صاعقه گیر

اثرات صاعقه

آمار نشان می دهد که تقریبا 5000 فقره صاعقه همزمان با خطراتی برای انسان ها ، ساختمان ها و تاسیسات اتفاق می افتد. شدت متوسط برق صاعقه حدودا 20000 آمپر می باشد ولی صاعقه هایی با قدرت 200000 آمپر نیز تا به حال ثبت شده است.

همه ساله حدود 2 میلیون صاعقه در جلگه ها و مناطق دیگر اتفاق می افتد که موجب مرگ انسانها و حیوانات می شود . در زمینه صنعت خسارات وارده از صاعقه تا میلیون دلار برآورد شده است .

تعداد و شدت صاعقه ها در هر محل بستگی به مشخصات آن محل دارد و احتمال وقوع صاعقه می تواند در یک محل مشخص تغییر بکند . اطلاعات در مورد احتمالات صاعقه یک اطلاعات مهم می باشد زیرا می تواند در تعیین نوع صاعقه گیر مورد استفاده به ما کمک کند. اثرات صاعقه می تواند در اثر برخورد مستقیم صاعقه و یا عوامل غیر مستقیم باشد. در حالی که برخورد مستقیم صاعقه عواقب فلاکت باری را برای ساختمان ها و افراد و حیوانات دارد . اثرات و عواقب غیر مستقیم صاعقه نیز می تواند منجر به خسارات مالی شوند . نتایج و اثرات غیر مستقیم صاعقه وقتی به وجود می آید که برق صاعقه نزدیک به ساختمان برخورد کرده و موجب افزایش ولتاژ در هادی های ساختمان شود.

فلاش یا جرقه های صاعقه

تحت شرایط خاص جوی بارهای داخل ابر تقسیم می شوند ، به طوری که بارهای منفی به پایین ابر و بارهای مثبت به بالای ابر حرکت می کنند. پتانسیل  الکتریکی داخل ابر می تواند تا میلیون ها ولت برسد.

در سطح زمین نیز این عمل به همین صورت انجام می گیرد ولی در قطب های مخالف میدان الکتریکی بین پایین ابر و سطح زمین در زیر ابر می تواند به قدری قوی باشد که تخلیه یا دشارژهای کوچک الکتریکی از ابر تولید شود که این ذرات الکتریکی تخلیه شده ابر های پایین رونده نامیده می شوند . وقتی این ذرات دشارژ شده یا تخلیه شده به زمین می رسند یک جریان بخار با بار مثبت که به طرف بالا حرکت می کند ، تولید می شود . وقتی این بار های بالا رونده با ذرات دشارژ شده پایین آمده برخورد می کنند ، آن موقع مدار بسته شده و یک جریان تخلیه شده مابین 10 تا 200 کیلو آمپر می تواند تولید می شود.

محافظت در مقابل صاعقه

تصمیم گیری و کیفیت تصمیم برای جلوگیری از صاعقه بستگی به عواملی مثل احتمال وقوع صاعقه در محل و شدت آن و مقدار خطرات آن به افراد و تاسیسات و نوع کار تجهیزات در محل متکی می باشد.

برای ایجاد حفاطت مناسب ساختمان ها باید دو نوع تجهیزات حفاطتی داشته باشند:

  • وسایل حفاظتی خارجی در مقابل اثرات و برخورد مستقیم صاعقه که این تجهیزات عبارتند از : میله صاعقه – سیستم حلقه ای یا شبکه ای
  • وسایل حفاظتی داخلی در مقابل افزایش ولتاژ در اثر صاعقه در مجاورت و یا در روی کنتاکت های شبکه کابل ها

حفاظت در مقابل صاعقه های مستقیم

برای حفاظت ساختمان ها و تاسیسات در مقابل صاعقه نیاز به یک سیستم صاعقه گیر است که صاعقه را گرفته و جریان صاعقه را به زمین منتقل کند. در بین ساختمان هایی که نیاز به سیستم صاعقه گیر دارند می توان ساختمان های مسکونی و فضاهای باز عمومی مورد استفاده مردم و ساختمان هایی که خطر نشت مواد آلوده کننده باشند و همچنین ساختمان ها و بناهای تاریخی و غیره را نام برد.

سیستم های زیر برای حفاظت خارجی ساختمان ها در مقابل صاعقه فعال بکار برده می شوند:

سیستم ترمینال یک میله ای : میله صاعقه گیر برای حفاظت ساختمان بالاتر از هر نقطه ساختمان قرار داده می شود . هدف این میله  جلوگیری از برخورد صاعقه با ساختمان و هدایت جریان صاعقه به زمین است. این سیستم از قطعات زیر تشکیل شده است:

  • میله جذب صاعقه با دکل
  • یک یا چند هدایت کننده به روی زمین
  • یک قطعه قطع کننده در روی هر سیم هدایت کننده جهت تست مقاومت ساختمان
  • یک سیم یا قطعه حفاظت جهت مقاومت در برابر فشارهای مکانیکی در فاصله 2 متر آخر سیم هدایت کننده به زمین
  • یک الکترود و ارت برای سیم هدایت کننده
  • قابلیت پیوست الکترودهای ارت و سیم ترمینال

سیستم ترمینال با سیم هوایی : حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه توسط یک یا چند سیم هوایی که در بالای منطقه حفاظت شده قرار داده می شود ، انجام می گیرد . سیم های هدایت کننده توسط دکل ها در هر طرف به ارت یا زمین متصل می شوند. منطقه حفاظت شده عبارت خواهد بود از منطقه ای که در بین دکل ها و یا کابل های هدایت کننده به زمین قرار گرفته است .

این سیستم از تجهیزات زیر تشکیل شده است :

  • یک یا چند سیستم و یا کابل هدایت کننده هوایی
  • الکترود و ارت یا زمین برای هر هدایتکننده
  • اتصال الکترودهای زمین و سیستم ترمینال زمینی که هر دو دارای پتانسیل الکتریکی باشند.

سیستم ترمینال هوایی شبکه ای : این نوع سیستم صاعقه گیر درست شده از چندین نقطه جدب که توسط هادی های کنتاکت ها به هم متصل می شود و دارای مشخصات زیر است :

  • نقاط جذب متعدد
  • یک شبکه اتصالی برای نقاط جذب کننده
  • برای هر نقطه جذب صاعقه یک هدایت کننده یا کنتاکت به زمین وجود دارد.
  • یک الکترود و ارت برای هدایت کننده یا کنتاکت زمین وجود دارد.
  • برابری و تساوی پتانسیل الکترودهای ارت و سیستم ترمینال

میله صاعقه با تخلیه برق هدایت کننده و امتیازات آن :

سیستم صاعقه گیر شرکت سیطره موفقیت امیدان (سما) برند KEC  و محصول کشوره کره است و بار الکتریکسیته را که دارای قطب مخالف است به سمت صاعقه رها می سازد. بدین طریق سیستم صاعقه گیربرق صاعقه را جذب کرده و نقطه برخورد را به ارتفاعی بالاتر از محل حفاظت افزایش می دهد. نتیجه این کار این است که محل بیشتری حفاظت می شود که صاعقه گیرها ی استاندارد قادر به این کار نیستند.

میله صاعقه گیر KEC کره مثل سیستم صاعقه گیر های شبکه ای نیسJ ولی دارای قدرت و همانند نقاط جذب سیستم شبکه ای می باشد که برای حفاظت محل لازم هستند. سیستم های صاعقه گیر KEC باعث صرفه جویی در هزینه خواهد شد، زیرا در این سیستم نیاز به استفاده از هدایت کننده های متعدد و ترمینال های زمین و اتصال های هم پتانسل وجود ندارد . همچنین KEC امتیازات زیاد را در حفاظت از مکان های باز مثل میدان های ورزشی و غیره نسبت به سایر سیستم های حفاظتی دارد .

در لحظه ای که برق صاعقه به زمین می رسد ، تخلیه برق روی هر ساختمان بلندی انجام می گیرد. سیستم های حفاظتی غیر فعال مانند ترمینال های هوایی شبکه ای به علت اینکه سیستم جذب و گیرایی که بتواند برق صاعقه را بگیرد ، ندارند فقط برق تخلیه شده ای را که به ساختمان می رسد به خود میگیرند .

اما صاعقه گیر های شرکت سما الکترونیک با تخلیه بارهای الکتریسیته به هوا مسیر تخلیه را برای صاعقه ایجاد کرده و با این کار قابلیت گرفتن صاعقه را افزایش می دهند.

روش کار صاعقه گیر

به کمک دستگاه ارسال الکتریسیته سیستم صاعقه گیر KEC سیگنال قوی و با ولتاژ بالا و فرکانس معین به هوا می فرستد . قابلیت و توانایی این سیگنال با حرکت به سمت صاعقه رو به پایین افزایش می یابد. بدین ترتیب یک نقطه برخورد در ارتفاعی خیلی بالاتر از ساختمان حفاظت شده ایجاد می شود که شعاع حفاظتی اش به مراتب زیاد تر از شعاع حفاظتی صاعقه گیر های استاندارد می باشد .

مستقل بودن انرژی (برق)

دستگاه فرستنده سیگنال مثل سایر سیستم های صاعقه گیر به برق فرعی و جداگانه نیاز ندارد . سیستم های صاعقه گیر KEC ، انرژی لازم را برای تولید سیگنال های ولتاژ زیاد ، از میدان الکترومغناطیسی که به صورت اتوماتیک در حین صاعقه ایجاد می شود ، به دست می آورد و بین   10KV/m تا 20KV/m  می باشد.

مقادیر تعیین شده در تست ها مطابق مقادیر متوسط می باشد. این مقادیر طبق استانداردهای NF C 17-102 و یا UNE 21 186 بر طبق نوع صاعقه ارزیابی می شوند.

صاعقه گیر

نحوه نصب صاعقه گیر

  • نوک ترمینال باید 2 متر از بالاترین نقطه محلی که قرار است حفاظت بشود، بالاتر باشد .
  • المنت آداپتور یا مبدل باید اتصال الکتریکی بین نوک ترمینال و کابل پایین رونده را ایجاد کند . این آداپتور روی دکل یا روی میله و یا ستون ها و غیره نصب می شود .
  • دکل چهار چوب ارتفاع مناسب را با توجه به محل حفاظت شده ایجاد می کند و آنگاه توسط 2 یا 3 بست با توجه به ارتفاع آن نصب میشود.
  • کابل پایین رونده جریان را از نوک ترمینال به الکترود های ارت هدایت می کند . این کابل ها می توانند به صورت تسمه یا کابل پیچ خورده ساده و یا گرد باشد و حداکثر مساحت 50 میلی متر مربع باشد . هر میله صاعقه حداقل باید یک کابل داشته باشد مگر در موارد زیرین که باید از  کابل پایین رونده استفاده کرد:

الف. در ساختمان هایی که ارتفاعی بیش از 28 متر دارند.

ب. قسمت افقی بیشتر و یا بزرگتر از قسمت عمودی ساختمان باشد.

مسیر کابل ها باید حداکثر ممکن عمود و حداقل فاصله را داشته باشد . دارای انحنا نباید باشد .شعاع حفاظتی کمتر از 20 سانتی متر نباید باشد.

کابل پایین رونده نباید از روی کابل های برق و یا شبکه مخابرات یا در نزدیکی آنها باشد.وقتی که مجبور باشیم کابل را روی سیم های برق عبور دهیم ،باید کابل پایین رونده در داخل یک حفاظ یا پوشش فلزی قرار بگیرد که باید تا 1 متر در هر طرف عبور سیم ها کشیده شود. از نصب بر روی برآمدگی های ستون ها و یا برجستگی هاباید خودداری کرد.حداکثر ارتفاع 40 سانتی متر با زاویه 45 درجه مجاز می باشد.

  • بست نگهدارنده کابل

صرف نظر از نوع بست ، سه بست در هر متر برای نصب لازم است . این بست ها نباید در تماس مستقیم با اشیا آتش زا قرار داده شوند.

  • کنتور صاعقه

این کنتور در بالای باکس کنترل و در تمامی موارد 2 متر بالاتر از زمین نصب می شود .این کنتور بر روی کابل پایین رونده نصب می گردد.

  • باکس تست

هر کابل باید یک باکس تست داشته باشد که امکان می دهد الکترود ارت قطع شده و در نتیجه اندازه گیریمقاومت را امکان پذیر می سازد. باکس تست 2متر بالاتر از زمین نصب میشود.

  • لوله حفاظتی

این لوله بین زمین و باکس کنترل قرار داده می شود تا کابل را در مقابل فشار های مکانیکی حفظ کند. این لوله از جنس فلَز بوده و 2 متر طول دارد. ابن لوله با 3 بست نصب می شود.