سرج ارستر یا به اصطلاح برقگیر یک تجهیز حفاظتی است که در برابر اضافه ولتاژها و جریان های ناگهانی همچون صاعقه و سوییچینگ از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی حفاظت می کند. سرج ارستر عملکردی شبیه فیوز دارد با این تفاوت که این تجهیز پس از عبور سرج از خود نمی سوزد مگر اینکه جریان و یا ولتاژی بیش از حد عملکرد سرج ارستر از آن عبور کند. صاعقه و سرج سوییچینگ از جمله عوامل بسیار خطرناک برای آسیب زدن به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی است. شبکه های انتقال داده، دیتا سنترها، رادبو ها، بانک ها، سرویس ها امنیتی، اعلان حریق و … از جمله تجهیزات و مکان هایی هستند که از اهمیت بسیار بالایی برای حفاطت و در امان بودن در برابر این عوامل طبیعی و مخرب هستند.

نحوه حفاظت از این تجهیزات به دو صورت تعریف می شود:

حفاظت اولیه یا حفاظت در برابر صاعقه:

شامل: صاعقه گیر، هادی نزولی، ارتینگ مناسب و شیلدینگ خارجی

در این حالت می توان جریان صاعقه را تا 50 درصد در سیستم زمین تخلیه کرد. قابل ذکر است که سیستم ارتینگ صاعقه گیر باید زیر 10 اهم باشد

حفاظت ثانویه یا داخلی:

شامل: شیلدینگ داخلی، همبندی و استفاده از سرج ارستر

در این حالت می توان اضافه ولتاژهای باقی مانده ناشی از صاعقه را دوباره به سیستم ارت منتقل کرد و سوختن تجهیزات جلوگیری به عمل آورد. لازم به ذکر است سیستم ارت برای سرج ارستر باید زیر 5 اهم باشد.

                            مفهوم سرج سرج ارستر چیست ؟

سرج به طور مفهومی به صورت های زیر تعریف می شود:
• افزایش ناگهانی در مقدار ولتاژ و جربان در مدارات یا تاسیسات الکتریکی
• در زمان خیلی کوتاهی اتفاق میفتد (میلی ثانیه و میکروثانیه)
• سرج اضافه ولتاژ موقت نیست
سرج عامل بسیاری از خرابی ها و سوختن تجهیزات علی الخصوص تجهیزات الکترونیکی می باشد که حدودا 31 درصد این خسارات را شامل می شود..

تفاوت سرج و اضافه ولتاژ موقت:

تفاوت سرج و اضافه ولتاژ موقت باعث بسیاری از کج فهمی ها شده است که اکثر مهندسین و مردم عادی سرج را به عنوان یک اضافه ولتاژ موقت در شبکه می دانند و هیچ تفاوتی بین این دو قائل نیستند.
سرج در واقع یک اضافه ولتاژ ناگهانی با سرعت بالا و زمان خیلی کوتاه(میکروثانیه) در شبکه است در حالیکه اضافه ولتاژ موقت یا به اصطلاح TOV می تواند از چند ثانیه تا چند دقیقه و حتی چند ساعت به طول انجامد. بنابراین مهمترین تفاوتی که می توان بین سرج و اضافه ولتاژ موقت قائل شد، مدت زمانی است که هر کدام از این موارد اتفاق میفتد و به همین دلیل سرج و اضافه ولتاژ موقت را باید دو مقوله جدا دانست. سرج ارستر چیست ؟

نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه کرد، تاثیر اضافه ولتاژ موقت بر عملکرد سرج ارستر است که باعث خرابی و از بین رفتن ماژول های سرج ارستر می شود. سرج ارسترهایی که بر پایه وریستور ساخته می شوند، به هنگام بروز سرج مقاومتی در حد چند اهم و حتی صفر نشان می دهند و جریان را به سیستم ارت منتقل می­کنند اما به هنگام اضافه ولتاژ موقت، ولتاژ سرج ارستر پس از عبور از ماکزیمم ولتاژ پیوسته خود، باعث خرابی و ایجاد مشکلاتی بزرگ در شبکه برق می شود.

1-برخورد مستقیم صاعقه به صاعقه گیر:

در صورتی که صاعقه به سیستم حفاظت اولیه یا یک سازه ی سقفی که به زمین وصل شده است و قادر به انتقال جریان صاعقه است (نظیر آنتن های پشت بامی) برخورد کند، انرژی صاعقه را می توان به صورت ایمن در پتانسیل زمین تخلیه کرد. ولی استفاده از سیستم اولیهی حفاظت در برابر صاعقه به تنهایی کافی نیست؛ پتانسیل سیستم ارتینگ ساختمان، به خاطر امپدانسی که دارد افزایش می یابد. افزایش پتانسیل باعث می شود که جریان صاعقه در سیستم ارتینگ ساختمان پخش شده و همچنین وارد سیستم های تامین برق و کابل های داده که در مجاورت سیستم های ارتینگ (ساختمان مجاور، ترانسفورماتور فشار ضعیف هستند) شود. سیستم حفاظت در برابر صاعقه از ساختمان ها و افراد در برابر برخورد مستقيم صاعقه و خطر آتش سوزی محافظت می کند. سرج ارستر چیست ؟

2-القای الکترومغناطیسی:

برخورد صاعقه در نزدیکی یک ساختمان باعث ایجاد میدان های مغناطیسی بزرگ می شود، که به نوبه ی خود منجر به القای پیک ولتاژ با دامنه ی بالا در سیستم های برق می گردد. کوپلینگ های سلفی یا گالوانیک می تواند باعث وارد آمدن آسیب تا شعاع ۲ کیلومتری اطراف نقطه ی برخورد صاعقه شود. ولتاژهای سرج با سیستم های الکتریکی و الکترونیکی تداخل می کنند یا باعث از بین رفتن آنها می شوند. تجهیزات حفاظت در برابر صاعقه و سرج از قوس های الکتریکی کنترل نشده (اسپارک) و خطر آتش سوزی بعدی محافظت می کنند

3-برخورد صاعقه به خطوط برق:

برخورد مستقيم صاعقه به سیم بدون روکش فشار ضعیف یا کابل داده می تواند باعث کوپل شدن بخش بزرگی از جریان صاعقه که دارای انرژی مهلکی است، با ساختمان مجاور شود. تجهیزات الکتریکی که در ساختمان انتهای خط نصب شده اند در معرض خطر جدی ناشی از سرج ها هستند. میزان خطر وابسته به نحوهی قرار گرفتن خطوط دارد. باید بین خطهای در دسترس و خط های زیرزمینی تمایز قائل شد، و همچنین نحوه ی اتصال شیلد کابل به همبندی نیز حائز اهمیت است. از تجهیزات مناسب برای حفاظت در برابر صاعقه و سرج به منظور انحراف انرژی ضربه ی صاعقه به سمت زمین در ورودی ساختمان استفاده می شود.

4-سوییچینگ:

علت ایجاد سرج های سوئیچینگ نیز ناشی از عملیات قطع و وصل، روشن و خاموش کردن بارهای سلفی و خازنی، و وقفه هایی که جریان های اتصال کوتاه ایجاد می کنند، می باشد. به طور ویژه، وقتی که کارخانجات تولیدی، سیستم های روشنایی با ترانسفورماتورها خاموش می شوند، تجهیزات الکتریکی که در نزدیکی آنها قرار گرفته اند مکمن است آسیب ببینند. سرج های سویچینگ، بیشترین آسیب را به تجهیزات الکترونیکی می زنند. علاوه بر این شکل موج ولتاژ این نوع سرج ها با صاعقه متفاوت است و برای حفاظت در برابر آن باید از ارسترهای کلاس دو استفاده کرد.

سرج ارستر چیست ؟

سرج ارستر وسیله ایست که در برابر اضافه ولتاژها و جریان های ناگهانی از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی حفاظت می کند. عملکرد سرج ارستر به گونه ایست که به هنگام بروز سرج، مقاومت بسیار کوچکی را از خود نشان می دهد و در خالت عادی به صورت مدار باز عمل می کند و هیچ جریانی را از خود عبور نمی دهد. در واقع سرج ارستر به هنگام بروز سرج، اضافه ولتاژها و جریان ها را به زمین منتقل می کند قبل از اینکه به تجهیزات تحت حفاظت برسد.

به عنوان مثال می توان سرج ارستر را مانند یک دروازه و سرج را مانند سیل در نظر بگیریم. در حالت عادی دروازه بسته است و هنگامی که سیل(سرج) را ببیند با سرعت زیاد باز می شود و مسیر سیل را منحرف می کند. پس از عبور سیل دوباره دروازه بسته می شود(به امپدانس بالا می رسد) در صورتی که سرج چندین بار رخ دهد و یا مقداری بیش از حد تحمل آن عبور کند، سرج ارستر خود را فدا می کند تا تجهیز آسیبی نبیند.

سرج ارسترها به منظور افزایش کارایی، حفاظت کاملتر و کاربردهای که مطابق با مشخصات صاعقه و سرج در سیستم های برق و دیتا برای ما اتفاق میفتد، طراحی و ساخته می شوند. دسته بندی سرج ارستر به سه کلاس 1، 2 و 3 تقسیم می شود که البته در بعضی از کتب و کاتالوگ سازنده ها نیز با نام های B (کلاس یک)، C (کلاس دو) و D(کلاس سه)  شناخته می شوند. دو نوع کلی سرج ارستر قابل تعریف است:

1. سرج ارستر برق فشار ضعیف
2. سرج ارستر دیتا و انتقال داده

برای مطالعه بیشتر به مقاله انواع سرج ارستر مراجعه کنید.