موضوع مقاله: جریان هجومی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جریان هجومی | مقدمه: جریان هجومی به جریان مصرفی بار الکتریکی در لحظهٔ اتصال بار به منبع تغذیه گفته می‌شود. | ## بخش 1: جریان هجومی | این جریان اغلب طول عمر کوتاهی دارد (در حد میلی‌ثانیه) با این وجود می‌تواند باعث عملکرد ناخواستهٔ مدارشکن‌ها شود. جریان هجومی در وسایل مختلف تجهیزات روشنایی یک لامپ تخلیه به علت داشتن خازن اصلاح ضریب‌توان و نیز عمل یکسوسازی در لحظهٔ اتصال، جریان هجومی خواهد داشت؛ جریان هجومی خازن تنها حدود ۱٫۵ میلی‌ثانیه طول می‌کشد. وجودجریان‌های هجومی در لامپ‌های التهابی مانعی برای استفاده از مدولاسیون پهنای پالس در آن‌ها است. لامپ‌های رشته‌ای با رشتهٔ تنگستن در لحظهٔ اتصال جریان هجومی لحظه‌ای بسیار بالایی دارند. برای نمونه یک لامپ رشته‌ای ۱۰۰ وات در ولتاژ نامی خود حدوداً دارای مقاومت گرم ۱۴۴ اهم است، اما مقاومت سرد همین لامپ ۹٫۵ اهم است. بر این اساس جریان عملکرد عادی لامپ در ولتاژ ۱۲۰ ولت ۰٫۸۳ آمپر و جریان هجومی آن (که بر پایهٔ ولتاژ پیک ۱۷۰ ولت محاسبه می‌شود) ۱۷٫۹ آمپر خواهد بود. تقریباً ۶ سیکل (برابر ۰٫۱ ثانیه در فرکانس ۶۰ هرتز) زمان می‌برد تا جریان هجومی تا مقدار عادی خود افت کند. این موضوع باید در انتخاب کلید مناسب که کنتاکت‌هایش تحمل این جریان را داشته باشند در نظر گرفته شود. موتورهای الکتریکی جریان هجومی در زمان راه‌اندازی موتورهای الکتریکی می‌تواند باعث نوسان‌یافتن ولتاژ شبکه شود. برای جلوگیری از ایجاد مشکل برای وسایل الکترونیکی مجاور مانند رایانه‌ها باید این جریان فیلتر شود در غیر این صورت می‌تواند باعث چشمک‌زدنِ روشنایی‌ها یا در موارد شدیدتر راه‌اندازی مجدد رایانه‌ها شود. جریان هجومی در هر بار راه‌اندازی موتورها، باعث واردآمدن تنش روی بالشتک و سیم‌پیچ‌های موتور می‌شود. میزان جریان هجومی موتور در انتخاب فیوز مناسب برای آن دارای اهمیت است و فیوزهای بدون تأخیر با توجه به جریان هجومی زیاد موتور مناسب نخواهند بود. در ژنراتورهای القایی نیز برای غلبه بر مشکلات جریان هجومی از راه‌اندازی نرم استفاده می‌شود. ترانسفورماتورها اغلب ترانسفورماتورها در لحظهٔ آغاز به کار از ژنراتورها جریان هجومی می‌کشند که این جریان به عوامل گوناگونی بستگی دارد و در هر بار اتصال ترانسفورماتور به شبکه ممکن است متفاوت باشد. | ## بخش 2: جریان هجومی | از جمله عوامل تأثیرگذار بر اندازهٔ این جریان، می‌توان به ظرفیت اتصال کوتاه و ولتاژ منبع نیز اشاره کرد. این جریان شدید گاهی تا ۱۰۰ برابر جریان حالت عادی ترانس بالا می‌رود که نیروی الکترومغناطیسی شدیدی بر سیم‌پیچ‌های ترانس وارد می‌کند و به همین علت سیم‌پیچ‌ها باید به خوبی مهار شده باشند. این جریان‌ها طی چندین ثانیه به تدریج کاهش می‌یابند تا اینکه به حالت پایدار سینوسی می‌رسند. با فرض اینکه پیش از متصل‌شدن هستهٔ ترانس مغناطیس شده و دارای شار باقی‌ماندگی وبر بر متر مربع باشد، پش از متصل شدن ترانس به شبکه و با فرض مثبت و رو به افزایش بودن ولتاژ در لحظهٔ اتصال، طبق قانون القای فاراده شار ترانس با افزایش ولتاژ در آن افزایش می‌یابد و شار کل ترانس از رابطهٔ زیر به دست می‌آید: در صورتی که شار باقی‌ماندگی به اندازهٔ کافی زیاد باشد، روی منحنی B-H وارد ناحیهٔ اشباع خواهیم شد که با افزایش ناچیز B، مقدار H به شدت افزایش می‌یابد و بزرگ‌شدن مطابق قانون مداری آمپر با بزرگ‌شدن همراه خواهد بود. از آنجایی که جریان‌های هجومی عادی ترانس ممکن است در حد جریان‌های اتصال کوتاه زیاد باشند، در تدابیر حفاظتی ترانس باید روشی برای تشخیص این دو جریان از یکدیگر اندیشیده شود. یکسوسازها معمولاً یکسوسازها دارای روش‌های راه‌اندازی نرم هستند که مانع جریان هجومی بالا در لحظهٔ کلید زدن یسکوساز می‌شود. این جریان به علت استفاده از خازن در یکسوسازها می‌تواند بسیار بزرگ باشد و در صورت کنترل‌نشدن ممکن است موجب آسیب دیدن تجهیزات داخلی یکسوساز مانند دیودهای آن شود. منبع تغذیه معمولاً خودشان از یک منبع دی‌سی یا ای‌سی تغذیه می‌شوند که در بیشتر موارد خط ورودی یک خط ای‌سی با فرکانس ۵۰، ۶۰ یا ۴۰۰ هرتز است. برای اندازه‌گیری دقیق جریان هجومی لازم است منبع ای‌سی آزمایش به گونه‌ای انتخاب شود که امپدانس آن در حد امپدانس منبعی که قرار است در عمل استفاده شود پایین باشد، در غیر این صورت جریان هجومی کمتری اندازه‌گیری خواهد شد. جریان هجومی را معمولاً در ۰ یا ۹۰ درجه اندازه‌گیری می‌کنند که این موضوع بستگی به استانداردهای مورد استفاده دارد. پیش از انجام آزمایش تمامی خازن‌های واحد را دشارژ می‌کنند و بیشترین بار مجاز را در خروجی آن قرار می‌دهند. ولتاژ با اندازه، فرکانس و فاز معین به واحد اعمال می‌شود و جریان هجومی آن ضبط می‌گردد. روش مقاومت-رله در این روش رله‌ای که با یک مقاومت قدرت موازی شده، تا زمانی که رله عمل نکرده جریان به وسیلهٔ مقاومت محدود می‌شود، پس از مدتی رله بسته می‌شود تا مقاومت را از مدار خارج کند. همچنین کنتاکت‌های رله‌ها به گرد و غبار حساسند و این موضوع می‌تواند مشکل‌ساز شود. | ## بخش 3: جریان هجومی | روش مقاومت-ترایاک یا مقاومت-اس‌سی‌آر یک قطعهٔ حالت جامد می‌تواند نقش رله را بازی کند. همچنین کنتاکت‌های رله‌ها به گرد و غبار حساسند و این موضوع می‌تواند مشکل‌ساز شود. پس از اینکه خازن‌های صافی ورودی شارژ می‌شوند ترایاک دو سر مقاومت را اتصال کوتاه می‌کند تا از مدار خارج شود. مسلم است که این روش نیاز به یک مدار آتش خواهد داشت که در لحظهٔ مناسب ترایاک را روشن کند. در طراحی باید به انتخاب چاههٔ گرماheat sink توجه داشت تا بتواند جریان ورودی را در زمان روشن‌بودن تحمل کند. بر خلاف رله‌ها که افت ولتاژ ندارند، نیمه‌هادی استفاده‌شده دارای افت در بایاس مستقیم خواهد بود. همچنین کنتاکت‌های رله‌ها به گرد و غبار حساسند و این موضوع می‌تواند مشکل‌ساز شود. روش ترمیستوری در این روش ترمیستور ان‌تی‌سی می‌تواند روی خط جریان متناوب و خط جریان مستقیم (پس از پس یکسوساز) جای بگیرد. با گرم‌شدن ترمیستور رفته‌رفته مقاومتش کاهش می‌یابد و در صورت انتخاب ترمیستور مناسب می‌توان از اثر ترمیستور در بازدهی کلی مدار منبع تغذیه صرف نظر کرد. یک منبع تغذیهٔ بدون وقفه معمولاً می‌تواند به مدت ۱ ثانیه تا دو برابر ظرفیتش جریان فراهم کند. جریان هجومی بارهای رایجی مانند رایانه‌های شخصی، بخاری‌های برقی، و لامپ‌های التهابی می‌تواند بین ۴ تا ۱۰ برابر جریان نامی و تا حدود ۶۰–۱۲۰ میلی‌ثانیه باشد. اگر همهٔ بارها هم‌زمان وارد شوند، یوپی‌اس احتمالاً بر اثر اضافه‌بار وارد حالت کنارگذر می‌شود. | ## جمع‌بندی | این موضوع در زمان قطع برق مسئله‌ساز می‌شود، برای نمونه اگر برق روشنایی اضطراری یک ساختمان از لامپ‌های تانگستن هالوژن—که دارای جریان هجومی بالایی هستند—تأمین شود، ممکن است در لحظهٔ قطع برق موجب اضافه‌بار یوپی‌اس و خاموشی کامل گردد.