشمه سفيد 240 برگزاري كلاسهاي آموزشي اپراتوري دستگاه تصفيه روغن وكز بصورت تئوري وعملي تحویل گیری فیدر 63 کیلو ولت دره شهر راه اندازي فيدر 20 كيلو ولت در پست اسلام آباد2  و راه اندازي 4 فيدر 63 كيلو ولت در پست سرپلذهاب 230                                                                                                                              بالا
	ابزاروتجهيزات تعميرات و نگهداري پستهاي انتقال و فوق توزيع  :
	دستگاه تصفيه روغن از انواع زير : 12000ليتر در ساعت - l6000ليتر در ساعت - l2000ليتر در ساعت دستگاه تست دي الكتريك روغن تا ولتاژ 80 كيلو ولت 3 د ستگاه دستگاه تست امپدانس باطري دستگاه تست مقاومت اهمي سيم پيچ هاي ترانس دستگاه تست نسبت تبديل ترانسفورماتور دستگاه اندازه گيري مقاومت اهمي كنتاكت ها ، باس بارها (ميكرواهمتر) دستگاه تست مقاومت عايقي(مگر)تا ولتاژ 15 كيلو ولت دستگاه تست خلاء اسيلوسكوپ دو كاناله دستگاه خشك كن سليكا ژول دستگاه نمونه برداري از گاز هاي جمع شده در رله بوخلتس دستگاه تايم تست بريكر دستگاه تصوير برداري حرارتي (ترموويژن) دستگاه تخليه و نگهداري و تزريق گاز SF6 دستگاه اندازه گيري نقطه شبنم دستگاه تست نشتي گاز SF6 دستگاه نشتي هوا دستگاه اندازه گيري مقدار رطوبت گاز SF6 دستگاه تزريق جريان در اوليه تا 80 آمپر AC                                                                                                                              بالا
	اتشويق نامه های تعميرات و نگهداري پستهاي انتقال و فوق توزيع  :
	تشويق نامه از طرف برق غرب بخاطر بازسازي پست سيلو تشويق نامه از طرف برق غرب بخاطرانجام ترموويژن پستها بصورت دقيق و منظم و روشنايي محوطه پستها تشويق نامه از طرف برق غرب بخاطربازسازي و تعمير مكانيزم بريكر 63 تيپ EIB

tc

اصول کار ترانس فورماتور :

 

 1-تعریف ترانس فورماتور:

 

ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک

دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی

الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در

نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر

می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :

P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2

که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .

 

۲. اجزاع ترانس فورماتور:

 

هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجرو تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی ,  شیرها و لوله های ارتباطی ,  وسایل خنک کننده ,

ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...   

 

۳. انواع اتصّال سیم پیچ:    

    

اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره ,

مثلث , زیکزاک است .

 

4ـ ترانس فورماتورولتاژ(PT,VT):

 

چون ولتاژهای بالاتر از 600 V را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله

دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را

کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله های

 

حفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شود

که  ترانس فورماتور ولتاژ از نوع  مغناطیسی دارای دو نوع  سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین 600 V   تا 132 KV استفاده می شود .

 

5ـ ترانس فورماتورجریان(CT): 

                   

جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار

جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود

از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف

و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط

ترانس جریان انجام می شود .

 

ـــ پارامترهای اساسی یک  CT :

نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT  , نسبت تبدیل CT .

 

۶. نسبت تبدیل ترانس جریان:

 

جریان اولیه Ct  طبق IEC 185  مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً

باید در انتخواب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:

10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150   Amp

  

درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا

انتخواب شود .  جریان ثاویه  Ct  هم  طبق IEC 185  مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5

برای انتخواب نسبت تبدیل  Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان

دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها

اندازه گیری شود انتخواب کرد .

در موردCt  تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:

تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .

 

۷. حفاظتهای ترانس: 

 

الف : حفا ظتهای دا خلی :

 

1- اتصال کوتاه :

 A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) ,  B دستگاه حفاظت درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل

2- اتصال زمین :

 A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین

3- افزایش فلوی هسته :

 A اورفلاکس

 

ب : حفا ظتهای خارجی :

 

1- اتصالی در شبکه :

 A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس

2- اضافه بار :

 A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,

3- اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :

 A توسط انواع برق گیر

 

ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :

 

1- کمبود روغن : رله بوخهلتز ,

2- قطع دستگاه خنک کن

3- نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز

م ی ل

موتور های شش زمانه تحولی نو"
( مترجم: سید حسین حسینی)
با وضعیت کنونی قیمت سوخت و احتیاج موتورهای احتراق داخلی به سوخت بیشتر، تکنولوژی جدید روی موتور شش زمانه خلق می شود.

· رسیدن به راندمان حرارتی % 50 (%30برای موتورهای احتراق داخلی فعلی)

· کاهش مصرف سوخت با بیش از %40

· کاهش الودگی حرارتی، صوتی، شیمیایی

· دو کورس مفید کار در طی شش کورس

· پاشش مستقیم و بهینه ی سوخت احتراق در هر سرعتی از خودرو

· امکان استفاده از چندین سوخت



مقدمه

عملیات سیکل های مختلف بیشتر موتورهای احتراق داخلی فعلی، دارای یک طرح رایج است به این صورت که انفجار در یک سیلندر پس از تراکم انجام می شود. نتیجه ان است که انبساط گاز مستقیما روی پیستون اثر گذاشته (کار انجام می دهد) و میل لنگ را 180 درجه بچرخاند.

با توجه به طراحی فنی و مکانیکی، موتور شش زمانه همانند موتورهای احتراق داخلی می باشد. اگر چه سیکل ترمودینامیکی و یک سر سیلندر اصلاح شده همراه دو اتاق اضافی ان را به کلی متمایز می کند. یک محفظه ی احتراق و یک محفظه ی تراکم( گرمکن هوا) هر دو از سیلندر جدا هستند. احتراق درون سیلندر رخ نمی دهد اما در محفظه ی احتراق کمکی هم فوری روی پیستون اثر نمی گذارد و زمان ان از 180 درجه ی چرخش میل لنگ، در زمان انفجار(کار) جدا می باشد.



محفظه ی احتراق به طور کلی توسط محفظه ی گرمکن احاطه شده است. با تبادل گرما از طریق دیواره های محفظه ی احتراق که با محفظه ی گرمکن در ارتباط است، فشار محفظه ی گرمکن افزایش می یابد و قدرت مکملی برای کار تولید می شود.



مزایای موتور شش زمانه:

· رسیدن به راندمان حرارتی % 50 (%30برای موتورهای احتراق داخلی فعلی)

· کاهش مصرف سوخت با بیش از %40

· کاهش الودگی حرارتی، صوتی، شیمیایی

· دو کورس مفید کار در طی شش کورس

· پاشش مستقیم و بهینه ی سوخت احتراق در هر سرعتی از خودرو

· سوخت چند گانه



در خودروهای با موتور شش زمانه شاهد کاهش چشمگیر مصرف سوخت و انتشار الودگی خواهیم بود.

طراحی و عملکرد



در سیکل شش زمانه، دو محفظه ی اضافی اجازه می دهند هشت فرایند که نتایج یک سیکل کامل است همزمان عمل کنند یعنی در یک لحظه دو فرایند همزمان رخ میدهد : دو سیکل چهار فرایندی برای هر کدام از سیکل ها،یک سیکل احتراق داخلی و یک سیکل احتراق خارجی. نمودار پیوستگی هشت فرایند را در سیکل شش زمانه نشان می دهد.
اولین سیکل چهار فرایندی احتراق خارجی.

فرایند1 :مکش هوای خالص درون سیلندر(فرایند دینامیکی)

فرایند 2: تراکم هوای خالص در محفظه ی گرمکن(فرایند دینامیکی)

فرایند3 : نگه داشتن فشار هوای خالص در محفظه ی بسته جایی که بیشترین تبادل گرما با دیواره های محفظه ی احتراق رخ می دهد(فرایند استاتیک چون مستقیما روی میل لنگ اثر نمی گذارد.) دمای هوا بالا می رود.

فرایند4 : انبساط هوای فوق داغ درون سیلندر، که کار انجام می دهد.(فرایند دینامیک). طی این سیکل چهار فرایندی، هوای خالص هرگز در تماس مستقیم با سوخت و شمع نمی باشد.

دومین سیکل چهار فرایندی که احتراق داخلی می باشد.

فرایند5: تراکم مجدد هوای خالص گرم درون محفظه ی احتراق(فرایند دینامیک)

فرایند6 : تزریق سوخت و احتراق در محفظه ی احتراق، بدون تاثیر مستقیم روی میل لنگ (فرایند استاتیک)

فرایند7 : گازهای احتراق منبسط می شوند و کار انجام می شود. (فرایند دینامیک)

فرایند8: تخلیه گازهای احتراق (فرایند دینامیک) در طی این چهار فرایند، هوا مستقیما با منبع گرما (سوخت) تماس دارد.



سر سیلندر دو محفظه و چهار سوپاپ که دو تای ان متداول هستند،(برای مکش و تخلیه). دو سوپاپ دیگر از مواد پایدار حرارت دادن مخصوص کارسنگين ساخته شده. سوپاپها در طی مرحله احتراق و گرم کردن هوا می توانند تحت فشار محفظه ها باز شوند. روی هر دو سوپاپ یک پیستون نصب شده که فشار روی سوپاپ ها را خنثی میکند.در سیکل شش زمانه، سرعت میل بادامک یک سوم میل لنگ است.



دیواره های محفظه ی احتراق هنگامی که موتور روشن است، سوزان هستند. محفظه ی گرم کن هوا، محفظه ی احتراق را احاطه کرده است. ضخامت کم دیواره اجازه تبادل حرارت با محفظه ی گرم کن را می دهد. محفظه ی گرم کن هوا از سر سیلندر عایق شده برای اینکه اتلاف حرارتی کاهش یابد.(برای معرفی ساده تر موتور، جز ئیات طرح توضیح داده نشده است.)



تمام گرمای محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن منتقل می شود. کار به دو مرحله تقسیم می شود، که نتیجه ی ان فشار کمتر روی پیستون و نرمی بهتر عملکرد میشود. زمانی که محفظه ی احتراق از سیلندر توسط سوپاپ ها عایق شده، قطعات محرک خصوصا پیستون نسبت به تنشهای ناشی از دما و فشار بسیار بالا در خطر نیست. انها همچنین از خودسوزی که در مخلوط سوخت و هوا در موتورهای دیزل یا گازی متداول مشاهده می شود جلوگیری می کند.



نسبت تراکم محفظه ی احتراق و گرم کن متفاوت می باشد. نسبت تراکم محفظه ی گرم کن بیشتر است که روی مرحله احتراق خارجی فعالیت می کند و منحصرا توسط هوای خالص پشتیبانی می شود. نسبت تراکم محفظه ی احتراق کمتر است که روی یک سیکل احتراق داخلی فعالیت می کند.



احتراق همه ی سوخت پاشیده شده ضمانت شده است ابتدا، با پشتیبانی هوای خالص از قبل گرم شده ی درون محفظه ی احتراق، سپس با دیواره های سوزان محفظه که مانند چندین شمع عمل می کند. برای اسان روشن شدن موتور در هوای سرد درون محفظه ی احتراق یک شمع گرمکن کار گذاشته شده است.



در مقایسه با یک موتور دیزل که یک ساختمان سنگین نیاز دارد، این موتور چند گانه سوز، که می تواند همچنین سوخت دیزل استفاده کند، امکان ساختن در مدل خیلی سبکتر را نسبت به یک موتور گاز سوز را دارد.



پاشش و احتراق سوخت در یک محفظه ی احتراق که طی 360 درجه از زاویه گردش میل لنگ بسته است، اتفاق می افتد. این خصوصیت باعث می شود که زمان برای اینکه سوخت به طور ایده ال بسوزد زیاد شود به طوری که هر کالری نهان ان ازاد شود(اولین عامل کمک به کاهش الودگی). انژکتور توانایی پاشش دو سوخت را از یک شیپوره دارد.



دیواره های سوزان محفظه ی احتراق باقیمانده سوخت را که در طی پاشش ته نشین شده است می سوزاند. (دومین عامل کاهش الایندگی)

همچنین هنگامی که مراحل تخلیه و مکش رخ می دهد، سوپاپ های محفظه ی احتراق و گرم کن به طور چشمگیر زمان استراحت بیشتری را برای اصلاح و تعدیل دارند که باعث کاهش صدا و بهبود راندمان می شود.


اولین مرحله: هوای خالص وارد سیلندر شده و سوپاپ ورودی باز است.

دومین مرحله : هوای وارد شده با باز شدن سوپاپ محفظه ی گرمکن در محفظه ی گرمکن متراکم شده.

حین مراحل یک و دویعنی360 درجه، هوا در محفظه ی احتراق می تواند سوخت دریافت کند و با فشار زیاد مشتعل می شود.

سومین مرحله (کار) با باز شدن سوپاپ محفظه ی احتراق گازهای مشتعل شده با فشار به داخل سیلندر هجوم برده و کار انجام می دهند.

چهارمین مرحله: خروج گازهایی که در مرحله قبل کار انجام داده اند.

طی مراحل سه و چهار یعنی 360 درجه، هوای خالص در محفظه ی هواگرمکن محبوس است و دمای ان با تبادل حرارت با محفظه ی احتراق بالا می رود.

پنجمین مرحله ( باز هم کار) این بار هوای خالص که طی مراحل سه و چهار حسابی داغ شده کار انجام می دهد.البته انرژی این کار از کار قبلی کمتره چون سوختی نمی سوزه و فقط ما انبساط هوای خالص داریم .

ششمین مرحله: هوای خالص که در مرحله قبل کار انجام داده بود به بیرون فرستاده نمی شود بلکه این با ر به محفظه احتراق رفته و دوباره متراکم می شود همین طور که می بینید سیکل کامل شده و این مراحل دوباره اتفاق می افتند.







عوامل موثر در افزایش راندمان حرارتی و کاهش مصرف سوخت و آلایندگی:



گرمای هدر رفته از سر سیلندر موتورهای متداول در طی خنک کاری در موتورهای شش زمانه، با احاطه کردن محفظه ی احتراق توسط محفظه ی گرمکن بازیافت می شود.
بعد از مکش، هوا در محفظه ی گرمکن متراکم می شود و طی 360 درجه زاویه میل لنگ در محفظه ی بسته است. (احتراق خارجی).
تبادل گرمای دیواره های خیلی نازک محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن، دما و فشار گازهای منبسط شده و تخلیه شده از محفظه ی احتراق را کاهش می دهد.
احتراق و انبساط بهتر گازهایی که طی 540 درجه گردش میل لنگ، 360 درجه را در محفظه ی احتراق بسته هستند و 180 درجه برای منبسط شدن و مرحله کار.
دیواره های سوزان محفظه ی احتراق اجازه می دهد که هر سوختی و باقیمانده ته نشین ان به بهترین نحو و به طور مطلوب بسوزد.
تقسیم کار: دو انبساط (مراحل قدرت) طی شش زمان یا یک سوم کار مفید که نسبت به موتورهای چهار زمانه بیشتر است.
بهتر پر شدن سیلندر در مکش به علت دمای پایین دیواره ی سیلندر و سر سیلندر.
برخلاف موتورهای چهار زمانه که تخلیه و مکش بعد از هم رخ می دهند در موتورهای شش زمانه، مکش در مرحله ی اول رخ می دهد و تخلیه در مرحله ی چهارم رخ می دهد که تلاقی گازهای خروجی با گازهای تازه ی مکش حذف می شود.
کاهش زیاد قدرت سیستم خنک کاری به طوری که امکان دارد نیاز به خنک کاری با اب نباشد و پمپ اب و فن ها هم کاهش پیدا کنند.
اینرسی کم به علت سبک بودن قطعات محرک
کاهش پیدا کردن دمای روغن. با احتراق در محفظه ی بسته، دمای بالا کمتر به روغن فشار می اورد و رقیق شدن کاهش می یابد، حتی در هوای سرد.


از انجایی که موتورهای شش زمانه یک سوم موتورهای چهار زمانه تخلیه و مکش دارند، افت فشار روی پیستون در مکش و فشار خروجی اگزوز در تخلیه به نسبت یک سوم کاهش پیدا می کند.



تلفات اصطکاک با تقسیم بهتر فشار روی قطعات متحرک، تعدیل شده اند به این دلیل که کار در طی دو مرحله اجرا می شود و احتراق مستقیم حذف شده است.



مزایای مهم موتورهای شش زمانه

کاهش مصرف سوخت به مقدار کمتر از %40 :

قدرت مخصوص موتور شش زمانه از موتور بنزینی چهار زمانه کمتر نیست، افزایش راندمان حرارتی جبرانی برای تلفات سبب شده دو مرحله به ان اضافه شود.



دو انبساط (کار) در شش حرکت:

از ان جایی که سیکل های کار در دو مرحله رخ می دهد (360 درجه از 1080 درجه) یا %8 بیشتر نسبت به موتور چهار زمانه (180 درجه از 720 درجه) گشتاور بیشتر دارد. این امر منجر می شود که در سرعت پایین، عملیات بدون تاثیر چشمگیر روی مصرف سوخت به ارامی کار کند، در واقع احتراق تحت تاثیر سرعت خودرو نمی باشد. این مزایا در بهبود عملکرد خودرو در ترافیک خیلی مهم هستند.



چند گانه سوز بودن:

چند گانه سوز بودن برابر برتری است. موتور شش زمانه میتواند سوخت های مختلف مصرف کند، از هر نوعی(فسیل یا گیاهی) از دیزل تا ال پی جی یا روغن حیوانی. اختلاف در اشتعال پذیری یا نسبت ضد کوبش هم اکنون هیچ مسئله ای در احتراق ندارد.

ساختمان استاندارد یک موتور بنزینی و نسبت تراکم کم محفظه ی احتراق موتور های شش زمانه مانع از این نمی شود که ان سوخت دیزل استفاده کند. همچنین سوخت الکل متيليک بفرمولCH3 OH برای ان بهتر است.



کاهش چشمگیر در الایندگی:

از یک طرف به تناسب مصرف مخصوص سوخت، الودگی صوتی، حرارتی و شیمیایی کاهش می یابند و از طرف دیگر موتورها خصوصیاتی دارند که به کاهش چشمگیر الاینده های هیدرو کربن، مونوکسید کربن و نیترات ها(HC, CO and NOX )کمک می کند. از این گذشته قابلیت کار کردن این موتورها با سوختهای گیاهی و گازهایی با الایندگی کم، به انها کیفیتی می دهد که با سخت ترین استانداردها مطابقت می کند.



سوخت مایع:

کاهش زیاد مصرف مخصوص باید استفاده از سیستم ال پی جی را جالب کند به دلیل قیمت پایین ان و کمتر بودن الایندگی نسبت به بنزین. به علاوه با یک سیستم عامل یکسان ، حجم مخزن ها برابر مخزن های کنونی هست که مسافت بیشتری را می تواند با همان مخزن طی کند بنابراین می توان ان را کوچکتر در نظر گرفت.

قیمت قابل قیاس با موتور چهار زمانه:

موتور شش زمانه هیچ تغییر اساسی نیاز ندارد . همه ی تجربه های تخصصی-صنعتی و روش های تولید بدون تغییر باقی می ماند.



قیمت ساخت سر سیلندر (محفظه ی احتراق و محفظه ی گرما) با ساده سازی چندین عنصر تعدیل می شود، مخصوصا با سبک سازی قطعات متحرک، کاهش سیستم خنک کاری، ساده سازی پاشش مستقیم بدون شمع و غیره ... کاهش اندازه مخزن و جای ان در خودرو که قابل ملاحظه هستند.




نتیجه گیری

در این زمان هیچ راه حلی برای جایگزینی موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد. تنها پیشرفت های تکنولوژی حاضر، با زمان معقول و محدودیت های مالی می تواند به ان کمک کند. موتور شش زمانه در این نگاه می گنجد. پذیرش صنعت خودروسازی می تواند یک تاثیر عظیم روی محیط زیست و اقتصاد جهانی بگذارد. موتوری که 40% صرفه جویی در مصرف سوخت و 60 تا 90 درصد(بستگی به نوع سوخت دارد) کاهش الایندگی دارد.

مصرف سوخت برای خودروهای سایز متوسط باید بین 4 تا 5 لیتر در 100 کیلومتر باشد و 3 تا 4 لیتر برای خودروهای کوچک می باشد.

خودروهای با موتور شش زمانه می توانند تا 3 تا 5 سال دیگر در بازار جهانی عرضه شوند.

قایق موتوری ها ( موتورهای درون و بیرون کشتی) ممکن است که پیشنهاد یک بازار فروش بزرگ برای این موتورها ارائه دهند. مشخصات انها کاملا با فواید موتورها وفق می باشد.( اقتصادی، ایمنی ، ساده سازی و کاهش الودگی صوتی و شیمیایی). از این گذشته، استفاده از سوخت های مختلف به غیر از گازوئیل می تواند خطرهای انفجار را به طور زیاد کاهش دهد.

استفاده از سوخت های گیاهی (غیر فسیلی) گازهای طبیعی و دیگر سوختها در موتور پرقدرت و ساده، کار کردن با کمترین تنظیم و بدون الایندگی، در این موتور می تواند مزایای زیادی داشته باشد که استفاده از ان را در دستگاههای ژنراتور، پمپ ها، موتور های ساکن، کشاورزی و صنعت ممکن سازد.

گ یر ب و ک س

تورک کنورتور چگونه کار می کند

 

اگر شما راجع به گیربکس های دستی خوانده باشید ، می دانید که موتور به وسیله کلاچ به گیربکس وصل شده است . بدون این ارتباط اتومبیل برای این که بتواند بطور کامل توقف کند موتور باید خاموش شود . اما اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک کلاچی برای قطع جریان نیرو از موتور به گیربکس را ندارند . در عوض در آنها از وسیله ی جالبی استفاده شده که تورک کنورتور نامیده می شود . آن ممکن است به اندازه کافی بزرگ نباشد اما چیزهایی که داخل آن قرار دارند خیلی جالب هستند  .

 

ما در این مقاله خواهیم آموخت که چرا ماشین های با گیربکس اتوماتیک به تورک کنورتور نیاز دارند و اینکه تورک کنورتور چگونه کار می کند و برخی مزایا و معایب آن چیست ؟

 

اصول تورک کنورتور

 

اتومبیل های دارای گیربکس دستی نیز مانند اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک نیاز به    وسیله ای دارند که به موتور اجازه بدهد موقعی که چرخ ها و دنده ها در گیربکس توقف  کرده اند  ، موتور روشن بماند . اتومبیل های با گیربکس دستی برای قطع جریان نیرو از موتور به گیربکس از کلاچ استفاده می کنند و اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک از تورک کنورتور استفاده می کنند .

 

تورک کنورتور بین گیربکس و موتور واقع شده است .

 

تورک کنورتور نوعی کوپلینگ هیدرولیکی است که به موتور اجازه می دهد مستقل از گیربکس بچرخد . موقعی که موتور به آرامی کار می کند ( مانند وقتی که در حالت خلاص کار می کند ) میزان گشتاوری که از طریق تورک کنورتور انتقال می یابد خیلی کم است بنابراین برای نگه داشتن اتومبیل تنها یکه فشار اندک بر روی پدال ترمز کافی است .

موقعی که ماشین توقف کرده اگر شما پدال گاز را فشار دهید برای نگه داشتن اتومبیل باید پدال ترمز را بیشتر فشار دهید . زیرا موقعی که پدال گاز را فشار داده اید سرعت موتور بالا می رود و پمپ ها روغن بیشتر وارد تورک کنورتور می کنند ، که موجب می شود گشتاور بیشتری به چرخ ها انتقال یابد .

 

اجزای تور کنورتور

همان طور که در شکل نشان داده شده چهار قطعه درز داخل محفظه محکم تورک کنورتور قرار دارد

·        پمپ

·        توربین

·        استاتور

·        روغن گیربکس

 

 

اجزای یک تورک کنورتور ( از چپ به راست ) : توربین ، استاتور و پمپ

 

محفظه تورک کنورتور به چرخ فلایویل موتور پیچ شده ، بنابراین با سرعتی که موتور کار می کند می چرخد . پره های سازنده پمپ تورک کنورتور که به بدنه تورک کنورتور    چسبیده اند با همان سرعت موتور می چرخند در نمای پایین نحوه اتصال اجزای داخل تورک کنورتور نشان داده شده است .

 

پمپ داخل تورک کنورتور نوعی پمپ سانتریفوژی ( گریز از مرکز ) است . چنان که پمپ می چرخد روغن به بیرون پرتاب می شود ، مانند یک ماشین لباس شویی که وقتی کار می کند آب و لباس ها را به جداره های ماشین لباس شویی پرتاب می کند . وقتی که روغن به بیرون پرتاپ می شود خلاء به وجود می آید که روغن بیشتری را به مرکز می کشد .

 

نمای از پمپ تورک کنورتور که به بدنه چسبیده

 

روغن وارد تیغه های توربین می شود که توربین به گیربکس وصل شده است چرخیدن توربین موجب می شود که شفت ورودی به گیربکس بچرخد ، که اساس حرکت اتومبیل است . شما در شکل زیر می بینید که تیغه های توربین مورب هستند . این برای آن است که روغنی که از بیرون وارد توربین شده قبل از این که از مرکز آن خارج شود باید تغییر جهت بدهد . این تغییر جهت موجب چرخیدن توربین می شود .  

 

توربین تورک کنورتور : هزار خار وسط توربین را به یاد داشته باشید . این جای است که به گیربکس وصل می شود .

 

برای تغییر جهت یک جسم متحرک شما باید نیروی به آن جسم وارد کنید ، آن جسم مهم نیست که اتومبیل باشد یا قطره روغن اگر به جسمی نیروی وارد شود که موجب حرکت آن جسم شود منشاء نیرو نیز نیروی در خلاف جهت احساس خواهد کرد . بنابراین توربین باعث می شود روغن تغییر جهت بدهد و روغن موجب چرخش توربین می شود .

روغن خروجی از مرکز توربین در جهت متفاوتی که وارد شده است حرکت می کند . اگر شما در شکل بالا به جهت فلش نگاه کنید می توانید ببینید که روغن خروجی از توربین در جهت مخالف پمپ ( و موتور ) می چرخد . اگر روغن با پمپ برخورد باعث می شد که موتور آرام کار کند( کند ) و نیرو هدر برود و این همان است که چرا تورک کنورتور استاتور دارد .

 

استاتور روغن برگشتی از توربین را به پمپ می فرستد . که موجب بهتر شدن بازده تورک کنورتور می شود . هزار خار را به یاد داشته باشید که به یک کلاچ یک طرفه داخل استاتور وصل شده است .

 

استاتور در مرکز تورک کنورتور قرار دارد کار آن به کار گرفتن روغن برگشتی از توربین ، قبل از برخورد دوباره به توربین است . که این کار افزایش چشمگیری در بازده تورک کنورتور دارد .

تیغه های استاتور طوری طراحی شده که جهت روغن را تقریباً به طور کامل معکوس می کند . کلاچ یکطرفه ( داخل استاتور) به یک شفت ثابت در داخل گیربکس وصل شده ( جهتی را که کلاچ می تواند در آن جهت استاتور بچرخد در شکل بالا نشان داده شده ). کلاچ یکطرفه برای این است استاتور نمی تواند در هر جهتی که روغن می خواهد ، بچرخد . کلاچ یکطرفه تنها در خلاف جهت نیروهای روغن که به تیغه استاتور برخورد می کنند می تواند بچرخد .

 وقتی اتومبیل حرکت می کند یک اتفاق کوچک ، قدری فریبنده می افتد . در اطراف سرعت 40 مایل بر ساعت ( 64 کیلومتر بر ساعت ) هر دو پمپ و توربین تقریباً با سرعت یکسانی می چرخند ( پمپ همیشه اندکی سریعتر می چرخد ) . در این لحظه روغن برگشتی از توربین که وارد پمپ شده در جهت پمپ می چرخد ، بنابراین شاید فکر کنید دیگر نیازی به استاتور نیست .

با وجود اینکه توربین مسیر روغن تغییر می دهد و آن را به عقب پرتاب می کند ، و در جهتی که توربین می چرخد حرکت روغن خاتمه پیدا می کند.  زیرا توربین در جهتی سریعتر      می چرخد که روغن در خلاف آن جهت پمپ می شود .

اگر شما در پشت وانتی که با سرعت 60 مایل بر ساعت حرکت می کند ، ایستاده باشید و یک توپ با سرعت 40 مایل بر ساعت به سمت عقب وانت پرتاب کنید توپ با سرعت 20 مایل بر ساعت به سمت جلو حرکت خواهد کرد .

این شبیه چیزی است که در توربین اتفاق می افتد : روغن در یک جهت به عقب پرتاب      می شود ، اما نه با سرعتی که در جهت دیگر می خواهد برود .

در این سرعت ها ، واقعاً روغن به پشت تیغه های استاتور ضربه می زند و موجب می شود که استاتور روی کلاچ یکطرفه خلاص بچرخد و مانع حرکت روغن از طریق آن شود .

 

مزایا و معایب

یکی از کارهای خیلی مهم تورک کنورتور این است که به اتومبیل اجازه می دهد بدون خاموش کردن موتور توقف کند . تورک کنورتور واقعاً به اتومبیل شما گشتاور بیشتری      می دهد موقعی که در حین حرکت شتاب می گیرید . تورک کنورتور های جدید می تواند گشتاور موتور را دو تا سه برابر افزایش دهند . این اتفاق تنها موقعی می افتد که موتور سریعتر از گیربکس بچرخد .

در سرعت های بسیار بالا ، گیربکس و موتور تقریباً با سرعت یکسانی کار می کند . به طور مطلوب اگر چه گیربکس با همان سرعت موتور کار بکند این تفاوت در سرعت به علت  قدرت تلف شده است .

این است قسمتی از دلیلی که چرا ماشین های با گیربکس اتوماتیک نسبت به ماشین های با گیربکس معمولی بدتر گاز می خورند .

برای مقابله با این اثر ، بعضی ماشین ها تورک کنورتور با کلاچ قفل کننده دارند . وقتی که دو تکه تورک کنورتور به یک سرعت می رسند ، برای رفع لغزش و بهبود راندمان ، این کلاچ آنها به همدیگر قفل می کند .   

                               

کلاچ یک صفحه ای

 

 

 

 

به کمک این کلاچ راننده می تواند ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع یا وصل نماید . با متصل شدن موتور به جعبه دنده ، قدرت از موتور به جعبه دنده انتقال می یابد . با قطع شدن نیرو از موتور به جعبه دنده که بوسیله کلاچ صورت می گیرد ، موتور آزادانه می چرخد و به جعبه دنده قدرتی انتقال نمی گردد . کلاچ به طور موقت ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع می نماید و در نتیجه تعویض دنده را ممکن می سازد . بدون قطع شدن موقت انتقال قدرت ، خلاص کردن و درگیر نمودن جعبه دنده مشکل خواهد بود .

فشار زیادی که بین دنده های درگیر در جعبه دنده وجود دارد ، خارج کردن آنها را از یکدیگر ( درگیری ) مشکل می سازد . همچنین بدون کلاچ ، در گیر کردن دنده ها کار خطرناکی خواهد بود ، زیرا چرخ دنده محرک و متحرک اغلب با سرعت های متفاوت می چرخند و تلاش برای درگیر کردن آنها موجب شکستن دندانه های چرخ دنده ها خواهد شد .

وقتی کلاچ به کار گرفته شود ، جریان نیرو قطع می شود و در نتیجه فشار از روی دندانه ها بر داشته می شود و خارج کردن دنده ها از حالت در گیری و جدا شدن نیرو از موتور به جعبه دنده با عمل کلاچ ، دنده محرک جعبه دنده آزادانه می چرخد بطوری که می تواند با سرعت سایر دنده های جعبه دنده بچرخد . این عمل در جعبه دنده به کمک وسایلی که هم سرعت کننده (synchronizer ) نامیده می شود انجام می گیرد . به این ترتیب ، درگیر کردن دنده ها بدون برخورد آنها با یکدیگر و صدا کردن آنها صورت می گیرد .

در موقع توقف موقت خودرو که موتور کار می کند ، کلاچ باید فعال شود تا بتواند جعبه دنده را در وضعیت خلاصی قرار داد . در این صورت با رها کردن پدال کلاچ حتی با کار کردن موتور ، هیچ قدرتی توسط دستگاه انتقال قدرت به چرخ ها منتقل نمی شود .

برای روشن کردن موتور نیز از چنین وضعیتی استفاده می شود ، زیرا در این حالت می توان موتور را به گردش در آورد بدون این که قدرتی از موتور به چرخ ها منتقل بشود . پس از روشن شدن موتور ، باید دوباره کلاچ را خلاص کرد ( پا را روی پدال کلاچ فشار داد ) تا بتوان جعبه دنده را از حالت خلاصی در یک دنده معین برای حرکت کردن خودرو قرار داد .

 

 

قسمت هاي اصلي  يك کلاچ

اصول کار کلاچ

 

کار کلاچ مبتنی بر تماس اصطکاکی بین دو سطح فلزی صاف محرک و سطوح اصطکاکی مواد پرچ شده به صفحه کلاچ یا دیسک کلاچ ( Disk ) می باشد . یکی از سطوح فلزی روی فلایویل Flywheel ) ) و دیگری روی صفحه فشاری کلاچ قرار دارد .

 وقتی کلاچ در وضعیت در گیری قرار داشته باشد ، فشار فنر بین بدنه کلاچ و صفحه فشاریPressure plate ) ) ، صفحه کلاچ را بین دو سطح صاف فلایویل و صفحه فشاری تحت فشار قرار می دهد . اصطکاک بین این سطوح موجب می شود که با کار کردن موتور ، صفحه کلاچ همراه با فلایویل و صفحه فشاری بچرخد . نظر به این که توپی صفحه کلاچ (Disk hub ) به شافت کلاچ ( Clutch shaft ) درگیر می باشد ، شافت کلاچ نیز همراه با موتور خواهد چرخید .

برای جدا کردن نیرو از موتور به جعبه دنده ، پدال کلاچ فشار داده می شود این عمل هم به نوبه خود از راه اهرم بندی پدال ، دو شاخه کلاچ را به کار می اندازد و آن هم یاتاقان کف گرد کلاچ را که طرح آن در شکل زیر نشان داده شده ، به سوی فلایویل به حرکت در می آورد .

حرکت یاتاقان کف گرد در این جهت ، موجب آزاد شدن نیروی فنر که صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل را به هم فشار می دهد ، می گردد و باعث می شود که صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ بچرخد ، زیرا با این عمل صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور می شود.

 

 

نمای برش خورده يك كلاچ

 

شکل زیر یک نوع مجموعه دو شاخه کلاچ را نشان می دهد . امتداد این دو شاخه از پهلوی محفظه کلاچ بیرون می آید و معمولاً دور سوراخی که دو شاخه از آن بیرون می آید یک گرد گیر وجود دارد که با نیروی یک فنر در جای خود نگه داشته می شود . در داخل محفظه ، یک پیچ سر کروی قرار گرفته که یک اتصال سیبکی به وجود می آورد و دو شاخه کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامی که پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند . این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ جلو و عقب برود ، کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامیکه پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند .

این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ به جلو و عقب برود .

 

 

 

 

 

 

وقتی یاتاقان کف گرد کلاچ به عقب و جلو حرکت کند ، با انگشتی های کلاچ ( اهرام های خلاص کننده کلاچ ) که تعداد آنها سه عدد می باشد و با فاصله مساوی دور کلاچ قرار    گرفته اند تماس پیدا می کند .  این انگشتی ها حول پین خود حرکت لولای دارند و فشار فنر را می گیرند و باعث می شوند که صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور بشود.

فشار یاتاقان کف گرد به انتهای داخلی انگشتی ها موجب می شود که انگشتی به سمت چپ حرکت کند . با این عمل ، انگشتی حول اتصال سیبکی حرکت لولای می کند و انتهای بیرونی آن به سمت راست حرکت می کند و از طریق یک پایه به صفحه فشاری نیروی وارد         می سازد و آن را به سمت راست حرکت می دهد . با این حرکت ، فنر های مارپیچی کلاچ مقداری جمع می شوند و به این ترتیب فشار از روی سطوح اصطکاکی صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل بر داشته می شود . در ضمن ، وقتی صفحه فشاری از فلایویل دور بشود بین صفحه فشاری و صفحه کلاچ و بین صفحه کلاچ و فلایویل فاصله ای به وجود     می آید . با پیدایش این فاصله ، فلایویل و صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ خواهد چرخید .

 

عمل کلاچ

 

کلاچ به طور قراردادی توسط پدال کلاچ که در مقابل پای چپ راننده قرار می گیرد کار    می کند . پدال کلاچ همیشه توسط فنرهای ، در حالت بالا یعنی در حالت درگیر بودن کلاچ نگه داشته می شود . موقعی که پدال کلاچ فشار داده می شود ، این حرکت به میله ها و    اهرام های منتقل می گردد . ترتیب و طرح این ارتباطات در وسایل نقلیه مختلف متفاوت است و بستگی به شکل و ساختمان شاسی دارد .

الف - فنر کمکی : در بعضی از وسایل نقلیه یک فنر کمکی در نقطه ای از رابطهای کلاچ گذاشته می شود که به برگشتن پدال کلاچ کمک می نماید . این فنر که فنر برگردان پدال کلاچ ( Clutch pedal return spring ) نامیده می شود ، همیشه پدال کلاچ را بالا نگه می دارد و بعلاوه بلبرینگ کف گرد کلاچ را نیز از روی اهرم ها آزاد می کند .

ب- کار خلاء : در بعضی از وسایل نقلیه از یک سیلندر خلاء برای بکار انداختن کلاچ استفاده شده است . در این دستگاه ، نیروی خلاء با وسایلی از مانیفولد گاز (Intake    manifold ) موتور به یک سیلندر وارد می گرد . موقعی که دریچه گاز ( Throttle valve ) کاربراتور بسته باشد ، خلاء موتور به حداکثر مقدار خود می رسد . این نیروی خلاء برای به کار انداختن سیلندر و خلاص نمودن کلاچ مورد استفاده قرار می گیرد .

موقعی که دریچه گاز بسته نباشد ، خلاء تنزل می کند و فنر های تعادل پذیری که در این دستگاه به کار رفته است بر نیروی فنر غلبه نموده و کلاچ را در گیر می کند . بدین طریق موقعی که دنده تعویض می گردد ، رها کردن پدال گاز باعث آزاد شدن و خلاصی کلاچ     می گردد . موقعی که موتور با دور آرام کار می کند ، مثلاً موقعی که وسیله نقلیه متوقف است ، کلاچ خلاص می شود .

 

 

صفحه کلاچ

 

صفحه کلاچ یک طرح بالشتکی (Cushioning device ) دارد که در موقع درگیر شدن کلاچ یک تاثیر بالشتکی یا نرمش بین سطوح درگیر شونده به وجود می آورد . در ضمن ، صفحه کلاچ یک طرح ارتعاش گیر (Dampening device ) نیز دارد که از انتقال ارتعاشات پیچشی موتور به جعبه دنده جلوگیری می نماید .

طرح بالشتکی شامل یک ورقه فولادی فنری ، بریدگی دار ، موجدار است که انتهای کلاچ به آن پرچ می شود . لنت کلاچ (Friction facing  ) غالباً محتوی مقدار زیادی الیاف آسبستوس   ( Asbestos ) می باشد . لنت هر یک از دو طرف تقریباًmm 175/3   ضخامت دارد . این لنت ها توسط میخ پرچ (Rivet ) که از سطح مالش پایین تر قرار می گیرد به صفحه کلاچ متصل می شوند . هر یک از لنت ها به طور مستقل به صفحه فولادی فنری پرچ می شود . و هر میخ پرچ تنها یکی از لنت ها را به صفحه فولادی متصل می کند و از داخل لنت دیگر آزادانه عبور می نماید .

وقتی کلاچ درگیر می شود موج های صفحه ای فولادی کمی متراکم ( صاف ) می شوند و یک اثر بالشتکی یا نرمش بوجود می آورد . طرح ارتعاش گیر چند فنر مارپیچی نیرومند  دارد . این فنر ها بین واشر های محرک پرچ شده به فنر های بالشتکی ، و فلانج توپی    (Hub  flange ) که به توپی صفحه کلاچ (Disk hub )متصل شده ، قرار گرفته اند . با این ترتیب ، توپی صفحه کلاچ از طریق فنر ها به حرکت در می آید . این فنر ها ارتعاشات پیچشی را که در موقع درگیر بودن کلاچ و تغییرات گشتاور موتور در خط انتقال قدرت به وجود می آید مستهلک می نماید . پین های توقف ( Stop pins ) ، حرکت نسبی بین فلانج توپی و واشر های محرک را محدود می سازد . یک حلقه اصطکاکی ریخته گری شده که بین فلانج توپی و واشر های محرک متراکم گشته است با اصطکاکی که دارد از تشدید نوسانات بین فلانج توپی و واشر های محرک جلوگیری می کند . قسمت توپی به صورت هزار خار با شافت کلاچ درگیر می باشد و می تواند روی آن حرکت کشویی داشته باشد .

در بعضی از کلاچ های خاص ، سطوح اصطکاکی صفحه کلاچ از فلز و سرامیک (به جای آسبستوس یا مواد آلی ) ساخته شده است ، شکل زیر

  

 

کلاچی که در شکل بالا نشان داده شده و تشریح گردیده از نوع 9 فنره می باشد . این کلاچ تعداد 9 فنر مارپیچی دارد که در موقع درگیری کلاچ فشار لازم برای تحت فشار قرار دادن صفحه کلاچ به فلايويل را تامین می نماید . در ماشین های سنگین تعداد فنر های نام برده بر حسب نیاز ممکن است از 9 عدد هم بیشتر باشد ولی به طور کلی تمام این فنر ها بر سطح صفحه فشار عمودی می باشند .

انواع دیگری از کلاچ نیز وجود دارد که از آن جمله می توان کلاچ 3 فنره ، کلاچ با فنر دیافراگمی ( Diaphragm-spring clutch )، کلاچ با فنر مارپیچی متحد المحور با شافت کلاچ ، کلاچ با چند صفحه اصطکاکی ( کلاچ چند صفحه ای ) ( Multi –disk clutch ) ، کلاچ گریز از مرکز ( Centrifugal clutch ) ، و کلاچ هیدرولیکی(Hydraulic clutch )  را نام برد .

کلاچ سه فنره

کلاچ سه فنره که در شکل زیر نشان داده شده به جای 9 فنر که در طرح قبلی به کار رفته است ، سه فنر فشاری دارد . این سه فنر به جای این که بر سطح صفحه فشاری عمود باشند نسبت به آن به طور مایل قرار گرفته اند ولی روش کار این کلاچ مانند کلاچ قبلی است .

 

 

How Dual-clutch Transmissions Work 

بيشتر مردم با دو نوع اساسی گیربکس در اتومبیل ها آشنا هستند :

گیربکس دستی : در گیربکس دستی راننده باید ابتدا پدال کلاچ را فشار دهد و بعد از دسته دنده برای تعویض دنده استفاده کند.

گیربکس اتوماتیک : در گیربکس اتوماتیک همه کار ها برای تعویض دنده توسط تورک کنورتور و کلاچ ها  و  مجموعه دنده های سیاره ای انجام می شود .

امروزه گیربکس دیگری بین این دو در دنیا عرضه شده که dual-clutch transmission نام دارد ، که همچنین گیربکس نیمه خودکار  ، گیربکس دستی بدون کلاچ ("clutch less" manual transmission) و گیربکس دستی عمل کننده به صورت اتوماتیک(automated manual transmission) نامیده می شود .

در دنیای ماشین های مسابقه ای گیربکس های نیمه خودکار همچون گیربکس های دستی ترتیبی هر ساله به عنوان قسمت اصلی استفاده می شود . اما در جهان تولید وسایل نقلیه  dual-clutch, or direct-shift gearbox که با طراحی خیلی خاص ، یک تکنولوژی نسبتاً جدیدی است .

در این قسمت توضیح داده خواهد شد که (DCT) چگونه کار می کند و مقایسه آن با دیگر گیربکس ها و این که چرا برخی این گیربکس را برای آینده پیشنهاد می کند.

 

Hands-On or Hands-Off

یک dual-clutch transmission وظیفه دو گیربکس دستی را همزمان انجام می دهد . و مرور طرز کار گیربکس های دستی در درک این مطلب موثر و مفید است . در گیربکس های دستی وقتی راننده می خواهد یک دنده را تعویض کند باید ابتدا جریان نیرو را از موتور به گیربکس را قطع کند (که این کار توسط کلاچ انجام می شود،  یعنی پدال کلاچ را تا ته فشار دهد ) و سپس راننده از دسته دنده برای انتخاب دنده جدید استفاده می کند . در این مرحله دندانه های یک چرخ دنده در حال حرکت با دندانه های چرخ دنده ی دیگر با اندازه های مختلف درگیر می شود . از یک وسیله بنام سنکرونیزه برای match کردن دنده ها و جلوگیری از سایش دنده ها قبل از اینکه درگیر شوند استفاده می شود . حال یک دنده جدید تعویض شده و راننده پدال کلاچ را رها می کند ، که دوباره بین موتور و جعبه دنده و از جعبه دنده به چرخ ها نیرو وصل می شود .

بنابراین در گیربکس دستی معمولی جریان نیرو از موتور به چرخ ها پیوسته نیست (نیروی تحویلی به شفت قطع و مجدداً وصل می شود ) که این مکانیزم با عناوین(shift shock) یا(torque interrupt)  شناخته شده است . نتیجه تعویض دنده برای راننده های بی تجربه به جلو و عقب پرتاب شدن سرنشینان است .

 

 

در طرح dual-clutch transmission از دو کلاچ استفاده شده ، اما بدون پدال کلاچ است . کنترل هیدرولیکی و الکترونیکی پیچیده در کلاچ ها فقط در گیربکس های اتوماتیک استاندارد مورد استفاده قرار می گیرد . در DCT هر چند ، کلاچ ها مستقلانه به کار می افتند . یک کلاچ برای کنترل دنده های (R-1-3-5 ) و دنده های (2-4-6 ) بوسیله کلاچ دیگر کنترل   می شوند . به این گونه قرار گرفتن دنده ها برای تعویض دنده بدون قطع کردن جریان نیرو از موتور به گیربکس می توان بطور مداوم استفاده کرد .

این شبیه کار آن است:

 

راننده می تواند روش کاملاً اتوماتیک را انتخاب کند ، که وظیفه تغییر تمامی دنده ها توسط کامپیوتر انجام می شود . در این مدل راننده یک رانندگی خیلی شبیه به گیربکس اتوماتیک معمولی را تجربه می کند . زیرا در گیربکس DCT یک دنده به ترتیب خارج و در دنده دیگر وارد می شود که تکان ها و لرزش ها در تعویض دنده تقلیل می دهد . خیلی مهم است که ، در تغییر دنده تحت فشار از یک جریان نیروی پیوسته حمایت می شود .

Transmission Shafts and Multi-plate Clutches

یک شفت دو تکه در مرکز گیربکس DCT قرار دارد، که برخلاف گیربکس های معمولی که همه دنده ها بر روی شفت ورودی سوار هستند در گیربکسDCT دنده های شفت ورودی بر روی دو شفت ورودی جدا از هم قرار دارند .

چگونه این ممکن است ؟ شفت خروجی یکپارچه و توخالی است و محفظه در آن تعبیه شده است که شفت ورودی در داخلش قرار گرفته شده ، شفت خروجی توخالی دنده های 2 و 4 را تغذیه می کند در حالیکه شفت ورودی دنده های 1و 3و5 را تغذیه می کند .

شکل زیر نشان دهنده این  است که گیربکس DCT در پنج دنده مرتب شده است توجه نمائید به اینکه یک کلاچ کار دنده های دوم و چهارم را کنترل می کند در حالیکه کلاچ دیگر که مستقل از کلاچ اول است دنده های 1و 3و 5 را کنترل می کند این حالتی است که اجازه     می دهد تا دنده با سرعت زیاد درگیر شود و به صورت پایداری نیرو را ارتباط دهد یک گیربکس معمولی نمی تواند چنین عملی را انجام دهد چرا که برای در گیری همه دنده ها از یک کلاچ بهره می گیرد .

 

به دلیل شباهتی که بین dual-clutch transmissionو گیربکس اتوماتیک وجود دارد ممکن است شما فکر کنید که این گیربکس (DCT ) به تورک کنورتور نیازمند است ( تورک کنورتور قسمتی است که گشتاور موتور را به گیربکس انتقال می دهد) با اینکه DCT به تورک کنورتور نیازی ندارد در عوض بطور معمول در بازار ها گیربکس DCT از یک کلاچ چند صفحه ای روغنی بهره می گیرد یک کلاچ wet نوعی کلاجی است که در آن اجزایی کلاچ با روغن در ارتباط هستند . به جهت کاهش اصطکاک و دمای تولید شده، برخی از کارخانه های سازنده گیربکس های DCT ‌،درصد ارتقای DCT هایی هستند که از کلاچ خشک مثل کلاجی که در گیربکس های معمولی مورد استفاده قرار می گیرد اما همه وسایلی که از گیربکس های DCTبهره می گیرند امروزه از کلاچ های روغنی بهره می گیرند . بیشتر موتور سیکلت ها نیز از یک کلاچ چند صفحه ای روغنی استفاده می کنند .

 

مثل تورک کنورتور ،کلاچ چند صفحه ای روغنی نیز از فشار هیدرولیکی به جهت به حرکت در آوردن دنده ها استفاده می کند سیال ، کارش را در داخل پیستون کلاچ انجام می دهد همانطور که در شکل بالا دیده می شود وقتی کلاچ درگیر است فشار هیدرولیک درون پیستون به فنرهای( حلقه ای) فشار وارد می کند که دیسک ها و صفحات را روی یکدیگر فشار وارد کرده و فیکس می شوند  . صفحات اصطکاکی دندانه های داخلی دارند که هم شکل و هم اندازه سوراخ ها splines یا محفظه کلاچ است در هنگام چرخش این محفظه با مجموعه دندانه هایی که نیرو را انتقال می دهند مرتبط است . کلاچ DCT ، Audi هم یک فنر حلقه ای کوچک دارد و هم ، یک فنر دیافراگمی بزرگ در کلاچ چند صفحه ای روغنی اش دارد .

 

براى خلاص كردن كلاچ، فشار سيال داخل پيستون كم‌شده است. این امر به فنر های پیستون اجازه استراحت می دهد ( فشار برابری دارد ) و در نتیجه فشار روی صفحات کلاچ و دیسک ها بر داشته می شود .

Pros and Cons

خوشبختانه مشخص شده است که چرا گیربکس DCT به عنوان یک گیربکس دستی خودکار طبقه بندی می شود . اصولاً رفتار و عملکرد DCT کاملاً شبیه یک گیربکس معمولی استاندارد است این گیربکس یک شفت ورودی جهت جای گیری دنده ها ، سیستم سنکرونیزه  و یک کلاچ دارد چیزی که DCT ندارد یک پدال کلاچ است ، براى اينكه كامپيوترها، سيم‌پيچ‌ها و هيدروليك تعويض واقعى را انجام مىدهند .

Driver experience تنها یکی از مزایایی متعدد گیربکس DCT است. به دلیل درگیر شدن در 0.008 ثانیه DCT از هر وسیله دیگر موجود در بازار پر شتاب تر است . به دلیل جذب ظربه های ناشی از درگیری دنده بر شفت ها این گیربکس بدون ضربه( یا شوک) به نرمی شتاب می گیرد نرم تر از گیربکس های معمولی و حتی نرم تر از گیربکس های اتومات از همه بهتر این که ( DCT ) به رانندگان حق انتخاب می دهد که برای لذت بیشتر از رانندگی خودشان درگیر کردن دنده ها را بر عهده می گیرند و یا به کامپیوتر اجازه دهند همه این کار ها را انجام دهد .

 

شاید بتوان گفت که بیشتر پیشرفت های انجام شده در DCT به علت بهبود هزینه سوخت صورت گرفته است زیرا نیروی موتور ارسالی به گیربکس قطع نمی شود و کارآیی ( بازده ) سوخت به میزان زیادی افزایش می یابد بیشتر کارشناسان می گویند DCT شش سرعته بازده سوخت را به نسبت یک دنده اتومات 5 سرعته ، 10 درصد افزایش می دهد . بیشتر کارخانه های سازنده خودرو به تکنولوژی DCT علاقمند شده اند با وجود این برخی خودرو سازان در هزینه های ناشی از تغییر خط تولید به منظور ساخت گیربکس جدید محتاط هستند . ممکن است این کار در ابتدا باعث افزایش هزینه ساخت ماشین های مجهز DCT شود که ممکن است خریداران را نسبت به پرداخت این هزینه دلسرد کند .

به علاوه ، تولید کنند گان آماده صرف هزینه های سنگین در جهت بهبود تکنولوژی گیربکس هستند یکی از نمونه هی بر جسته CVT است یک CVT نوعی گیربکس اتومات که از سیستم فولی و یک تسمه یا زنجیر به جهت ایجاد نسبت دنده ها در محدوده وسیعی هستند CVT ها همچنین ضربه را کاهش داده ( هنگام درگیری دنده ) و نسبت بازده سوخت را افزایش می دهند اما از CVT برای انتقال گشتاور زیاد در ماشین های سنگین نمی توان استفاده کرد .

DCT ها این مشکل (انتقال گشتاور زیاد) را ندارند و برای ماشین های سنگین مناسب هستند. در اروپا ، گیربکس های معمولی به دلیل بازده سوخت و ایجاد گشتاور دلخواه ، ترجیح داده می شوند برخی پیش بینی کرده اند که DCT می تواند 25 درصد بازار را تسخیر کند فقط 1 درصد ماشین ها در سال 2012 در غرب اروپا با CVT تولید خواهد شد  

Past, Present and Future

 مردی که dual-clutch gearbox را اختراع کرد یکی از پیشگامان مهندسی صنعت اتومبیل بود . Adolphe Kégresse مشهورترین شخص است که کامیونت ها را توسعه بخشید وسیله ای که با لاستیک های بسیار زیاد ساخته شده بود تا پای به زمینهای ناهموار و هر نوع مسیری بگذارد در سال 1939 ، Adolphe Kégresse ایده ساخت dual-clutch transmission به ذهنش رسید و او به طور افسانه واری آرزو داشت که درCitroënاستفاده شود اما بدبختانه سود بیشتر در تجارت جلوی پیشرفت در آینده را گرفت.

 

 

 اخیراً Daimler-Chrysler از ماشینی پرده برداری کرده که رویا ی شما را در داشتن وسیله ای با فرمان پذیری و قدرت بالا در سر بالای ها را محقق کرده است . این جیپ با توانایی چرخش کامل به دور خود با موتور HEMI engines  ساخته شده که تاکنون هیچ ماشینی با این ویژگی ساخته نشده است . با توانای دور در جا ، این جیپ تنها ماشین دارای این ویژگی است.

 

Jeep Hurricane concept car

در این قسمت به کار های محیرالعقولی که این ماشین قادر به انجام دادن آنها ست نگاه خواهیم کرد . و با مفهوم واقعی خودرو های آینده جیپ آشنا خواهیم شد .

این جیپ معنای واقعی خودروی فوق العاده است. یقیناً آن برای رانندگان متوسط پیشنهاد نمی شود . طبق گفته (Trevor Creed  ) نایب ریس ارشد طراح گروه کرایسلر این جیپ واقعاً مانور پذیر ترین و لایق ترین و قویترین خودرو(چهار چرخ محرک)که تا به حال ساخته شده است .

حال آنکه هیچ طرحی برای تولید Hurricane وجود نداشت . به گفت Zetsche .Dr ساختمان نیروی محرک عقبی Hurricane در سال 2005 در Detroit آمریکا به نمایش گذاشته شد .

این طرح نهایی جیپ بهترین مدرک بر تسلط شرکت جیپ بر جاده های ناهموار است ... با دیدن توانای های این جیپ دیگر تصور داشتن ماشین همه کاره ،و یا با تمام خصوصیات یک وسیله نظامی مشکل نخواهد بود.

 

 Hurricaneچیزی بیش از یک جیپ سوپر است. این جیپ نماینگر توانایی های مهندسین طراح اش در بکار بردن تجهیزاتی اضافی ((it does have two HEMI engines با وظایف متعدد است (تکنولوژی جدید به Hurricane  امکان استفاده از تعدادی کمی سیلندر به اندازه 4 سیلندر را ممکن ساخته است ).

در قسمت بعد خواهیم دید که چرا Jeep Hurricane این اندازه بی نظیر است .

 

                                                                                       HEMI Squared

 

برای بسیاری از علاقه مندان به صنعت اتومبیل HEMI engine بیانگر اوج قدرت امریکاست. بنابراین چه چیزی بهتر از گذاشتن HEMI در جیپ است.  

 

 

نظر شما راجع استفاده از دو HEMI در یک جیپ چیست. در طرح Jeep Hurricane     یک موتور5.7 لیتری  HEMIدر جلو، با توانایی تولید 335 اسب بخار و گشتاور370 فوت پوند ، ودر قسمت عقب هم همین موتوربا همین ویژگی را دارد . که در مجموع 670 اسب بخارتوان تولیدی و 740 فوت پوند گشتاور است.

 

5.7-liter HEMI Magnum V-8 engine

بازدهی سوخت ( مصرف سوخت) اولین موضوعی نیست که به ذهن هواداران جیپ برسد اما داشتن دو موتور HEMI پر سر و صدا برای به حرکت در آوردن ممکن است  بیهوده به نظر برسد . کرایسلر در جهت رضایت عمومی از یک سیستم (multi-displacement system) درHurricane استفاده کرده است. این سیستم به ماشین اجازه می دهد که نیمی از سیلندر ها را موقعی که به نیروی زیادی لازم نیست غیر فعال کرد . وقتی که شما از یک جاده لغزنده گل آلود یا کوهی با سراشیبی بیش از 50 درجه بالا می روید همه 16 سیلندر ( 8 تا موتور عقبی و 8 تا موتور جلویی) شروع به تولید نیرو کنند . اگر شما در جاده های بیابانی رانندگی می کنید ممکن است برای گذر از این مسیر به 12 سیلندر احتیاج داشته باشید . بنابراین 4 سیلندر از یکی از  دو موتور از کار می افتند .

در جاده های حومه شهر نیاز به قدرت زیادی نیست پس 4 سیلندر دیگر نیاز از کار می افتند و فقط هشت سیلندر کار می کنند و در نهایت در بزرگراهها با سرعت(تقریباً(97kph که به قدرتی کمتر از 20 اسب بخار نیازمند است  یکی از موتور ها بکلی از کار می افتد و تنها 4 سیلندر یکی از موتور ها کار می کند تمام این کار ها ( بازی کردن سیلندر ) بدون دخالت راننده ، بصورت اتوماتیک صورت می گیرند و بزحمت قابل تشخیص توسط راننده هستند. Hurricane توانش را به solid split axlesتوسط یک دیفرانسیل مرکزی که با هر چهار چرخ ارتباط دارد ، گشتاور به صورت خودکار توزیع می شود. ( در قسمت بعدی به توضیحاتی در این مورد می پردازیم.)

در این سیستم برای هر چرخی بطور مجزا یک شفت محرک (  driveshaft) جداگانه بجای یک میل شفت مرکزی وجود دارد . اگر شما به ماشین پر قدرتی در اتوبان که با سرعت زیادی در حرکت است دقت کرده باشید خواهید دید که شکل و شمایل آن خیلی پیچ  تاب دار است و یا یکی از چرخ هایش از روی زمین بلند می شود این به علت این است که هر دو چرخ از یک شفت محرک نیرو می گیرند و یا بدلیل افزایش نیرو در یک سمت است که باعث بلند شدن سمت دیگر می شود . در Hurricane یک  split-axleطراحی شده که بر روی هر چرخ بطور جداگانه نیرو وارد می شود که باعث افزایش قدرت کششی ماشین می شود .

Jeep Hurricane: Facts and Figures

• Engine: Two 5.7 liter, 8-cylinder HEMI engines
• Horsepower: 670 hp
• Torque: 740 ft-lb
• Transmission: 5-speed automatic
• Curb Weight: 3,850 lbs (1,746 kg)
• Length: 151.8 inches (385.6 cm)
• Width: 80 inches (203.2 cm)
• Wheelbase: 108.1 inches (274.6 cm)
• Wheels: 20x10 inches (51x25 cm)
• Tires: 305/70R20 (all four)
• 0-60 mph (97 kph): 4.9 seconds

انقلابی در فرمان ماشین (Revolutionary Steering)

 

فرمان پذیری Hurricane's نمونه شگرفی از طراحی مهندسی در قسمت های این ماشین است . فرمان این ماشین چند گانه است ( هر چهار چرخ فرمان پذیری مستقل دارد) بدین معنی که هر چرخ می تواند مستقل از چرخ دیگری بچرخد.

 

در این بخش شما می توانید  طراحی split-axle  ، Hurricane را ببینید . هر اکسل می تواند بچرخد در همان سمتی که ایجاد می کند نیروی رو به پایین به هر چرخ بصورت همزمان.

در حالت استاندارد چرخ های عقب بر خلاف جهت چرخ های جلو می چرخند تا شعاع دوران را کم کنند . و فرمان پذیری بهتری را ایجاد کنند .

در حالت دوم (بعدی) چرخهای عقب در همان جهت چرخهای جلو می چرخند بدین معنی که Hurricane توانایی "crab-steer را دارد . به هر سمتی می تواند حرکت می کند بدون اینکه سمت ظاهری آن تغییر کند .

در روش سوم استفاده از مکانیزم  "T-Box Zero Steer"است ، که به هر چرخ امکان چرخش در جهت های متفاوتی را می دهد بنابراین آنها را یک در میان قرار داده اند .

نتیجه ؟  Jeep Hurricaneتوانایی چرخش با شعاع دوران صفر درجه را دارد Hurricane واقعاً می تواند در جای خود بچرخد

(The Hurricane can actually rotate in place).

 

                                                             Zero Steer

 Pure Performance

شما نمی توانید  در Jeep Hurricaneظاهر خیلی لوکسی پیدا کنید . در طراحی این ماشین بیشترین توجه روی کارایی اش بوده است . بدنه یک تکه این ماشین از ساختار فیبر کربن سبک وزن ساخته شده است که استحکام شگفت انگیزی را برای مقاومت آن عرضه می کند. این استحکام به بدنه اجازه می دهد تا روی شاسی بشیند بجای استفاده از یک بدنه ساده( سنتی ) . همه قسمت های موتور ، دیفرانسیل و سیستم ترمز دقیقاً به بدنه متصل است . صفحات ترمز Hurricane آن نیز آلومینیومی است همچنین ارتباط بدنه و شاسی در سطح زیر خودرو نیز آلومینیومی است .

اتاق این ماشین فقط برای دو نفر کافی است ، هیچ دری برایش تعبید نشده است ( سقف و میله محافظی ندارد )

 

 

مهندسین کرایسلر برای طراحی نهایی این خودرو شروع بکار شدند. اگر چه هنوز تولید اولیه Hurricane آغاز نشده است یک نمونه اولیه کامل از آن تولید شده و شرکت کرایسلر اجازه انحصاری تولید را تا زمانیکه آنرا به بهترین شکل در آورند گرفته اند حال آنها می دانند که این سیستم به خوبی کار می کند تکنولوژی این جیپ در آینده ای نزدیک در نمایشگاه انحصاری جیپ به نمایش گذاشته خواهد شد.   

 

 مطالب و عکسهای جدید از گیربکس اتوماتیک

دیفرانسیل

 

اگر اتومبیل همیشه بر روی خط راست حرکت می کرد و احتیاجی به پیچیدن نبود لزومی نداشت از دیفرانسیل استفاده کنیم و انتقال نیرو می توانست به شکل های مختلف انجام گیرد .

در سر پیچ ها و جاده های ناهموار (یا وقتی که چرخ ها در گِل یا برف گیر می کند ) چرخ های سمت چپ و سمت راست اتومبیل مسافت های متفاوتی را طی می کند . اگر این چنین نبود یعنی چرخ ها دوران مساوی داشتند یکی از چرخ ها ( چرخی که مسافت کمتری را طی می کند ) در روی جاده سر می خورد تا هماهنگی لازم در چرخ ها ایجاد شود که در این حالت خطرات و خسارت های زیاد به اتومبیل وارد می شد مانند سائیدگی لاستیک ها افزایش می یابد و در سرعت های زیاد خطر انحراف اتومبیل زیاد است . برای رهایی از دست چنین مشکلاتی نیاز به مکانیزم است که بتواند دوران چرخ ها متناسب با مسیری را که طی می کند تنظیم کند این مکانیزم دیفرانسیل خواهد بود .

قسمت های یک دیفرانسیل ساده :دنده پنیون ،دنده کرانویل ، هوزینگ ، دنده های هرز گرد ، دنده های پولوس

 

 

وظایف دیفرانسیل :

1- تقلیل سرعت 2- تغییر جهت نیرو ( جزء در خودرو های که موتور شان به صورت عرضی قرار دارد ) 3- تقسیم نیرو بر چرخ ها  4- تنظیم دور در سر پیچ ها ( دور زدن در سر پیچ ها )

1- تقلیل سرعت : برای ازدیاد کشش اتومبیل ، دیفرانسیل بایستی گشتاور زیادی را به چرخ ها انتقال نماید مثلاً دور موتور های بنزینی در حدود 6000  RPM و دور موتور های مسابقه در حدود 750RPM چنین دور قبل از انتقال به چرخ ها باید به اندازه ای لازم تقلیل یابد . تقلیل موجود در دیفرانسیل به وسیله پینیون و کرانویل صورت می گیرد ، چنانچه اگر تعداد دنده های پنیون و کرانویل را مساوی انتخاب کنیم هیچ تغییر کوپلی در این قسمت نخواهیم داشت . ولی شرایط ایجاد می کند توان منتقله به چرخ ها دارای سرعت کم و نیروی زیاد باشد به نسبتی که بخواهیم سرعت در دیفرانسیل کم شود بایستی تعداد دندانه های کرانویل نسبت به پنیون را بزرگتر انتخاب نماییم برا ی مثال : دیفرانسیل فولکس واگن 1200 را در نظر می گیریم که تعداد دندانه های چرخ دنده های پنیون و کرانویل به ترتیب 8 و 35 می باشد .

 

2- تغییر جهت نیرو :

تغییر اساسی که دیفرانسیل در خط نیرو انجام می دهد تغییر و تبدیل نیرو است که به وسیله پنیون و کرانویل ( مکانیزم انتقال و تبدیل نیرو صورت می گیرد ) چون خط محرک و محور خروجی گیربکس در امتداد طول اتومبیل قرار گرفته اند و محور های محرک چرخ های عقب ( میل پولوس ها ) در امتداد عرضی اتومبیل واقع شده اند لازم است از مکانیزم استفاده شود که نیرو را تحت زاویه 90 درجه بر چرخ های محرک اتومبیل منتقل نماید که این بوسیله درگیری پنیون و کرانویل صورت می گیرد .

 

  

3- تقسیم نیرو بر چرخ ها :

زمانیکه اتومبیل در خط مستقیم و در جاده مسطح حرکت می کند هر دو چرخ محرک دوران مساوی داشته و در این شرایط نیروی از پنیون به کرانویل منتقل می شود از طریق بدنه دیفرانسیل به دنده های هرز گرد و از آنجا به دنده های سر پولوس و در نتیجه به چرخ ها میرسد ( در این حالت برای سادگی مطلب می توان فرض کرد که دنده های هرز گرد به دنده های سر پولوس جوش خورده اند بنابراین دور چرخ ها مساوی بوده و هر کدام دورانی به اندازه کرانویل خواهند داشت

4- تنظیم دور ( دور زدن در سر پیچ ها ) :

حرکت اتومبیل در سر پیچ ها باعث دوران دنده های هرز گرد نسبت به محور شان می شود و در نتیجه سرعت دورانی پولوس ها مساوی نخواهند بود . مثلاً هنگام گردش چرخ داخلی پیچ تحت قوه ثقل و سنگینی اتومبیل و فشاری که در اثر این عوامل به آن وارد می شود می خواهد کمتر حرکت کند ولی چرخ خارجی که آزادی بیشتری دارد شروع به حرکتی بیش از چرخ داخلی می کند موقعی که فشار به چرخ داخل وارد شد چون ارتباط هوزینگ به وسیله هرز گرد با دنده های پولوس مربوط شده اند دنده هرز گرد که سعی می کند با نیروی وارده چرخ سمت داخل را بچرخاند موفق نشده و در نتیجه شروع به چرخش به دور خود می کند بدون این که نیرو را به چرخ داخل پیچ منتقل نماید و به همین نسبت سرعت چرخ داخل پیچ کمتر از چرخ خارج پیچ می شود این عمل تا زمانی ادامه دارد که عکس العمل قوه ثقل روی چرخ داخل پیچ فشار می آورد و به مجرد این که اتومبیل در مسیر مستقیم قرار گرفت نیروی ثقل از چرخ داخل برداشته شد ، هرز گرد متوقف می شود و دوباره پولوس تابع چرخش کرانویل خواهد شد.

انواع دیفرانسیل در خودرو ها:

1- دیفرانسیل ساده 2- دیفرانسیل چهار چرخ محرک 3- دیفرانسیل کمک دار 4- دیفرانسیل بدون لغزش

1- دیفرانسیل ساده :

اغلب خودرو ها مجهز به دیفرانسیل از نوع ساده هستند . در بعضی از خودرو ها دیفرانسیل در روی محور محرک جلو و در بیشتر موارد روی محور محرک عقب قرار دارد .

 

2- سیستم چهار چرخ محرک :

اغلب خودرو های سبک دارای دو چرخ محرک هستند ، ممکن است دو چرخ عقب محرک باشد و یا دو چرخ جلو محرک باشد . وقتی جاده پوشیده از برف ، یخ و گل است ، سطح جاده لغزنده می شود در این وضعیت چرخ های متحرک اصطکاک لازم ( چسبندگی ) با سطح جاده را ایجاد نکرده و یکی از دو چرخ متحرک و یا هر دو آنها لغزش می کنند لغزش چرخ های متحرک روی چرخ های محرک و دیفرانسیل نیز تاثیر گذارده و در محفظه هرزگرد ها نیز تغییر دور به وجود می آید .

هر گاه همه چرخهای خودرو محرک باشند ، چرخ ها چسبندگی بهتری با سطح جاده به وجود آورده و عمل کنترل خودرو و شرایط رانندگی در جاده ساده تر خواهد بود . دلیل اینکار توزیع بار خودرو روی چهار چرخ و استفاده از آن در نیروی کشش همه چرخ هاست.

خودرو های چهار چرخ محرک هم روی سواریها( لندروور، رنجرور ،لندکروز و غیره) وهم در روی خودرو های نظامی ( جیب و....) و در بعضی ماشین های باری( بنز 911 ، ایفا ،..) کاربرد دارد.

معمولاً از محرکه چهار چرخ در شرایط اضطراری و لغزنده بودن جاده استفاده می شود و برای رانندگی طولانی نباید از این حالت استفاده نمود . در حال استفاده از محرک چهار چرخ باید جعبه دنده در دنده سنگین باشد برای درگیر نمودن چرخ های آزاد جلو یا سیستم انتقال قدرت ،اهرم تعویض دنده دیگری وجود دارد که در صورت لزوم میل گاردان جلو را با جعبه دنده کم کم در گیر می نماید .

3- دیفرانسیل کمک دار

دیفرانسیل کمک دار در سیستم انتقال قدرت خودرو های سنگین حمل و نقل و راهسازی و غیره کاربرد دارند . دیفرانسیل های کمک دار به صورت دوبل ،تریبل و خورشیدی وجود دارد .

در دیفرانسیل دوبل دو پنیون و دو کرانویل وجود داشته و تقلیل دور در دو مرحله انجام می شود . این دو به طور ثابت و بدون تغییر است . در دیفرانسیل دوبل تقلیل دور یکبار به صورت کم و بار دیگر به صورت زیاد تر انتقال می یابد . در نوع تریبل ( سه گانه ) دیفرانسیل مجهز به سیستم تعویض دنده است و در موقعی که نیروی کششی کافی نباشد ، راننده با فشردن دکمه ای ، بطور الکتریکی یا بوستری ، ماهکی را حرکت داده و حالت دوم و سوم در آن ایجاد می شود .

دیفرانسیل های خورشیدی هم مانند دوبل عمل می کنند ، با این تفاوت که مرحله دوم آن به طور اختیاری، وسیله راننده به وجود می آید .

در این نوع دیفرانسیل یک مجموعه خورشیدی وجود دارد که دنده کرانویل به دنده رینگی پیچ شده و قفسه ؛محفظه دنده هرزگرد ها متصل می شود . در صورت به کار انداختن سیستم خورشیدی ، دنده خورشیدی ثابت شده و در کرانویل از دنده رینگی به قفسه و از آن به پولوس ها منتقل می شود .

وقتی دیفرانسیل در حال تقلیل دور یا افزایش گشتاور است ، دنده خورشیدی ثابت ،دنده رینگی محرک و قفسه متحرک بوده و با نسبت ID=ZC/ZR=ZR+ZS/ZR گشتاور خروجی افزایش و دور خروجی کاهش می یابد .

 

جهت نیرو در دیفرانسیل خورشیدی

با ثابت شدن دنده خورشیدی جهت نیرو به شرح زیر است :

پینیون ← کرانویل ← رینگی ← قفسه ← محفظه هرزگرد ها ← محور هرزگرد ← دنده هرزگرد ها ← دنده سر پولوس ← پولوس

ID=ZK/ZP×ZC/ZP=ZK/ZP×ZS+ZR/ZR                       

دنده خورشیدی با نیروی پوستر حرکت به راست نموده و با نگهدارنده ثابت در گیر شده و می شود .

4- دیفرانسیل های بدون لغزش

یکی از معایب دیفرانسیل های معمولی آن است که وقتی یکی از چرخ ها در جاده ای لغزنده و کم اصطکاک قرار بگیرد ،این چرخ با سرعت زیاد چرخش نموده و همه نیروی میل گاردان از طریق همین چرخ مصرف شده و چرخ دیگر هیچگونه نیروئی را انتقال نمی دهد .

خاصیت دیفرانسیل آن است که گشتاور یکسانی را به هر دو محور محرک انتقال دهد . حال اگر یکی از چرخ ها در سطح لغزنده ای سریعاً بچرخد ، چرخ دیگر هیچ گونه نیروی را انتقال نخواهد داد .

در این گونه موارد معمولاً خودرو ، بی حرکت مانده و برای انتقال قدرت ، باید حرکت چرخی که سریع می گرد به نحوی کندتر شود تا نیرو به چرخ دیگر نیز منتقل شود .

ایجاد اصطکاک زیاد تر بین چرخ لغزان و زمین لغزنده عمل نسبتاً دشواری است ، و لذا در خودرو ها پر قدرت و پیشرفته از دیفرانسیل های بدون لغزش استفاده می کنند .

دیفرانسیل های بدون لغزش به دو صورت قفل شونده خودکار و یا نوع اصطکاکی ساخته می شود در نوع کلاج مخروطی بین چرخ دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل قار می گیرد ، بین کلاج مخروطی و دنده ها ، فنر های قرار دارد که سطوح مخروطی را به هم می فشارد . به این ترتیب نیروی اصطکاکی بین دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل بوجود می آید ، این نیرو با هر گونه اختلاف دورانی که بین پولوس ها به وجود آید مقابله می کند . البته این نیرو آنقدر زیاد می باشد که در سر پیچ ها مانع تقلیل دو چرخ داخل پیچ و یا افزایش دور چرخ خارج قوس گردد . در روی سطوح اصطکاکی و مارپیچ دنده درشتی برای عبور روغن می باشد در نوع دیگر از صفحه کلاج استفاده شده است . در این طرح صفحات دیسک در روی شیار های بدنه دیفرانسیل و صفحه کلاج ها در روی شیار های قطعه ای که متصل به پولوس هست قرار دارند .

آخرین صفحه دیسکی که بین دنده و صفحات قرار دارد ، صفحه فنری است ( فنر موج دار ) که در موقع سوار کردن مجموع صفحات ، با پیش فشار معینی جمع شده و نیروی محوری به صفحات وارد می کند . با این طرح صفحه کلاج ها بین رینگ های جانبی ( که به طور هزار خاری با پولوس درگیر هستند ) و بدنه دیفرانسیل به حالت فشرده قرارگرفته و پولوس ها با بدنه دیفرانسیل عملاً یک پارچه می شود در این طرح هم ، نیروی فنر طوری محاسبه شده که در پیچ ها مزاحمتی برای کاستن از دور داخل پیچ ، و یا افزایش دور چرخ خارج پیچ فراهم نمی شود . ممکن است از فنر لوله ای هم در نوع کلاج دار استفاده شود

کارخانه کرایسلر (Chrysler corporation)

 

جعبه دنده های تورک فلایت (کرایسلر ،دوج ایمپریال ، پلی موث )

این جعبه دنده در سال 1960 ارائه گردید و در طرح های جدید اتومبیل کرایسلر با موتور 6 سیلندر مایل به کار برده شد و به نام جعبه دنده تورک فلایت 6 سیلندر یا A-904 نامیده شد . در سال 1962 پوسته جعبه دنده از حالت چدنی به شکل آلومینیومی تبدیل گردید و تطابق داده شد با موتور های 8 سیلندر Vشکل ( V-8) و به نام جعبه دنده تورک فلایت8 سیلندرA-727 نام گذاری گردید . بنابراین در حال حاضر هر دو نوع جعبه دنده A-904 و A-727 جزء تولیدات رایج کارخانه کرایسلر می باشد و هم چنین جعبه دنده A-904 در موتور های کوچک هشت سیلندر Vشکل نیز به کار برده شده است . مسیر جریان قدرت باند و کلاچ آن به طور خلاصه مطابق جدول 1 می باشد . اشکال 1و 2 مقایسه آن دو را نشان می دهند .

جعبه دنده تورک فلایت دارای مبدل گشتاور 3 عنصری و مجموعه دنده های خورشیدی 3 سرعته می باشد . مبدل دارای نسبت گشتاوری 2 تا 2/2 به 1 می باشد که متناسب با نوع کاربرد موتور آن طراحی شده است . در وضیعت حرکت D مسیر قدرت بعد از مبدل به دنده 1 یا نسبت دنده 1 : 45/1 و بالاخره به دنده 3 یا دنده مستقیم با نسبت 1:1 تعویض می گردد .

 

اهرم قلاب پارک	کلاچ یکطرفه	باند دنده 1وعقب	باند دنده دو	کلاچ عقب	کلاچ جلو	دنده	وضیعت
درگیر	بدون حرکت	آزاد	آزاد	آزاد	آزاد		پارکP
آزاد	بدون حرکت	درگیر	آزاد	آزاد	درگیر		عقب R
آزاد	بدون حرکت	آزاد	آزاد	آزاد	آزاد		خلاص N
آزاد	درگیر	آزاد	آزاد	درگیر	آزاد	یک	حرکت D
آزاد	یکطرفه	آزاد	درگیر	درگیر	آزاد	دو
آزاد	یکطرفه	آزاد	آزاد	درگیر	درگیر	سه
آزاد	یکطرفه	آزاد	درگیر	درگیر	آزاد	دو	2
آزاد	درگیر	آزاد	آزاد	درگیر	آزاد	یک
آزاد	درگیر	درگیر	آزاد	درگیر	آزاد	یک	1

 جدول 1 مسیر اختصاری جریان قدرت جعبه دنده های تورک فلایت A-904 وA-727

 

سیستم های کنترل دریچه گاز و دنده معکوس جعبه دنده به طور مکانیکی کار می کنند که توسط اتصالات خارجی به کاربراتور متصل می باشند .

برای افزایش شتاب سیستم های تعویض معکوس 3 به 1 و 3 به 2 را دارا می باشد و بدون در نظر گرفتن وضعیت سرعت اتومبیل با اطمینان امکان پذیر می باشد و این تعویض ها متناسب با گشتاور موتور طراحی شده است با بسته بودن دریچه گاز تعویض معکوس 3 به 1 انجام می گردد .

وضعیت (2) فقط تعویض 1 به 2 را دارا می باشد و جعبه دنده در دنده 2 باقی می ماند و در وضعیت (1) جعبه دنده فقط در دنده 1 کار می کند و در سر بالایی ها و سرازیر های تند به کار می رود . تعویض دستی از وضعیت (D)به (1) در سرعت زیاد ، ابتدا جعبه دنده به طور خودکار تعویض معکوس به دنده 2 را انجام می دهد تا این که سرعت اتومبیل آهسته گردد و سپس برای جلو گیری دنده یک آماده می گردد . زمانی که دنده یک در گیر می شود جعبه دنده تعویض مستقیم را ندارد . علائم اهرم انتخاب وضعیت به ترتیب P-R-N-D-2-1  می باشد . در تولیدات سال 1966 به بعد پمپ عقب جعبه دنده تورک فلایت حذف گردیده است و برای راه اندازی و روشن نمودن موتور نمی توان از هل دادن استفاده نمود .

برای خواندن ادامه مطلب به کتاب گیربکس های اتوماتیک نوشته ماتیاس اف.برج چا -ترجمه مهندس پرویز هاشمی مراجعه کنی

موتورهای Homogenous Charge Compression Ignition) HCCI)

امروزه تکنولوژی طراحی موتورهای احتراق داخلی به سمتی میل می کند که از مقدار مشخصی سوخت حداکثر استفاده را بنماید و آلودگی را نیز تا حد ممکن کاهش دهد. در این راستا موتورهای مختلفی از جمله Hybrid, GDI, CNG و HCCI طراحی و ارائه شده اند در این بین موتورهای HCCI طرح نوین و کارآامدی است که نظر محققین زیادی را به خود جلب کرده است.

اولین تجربه در زمینه موتورهای HCCI به سال 1979 برمی گردد که آقای Onishi یک رفتار احتراقی شبیه موتورهای SI و CI ارائه نمود؛ این موتور که یک موتور بنزینی دو زمانه با خاصیت کارکرد در شرایط مخلوط سوخت و هوای رقیق بود ، Active Thermo Atmosphere Combustion (ATAC) نامید.عکسبرداریهای با سرعت بالا نشان داد که در احتراق ATAC چند نقطه اشتعال خود بخودی بدون انتشار شعله، به وقوع می پیوندد. در همان سال آقای Naguchi یک احتراق خودبخودی را در موتورهای بنزینی دو زمانه مطرح نمود که فرآیند احتراق آن به نام Toyota_Soken Combustion (TS) معروف گشت. در این احتراق نیز نقاط زیادی در مرکز محفظه احتراق شروع به اشتعال خودبه خودی می نمود و سپس یک انتشار سریع شعله در پی آن صورت می گرفت. در سال 1994 این مدلها پیشرفت زیادی نمود و تحقیقات در مورد آن در بازه های مختلف کارکردی انجام پذیرفت و به نام HCCI شهرت یافت.

 

اساس کارکرد موتورهای HCCI:

این موتورها مکانیزمی شبیه به موتورهای بنزینی (SI) دارند یعنی سوخت و هوا با هم مخلوط شده و به داخل سیلندر وارد می شوند ولی در این سیستم دیگر برای شروع احتراق از سیستم جرقه استفاده نمی گردد، مخلوط هوا و سوخت متراکم می گردد تا پیش واکنشها با بالا رفتن دمای مخلوط ، انرژی اولیه جهت احتراق را فراهم نمایند و مخلوط محترق گردد؛ بطور ساده می توان گفت که این سیستم آمیزه ای از موتورهای بنزینی و دیزلی می باشد و از مزایای هر دو آنها برخوردار است. این موتورها مانند موتورهای دیزل از مزیت نسبت تراکم بالا استفاده می کنند که به همین دلیل دارای بازده بالایی هستند و همچنین مانند موتورهای بنزینی NOx پایینی دارند. علت پایین بودن NOx به خاطر این است که مخلوط خیلی رقیق بوده و دمای کل فرآیند احتراق پایین می آید.از مزایای ديگر اين سیستم ها عدم وجود تراتل است که خود موجب حذف افت توان ناشی از تراتل می گردد و طول زمان احتراق کوتاه می باشد که باعث افزایش توان می گردد.

از مشکلات موجود در راه توسعه این موتورها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

-1 استارت یا روشن شدن بد موتور: از آنجاییکه این موتورها رقیق سوز می باشند روشن شدن آنها عموماً به سختی صورت می پذیرد.

-2 کنترل نامناسب روی فرآیند احتراق: از آنجاییکه شروع احتراق در این موتورها بدون حضور شمع و بصورت خود بخودی صورت می پذیرد، همچنین نسبت استوکیومتریک در این موتورها کمتر از 0.5 بوده و باعث فرآیند ) misfiringخفگی احتراق) می شود، کنترل این موتور را امری مشکل می سازد.

شايان ذکر است که نسبت استوکیومتریک عبارت است از نسبت سوخت به هوای واقعی به نسبت سوخت به هوای تئوری که برای موتورهای بنزینی در حدود 1 می باشد.
در زمینه اين موتورها تحقيقات فراوانی در نقاط مختلف دنیا صورت می گیرد که عمده آنها در ژاپن متمرکز است و جدول زیر خلاصه اين فعاليتها را بصورت آماری نشان می دهد:

 

 

خودروهای هيبريدی (Hybrid Vehicles) 

 

• مقدمه

امروزه با توجه به آلودگي‌هاي ناشي از خودروها و محدوديت‌هاي سوخت فسيلي، كارخانه‌هاي خودروسازي گام مهمي در مقابله با اين امر برداشته‌اند كه از جمله آنها می توان به خودروهاي هيبریدي (Hybrid Vehicle)، تکنولوژی پيل سوختي (Fuel Cell)، موتورهای با پاشش مستقيم‌ بنزيني (GDI)، موتورهاي HCCI و خودروهاي دو گانه سوز (Bifuel) اشاره کرد.

بازده بالا، آلايندگي كم، مسافت قابل پيمايش بالا، ايمني مطلوب و قيمت قابل رقابت با خودروهاي متداول از جمله ويژگيهاي حائز اهميت برای خودروهای هيبريدی است. بسياری از خودروسازان بزرگ مبادرت به توليد اين خودروها در سطحی گسترده نموده‌اند. در اين  قسمت به شمای كلي از نحوه عملکرد، حالتهای كاركردی، مزايا، معايب و تقسيم‌بندی سيستم‌هاي مختلف خودروي هيبريدي خواهيم پرداخت.

• تاريخچة خودروی هيبريدی

يك مهندس آمريكائی به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 يك ماشين هيبريدی ساخت كه قادر بود در طي 10 ثانيه تا 25 مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبی از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدی شناخته مي‌شود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پیشرفت سریع موتور های احتراق داخلی با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنین قابلیت استارت بدون هندل آنها  و از همه مهمتر پايين بودن قیمت سوخت های فسیلی و مطرح نبودن آلودگی محیط زیست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد. در پي بحرانهای نفتی سالهای 1970 دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال 1990 که كار اصولی با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، این خودروها به طور جدی پیگیری نشدند.

امروزه خودروهاي هيبريدی مورد توجه كمپانيهای بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله مي‌توان به شركتهايی مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشی، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدی چشمگير بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتدای سال 2000 بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپانی تويوتا به فروش رسيده است.

·             ویژگیها

خودروهاي هيبريدی، نوع تعميم يافته خودروهاي برقی خالص مي‌باشند كه معايب خودروهاي برقي خالص تا حدود زيادی در آنها برطرف گرديده است و مي توان گفت معايب خودروهای احتراق داخلی نيز تا حدودی در آنها برطرف شده است. از مزايای مهم اين خودروها نسبت به خودروهای احتراق داخلی، كاركرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطة بهينه خود كار می ‌كنند كه اين امر باعث بالا رفتن بازده موتور و كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت می ‌گردد و ديگر اينكه به هنگام ترمزگيری و يا شتاب منفی، انرژی به صورت الكتريكی در باتری ها ذخيره می ‌شود و همين امر باعث كاركرد كمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتيجه منجر به كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت می‌گردد. به عنوان مثال تويوتا پريوس (Toyota Prius) با موتور ۴سيلندر۱۵00سی سی مصرف سوختی معادل ۲/۴ ليتر در ۱۰۰ کيلومتر دارد.  مزیت دیگر اين خودروها نسبت به خودروی برقی خالص، قابليت پيمودن مسيرهای طولانی در هر بار شارژ كردن باتری مي‌باشد.

سيستمهاي ذخيره سازي انرژي :

خودروهای هيبريدی از ساختارهاي مختلفی برخوردارند. اما الزاما يك خودروی هيبريدی از يك سيستم ذخير ساز انرژی، يك واحد توليد قدرت و يك سيستم انتقال قدرت تشكيل شده است. انتخابهای اوليه برای سيستم ذخيره ساز انرژی باطريها، خازنها و فلايويل‌ها هستند. اگر چه باطريها عمده‌ترين انتخاب در اين زمينه مي‌باشند اما تحقيق بر روی زمينه‌های ديگر ذخيره‌سازی انرژی آغاز شده است. باتری ها، بدلیل ارزان و تجاری بودن و نداشتن قسمتهای متحرک اولين وسيله ذخيره انرژی و همانطور که گفته شد متداولترين است اما بزرگترین عیب شان عمر كوتاه آنها می باشد. البته باطريها با تكنولوژی جديد بسيار گران مي‌باشند و امروزه تعداد زيادي از باطريهاي جديد در حال توسعه هستند.

 

انواع خودروهاي هيبريدي :

با توجه به ساختار كنترلی و طريقه اتصال اجزاء به يكديگر، خودروهای هيبريدی به سه نوع سری، موازی و سری- موازی تقسيم‌بندی مي‌شوند.

 سيستم هيبريدي سري :

در اين دسته از خودروها موتور احتراق داخلی يك ژنراتور را مي‌چرخاند و اين ژنراتور، هم باطری را شارژ می كند و هم يك موتور الكتريكي را به حركت درمي‌آورد و بدین صورت انتقال قدرت صورت می گيرد. در اين ساختار موتور احتراقی مستقيم به سيستم انتقال قدرت وصل نمی ‌شود.

اين سيستم به خاطر اين سری ناميده می ‌شود كه قدرت، به صورت سری به چرخ‌ها منتقل مي‌گردد و از آن برای رانش موتورهای با قدرت كم و با رنج كاركرد بهينه استفاده می شود.

سيستم هيبريدی موازی :

در اين نوع سيستم، موتور احتراقي و موتور الكتريكی به صورت موازی چرخها را به حركت درمی ‌آورند. در اين سيستم موتور الكتريكی توسط باطری و موتور احتراقي توسط منبع سوخت فسيلي مستقيما تغذيه می گردند. در اين حالت ژنراتور حذف شده و باطری با تغيير حالت موتور الكتريكی به ژنراتور شارژ می ‌گردد. از آنجائيكه این سيستم فقط يك موتور دارد موتور الكتريكي نمی‌تواند همزمان هم باطری را شارژ كند و هم باعث رانش چرخها گردد. يك تصوير ساده از اين سيستم در ذيل نشان داده شده است.

سيستم هيبريدی سری ـ موازی:

اين طرح بگونه ای است كه می‌توان از آن در شرايط مختلف به صورت هيبريد سري يا موازي استفاده نمود. در اين سيستم با بهره‌گيری از فن‌آوری پيشرفته امكان استفاده از سيستم احتراقي و سيستم الكتريكي بطور جداگانه و همزمان وجود دارد. به اين ترتيب در مواقع شهری كاملا الكتريكی و بدون آلودگی و در سرعتهای بالا و در محدوده برون شهری می ‌تواند بطور مستقل احتراقی و يا تركيبی از دو سيستم باشد. در مواقعي چون شتابگيری سريع، هر دو سيستم با هم عمل می‌كنند. چنين ايده‌ای فقط بكمك يك فن‌آوری مدرن در يك خودرو سواری قابل اجراست. معمولا چنين سيستمهايی از نوع تركيبی هستند و با بهره‌گيری از يك استراتژی كنترلی مناسب عملا همراه با فراهم آوردن عملكرد مناسب، سطح شارژ باطريها نيز در حد خوبی نگهداری می ‌شود بدين ترتيب اين خودرو می ‌تواند چه در شهر و چه در جاده به يك خودروي متداول تبديل گردد. در اين سيستم دو موتور الكتريكي وجود دارد كه بسته به شرايط مي‌تواند تركيبی از آنها به كار آيند و قابليت تبديل به ژنراتور را نيز دارند. اين سيستم در خودرو Prius و Estima شرکت تويوتا استفاده شده است

 

          مشخصات عمومی:

 

     - سیستم مبدل:

      سیستم مبدل 8mm ،سری 3300 برای پیش بینی ارتعاش ماشین و موقعیت شافت یا دیگر قسمت های ماشین است که پروب (میله پتانسیل حسگر) به آنها متصل است.

 [این دستگاه دارای قابلیت جستجو ومسیریابی تا فاصله 8 میلی متر بوده و مدل 3300 این

سری ز دستگاه ها است.]

سیستم شامل یک  پروکسیمتر (شرح داده میشود) ، یک پروب ( سیمی که دارای یک میله

پتانسیل به عنوان حسگر است.)و یک سیم رابط.

 

     دستگاه مبدل  ، از طریق سنس کردن  (دریافت) امواج از شکاف میان صفحه میله پروب و هشدارهای یک سطح رسانا ،ارتعاشات و موقعیت نسبی را تعیین و پیش بینی میکند.این سیستم در واقع یک ولتاژ منفی متناسب با فاصله شکاف تولیدمیکند.این علائم (سیگنال های ارسالی)

ولتاژ ممکن است  نمایان  شود ،  در یک  مانیتور ، دستگاه های  قابل حمل سنجش  یا وسایل شناسایی  خطا  که  برای  مشخص کردن  ارتعاشات  شعاعی (تابشی ) ، محل  تنش محوری ، پارامترهای متغیر و انواع دیگر پارامترهای نظارت به کار می روند.

 

     مشخصه دستگاه مبدل 3300 ، مشتمل بر یک ساختمان محکم که در یک محفظه دارای

اتصال زمین،رابط فولادی ضد زنگ و  مقامت دمایی  بسیار  خوب هم برای پروب و هم برای کابل اتصالی. این سیستم کاملا متناسب (مطابق)  یا حتی فراتر از نیازهای رابط برنامه کاربردی

670 در خیلی از سطوح ساخته شده است.

 

      - اجزا تشکیل دهنده دستگاه:

 

      دستگاه مبدل اندازه 8mm سری 3300 ،از یک پروکسیمتر ،پروب،و یک کابل اتصال تشکیل شده است.

 

 

 

*پروکسیمتر:

[پروکسیمتر یک مدار الکترونیکی دارای حفاظ بوده که به عنوان یک حسگر شناسایی بدون تماس به کار می رود.]

پروکسیمتر از مداری الکترونیکی که، به منظور تولید سیگنال  فرکانس های شعاعی (تابشی) ، مشخص کردن کاهش توان و تولید یک ولتاژ ورودی که  متناسب با شکاف سر پروب است،

تشکیل  شده  است.  پروکسیمتر  برای  کابل 5m    (16.4 ft)  یا  هم کابل  به طول 9m

(25.5 ft) ، درجه بندی ( کالیبره)  شده است.کابل درجه بندی  شده  در  یک  مقیاس معین دارای درجات  به هم  پیوسته  میله  پروب  و کابل اتصال دهنده می باشد. پروکسیمتر در یک محیط ایزوله ساخته  شده  است که  از آن  محافظت می کند  و هم  از  طریق  اتصال  به زمین اختلالات  ممکن  را  کاهش  میدهد  .  پوشش  محافظ   بدنه  پروکسیمتر  بوسیله  کابل  های کواکسیالی تقویت شده تا از آسیب های ناشی از افتادن دستگاه پیشگیری شود.

 

*پروب:

[ از نظر تعاریف  الکترونیکی  پروب  به قطعه مشخصی اطلاق نمیشود، هر نوع وسیله ای که براساس ارسال فرکانس امواج عمل میکند که پس از بازتابش بوسیله دستگاه دیگری دریافت شود به عنوان پروب می باشد و گاهی اوقات به آن میله پتانسیل نیز می گویند.]

میله پروب به عنوان حسگر دستگاه است.  محل قرار گیری آن نیز  نزدیک سطح شافت(یا هر قسمت دیگر که موردنظر است) که از این  طریق میتواند از شکاف میله نوک پروب ( قسمت

رسانا میله) و  سطح  شافت  عمل شناسایی  و  سنس کردن را انجام دهد.پروب به شکل های متفاوت و متناسب با کاربردهای گوناگون آن و به منظور حفاظت تاسیسات موجود می باشد.

 

      پروب  به شکل یک فنر سیمی بوده که قطر تقریبی آن 5mm (0.2 in) . یک پوشش محافظ  از جنس  سولفید  پلی  فیلین (PPS) قطر آن  را  تا  حدود 8mm (0.315 in)

افزایش می دهد . پوشش  محافظ  باعث ایجاد  مقاومت مکانیکی و حفاظت در مقابل آسیب های محیط اطراف می شود.  پروب  300 قابلیت  استفاده  در فشار حداکثر 0.69 MPa

(100 PSi) .  در ساخت  هادی  پروب  از تکنیک های  ویژه ای  استفاده شده تا در زمان استفاده استحکام مناسب  داشته باشد .  پروب  به صورت حفاظ دار یا بدون حفاظ و همراه با فیش های اتصال دهنده بر روی هادی پروب موجود می باشد.

 

*کابل اتصال دهنده:

این کابل پروب را به پروکسیمتر وصل می کند.و طول اتصال الکتریکی را می تواند از 5m

(16.4 ft) تا 9m (29.5 ft) افزایش دهد. کابل اتصالی   و میله پروب هر دو دارای یک لایه پوشش به عنوان  محافظ  ،غلاف بیرونی که یک لایه عایق از جنس تفلون به آن افزوده شده است.این نوار پوششی مشابه پوشش فلزی ضد زنگ نیست که بر روی کابل مشابه سوار شده است .  نوار  پوششی  بخش داخلی کابل را  از  بریدگی  و سایشی  که  ممکن  است از مشکلات اتصال به زمین ناشی شود ،محافظت می کند.

 

      - دستگاه چگونه کار می کند:

     

       دستگاه مبدل 8mm سری 3300  ،براساس  جریان  چرخش و به  منظور تعیین مقدار فاصله ی میان نوک میله پتانسیل(پروب) و سطحی که مقابل آن است ،بکار می رود.

 

      پروکسیمتر ، سیگنال هایی (امواجی) با فرکانس  رادیویی کم  انرژی  تولید می کند. این امواج رادیویی بوسیله کابل اتصال به سیم پیچی که درون نوک میله پتانسیل است رسانده می شوند. وقتی که هیچ ماده ی  رسانایی میان  دامنه امواج  رادیویی  نباشد تا نوک میله را احاطه کند،در واقع تمام انرژی آزاد شده  به  ناحیه  احاطه کننده  میله بر میگردد ( یعنی به پروب بر میگردد.) وقتی یک سطح  رسانا در نزدیکی  میله پروب  قرار گیرد  ،امواج رادیویی ، جریان کوچکی به صورت چرخش بر روی  سطح ایجاد می کنند. این جریان چرخش ، انرژی تلف شده امواج قابل اندازه گیری را  تولید میکند.در نزدیک ماده هدف گیری شده ،بخش زیادی از انرژی تلف  میشود.  دستگاه  به کار برده شده  این انرژی از  دست رفته را به صورت ولتاژ خروجی نشان می دهد.

 

ولتاژ خروجی  پروکسیمتر  ،طولی  متناسب  با  عرض  محدوده  روی  شکاف میله دارد. این محدوده اجازه می دهد که خطای  مجاز عرض شکاف در خلال نصب پروب (میله پتانسیل) استفاده شود و اجازه دهد که وضعیت تنش محوری اندازه گیری شود. دستگاه مبدل 8mm

سری 3300 ،دارای یک محدوده  خطی  قابل اندازه گیری 2mm (80 mils) است که تقریبا از 25mm (10 mils) فاصله از سطح پروب تا 2.28mm (90 mils) فاصله تا سطح پروب است. حساسیت دستگاه نسبت به فاصله شکاف یا انحراف ( شیب ) منحنی منظم ولتاژ   خروجی   شکاف    ،7.87 V/mm (200 mV/mil)  است  که  قدرت   تحلیل (تشخیص) بالایی  برای  اندازه  گیری  فاصله  انحراف  فراهم  می آورد.  دستگاه دقت اندازه گیری را تا یک محدوده ای  دمایی حفظ می کند. جبران کردن حرارت ترکیب شده با اجزا دستگاه ،  عملکرد  مطمئنی  از دستگاه را  تقریبا در  تمامی  محیط های  موجود برای استفاده ماشین فراهم می آورد.

 

ارتعاشات در ماشین های صنعتی

     - آنالیز ارتعاشات :

      امروزه ارتعاشات  ماشین های دوار  به عنوان مطمئن ترین روش  برای تشخیص عیب

موردنظر قرار گرفته است و دستگاه های مربوط به اندازه گیری ارتعاشات و ثبت وآنالیزآن

توسعه زیادی یافته اند.

حرکات ارتعاشی قسمت های گوناگون ماشین آلات صنعتی عمدتا از نوع ارتعاشی واداشته

می باشند. این حرکات ارتعاشی یا توسط عوامل درونی ماشین در حال کار تولید می شوند

ویاآنکه در نتیجه نیروهایی است که از بیرون به دستگاه وارد می شوند.

البته در عمل ارتعاشات قسمت های مختلف ماشین، نتیجه وبرآیند هردو نوع می باشند.

 

- متداولترین عوامل ایجاد ارتعاش در ماشین های دوار عبارتند از:

1- عدم تعادل جرمی 

2- عدم هم محوری در کوپلینگ ها

3- محورهای خمیده

4- چرخ دنده های سائیده شده

5- یاتاقان های سائیده شده و خراب

6- تماس موتور با قسمت های ساکن   

7 - نیروهای الکترومغناطیسی

8- نیروهای هیدرولیکی و آیرودینامیکی و کاویتاسیون

9- لقی

10-  تشدید

 

     - نکات موجود در اندازه گیری ارتعاشات:

    1- بهترین نقاط اندازه گیری ارتعاشات ماشین های دوار یاتاقان های دستگاه هستند،زیرا

یاتاقان ها فصل مشترک دستگاه با محیط می باشندوارتعاشات از طریق یاتاقان به بخش مورد

نظر می رسد. همچنین آسیب پذیرترین عضو ماشین آلات عمدتا ، یاتاقان  می باشد.

2- اندازه گیری را می توان در جهات مختلفی در هر نقطه انجام داد. لذا با توجه به تجربه می

توان این اندازه گیری را در دو جهت  یا فقط یک جهت انجام داد.

3- بین سه عامل جابه جایی ،سرعت و شتاب ،مقدارسرعت برای سنجش ارتعاش توصیه شده

است. در یاتاقان های ژورنال ،جابه جایی شافت نسبت به یاتاقان اندازه گیری می شود. برای

تشخیص عیب گیربکس هایی که دارای دورهای بالا هستند ، شتاب عامل گویا تری است.

4- سنسورهای ارتعاشات می تواننداز نوع تماسی یا غیرتماسی باشند.

سنسورهای غیرتماسی بر مبنای امواج الکترومغناطیسی ، ارتعاش محورها را اندازه می گیرند.

این سنسورها  بر روی یاتاقان  محکم  شده و تحت  حرکت ارتعاشی یاتاقان  قرار دارند  ولی

همواره  فاصله  نسبی شافت  از یاتاقان را اندازه می گیرند. در مواردی که اندازه گیری دائمی

در ماشین آلات حساس کارخانه مدنظر باشد، از این نوع سنسورها استفاده می شود.

سنسورهای تماسی بوسیله آهن ربا و یا پیچ به یاتاقان دستگاه متصل شده که جابه جایی مطلق

اتاقان را اندازه می گیرند. این سنسورها برای یاتاقان های بلبرینگی مناسب هستند.این سنسور

ها معمولا سرعت و شتاب نقاط را اندازه می گیرند.

5- در مورد  انتخاب حسگر ها  باید  به  حساسیت و  محدوده  دینامیکی توجه داشت. سازندگان

سنسورها حساسیت مناسب برای انتخاب سنسور را ذکر نموده و کاربرد سنسور را نیز مشخص

 می نمایند.

6- سنسورها باید در فرکانس های مختلف دارای حساسیت یکسان باشند تا تمامی دامنه های

مربوط به فرکانس های مختلف را درست اندازه بگیرند.

7- معمولا حوزه فرکانسی شتاب سنج های پیزوالکتریک (از نوع تماسی) وسیعتر وحساسیت

آنها در این حوزه وسیع ثابت می باشد.

8 - گاهی اوقات با استفاده از فیلترهایی می توان بخش فرکانسی مطلوب ارتعاشات را آشکار

کرده و بقیه فرکانس ها و دامنه های مربوطه را حذف نمود.

9- از عوامل موثر بر تعیین دوره های زمانی برای اندازه گیری لرزش و تعداد دفعات اندازه

گیری و ثبت ارتعاشات می توان به حساسیت دستگاه وتعدادنفرات  نیروی انسانی متخصص

و امکانات موجود اشاره کرد.

 

موضوع ارتعاشات اهمیت بسیار زیادی در ماشین های صنعتی است.

مطالبی که بیان شد بطور کاربردی در صنعت کشور مانند پتروشیمی بکار میرود.

امیدوارم مفید بوده باشد.

نظر یادتون نره

ممنونم.

 

 

یاتاقان

شاتون یک کلمه فرانسوی است (Chatom) به همان شکل در زبان فارسی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و معنای آن عبارتست از میله‌ای که در موتور