تأثیر نوسانات برق بر تجهیزات حساس و مهم و راهکارهای پیشگیرانه
نوسانات برق به مشکلی فراگیر در زیرساختهای الکتریکی تبدیل شده و با ایجاد تغییرات ناگهانی ولتاژ و قطع و وصلهای کوتاه، تجهیزات حساس را در معرض آسیب قرار میدهد، آسیبی که علاوه بر خاموشی لحظهای، میتواند باعث از دست رفتن اطلاعات و افزایش هزینههای تعمیر و جایگزینی شود. در محیطهای اداری، صنعتی، درمانی و مراکز داده، وابستگی تجهیزات به برق پایدار بسیار بالاست.
از اینرو، بررسی تاثیر نوسانات برق بر تجهیزات حساس اهمیت ویژهای پیدا میکند، زیرا شناخت ماهیت این نوسانات، نخستین گام برای تصمیمگیری آگاهانه و انتخاب راهکارهای مناسب محسوب میشود.
انواع نوسانات برق و اثر هرکدام بر تجهیزات چیست؟
شناخت دقیق این نوسانات کمک میکند میزان ریسک بهتر ارزیابی شود و انتخاب راهکارهای محافظتی منطقیتر انجام گیرد.
- اغتشاشات گذرا
اغتشاشات گذرا از مخربترین اختلالات شبکه برق به شمار میآیند و به 2 دسته اصلی «ضربهای» و «نوسانی» تقسیم میشوند.
اغتشاشات گذرای ضربهای
بهصورت پیکهای بسیار شدید ولتاژ و یا جریان ظاهر میشوند که میتوانند در جهت مثبت یا منفی رخ دهند. عوامل ایجاد آنها شامل صاعقه، سیستم ارت غیراستاندارد، قطع و وصل بارهای القایی، عملیات رفع خطا در نیروگاه و تخلیه الکترواستاتیکی است.
اغتشاشات گذرای نوسانی
شامل تغییرات ناگهانی و متناوب ولتاژ و یا جریان در بازهای بسیار کوتاه هستند. در این حالت، سیگنال برق بهسرعت افزایش و کاهش مییابد و معمولاً طی یک سیکل از بین میرود.
- وقفه یا قطع برق
به معنای قطع کامل ولتاژ تغذیه یا جریان بار است و بر اساس مدتزمان، به دستههای زیر تقسیم میشود:
- وقفه لحظهای: 0.5 تا 30 سیکل
- وقفه کوتاهمدت: 30 سیکل تا 2 ثانیه
- وقفه موقت: 2 ثانیه تا 2 دقیقه
- وقفه پایدار: بیش از 2 دقیقه
دلایل شامل کمبود تولید، صاعقه، آسیبهای ناشی از حیوانات، سقوط درختان، تصادفات، شرایط جوی مخرب، خرابی تجهیزات یا عملکرد کلیدهای حفاظتی است.
- افت ولتاژ و کمولتاژی
افت ولتاژ به کاهش موقت ولتاژ متناوب گفته میشود که از 0.5 سیکل تا 1 دقیقه ادامه دارد. زمانی که این وضعیت برای مدت طولانیتری باقی بماند، بهعنوان کمولتاژی شناخته میشود.
افت ولتاژ
این پدیده در اثر بروز خطا یا راهاندازی تجهیزات با بار سنگین ایجاد میشود. برخلاف برخی اختلالات دیگر، اثرات افت ولتاژ بلافاصله مشخص نمیشوند و در طول زمان، بهصورت خرابی تدریجی تجهیزات، اختلال در فرایندهای صنعتی یا آسیب به دادهها نمایان میشوند.
کمولتاژی
کمولتاژی به کاهش ولتاژ در یک بازه زمانی طولانی اشاره دارد. این وضعیت میتواند باعث افزایش دمای موتورهای الکتریکی و بروز اختلال در بارهای غیرخطی مانند منابع تغذیه تجهیزات رایانهای شود.
- افزایش ولتاژ و بیشولتاژی
افزایش ولتاژ، پدیدهای معکوس افت ولتاژ است و به افزایش ولتاژ متناوب در بازهای بین 0.5 سیکل تا 1 دقیقه گفته میشود. در صورت تداوم، این وضعیت به بیشولتاژی تبدیل میشود.
افزایش ولتاژ
این اختلال به دلیل اتصال نامناسب نول، کاهش ناگهانی بار، یا بروز خطای تکفاز در سیستمهای سهفاز ایجاد شود.
بیشولتاژی
بیشولتاژی به افزایش ولتاژ پایدار و طولانیمدت گفته میشود. این وضعیت معمولاً در مناطقی رخ میدهد که تنظیمات ترانسفورماتور بهدرستی انجام نشده یا بار شبکه کاهش یافته است و در برخی مناطق فصلی، شیوع بیشتری دارد.
- اعوجاج شکل موج
اعوجاجهای شکل موج از شایعترین اختلالات شبکه برق هستند و انواع مختلفی دارند. برخی از این اعوجاجها، مانند بینهارمونیکها و ناچینگ، با استفاده از سیستمهای محافظتی قابل کنترل هستند.
بینهارمونیکها
این اعوجاجها معمولاً توسط تجهیزاتی مانند مبدلهای فرکانس، موتورهای القایی و دستگاههای ایجاد قوس الکتریکی به شبکه تزریق میشوند.
ناچینگ
یک اختلال دورهای است که در عملکرد عادی تجهیزاتی مانند درایوهای دور متغیر، تنظیمکنندههای روشنایی و دستگاههای جوش قوسی ایجاد میشود. اگرچه از نظر ماهیت به اغتشاشات ضربهای شباهت دارد، اما به دلیل تکرار منظم در هر نیمسیکل، در دسته اعوجاجهای شکل موج قرار میگیرد.
- نوسانات ولتاژ
نوسانات ولتاژ به تغییرات تکرارشونده یا تصادفی کوچک در دامنه ولتاژ گفته میشود و معمولاً در بازه 95% تا 105% ولتاژ نامی رخ میدهد. تجهیزاتی که تغییرات شدید جریان دارند، میتوانند عامل بروز این نوسانات باشند. یکی از رایجترین پیامدهای این پدیده، سوسو زدن لامپهای روشنایی است که نشاندهنده کاهش کیفیت برق تغذیه محسوب میشود.
راهکارهای پیشگیرانه استاندارد برای محافظت از تجهیزات و اطلاعات در برابر نوسانات برق چیست؟
برآوردها نشان میدهد حدود 75٪ از خرابی تجهیزات الکترونیکی، ریشه در مشکلات مرتبط با کیفیت برق دارد. طبق مطالعه انجامشده توسط IBM، این رقم در مورد سیستمهای کامپیوتری به حدود 80٪ افزایش مییابد. این آسیبها بخش سختافزار را درگیر میکنند و با تخریب ساختار ریزمدارها همراه هستند. همچنین در سطح نرمافزار، باعث خطا در پردازش داده و بروز اختلال در عملکرد برنامهها میشوند.
با پیچیدهتر شدن فناوری، هزینههای ناشی از خرابی تجهیزات نیز بهطور مداوم افزایش یافته است. حتی کوتاهترین اختلال برق میتواند خسارتی چند هزار یورویی به یک مجموعه وارد کند. در کنار این شناخت، استفاده از راهکار جلوگیری از مشکلات نوسان برق، نقش تعیینکنندهای در حفظ پایداری تجهیزات و اطلاعات دارد.
یکی از مؤثرترین راهکارها برای تأمین برق پایدار و باکیفیت، استفاده از یو پی اس است. چنین ساختاری باعث میشود تجهیزات در برابر انواع اختلالات برق محافظت شوند و فرآیندها بدون وقفه ادامه پیدا کنند. سرمایهگذاری در این حوزه، در واقع محافظت از ابزارهای کاری و تضمین دوام بلندمدت آنها محسوب میشود.
در معرفی کلی این سیستمها، میتوان به یو پی اسهای آنلاین و لاین اینترکتیو اشاره کرد. مدلهای آنلاین در دو نوع تکفاز و سهفاز عرضه میشوند و برای سطوح مختلف مصرف، گزینههای متنوعی دارند. همچنین این تجهیزات در ظرفیتهای 1، 2، 3، 6 و 10 کاوا تولید میشوند که هرکدام متناسب با نوع بار و شرایط بهرهبرداری، کاربرد مشخصی دارند. یو پی اس تک فاز معمولاً در محیطهای اداری و برای تجهیزات با بار سبک به کار میرود. در حالی که ups سه فاز انتخاب مناسبتری برای دیتاسنترها، صنایع، سیستمهای اتوماسیون و بارهای سنگین به شمار میآید.
در کنار انتخاب سیستم مناسب، رعایت اصول زیر نیز برای کاهش اثر نوسانات برق ضروری است:
- ارتینگ صحیح
- کابلکشی استاندارد
- مانیتورینگ ولتاژ
- انتخاب توان مناسب و محاسبه بار
- تعیین زمان پشتیبانی مورد نیاز
- انتخاب باتری مناسب
باتریهای یو پی اس در ظرفیتهای متنوعی مانند 4.5، 7.5، 9، 12، 18، 28، 42، 65 و 100 آمپر ساعت عرضه میشوند و باید بر اساس نوع مصرف، میزان بار و زمان پشتیبانی مورد انتظار انتخاب شوند.
سخن پایانی
نوسانات برق همواره در شبکههای توزیع وجود دارند و بیتوجهی به آنها میتواند به اختلال عملکرد و کاهش عمر تجهیزات منجر شود، در این میان، توجه به راه پیشگیری از پیامدهای نوسان برق نقش مهمی در حفظ پایداری و تداوم عملکرد زیرساختهای حیاتی دارد.
برای جلوگیری از آسیب به تجهیزاتی مانند سرورها و تجهیزات دیتاسنتر، انتخاب و استفاده از یو پی اس متناسب با نوع بار و شرایط بهرهبرداری و دقت در انتخاب باتری یو پی اس مناسب، یک ضرورت فنی محسوب میشود. چنین رویکردی نهتنها از توقف ناگهانی فعالیتها جلوگیری میکند، بلکه امنیت دادهها و پایداری فرایندها را نیز تضمین میکند.
در این مسیر، نامیرا نیرو، با ارائه تضمین قیمت و گارانتی محصولات، تلاش کرده است راهکارهایی قابلاعتماد و متناسب با نیازهای واقعی کاربران ارائه دهد. ارائه خدمات پس از فروش شامل بازدید، نصب، سرویس نگهداری و تعمیرات، شرایطی را فراهم میکند که کاربران بتوانند با اطمینان بیشتری از تجهیزات خود محافظت کنند. همچنین وجود نمایندگیهای فعال در کلانشهرهای ایران، امکان توزیع سریع محصولات و ارائه خدمات بهموقع را فراهم ساخته و نقش مهمی در کاهش زمان توقف سیستمها ایفا میکند.
