انواع سیستم های حفاظتی برق

سیستم‌های حفاظتی برق مجموعه‌ای از تجهیزات و راهکارهای فنی هستند که برای جلوگیری از آسیب به انسان و تجهیزات در برابر خطاهای الکتریکی طراحی شده‌اند. با افزایش استفاده از انرژی الکتریکی در محیط‌های خانگی، تجاری و صنعتی، ایمنی شبکه‌های برق و تجهیزات الکتریکی به یکی از مهم‌ترین چالش‌های مهندسی تبدیل شده است. تجهیزات الکتریکی در معرض خطراتی مانند اضافه‌بار، اتصال کوتاه، نشتی جریان و نوسانات ولتاژ هستند که می‌توانند به دستگاه‌ها آسیب زده و حتی جان انسان‌ها را تهدید کنند.

سیستم حفاظت برق چیست؟

سیستم حفاظتی برق به مجموعه‌ای از تدابیر فنی و تجهیزات الکتریکی گفته می‌شود که وظیفه آن‌ها تشخیص خطا، جلوگیری از گسترش آن و کاهش اثرات خطرناک جریان برق بر انسان و تجهیزات است. این سیستم‌ها به‌صورت خودکار یا نیمه‌خودکار عمل می‌کنند و نقش مهمی در پایداری و ایمنی شبکه‌های الکتریکی دارند. به‌کارگیری صحیح این سیستم‌ها باعث افزایش ایمنی، کاهش خسارات مالی و جلوگیری از توقف ناگهانی عملکرد تجهیزات الکتریکی می‌شود و نقش کلیدی در بهره‌برداری ایمن از انرژی الکتریکی ایفا می‌کند.

دسته‌بندی انواع سیستم‌های حفاظتی برق

سیستم‌های حفاظتی برق با توجه به نوع خطر، محل استفاده و سطح ولتاژ، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. هر یک از این سیستم‌ها وظیفه محافظت از بخش خاصی از شبکه الکتریکی یا کاربران را بر عهده دارند. مهم‌ترین انواع سیستم‌های حفاظتی برق عبارت‌اند از:

سیستم حفاظت در برابر جریان اضافه‌بار

جریان اضافه‌بار زمانی رخ می‌دهد که جریان عبوری از مدار، در مدت زمان مشخصی از مقدار نامی آن بیشتر شود. این حالت اغلب در اثر افزایش بار مصرفی و نه اتصال کوتاه به وجود می‌آید. پیامد جریان اضافه‌بار، افزایش تدریجی دمای تجهیزات الکتریکی است که می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید یا آسیب‌دیدگی و حتی آتش‌سوزی آن‌ها شود. برای حفاظت در برابر جریان اضافه‌بار از تجهیزاتی مانند فیوزها، کلیدهای مینیاتوری و کلیدهای اتوماتیک با عملکرد حرارتی استفاده می‌شود.

سیستم حفاظت اتصال کوتاه

اتصال کوتاه یکی از خطرناک‌ترین خطاهای الکتریکی است که زمانی اتفاق می‌افتد که سیم‌های برق به طور مستقیم با یکدیگر یا با زمین تماس پیدا کنند و در این حالت، جریان بسیار بزرگی در مدار ایجاد می‌شود. این خطا می‌تواند باعث تخریب تجهیزات و بروز آتش‌سوزی شود. سیستم‌های حفاظت اتصال کوتاه با قطع سریع مدار، از گسترش آسیب جلوگیری می‌کنند.

سیستم حفاظت در برابر برق‌گرفتگی

این نوع حفاظت مستقیم با ایمنی انسان در ارتباط است، با هدف حفظ جان انسان طراحی می‌شود. در این سیستم از تجهیزاتی مانند کلیدهای حفاظت جان (RCD / RCCB)، اتصال زمین (ارت) و هم‌بندی حفاظتی به‌کار گرفته می‌شود تا عبور جریان برق خطرناک از بدن افراد جلوگیری شده و خطر برق‌گرفتگی به حداقل برسد.

سیستم حفاظت در برابر اضافه‌ولتاژ

اضافه‌ولتاژها اغلب در اثر صاعقه، کلیدزنی یا نوسانات شبکه ایجاد می‌شوند. این ولتاژها می‌توانند موجب خرابی یا کاهش عمر تجهیزات حساس الکترونیکی شوند. این ولتاژهای ناگهانی می‌توانند مدارها را آسیب‌پذیر کنند و حتی باعث از کار افتادن سیستم‌های برقی شوند. برای جلوگیری از این آسیب‌ها از برق‌گیرها و سرج ارسترها استفاده می‌شود که ولتاژ اضافی را به زمین هدایت کرده و از رسیدن آن به تجهیزات جلوگیری می‌کنند.

سیستم حفاظت زمین

سیستم زمین یکی از اساسی‌ترین بخش‌های حفاظت الکتریکی است که با انتقال جریان خطا و اضافی به زمین، ولتاژ تماس را کاهش داده و ایمنی افراد و تجهیزات را تضمین می‌کند. سیستم حفاظت زمین باعث پایداری عملکرد تجهیزات الکتریکی و افزایش ایمنی شبکه توزیع برق می‌شود. همچنین با کاهش آسیب ناشی از اضافه‌ولتاژ، نوسانات شبکه، صاعقه و خطاهای داخلی، نقش مهمی در حفاظت سیستم‌های الکتریکی دارد.

جمع‌بندی

سیستم‌های حفاظتی برق نقش بسیار مهمی در ایمنی شبکه‌های الکتریکی دارند. انتخاب صحیح تجهیزات حفاظتی و اجرای اصولی آن‌ها موجب افزایش ایمنی، کاهش خسارات و افزایش عمر مفید تجهیزات می‌شود. آشنایی با انواع سیستم‌های حفاظتی برق، گامی اساسی در بهره‌برداری ایمن و اصولی از انرژی الکتریکی است.