مقاله تولید برق گیرهای فشار قوی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله تولید برق گیرهای فشار قوی دارای ۶۳ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تولید برق گیرهای فشار قوی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله تولید برق گیرهای فشار قوی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله تولید برق گیرهای فشار قوی :

سیستم برقگیر میله ای
سیستم برقگیر میله ای از روشهای سنتی برای مقابله با صاعقه است که از زمان فرانکلین مورد استفاده بوده و بر اساس هدایت بار الکتریکی صاعقه به زمین عمل می‌نماید. صاعقه یکی از پدیده های قدرتمند ومخرب دنیای طبیعی است که سطح ولتاژ آن تا ۱۰۰ میلیون ولت در هر ضربه می‌رسد. ضربات صاعقه به تجهیزات شبکه های قدرت یکی از عوامل جدی خطر و آسیب برای شرکتهای برق و مصرف کنندگان می‌باشد. در بعضی از مناطق آمریکا بخصوص مناطق جنوب شرقی ، صاعقه یک پدیده تقریباً روزانه است ، اما تابحال امکان پیش بینی و کنترل این پدیده وجود نداشته است. در سالهای اخیر فناوری پیش بینی و رهیابی توسعه یافته و شبکه ملی آشکار سازی صاعقه NLDN هنوز برای رهیابی صاعقه بیش از پیش تأکید دارد زیرا این امر می‌تواند در شبکه های حمل و نقل هوایی ، دریایی و فضانوردی بسیار موثر واقع گردد.

برق‌گیر یا رسانای آذرخش
برق‌گیری یا رسانای آذرخش، ساختمان‌های بلند را از یورش آذرخش (صاعقه) مصون می‌دارد. یک رسانای آذرخش ازیک نوار مسی کلفت تشکیل شده است که نوک‌های فلزی تیزی دارند و در بالای بلندترین قسمت ساختمان کار گذاشته می‌شود. این نوار را به تیغه فلزی بزرگی که در اعماق مرطوب زمین زیر ساختمان مدفون گشته است متصل می‌کنند.
این رسانا مسیری را برای شارش بار الکتریکی از بالای ساختمان به زمین فراهم می‌کند.

نشست تدریجی بار مثبت از نوکها (تخلیه الکتریکی از نوک‌های تیز بهتر انجام می‌شود) بسوی ابرها و شارش الکترونها از برق‌گیر به زمین، از انباشته شدن انبوه بار روی بلندترین بخشهای ساختمان جلوگیری می‌کند. اگر این تخلیه الکتریکی از نوکها و از طریق برق‌گیری صورت نگیرد تخلیه ناگهانی بار «آذرخش» صورت خواهد گرفت. شارش ناگهانی و بسیار عظیم بار که آذرخش روی می‌دهد آن قدر انرژی دارد که می‌تواند خسارتهای جدی به ساختمان وارد کند.

ایمنی از اصول مهم خلقت و راز دوام و بقای جهان طبیعت است . حفاظت موجودات زنده کره زمین از پرتوهای لایه ازن ، دفاع فیزیکی پوست بدن و مقابله شیمیایی گلبولهای سفید خون در مقابل میکروبهای مضر ، از نمونه های پدیده ، ایمنی و حفاظت در آفرینش هستند . انسان متمدن امروز این قانون طبیعی را در مهار نیروها و مصنوعات ماشینی خود تجربه نموده

است . هر واحد صنعتی و شبکه برقی ، که استفاده از سیستم ایمنی و حفاظت را نادیده گرفته باشد ، دیر یا زود از میدان رقابتهای صنعتی دنیا ، عقب مانده و از دور خارج می شود . لذا با پیشرفت صنعت و پیچیدگی روز افزون تجهیزات و سیستم ها ، وجود قوانین و مقررات و همچنین تجهیزات لازم جهت رعایت موارد ایمنی و حفاظـت ، از اهمیـت بیشتری برخوردار میشود . امروزه انرژی الکتریکی جای خود را به عنـوان یک انرژی برتر تثبیت کرده است ، و با پیشرفت صنایع و کارخانجات و مصرف کننده ها ، لزوم افزایش توان انتقالی بیش از پیش شده است و این خود مستلزم صرف هزینه ها و تجهیـزات لازم و کارآمد جهت ارائه خدمـات انتقال انرژی به صورت دائـم و مستمر و بدون خطر و با کیفیت مطلوب می باشد . و این مهم بدون

حفاظت و مراقبت از تجهیزات و امکانات پرهزینه مورد بهره برداری در صنعت برق حاصل نمی شود . بیشتر تجهیزات به کار رفته در صنعت برق بویـژه پستها ، دارای هزینه بسیار بالایی هستند ، لذا آسیب دیدگی این تجهیزات ازیکطرف موجب تحمیل هزینه های سنگین بر صنعت برق می شود و از طرف دیگر تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده ها را دچار اشکال می کند . اضافه ولتاژهایی نظیر اضافه ولتاژ ناشی از رعد و برق ، کلید زنی و اضافه ولتاژهای موقت که از بوجود آمدن آنها در سیستم به طور کامل نمی توان جلوگیری کرد موجب بروز مشکلاتی می شونـد . این گونه مشکـلات در نقاطی از شبـکه ، کـه سطـح عایـقی تجهیزات کمتر از مقدار اضافه ولتاژ باشد به وجود می آید . حال اگر از سطح عایقی بالا برای

تجهیزات و سیستم استفاده کنیم ، مشکلاتی از جمله سرمایه گذاری زیاد ، افزایش حجم تجهیزات و غیره را به دنبال خواهد داشت . لذا برای کاهش سطح عایقی تجهیزات و کم کردن هزینه ، بایستی اضافه ولتاژها را کنترل و به زمین هدایت نمود . این کار با استفاده از تجهیزاتی همچون برقگیرها محقق می شود . از طرف دیگر نصب برقگیرها در شبکه ها نیاز به

آشنایی کامل با انواع برقگیرها ، بررسی و تحلیل اصول کار و ساختمان آنها ، عوامل موثر در بروز اشکال در این تجهیزات و نحوه انتخاب و محل نصب آنها می باشد . با پیشرفت تکنولوژی ساخت مقاومتهای وابسته به جریان ، بتدریج مقاومتهایی ساخته شده که در ولتاژ نامی جریان اندکی از خود عبور می دهند . با ساخت این مقاومتها گام بزرگی در جهت کنترل اضافه ولتاژهای شبکه اعم از تخلیه جوی ، ولتاژهای موقت و کلید زنی برداشته شد . این تجهیزات هر چند وظیفه حفاظت شبکه در مقابل اضافه ولتاژها را دارند ولی بروز اشکال در این

تجهیزات علاوه بر هزینه بالا جهت تهیه و نصب آنها ، همواره شبکه های توزیع و انتقال کشور را ساعت ها به حال خاموشی فرو برده اند که در پاره ای از موارد خسارت وارده از این ناحیه خیلی بیشتر از هزینه نصب و نگهداری این ادوات می باشد . طرز کار و ساختمان برقگیرهای فشار قوی در طی دو دهه اخیر با دگرگونی و تحول کامل روبرو شده است . نوع ابداع شده خصوصیات کاملاً متفاوت از نوعهای گذشته را دارا می باشد . در حال حاضر ساخت نوع قدیم منسوخ گشته ، کلیه کارخانجات سازنده به تدریج و در طی دو دهه ، از سال ۱۹۸۰ خط تولید خود را به نوع جدید تغییر داده اند .

ساخت و استفاده از برقگیرهای نوع جدید در حالی معمول گشته است که بسیاری از خصوصیات و پدیده های این نوع برقگیرها به طور دقیق و روشن شناخته نبوده ، دستورالعمل های انجام آزمایشات و انتخاب آنها در استانداردهای مختلف کاملاً قطعی نمی باشد .
ضرورت استفاد ه از برقگیرها

معمولاً وقتی درباره یک سیستم برق رسانی می اندیشیم ، اجزای چشمگیر آن ، از قبیل نیروگاههای بزرگ ، ترانسفورماتورها ، خطهای فشار قوی و غیره به ذهنمان می آیند . در عین حال که این اجزاء قسمت اصلی یک سیستم برق رسانی را تشکیل می دهند ، بسیار اجزای ضروری و جالب نیز در سیستم وجود دارند . از جمله سیستم حفاظت و ایمنی ، که وجود آنها در یک سیستم لازم و ضروری می باشد .

اساس کار دستگاه LCM آنالیز هارمونیک سوم موجود در جریان نشتی پیوسته برقگیر است.برخلاف سیستم های اندازه‌گیری موجود که بر اساس آنالیز هارمونیکها است ، LCM به هارمونیکهای موجود در ولتاژ سیستم حساس نیست ، زیرا با استفاده از یک پروب میدان الکتریکی که بر روی فلنج انتهایی برقگیر تحت آزمایش بسته می‌شود هارمونیکهای موجود در ولتاژ سیستم بوسیله پروب میدان جدا شده و خنثی می‌شوند. بنابراین نتایج اندازه گیری کاملاً مستقل از هارمونیکهای موجود در ولتاژ سیستم است. رابطه بین هارمونیک سوم جریان و اندازه مولفه مقاومتی جریان با اندازه گیری های انجام شده روی انواع مختلف وریستورهای ZnO به اثبات رسیده است. با لحاظ کردن این رابطه در روش اندازه گیری LCM مستقیماً به صورت مولفه مقاومتی جریان نشتی برقگیر نشان داده می‌شود.

تاثیرات جریان نشتی خارجی ( از روی بدنه برقگیر ناشی از وجود آلودگی روی آن)حذف شده و خطای قابل ملاحظه ای بر روی مقدار متوسط جریان نشتی اندازه گیری شده ایجاد نخواهد شد.
سیستم های حفاظت صاعقه به دو گروه تقسیم بندی می‌شوند :
۱ـ جمع آوری ضربه های صاعقه.

۲ـ پیش بینی ضربه های صاعقه.
میله های برقگیر فرانکلین به عنوان جمع کننده محسوب می‌شوند بدین صورت که ضربه های صاعقه را در مجاورت خود جذب می‌نمایند. سیستم انتقال بار CTS یک سیستم جلوگیری کننده است و مانع از پیشروی جرقه های صاعقه می‌گردد.

بعبارتی دیگر ارزیابی مکانیزم عملکرد سیستم DAS نشان می‌دهد که این سیستم بطور ساده همان نظریه رد شده فرانکلین برای میله های برقگیر است که با خنثی نمودن بار الکتریکی ابرهای صاعقه ای از تشکیل صاعقه جلوگیری می‌نمود. اگر چه این میله ها احتمال ضربه ها را کاهش می‌دهنداما این اثر غیرقابل پیش بینی است برای اینکه بتوان نتایج سیستم های DAS , CTS را در حفاظت صاعقه ارزیابی نموده و در مورد وسعت محدوده قابل حفاظت تصمیم گیری نمود لازم است که درباره اثرات فن آوری این دو سیستم اندازه گیری های سازمان یافته و علمی‌انجام دهیم.

بعضی از مشتریهای استفاده کننده از فن آوری CT راضی هستند به طوری که در جنوب شرق آمریکا مشکلات متعددی در خصوص رعد و برق هست و کاربرهای این سیستم . استفاده از آن را مورد تاکید قرار داده اند. شرکت برق Auburndale دارای ژنراتورهای بوده و در منطقه ای قرار گرفته که میزان صاعقه در آن بالاست ودستگاهها بایستی ۴تا۶ صاعقه سنگین را در روز تحمل نمایندکه در بعضی موارد به خاموشی های ۱۲ تا ۲۴ ساعته منجر شده است. پس از استفاده از سیستم DAS برای مهار کردن (محدودسازی ) جریانهای صاعقه در سال ۲۰۰۰ فقط یکبار در طول طوفانها و صاعقه خاموشی داشته اند و مهندسین اتاق کنترل از این موضوع متعجب شده اند که صدمه ای به دستگاهها وارد نشده است. آنها مصمم هستند که دستگاههای بعدی را نیز به سیتم DAS مجهز نمایند تا تعداد ضربه های صاعقه را از ۶ به یک کاهش دهند .چنین تجربه مشابهی نیز در Lexington که منطقه پر صاعقه ای است نیز اتفاق افتاده است.

در آنجا نیز با استفاده از سیستم DAS هزینه های سنگین صدمه دیدن تجهیزات بواسطه صاعقه را کاهش داده اند و از کاربرد این سیستم راضی هستند. در گزارش Ayers امده است که قبل از استفاده از این سیستم صدمات ناشی از صاعقه در طول یک دوره پنج ساله بین ۲۵/۱ تا ۵/۱ میلیون دلار بوده حال آنکه پس از استفاده از سیستم DAS این رقم به ۵۰۰۰ دلار کاهش یافته است.

اما کارایی فناوری انتقال بار صاعقه ،بحث انگیز بوده ونظر منتقدین بر این است که این سیستم مانع از وقوع صاعقه نمی‌شود ضمن اینکه هزینه نصب آن نیز گران است این اختلاف نظرها ادامه داشته تا اینکه در سالهای اخیر انجمن IEEE تصمیم گرفت که یک استاندارد برای سیستمهای انتقال بار صاعقه ارائه نماید.
به طور خلاصه این سیستمها در مقابل ضربه های صاعقه نمی‌توانند به طور کامل عمل حفاظت را انجام دهند زیرا روش معینی برای اندازه گیری یا اثبات درستی کار این دستگاه ها وجود ندارد. البته خبرهای دریافت شده از مشتریهای کاربرد این تجهیزات هنوز جالب است. منتهی خود مهندسین برق سیستمهای قدرت هستندکه باید از دستگاههای خود در مقابل صاعقه حفاظت و مراقبت بنماینداگر چه این کار با اطمینان کامل، دست نیافتنی است، لذا آنها باید تلاش کنند تا ضربه های صاعقه تا حد امکان کاهش یابد که در این راه سیستم DAS یا CTS می‌تواند به آنها کمک کند.

بررسی برقگیرهای اکسید فلزی در حالت بهره برداری عادی
عملکرد صحیح برقگیرها برای داشتن قابلیت اطمینان بالا در سیستم های انتقال فشار قوی و توزیع بسیار حائز اهمیت است.
در مورد برقگیرهای اکسید فلزی ( Metal Oxide Surge Arrester) وضعیت آنها را با استفاده از دستگاه نشان دهنده جریان نشتی LCM[1] در حین کار می‌توان وارسی نمود. این وسیله اطلاعات مهمی‌را در مورد قابلیت اطمینان عملکرد برقگیر در اختیار استفاده کننده قرار می‌دهد. از آنجا که LCM در برابر شرایط جوی کاملاً محافظت شده است ، می‌تواند برای اندازه گیری جریان نشتی برای مدت طولانی نیز مورد استفاده قرار گیردو با استفاده از آن یک فرصت مناسب برای بدست آوردن تاثیرات هرگونه شرایط گذرا بر میزان مولفه مقاومتی جریان نشتی به دست آید.

مقادیر اندازه گیری شده یا از روی صفحه نمایش خوانده شده یا با کامپیوتر شخصی ( PC ) برای نسخه برداری یا نمایش گرافیکی فرستاده می‌شود. در حالت مونتورینگ بلند مدت ،مقدار متوسط مولفه جریان مقاومتی در هر دقیقه ، ساعت ، روز ، ماه و سال در حافظه LCM ذخیره می‌شود.
روش کار

برقگیر اکسید فلزی بطور پیوسته جریان نشتی کوچکی را عبور می‌دهد .مولفه مقاومتی این جریان نشتی زمانی که تنش های متفاوتی به برقگیر اعمال می‌شود افزایش می‌یابد که این باعث فرسودگی ودر نهایت سبب معیوب شدن برقگیر می‌شود. اندازه گیری مولفه مقاومتی جریان نشتی پیوسته ،روش دقیقی برای چک کردن وضعیت برقگیر در حال کار به دست می‌دهد.

سیستمهای حفاظتی جایگزین بجای روش سنتی میله های برقگیر ، سیستم انتقال بار الکتریکی CTS[2] وسیستم استهلاک بار الکتریکی DAS[3] میباشند. اصول کار سیستمهای انتقال بار الکتریکی CTS بر طبق نظر جری کر و کولوبلدر که از صاحبنظران موضوع صاعقه هستند بر این استوار است که یک نقطه تیز با میدان الکترواستاتیکی قوی می‌تواند الکترونهایی از مولوکولهای هوای اطراف را که یونیزه شده اند هدایت نماید. پتانسیل این نقطه بیش از ۱۰ کیلوولت نسبت به نقاط اطراف می‌باشد.
سیستم DAS از هزاران نقطه تیز تشکیل گردیده که بر روی سازه ای نصب می‌شوند و در شرایط ابری و طوفانی نقاط یونی فراوانی در فضا ایجاد نموده و بدین ترتیب احتمال تشکیل مسیرهای جریان بار صاعقه را کاهش می‌دهند. در واقع سیستم DAS بعنوان یک محدودساز میدان الکتریکی عمل می‌نماید.

انتخاب مشخصات مناسب برقگیرها
انتخاب برقگیرها و تعیین مشخصات مناسب آنان با توجه با خصوصیات شبکه و سطح ایزولاسیون داخلی تجهیزات فشار قوی صورت می پذیرد. برقگیرها به منظور محافظت ایزولاسیون داخلی در قبال ولتاژهای موجی تخلیه جوی و قطع و وصل به کار برده می شوند. به همین علت ضروری خواهد بود منحنی ولت- ثانیه یا ولتاژ قابل تحمل ایزولاسیون داخلی تجهیزات فشار قوی در قبال ولتاژهای موجی و بخش ثابت و مشخص منحنی فوق تحت عنوان BIL، همچنین دامنه اضافه ولتاژهای تخلیه جوی و قطع و وصل ظاهر شده در شبکه بدون وجود برقگیر و سایر خصوصیات شبکه از جمله دامنه اضافه ولتاژهای موقت و نسبت های و و غیره در دسترس باشند. تعریف ایزولاسیون داخلی و خارجی در تجهیزات فشار قوی و روش رسم منحنی ولت- ثانیه و سطح قابل تحمل BIL و سطح محافظت P.L به طور مشروح در فصل هفتم کتاب: «ایزولاسیون و طرح ایستگاه های فشار قوی» آورده شده است که می توانند مورد مطالعه قرار گیرند.

تعاریف لازم به منظور انتخاب مشخصات مناسب برقگیرها
طبق آنچه که در فصل قبل بررسی نمودیم برقراری شرایط تخلیه در برقگیرها بر طبق منحنی ولت-آمپر غیرخطی مقاومت ها صورت می پذیرد. بخشی از منحنی فوق به طور مداوم تحت ولتاژ فرکانس ۵۰ واقع بوده، جریان ناچیز فرکانس ۵۰، تحت عنوان جریان نشتی به طور دائم در مقاومت ها برقرار می باشد. در بخش فوق ولتاژ واقع بر برقگیر همواره کمتر از ولتاژ مبنا بوده، می باشد. بخش دیگر منحنی به منظور برقراری بارهای تخلیه جوی به زمین به کار می رود. شرایط برقراری جریان در این بخش ها تنها در قبال ولتاژهای تخلیه جوی و قطع و وصل

برای فاصله زمانی کوتاه چند میکروثانیه تا چند میلی ثانیه فراهم می شود. در این بخش از منحنی می باشد. هنگامی که جریان نشتی فرکانس ۵۰ همواره در فاصله A، و جریان موجی کوتاه مدت همواره در فاصله B شکل ۲-۱ برقرار شوند، کار برقگیر ایده آل بوده، عمر و دوام آن حداکثر خواهد بود. به عبارت دیگر جریان نشتی و تغییرات قابل ملاحظه آن در قبال اضافه ولتاژهای موقت (فرکانس ۵۰) از محدوده A تجاوز ننماید. بخش A یا ناحیه جریان های نشتی به عنوان ناحیه جریان های کم اصطلاحاً Low Current Region و بخش B به عنوان ناحیه جر یان های موجی اصطلاحاً ناحیه جریان های بالا یا High Current Region نامیده می شود.

در عمل و در طی بهره برداری تفکیک دقیق جریان های برقرار شده در برقگیر در شرایط گوناگون کار شبکه، به شرح فوق، امکان پذیر نمی باشد. به منظور جلوگیری از برقراری جریان های نشتی فرکانس ۵۰ در ناحیه B، منحنی مشخصه ولت-آمپر مقاومت ها به طور مناسب انتخاب می شود آنچنانکه نقطه کار برقگیر در طی بهره برداری و در قبال ولتاژهای فاز-زمین فرکانس ۵۰ هیچگاه از ناحیه A فراتر نرود. برای این منظور کلیه اضافه ولتاژهای موقت که در طی بهره برداری ظاهر می شوند، برآورده شده، بالاترین مقدار آنان بر نقطه شکست منحنی و یا نقطه Reference منطبق می شود. کارخانجات سازنده در کلیه ردیف ولتاژهای اسمی، برقگیرها با منحنی های مشخصه متفات را طبق استاندارد تولید می نمایند، که تفاوت ناچیز

بالغ بر kv5-3 را با یکدیگر دارا می باشند.نقاط شکست و نقاط Reference منحنی ها نیز تفاوت مشابه را با یکدیگر دارا ی باشند. با توجه به دامنه اضافه ولتاژهای موقت شبکه، منحنی ولت-آمپر مناسب مقاومت ها منطبق با آنان انتخاب می شوند. آنچنانکه پیک ولتاژ سینوسی اضافه ولتاژدر مجاور نقطه Reference، به میزان kv3-2 کمتر از آن واقع شود.
به منظور تأمین شرط فوق دو تعریف زیر در استاندارد IEC صورت گرفته است:

۱- ولتاژ اسمی برقگیر و انتخاب مناسب آن
۲- ولتاژ دائم واقع بر برقگیر و انتخاب مناسب آن
علیرغم پیش بینی های فوق احتمال افزایش ولتاژ فرکانس ۵۰ شبکه به صورت اتفاقی و پیش بینی نشده همواره موجود بوده، نقطه کار برقگیر تا بیش از نقطه Reference جابجا می شود که با جریان قابل ملاحظه از نوع اکتیو همراه بوده، به علت افت حرارتی بالا، درجه حرارت مقاومت ها را تا مقدار خطرناک فزونی می بخشد. نظیر اضافه ولتاژهای ناشی از پدیده رزنانس و فرو رزنانس.

الف- تعریف ولتاژ اسمی و انتخاب برقگیر با توجه به اضافه ولتاژهای موقت: در استاندارد IEC حداکثر اضافه ولتاژ فرکانس ۵۰ ناشی از عیوب فاز- زمین در فازهای سالم، که به تعداد دفعات پیش بینی شده در استاندارد به فواصل زمانی معین ظاهر شده، در قبال آن درجه حرارت محفظه برقگیر کمتر از مقدار بحرانی خواهد بود، به عنوان ولتاژ اسمی یا rated برقگیر تعریف شده، برقگیرها به منظور تحمل ولتاژهای ناشی از عیوب فاز- زمین ، (تحمل اضافه ولتاژ گذرا در فاز سالم) طراحی و مورد آزمایش قرار می گیرند.

اضافه ولتاژهای موقت فاز- زمین به صورت متوالی و پی در پی، به دنبال عیوب فاز- زمین و کار دستگاه وصل مجدد ظاهر می شوند. با بروز اولین عیب و جابجایی نقطه کار در منحنی مشخصه غیرخطی، درجه حرارت تا حدودی افزایش می یابد، با قطع کلید درجه حرارت مقاومت ها طبق منحنی ۲ شکل ۲-۲ تقلیل می یابد، با بروز عیب دوم و افزایش مجدد ولتاژ فاز سالم، درجه حرارت مجدداً طبق منحنی ۳ افزایش می یابد، با قطع کلید طبق منحنی ۴ تقلیل می یابد. در صورت کار دستگاه وصل مجدد و باقی بودن عیب، ولتاژ افزایش یافته درجه حرارت تا درجه حرارت افزایش می یابد. چنانکه دیده می شود با جابجایی متوالی نقطه کار برقگیر درجه حرارت مقاومت ها به تدریج افزایش یافته، درجه حرارت حداکثر را دارا شده است. منحنی a برای درجه حرارت محیط و منحنی b برای درجه حرارت محیط رسم شده اند.

منحنی های خط پر درجه حرارت مقاومت ها و منحنی های خط چین درجه حرارت محفظه را مشخص می سازد.

چنانکه ملاحظه می شود در منحنی a با درجه حرارت محیط معادل درجه حرارت محفظه به تدریج افزایش یافته است در حالی که در منحنی های b درجه حرارت افزایش نیافته است.
برقراری جریان های تخلیه جوی همزمان با افزایش درجه حرارت مقاومت ها و ظهور اضافه ولتاژهای موقت کار برقگیرها را بیش از بیش دشوار می سازد. معمولاً پس از بروز عیب ناشی از اضافه ولتاژهای موجی، که با کار برقگیرها همراه می باشد، کلید قطع شده، شبکه با اضافه ولتاژهای موقت برای مدت طولانی بالغ بر ۳۰-۱۵ دقیقه روبرو می شود. برقگیرهای موجود، در فازهای سالم پس از برقراری جریان های تخلیه موجی، تحت اضافه ولتاژها به شرح فوق واقع می شوند. شرایط فوق نقطه کار برقگیر را به ناحیه II، بالاتر از نقطه Reference جابجا می سازد. شرایط فوق درجه حرارت مقاومت ها را بیش از بیش فزونی می بخشد.

به منظور اطمینان از تحمل حرارتی برقگیرها در شرایط عادی بهره برداری به شرح فوق، آزمایشات مشابه تحت شرایط بهره برداری در استانداردها پیش بینی شده اند. در این آزمایشات برقگیر به ترتیب معین تحت جریان های ۲ موجی تخلیه با دامنه بالا قرار گرفته، سپس درجه حرارت مقاومت ها از طریق گرم نمودن افزایش داده شده، مجدداً تحت اضافه ولتاژهای موقت قرار داده می شوند (ولتاژ اسمی به مدت ۱۰ ثانیه) در طول این آزمایشات میزان افزایش درجه حرارت مقاومت ها و پایداری حرارتی آنان برآورد می شود. آزمایشات به شرح فوق به عنوان سیکل آزمایشات بهره برداری یا اصطلاحاً Operating Duty Cycle موسوم می باشند. آزمایشات سیکل بهره برداری طبق استاندارد IEC در فصل چهارم تشریح شده اند.
در استاندارد IEC مقدار ولتاژ فرکانس ۵۰، به عنوان بالاترین اضافه ولتاژ فرکانس ۵۰ در طی انجام آزمایشات طبق سیکل فوق، آنچنانکه درجه حرارت مقاومت ها مقدار بحرانی را دارا نشود به عنوان ولتاژ اسمی برقگیر موسوم می باشد.

ولتاژ اسمی برقگیر در ردیف مشخصات عمده محسوب گشته، لازم است به طور مناسب، انتخاب و به کارخانه سازنده اعلام شود. برای این منظور حداکثر اضافه ولتاژ موقت فرکانس ۵۰ با توجه به مشخصات شبکه برآورد شده با جدول استاندارد مقادیر ولتاژ اسمی مقایسه شده، مقدار بالاتر و نزدیک تر به آن به عنوان ولتاژ اسمی برقگیر انتخاب می شود. چنانچه بالاترین مقدار اضافه ولتاژهای موقت، با توجه به عیوب فاز-زمین نتیجه شود، که حالت معمول در شبکه های توزیع و انتقال انرژی می باشد، دامنه اضافه ولتاژهای موقت طبق رابطه زیر محاسبه می شود:

(۲-۱)
Kg- ضریب زمین، در ردیف توزیع ۳/۱-۴/۱ و در ردیف ۱۵/۱-۱/۱ می باشد.
مقدار ولتاژ به شرح فوق به جدول استاندارد برده شده، مقدار بالاتر و نزدیک به آن، به عنوان ولتاژ اسمی برقگیر انتخاب می شود. همچنانکه اشاره شد پیک ولتاژ اسمی طبق رابطه فوق معادل ولتاژ Reference یا ولتاژ نقطه شکست در منحنی مقاومت های غیرخطی در نظر گرفته می شود، در این صورت:

در ردیف انتقال و به ازاء ۱۵/۱-۱/۱ =kg خواهیم داشت:

در ردیف توزیع و به ازاء ۴/۱-۳/۱= kg خواهیم داشت:

طبق رابطه فوق ولتاژ Reference برقگیر در حدود برابر ردیف ولتاژ توزیع می باشد، به عنوان مثال برای ردیف kv20 ولتاژ نقطه شکست منحنی مشخصه برقگیرهای توزیع، kv25-24 خواهد بود.
معمول ترین اضافه ولتاژهای موقت را در شبکه اضافه ولتاژهای موقت ناشی از عیوب فاز- زمین تشکیل می دهند. شرایط دیگر ظهور اضافه ولتاژهای موقت به شرح زیر می باشند:
– قطع کلید در انتهای خطوط و افزایش ولتاژ در انتها و در ایستگاه تغذیه
– قطع کلید در انتهای خطوط و بروز اتصالی فاز- زمین و افزایش ولتاژ در فازهای سالم
– بروز رزنانس و فرو رزنانس به عنوان اضافه ولتاژهای غیرخطی

هنگامی که احتمال بروز پدیده های فوق و افزایش ولتاژ به شرح فوق موجود باشد، لازم است بالاترین مقدار دامنه اضافه ولتاژ موقت به منظور برآورد ولتاژ اسمی به کار رود.
طبق پیش بینی و توصیه استاندارد IEC بالاترین مقدار اضافه ولتاژ موقت به منظور برآورد ولتاژ اسمی برقگیر، به شرح زیر می باشد:
– هنگامی که مدت اضافه ولتاژ عمده ظاهر شده در شبکه باشد، ولتاژ rated خواهد بود:
(۲-۲)

– هنگامی که مدت اضافه ولتاژ ظاهر شده در شبکه باشد، ولتاژ rated خواهد بود:
(۲-۳)

– هنگامی که مدت اضافه ولتاژ عمده ظاهر شده در شبکه باشد، مناسب خواهد بود تا ولتاژ rated با تبادل نظر با سازنده برقگیر انتخاب شود.
– برای اضافه ولتاژها که مدت برقراری آنان باشد، اضافه ولتاژ TOV به عنوان ولتاژ COV در نظر گرفته شده، ولتاژ COV=TOV خواهد بود.
ب- ولتاژ COV و انتخاب برقگیر به منظور مقابله با اضافه ولتاژهای موقت درازمدت: در استاندارد IEC حداکثر ولتاژ فرکانس ۵۰ که برای مدت بیش از ۱۰ ثانیه ظاهر می شود، به عنوان حداکثر ولتاژ کار دائم شبکه تعریف شده با نشان داده می شود. عبارت COV مخفف عبارت زیر می باشد:

عبارت فوق به عنوان «ولتاژ کم دائم» قابل ترجمه می باشد، بر طبق آن ولتاژ COV حداکثر ولتاژ فاز – زمین شبکه می باشد که به طور دائم به برقگیر اعمال می شود. (بیش از ۱۰ ثانیه)، بدون اینکه درجه حرارت المانها افزایش یابد . (مؤلفه اهمی جریان نشتی افزایش یابد) کارخانجات سازنده ولتاژ قابل تحمل فرکانس ۵۰ را که می تواند به طور دائم بیش از ۱۰ ثانیه به برقگیر اعمال شود، بدون اینکه درجه حرارت المانها افزایش یابد را به عنوان ولتاژ COV تعیین نموده، در ردیف مشخصات آن ذکر می نمایند. در هنگام سفارش برقگیر لازم است ولتاژ کار دائم برقگیر برآورد شود، به عبارت دیگر اضافه ولتاژهای دراز ولتاژ فرکانس ۵۰ در هر ردیف به منظور محاسبه ولتاژ COV طبق رابطه زیر به کار می رود:
(۲-۴)
در شرایط خاص و بر حسب نوع شبکه و موقعیت نصب برقگیر ممکن است ولتاژ قرار گرفته بر روی برقگیر، برای فاصله زمانی بیش از ۱۰ ثانیه از حدود فوق تجاوز ننماید، نظیر برقگیرهای واقع در انتهای خطوط با طول بالا، در ساعات کم باری شبکه، نظیر ساعات نیمه شب.