ارتفاع مفاجئ في الجهد

في الهندسة الكهربائية ، تعتبر الارتفاعات المفاجئة عبارة عن تغيرات كهربائية سريعة وقصيرة المدة في الجهد ( ارتفاعات الجهد )، ^{[ 1 ]} أو التيار ( ارتفاعات التيار )، أو الطاقة المنقولة ( ارتفاعات الطاقة ) في دائرة كهربائية.

عادة ما تحدث التغيرات الكهربائية السريعة والقصيرة المدة ( الفولتية الزائدة ) في الجهد الكهربائي للدائرة بسبب ^{[ 2 ]}

• ضربات البرق
• انقطاع التيار الكهربائي
• قواطع الدائرة الكهربائية المعطلة
• دوائر قصر
• انتقالات الطاقة في المعدات الكبيرة الأخرى على نفس خط الطاقة
• أعطال ناجمة عن شركة الكهرباء
• النبضات الكهرومغناطيسية (EMP) ذات الطاقة الكهرومغناطيسية الموزعة عادة حتى نطاق التردد 100  كيلو هرتز و 1  ميجا هرتز.
• النبضات الاستقرائية

في تصميم البنية التحتية الحيوية والمعدات العسكرية، يتمثل أحد الشواغل في النبضات الناتجة عن الانفجارات النووية ، والتي توزع نبضاتها الكهرومغناطيسية النووية طاقات كبيرة بترددات تتراوح من 1  كيلو هرتز إلى نطاق الجيغاهرتز عبر الغلاف الجوي.

يؤدي ارتفاع الجهد المفاجئ إلى زيادة مقابلة في التيار ( ارتفاع مفاجئ في التيار ). مع ذلك، قد تنشأ بعض ارتفاعات الجهد المفاجئة من مصادر التيار. سيزداد الجهد حسب الحاجة لضمان تدفق تيار ثابت. يُعد التيار الناتج عن ملف حثي أثناء تفريغه مثالًا على ذلك.

في الأجهزة الإلكترونية الحساسة، قد يتدفق تيار زائد إذا تجاوزت ذروة الجهد جهد انهيار المادة ، أو إذا تسببت في انهيار انهياري . في وصلات أشباه الموصلات ، قد يؤدي التيار الكهربائي الزائد إلى تدمير الجهاز أو إضعافه بشدة. يمكن لثنائي الانهيار الانهياري ، أو ثنائي كبح الجهد العابر ، أو المقاوم المتغير ، أو قاطع الجهد الزائد ، أو مجموعة من أجهزة الحماية الأخرى من الجهد الزائد، تحويل ( توصيل ) هذا التيار العابر، وبالتالي تقليل الجهد. ^{[ 3 ]}

قد تنشأ ارتفاعات الجهد، والمعروفة أيضًا بالزيادات المفاجئة، نتيجة لتراكم أو اضمحلال سريع للمجال المغناطيسي، مما قد يؤدي إلى توليد طاقة في الدائرة الكهربائية المرتبطة به. مع ذلك، قد يكون لارتفاعات الجهد أسباب أخرى أكثر شيوعًا، مثل عطل في محول كهربائي أو سقوط أسلاك الطاقة ذات الجهد العالي (الدائرة الأولية) على أسلاك الطاقة ذات الجهد المنخفض (الدائرة الثانوية) نتيجة لحادث أو أضرار ناجمة عن عاصفة.

قد تكون ارتفاعات الجهد الكهربائي طولية (مشتركة) أو معدنية (عادية أو تفاضلية). يمكن الوقاية من بعض أضرار المعدات الناتجة عن الارتفاعات المفاجئة في الجهد باستخدام أجهزة الحماية من الارتفاعات المفاجئة . يتطلب كل نوع من هذه الارتفاعات استخدامًا انتقائيًا لأجهزة الحماية. على سبيل المثال، قد لا يكتشف جهاز الحماية المُثبَّت للارتفاعات المفاجئة العادية ارتفاع الجهد الكهربائي في الوضع المشترك .

تُسمى الزيادات أو الانخفاضات المتكررة في القدرة الكهربائية، والتي تستمر لعدة دورات، بالارتفاعات والانخفاضات، على التوالي. أما الزيادة المستمرة في الجهد الكهربائي لأكثر من دقيقة فتُسمى زيادة الجهد. وعادةً ما تنتج هذه الحالات عن أعطال في نظام توزيع الطاقة الكهربائية .

• مزود الطاقة غير المنقطع – جهاز كهربائي يستخدم البطاريات لمنع أي انقطاع في تدفق الطاقة 
• جودة الطاقة الكهربائية – قياس الطاقة التي تفي بالمواصفات 
• واقي من زيادة التيار – يحمي الأجهزة الكهربائية من ارتفاعات الجهد المفاجئة 
• صمام ثنائي عكسي – صمام ثنائي لإيقاف ارتفاع الجهد عبر ملف حثي 
• انخفاض الجهد – انخفاض قصير المدة في جهد نظام توزيع الطاقة الكهربائية