اختلالات برق شهر

مشکلات موجود در برق شهر
بسیاری از دستگاه های الکتریکی (برای مثال سیستمهای کامپیوتری) نسبت به نارسائی هایی مانند افت لحظه ای ولتاژ، افت طولانی ولتاژ،  ولتاژهای لحظه ای بالا، نویز و تأثیرات فرکانس رادیویی و تغییرات فرکانس در منبع تغذیه خود حساس هستند. در ادامه به تشریح این اختلالات می پردازیم:

 نوسانات شديد لحظه اي (Spike):
Spike ها ولتاژهاي سريع، گذرا و با طول زماني كوتاهي هستند كه به شكل موج اصلي برق، اضافه مي شوند. اين ولتاژها مي توانند به هر دو سيكل مثبت و منفي اضافه شده و به اجزاء الكتريكي خسارت وارد كرده يا آنها را از بين ببرند. Spike ها توسط ترموستاتها يا ساير تجهيزاتي كه جريانهاي الكتريكي زياد را switch مي كنند، يا توسط بارهايي كه بوسيله شركتهاي برق switch مي شوند، ايجاد مي گردند. بدون شك رعد و برقهايي كه بصورت موضعي به زمين اصابت مي كنند از جدي ترين و قابل توجه ترين عوامل توليد اين نوسانات هستند بويژه زماني كه به كابلهاي ارتباطي برق القا شوند.
نوسانات شديد لحظه اي مي توانند باعث آسيب سخت افزار و خرابي نرم افزار گردند. آسيب ديدن سخت افزار نتيجه قرار دادن وسايل الكترونيكي حساس در معرض ولتاژهاي بالاست. خسارتهاي نرم افزاري مي تواند در دراز مدت سبب ضررهاي مالي سنگيني گردد زيرا فايلهـايي كه بطور دوره اي خوانده مي شوند خراب شده و سيستم پردازش جاري ممكن است خطاها را تشديد كند.

 نويز الكتريكي :
نويز حالت مشترك، ناشي از بروز اختلالات بين خطوط منبع و زمين است. نويز حالت معمولي، نتيجه اختلالات بين ولتاژهاي فاز به فاز و فاز به نول است و مي تواند در اثر اصابت رعد و برق، خاموش و روشن كردن بار، اشكالات كابل و مجاورت با تجهيزات فركانس راديويي و غيره ايجاد شود.
انرژي نويز فركانس بالا كه وارد سيم ارت شده است، مي تواند برروي مدارهاي حساسي كه ارت منبع تغذيه را به عنوان مرجعي براي سيستم كنترل داخلي بكار مي برند، تأثير بگذارد. اين نوع تأثيرگذاري مخرب، تنها بوسيله نيروي برق تحميل نمي شود بلكه كابلهاي ارتباطي و ساير اتصالات خارجي نيز قادرند چنين تأثيري را ايجاد كنند. اين اثرات عموما” با قرار دادن فيلترهاي حذف اضافه ولتاژ لحظه اي در تجهيزات حساس و بكار بردن كابلهاي مناسب وبرقراري اتصالهاي ارت، به حداقل مي رسد.
نويز الكتريكي مي تواند باعث Hang كردن كامپيوتر و در نتيجه از دست رفتن اطلاعات گردد.

 اضافه ولتاژ لحظه اي  (Surges):
Surge ولتـاژ اضافـه شده به موج  اصلـي برق با مقادير بالاتر از مقدار عادي خط اصلي برق مي باشد كه بيش  از  يك سيكل ادامه مي يابد. Surge معمولا” پس از آنكه يك دستگاه بزرگ  خاموش مي شود و يا به دنبال  Switch  كردن بار در مراكز فرعي ايجاد مي شود.
به علت زمان نسبتا” طولاني، Surge مي تواند قدرت عملكرد اجزاء مربوط به  منبع تغذيه سوئيچينگ كامپيوتر را كاهش داده و باعث كاهش طول عمر آنها شود.

 افت  لحظه اي ولتاژ (Sags):
افت ولتاژهايي كه بمدت چند سيكل ادامه داشته باشند Sag ناميده مي شوند. Sag از لحاظ شكل مانند Spike هاي منفي مي باشد ولي طول مدت آن بيشتر است.
وقوع افت ولتاژ بسيار متداول است. اين امر ناشي از Switch كردن يك بار بزرگ مانند دستگاههاي تهويه هوا يا راه انداختن موتورهاي الكتريكي است. در صورتيكه ولتاژ منبع اصلي آنقدر پايين بيايد كه كامپيوتر نتواند ولتاژي دريافت كند، افت ولتاژ باعث re-boot شدن كامپيوتر مي شود.

 هارمونيكها :
هارمونيكها عموما” توسط بارهاي غيرخطي بوجود مي آيند كه از برق شهر جريانهايي با دامنه بالا مي كشند. بارهاي حاوي يكسوكننده هاي كنترل شده، منابع تغذيه Switching، و بويژه ماشينهاي الكتريكي را مي توان بعنوان منابع ايجاد اين نوع تاثير نام برد. براي مثال مي توان به كامپيوترها، دستگاههاي فتوكپي، پرينترهاي ليزري و موتورهاي دوار با سرعت متغير اشاره كرد.
هارمونيكها باعث افزايش نامناسب جريان مي شوند و اين افزايش اثر خود را در دماهاي بالا نشان داده و باعث خرابي اجزاي تشكيل دهنده و افزايش حرارت دستگاهها مي شود.
اكثر PC ها توسط منابع سوئيچينگ تغذيه مي شوند و مشكلات مربوط به هارمونيكها، با افزايش تعداد كامپيوترها بصورت تصاعدي بالا مي رود. در موارد حاد، دماي توليد شده بوسيله هارمونيكها مي تواند سيمهاي اصلي نول سايت را خراب كند مگر آنكه سيمها از ابتدا به اندازه كافي ضخيم در نظر گرفته شوند. جايي كه تعداد كامپيوترها در سايت زياد باشد استفاده از يو پي اس داراي THD جريان ورودي كم ، (مثلا” كمتر از10%) ضروري است.

 افت طولاني ولتاژ(Brownouts) :
Brownout  ها  همانند Sag ها هستند ولي طول مدت آنها بيشتر است و معمولا” مهم تر هستند . افت ولتاژ طولاني زماني ايجاد مي شود كه منبع  اصلي توليد برق قدرت تأمين توان مورد نياز شبكه مصرف را ندارد و شركت برق ولتاژ شبكه سراسري را كم مي كند.
 بسته به وضعيت شركت توليد كننده برق منطقه اي و در شرايط بحراني، افت طولاني ولتاژ ممكن است چندين ساعت ادامه يابد.