ضرورت‌های نگهداری تابلو برق
مرحله ۲: سیستم‌های فشارقوی را بشناسید
در سازمان ملی برق ایالات متحده یا NEC، هر سیستمی با ولتاژ بیش از 600 ولت به عنوان تابلو برق فشار قوی HV در نظر گرفته می‌شود. تابلو برق فشار قوی HV می‌تواند جریان متناوب یا جریان مستقیم، ولتاژ مثبت یا منفی ثابت یا پالسی (یک پالس ولتاژ مثبت یا منفی غیر تناوبی) داشته باشد. خطرات مرتبط با تابلو برق فشار قوی HV می‌توانند بسته به میزان ولتاژ، جریان، فرکانس یا انرژی ذخیره شده در یک پالس، متفاوت باشند.
نکات مهمی که باید در مورد تابلو برق فشار قوی HVجریان متناوب بدانید شامل ولتاژ، فرکانس و حداکثر توان سیستم است. اگر سیستم پالسی باشد، طول پالس نیز مهم است. علاوه بر این قطبیت، انرژی ذخیره شده، امپدانس‌های داخلی و محدودیت‌های جریان نیز فاکتورهای مهمی هستند که بهتر است بدانید.
تابلو برق فشار قوی HV جریان مستقیم معمولاً از یک منبع AC و یک یکسوساز، مبدل AC به DC پیچیده‌تر یا مبدل DC به DC تشکیل شده اند، اما می‌توانند شامل ذخیره بار الکترواستاتیکی نیز باشند. مدارهای این نوع شامل یکسو کننده‌های ولتاژ بالا، مدارهای تقویت کننده، پمپ‌های شارژ Cockroft-Walton یا ژنراتورهای Van De Graaff هستند. سیستم‌های DC یک ولتاژ ثابت با قطبیت مثبت یا منفی تولید می‌کنند.
مرحله۳: اجزای تابلو برق فشار قوی HV
بسیار مهم است که حتما اجزای تابلو برق فشار قوی HVرا بشناسید. بیشتر مدارهای فشار قوی(hv) نسبتاً ساده هستند و عمدتاً از اجزای ساده و غیرفعال و برخی از سوئیچ‌های راه‌انداز فرمان یا خود راه‌انداز استفاده می‌کنند. از این رو، انواع اجزایی که با آن‌ها مواجه می‌شویم معمولاً مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال، دیودها و سوئیچ‌های دارای شکاف جرقه یا احتمالاً حالت جامد هستند. همچنین اجزای شکل‌دهنده میدان وجود دارند که میدان الکتریکی را هنگام روشن شدن مدار کاهش می‌دهند تا ولتاژ شکست افزایش پیدا کند. مهم‌ترین اجزای تابلو برق فشار قوی HVاز منظر ایمنی، اجزایی هستند که می‌توانند انرژی را ذخیره کنند(مانند خازن‌ها، سلف‌ها، ترانسفورماتورها و خطوط انتقال) و سطوحی که ممکن است ولتاژ بالایی داشته باشند( مانند اجزای شکل‌دهنده میدان). در ادامه در مورد خطرات و نکات ایمنی مهمی که در کار با اجزای تابلو برق فشار قوی HV باید در نظر داشته باشید بیشتر توضیح می‌دهیم.
خازن
خازن‌ها می‌توانند انرژی قابل توجهی را در صورت شارژ با تابلو برق فشار قوی HV ذخیره کنند. انرژی ذخیره شده در خازن به صورت زیر نشان داده می‌شود:
E = QV/2 = (1/2)CV^2
که در آن V نشان‌دهنده ولتاژ و C نشان‌دهنده ظرفیت خازن است. خازن‌ها با توجه به توانایی ذخیره شارژ، می‌توانند پتانسیل شوک الکتریکی قابل توجهی داشته باشند، حتی زمانی که مدار قطع شده باشد!
خطرات خازن
برخی از خطرات و ریسک‌هایی که در مورد استفاده از خازن وجود دارد:
+ خازن‌ها می‌توانند خاصیتی به نام جذب دی الکتریک نشان دهند که در آن با‌رها پس از مدت زمان طولانی در ولتاژ به دی الکتریک جذب می شوند. خاصیت جذب دی الکتریک پس از تخلیه مختصر خازن موجب می‌شود که ماده دی الکتریک پس از حذف اتصال کوتاه دوباره شارژ شود.
+ خازن‌هایی که قبلاً تخلیه شده‌اند و قادر به ذخیره انرژی قابل توجهی هستند می‌توانند بار دیگر را از هوا جمع کنند.
+ جریان‌های زیاد ممکن است باعث داغ شدن و/یا انفجار خازن‌ها شوند. زمانی که یک خازن دچار مشکل می‌شود و خازن‌های باقی مانده از طریق آن تخلیه می‌شوند و این مسئله می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند.
+ جریان‌های بالایی که هنگام اتصال ناگهانی خازن به زمین ایجاد می‌شود، می‌تواند ولتاژ زیادی را در هادی‌های اتصال به زمین ایجاد کند.
اقدامات ایمنی
اقدامات ایمنی برای استفاده از خازن‌ها شامل موارد زیر است:
+ اگر خازن بتواند بیش از چند ژول را ذخیره کند، باید به صورت اتصال کوتاه ذخیره شود و در حین انجام کار باید اتصال کوتاه شود.
+ خازن‌ها باید با محدودیت جریان نصب شوند و در صورت امکان باید مقاومت‌ها در سرتاسر پایانه‌های خازن تخلیه شوند. زمان تخلیه برای خازن باید تا حد امکان سریع باشد( بیش از پنج دقیقه نباشد). مقاومت تخلیه باید بین خازن‌ها وصل شود، نه در طول خازن‌های سری.
+ کار با خازن‌ها باید همیشه همراه با قلاب اتصال به زمین باشد. در مرحله 4 با جزئیات بیشتر در این مورد شرح داده‌ایم.
خطوط انتقال
خطوط انتقال اساساً خطوط توزیع ظرفیت خازنی و اندوکتانس هستند. از این رو، می توانند شارژ را مانند خازن ذخیره کنند. خطرات موجود و نکات ایمنی که در مورد خطوط انتقال باید رعایت شود به طور کلی مشابه مواردی است که در بالا در مورد خازن مطرح شد.
سلف (و ترانسفورماتور)
سلف، در صورتی که جزیان از آن عبور کند، می‌تواند انرژی قابل توجهی را در میدان‌های مغناطیسی ذخیره کند. اگر آن جریان به طور ناگهانی حذف شود، ولتاژ در یک سلف یا در سراسر اندوکتانس در یک ترانسفورماتور می‌تواند به سرعت افزایش یابد و در نتیجه شکستگی یا قوس‌هایی به سطوح دیگر ایجاد شود. اغلب، این پدیده منجر به ایجاد قوس در سراسر سوئیچ می شود که در وهله اول منجر به قطع شدن جریان می‌شود، که ممکن است منجر به آسیب جدی به تابلوبرق شود.
اتصال سلف به جریان زیاد برای انجام آزمایش‌های کوچک چندان رایج نیست. اگر از یک سلف با جریان بالا استفاده شود، کلیدهای موجود در محل ممکن است در هنگام قطع جریان از کار بیفتند. بهتر است از مقاومتی در سراسر اندوکتانس استفاده کنید تا در زمانی که انرژی تلف می‌شود، ولتاژ را به سطح ایمن محدود کنید.
دیودها و سوئیچها
جریان و ولتاژ بالا می‌تواند اصلی‌ترین مورد نگرانی برای دیودها و سوئیچها باشد. از این رو، این دستگاه‌ها (و تمام سیستم‌های فشارقوی) باید در یک محفظه قرار گیرند.