این چراغها در ابتدای باند نصب شده و عمود بر محور خط مرکزی باند می باشد .

رنگ این چراغها سبز بوده و نشان دهنده ابتدای باند به خلبان میباشد .

خلبان بعد ازاین چراغها مجاز به زمین زدن چرخها است.

و بسته به نوع CAT (از یک الی ۳) سیستم ، تعداد این چراغها متغیر می باشد .

این چراغها به صورت یک جهته ( دو سبز ) و یا دو جهته ( دوسبز و یک قرمز ) می باشند .

از خصوصیات این چراغها واتر پروف بودن آنهاست.

و همچنین در نوع تو کار و کفی آنها ضد ضربه و مقاوم در برابر نیروی فشار حاصل از وزن هواپیما است.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

مقدمه:

محاسبه سطح مقطع سیم ارت

سیستم ارتینگ یکی از ضروری ترین سیستم ها در یک مدار الکتریکی میباشد که وظیفه آن جهت حفاظت از جان انسانها و همچنین تجهیزات الکتریکال متصل به مدار میباشد.

سیستم ارت مداری را مهیا میکند که جریان های ناخواسته ناشی از اتصالی در مدار و یا جریانهای القایی ناشی از صاعقه  از طریق چاه ارت به زمین منتقل گردد.

برای تعیین سطح مقطع سیم ارت از جدول زیر استفاده میشود.

چنانچه سطح مقطع غیر استاندارد بدست آید باید از نزدیکترین سطح مقطع استاندارد استفاده شود

در مورد مدارهای با سطح مقطع هادی فاز تا ۴ میلیمتر مربع چنانچه هادی حفاظتی PE  همراه مدار (رشته ای از کابل یا رشته ای از یک مدار در داخل لوله ) نبوده ، بصورت جدا کشیده باشد،

سطح مقطع سیم ارت نباید از مقادیر زیر کوچکتر باشد:

الف: ۲/۵میلیمتر مربع اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی کافی برخوردار باشد.

ب:۴ میلیمتر مربع اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی کافی برخوردار نباشد.

مقدمه:

بدیهی است برای داشتن یک سیستم حفاظت کاتدی بایستی مدار الکتریکی آن کامل باشد.

برای این منظور لازمست تا  اجزا تشکیل دهنده این مدار شناخته و مورد ارزیابی قرار گیرند.

صاعقه گیر آذرخش(ساخت ایران)

بطور کلی این اجزا عبارتند از:

الف)کاتد(در اینجا لوله خط انتقال در نقش کاتد است):

سازه و تاسیسات فلزی مدفون و یا غوطه ور در یک الکترولیت که بایستی با استفاده از روش حفاظت کاتدی از خوردگی شیمیایی آنها جلوگیری به عمل آید، کاتد نامیده میشود.

در واقع این سازه فلزی قبل از نصب چنین سیستمی آند بوده و در حال از دست دادن الکترون و خورده شدن بوده است، که با اعمال سیستم حفاظت کاتدی و قرار گرفتن در مدار این سیستم از آند به کاتد تبدیل شده و در نتیجه خوردگی آن متوقف می شود.

ب) آند:

عنصر و یا آلیاژی که در آن واکنش آندی رخ داده و به مرور زمان و بر اساس مقدار جریان اعمالی از وزن و حجم آن کاسته میگردد آند نامیده میشود.

جنس و آلیاژ این آندها، بسته به نوع روش سیستم حفاظت کاتدی و محیط اطراف متغیر است.

ج)  الکترولیت:

محیطی که در آن تبادل الکترون و واکنش یونی اتفاق میافتد و معمولاً از جنس خاک و یا آب میباشد الکترولیت نامیده میشود.

 د) اتصالات الکتریکی:

جهت تکمیل مدار الکتریکی یک سیستم حفاظت کاتدی و انتقال الکترونها، از کابلهای مسی استفاده میشود که ایجاد اتصال آنها در باند باکسهای مربوطه انجام می پذیرد.

هـ)  منبع تغذیه :

جهت تامین الکترون مورد نیاز و اعمال اختلاف پتانسیل لازم بین کاتد و الکترولیت (در روش اعمال جریان) از یک منبع تغذیه DC استفاده می شود.

این منبع تغذیه، جریان مستقیم مورد نیاز جهت حفاظت سازه را تأمین می کند.

مقدمه:

پنل های خورشیدی از روند خاصی برای تبدیل فوتون ها به الکترون جهت ایجاد جریان استفاده میکنند.

در این روند از سلول هایی که با نام فتوولتائیک شناخته میشوند کمک میگیرند.

این سلول ها بطور معمول در پنل جلویی ماشین حساب ها و یا ابزار الکترونیکی کوچک پیدا میشوند.

وقتی تعداد زیادی از این سلول ها به هم متصل میگردند مجموعه ای با نام پنل خورشیدی تشکیل میدهند.

سلول های فتوولتائیک از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیکون ساخته میشوند.

این مواد نیمه رسانا اشعه های خورشید را جذب میکنند.

سپس فتون های موجود در اشعه ی خورشید به برخی از الکترون های این ماده ی نیمه رسانا ضربه زده و باعث جریان پیدا کردن آنها میشوند.

بین سلول ها مداری وجود دارد که باعث هدایت این جریان از الکترونها به سمت خاصی میشود.

زمانیکه این الکترون ها به ساختار فلزی قرار داده شده در سلول فتوولتائیک برخورد میکنند تبدیل به انرژی قابل استفاده در دستگاه ها میگردند.

هر پنل خورشیدی حاوی تعداد مختلف و زیادی از سلول های خورشیدی و سیلیکونی است.

هر سلول خورشیدی ولتاژ الکتریسیته ی کمی تولید میکند.

فوتون ها با ضربه زدن به سطح این سلول ها جریان الکتریکی تولید میکنند.

سقف خانه و ساختمان اداره جات معمول ترین مکان برای نصب پنل های خورشیدی هستند.

زیرا بیشتر از سایر مکان ها در معرض نور خورشید قرار میگیرند.

پنل های فتو ولتائیک که بر روی پنل های خورشیدی هستند انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.

جریان الکتریسیته ی تولید شده توسط این پنل ها معمولا بصورت مستقیم (DC) است که بوسیله ی اینورتر (مبدل) به جریان متناوب (AC) تبدیل میشود.

و در آخر، سیلیکون معمول ترین ماده برای تولید پنل های خورشیدی است.

صاعقه گیر اکتیو اذرخش

دلیل استفاده از سیلیکون:

سیلیکون اغلب به شکل کریستالی پیدا میشود.

هر اتم سیلیکون دارای ۱۴ الکترون در آرایش سه لایه ی خود است.

۲ لایه از این ۳ لایه تکمیل است و در لایه ی ظرفیت نیز ۴ الکترون، یعنی نیمی از ظرفیت، وجود دارد.

جهت تکمیل کردن لایه ی ظرفیت، سیلیکون این لایه را با ۴ اتم کناری خود به اشتراک میگذارد.

به همین علت این عنصر ساختاری کریستالی دارد.

سیلیکون در حالت طبیعی خود، بر خلاف مس، به علت نداشتن الکترون آزاد یک ماده ی رسانای خوب نیست.

جهت آزاد کردن جنبش این الکترون ها، سیلیکون استفاده شده در پنل های خورشیدی نوعی ویژه و خالص شده از این ماده است.

با ترکیب کردن سیلیکون و دیگر اتم ها، ساختاری نامتوازن از الکترون ها ایجاد میگردد.

این الکترون ها ساختاری ناپایدار تشکیل میدهند تا با ضربه ی اشعه های خورشید آزاد شوند.

سیلیکون به طور طبیعی براق و منعکس کننده است.

به همین علت و برای جلوگیری از بازتاب فوتون ها، سلول ها توسط ماده ای جاذب نور و ضد انعکاس پوشانده میشوند.

در اغلب موارد نیز سطح خارجی سلولها توسط یک شیشه پوشانده میشود که دلیل این امر محافظت سلول ها در برابر عوامل خارجی است.

وقتی سیلیکون با بار منفی و سیلیکون با ابر مثبت به هم برخورد میکنند، الکترون های آزاد یک طرف به طرف دیگر جذب میشوند.

هنگامیکه این دو ذره با هم مخلوط میشوند حاملی را ایجاد میکند که با نام میدان الکتریکی شناخته میشود.

این میدان، الکترون ها را از ذره ی با بار مثبت به ذره با بار منفی انتقال میدهد ولی اجازه حرکت در خلاف این جهت را به الکترون ها نمیدهد.

وقتی فوتون ها با سلول فتوولتائیک برخورد میکنند، جفت حفره های الکترونیکی از هم جدا میشوند.

وقتی این اتفاق رخ میدهد، الکترون ها آزاد میشوند و محلی برای دیگر الکترون ها ایجاد میشود.

الکترون به سمت منفی حرکت میکند و حفره ها نیز به سمت مثبت حرکت میکند که اینکار توازن را در سلول بر هم خواهد زد.

با قرار دادن یک کنداکتور، میتوانیم از این حرکت هایی که الکترون ها دارند در راستای ایجاد جریان و تولید ولتاژ استفاده کنیم.

که حاصل این دو نیروی برق خواهد بود.

صاعقه گیر اکتیو اذرخش

مقدمه:

از بررسی منابع موجود در مورد ارت، در سال‌های قبل و دهه‌های ۵۰ و ۶۰، استفاده از زغال و نمک رایج بوده است.

حتی استاندارد سیستم های اتصال زمین شبکه های توزیع در سال ۷۴ هم ذغال و نمک را توصیه کرده و هیچ گاه رد نکرده‌اند.

اما با مرور استانداردهای روز دنیا مثل استانداردهای انگلیسی و آمریکایی نه تنها توصیه‌ای بر استفاده از زغال و نمک پیدا نیست بلکه به طور صریح و قاطع به عدم استفاده از زغال تاکید دارد.

  در ادامه به آن استانداردها اشاره خواهد شد.ابتدا به بررسی خواص زغال و نمک میپردازیم

۱-زغال:

اگر زغال را همان زغال چوب یا (Charcoal) بگیریم با مراجعه به دائره المعارف Wikipedia می‌توان این اطلاعات را درباره آن خلاصه نمود:

زغال ماده جامد سیاه رنگی است که شامل کربن ناخالص است و بر اثر سوزاندن چوب درختان و یا استخوان جانوران و یا شکر به وجود می آید.

(سوزاندن در عدم مجاورت اکسیژن)

این ماده نرم، ترد و متخلخل است و فقط از لحاظ ظاهری کمی شبیه به زغال سنگ (Coal) است.

(Charcoal) به عنوان سوخت استفاده می شد و می شود و حتی پیش از انقلاب صنعتی ذغال چوب در کوره‌ها جهت ذوب فلزات هم استفاده می شد.

تا اینکه پس از انقلاب صنعتی ذغال سنگ (Coal) جانشین آن شد.

متخلخل بودن (Porosity) زغال چوب توان جذب گازها و مایعات را به او داده طوری که به عنوان بوگیر در تصفیه آب و یا درون یخچال‌ها استفاده می‌شود.

خاصیت جذب رطوبت یا (Hygroscopity) زغال چوب خیلی بالا نیست و در شرایط خاص حداکثر ۱۵ درصد وزن خود می‌تواند رطوبت جذب کند.

زغال کک (Coke) که یک ماده خاکستری رنگ و سخت و متخلخل است.

زغال کک از قطران زغال سنگ (Coal) در کوره‌ها به وجود می‌آید و از زمین تا زیر زمین از همه لحاظ با زغال چوب فرق دارد.

کاربرد اصلی کک در فرآیند ذوب آهن به عنوان یک ماده احیاکننده و یا استفاده به عنوان سوخت است.

یک ویزگی کک این است که با حداقل دود و یا بدون دود می‌سوزد که این هم یک وجه تمایز زغال چوب با زغال کک است.

یک نوع کک به نام کک نفتی یا (Petroleum Coke) هم وجود دارد که این ماده از تجزیه مواد نفتی استحصال می‌شود و علاوه بر استفاده به عنوان سوخت در ساخت باتری‌های خشک و الکترودهای صنایع ذوب استفاده می‌شود.

یک نوع از کک نفتی به نام کک کلسینه (CPC) Calcined Petroleum Coke هم به درد ما کاتدیک و ارتی‌ها می‌خورد و آن فرآورده واحدهای کک‌ سازی در پالایشگاه‌های نفت است.

درصد کربن کلسینه فوق‌العاده بالا ونزدیک به ۱۰۰ درصد است.

چرا ذغال برای چاه ارت منسوخ گردید؟

– دلایل نفی استفاده از ذغال کک به عنوان مواد اطراف میله ارت

استاندارد BS 7430-code of practice for EARTHING صفحه ۱۲ بخش ۷٫۵:

The use of coke breeze as an infill is not recommended as it may result in rapid corrosion not only of the electrode itself but also of cable sheaths

منظور از Infill در عبارت فوق همان مواد اطراف میله ارت جهت کاهش مقاومت آن می‌باشد که در کاتدیک Backfill گفته می‌شود و ترجمه آن را بعضی پشت بند گفته‌اند.

همانطور که در استاندارد مزبور صریحاً اشاره شده کک که کربن خالص است در مجاورت تمامی فلزات تشکیل پیل خوردگی خواهد داد.

که اتفاقاً کک کاتد شده و سایر فلزات آند خواهند شد این امر به خوبی در جدول گالوانیک یا جدول emf که در تمامی کتاب‌های خوردگی و کاتدیک از جمله کتاب مرجع Peabody و استانداردهای ASTM آورده شده است.

به خوبی قابل درک است چرا که طبق این جداول که نمونه آن در زیر آورده شد فلزات بالای جدول الکترونگاتیو هستند و اگر با فلزات پایین‌تر، پیل تشکیل دهند فلزات بالا آند و فلز پایینی کاتد خواهد شد.

بنابر این طبق جدول زیر اگر اطراف میله ارت فولادی ،و یا مسی کک بریزیم تشکیل پیلی خواهد داد که میله ارت خورده شده و آند میشود و کک باعث خوردگی میله شده یا کاتد خواهد شد.

– دلایل نفی استفاده از زغال چوب به عنوان مواد اطراف میله ارت
می‌توان این دلایل را به صورت زیر خلاصه نمود:

• جایگزین خوبی از همه جهات از جمله فنی و اقتصادی به نام بنتونیت برای آن پیدا شده این خود دلیل کنارگداشتن آن می‌تواند باشد.

• درصد جذب رطوبت آن همانطور که بیان شد حداکثر ۲۰ درصد است در حالیکه درصد جذب رطوبت بنتونیت همان طور که بیان خواهد شد به ۵۰۰ درصد هم خواهد رسید.

• به خوبی با خاک رس و خاک های باغچه که جزو بهتری مواد اطراف صفحه‌های ارت هستند ترکیب و همگن نمی‌شود لذا فاصله هوایی بین لایه‌های زغال ایجاد می‌شود که باعث بالا رفتن مقاومت ارت خواهد شد.

و اگر از خاک زغال هم به جای دانه زغال استفاده شود خاصیت جذب رطوبت آن بسیار کاهش می‌یابد

• مقاومت ویژه آن با اینکه حاوی کربن است کمتر از بنتونیت است

• حمل و بسته بندی و ریختن آن داخل چاه ارت توام با کثیفی محیط و نفرات خواهد بود.

• وزن حجمی دانه ای آن حداکثر ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

یعنی بسیار سبک تر از کک یا بنتونیت لذا در صورت استفاده در چاه به مرور خورد شده و سنگین میشود.

که این باعث میشود به مرور چاه نشست کرده و مشکلاتی را برای صفحه و سیم و حوضچه ارت به وجود آورد.

۲-نمک:

احتیاج به معرفی ندارد و همان نمک طعام یا NaCl است که به صورت کریستالی و سنگ نمک در چاه‌های ارت استفاده می‌شد.

– دلایل نفی نمک به عنوان ماده افزوده شده چاه ارت

موضوع رسانایی جریان الکتریکی فلزات مثل مس،آلومینیم، آهن و غیره و نیز عدم رسانایی موادی مثل پلاستیک ،چرم ،چوب و غیره بسیار مشخص است اما در خصوص زمین بسیار سخن‌ها وجود دارد.

این زمین از نظر الکتریکی در شرایطی از هادی‌ترین هادی‌ها هم هادی‌تر و بر عکس در شرایطی از پلاستیک هم عایق‌تر است.

نکته جالب اینکه تمامی فلزات (عناصر نه آلیاژها) مثل مس، آلومینیم و آهن و..یا به صورت خالص مثل طلا و نقره و… یا اینکه به صورت ناخالص مثل آهن و مس و..از زمین گرفته شده‌اند و موطن اصلی آنها زمین می‌باشد.

در حفاظت کاتدیک و در انتقال و توزیع برق از زمین برای عبورجریان استفاده می‌کنند.

آیا زمین با توجه به توضیحات بالا می‌تواند به عنوان هادی جریان برق عمل کند؟

البته جواب مثبت است ولی مهم این است که چگونه؟؟

قبل از هر بحثی باید ببینیم پوسته‌ی زمین (خاک) شامل چه عناصری می‌باشد و میزان این عناصر چقدر است؟

قیمت صاعقه گیر اکتیو آذرخش

به آنالیزی از پوسته‌ی زمین که به طور میانگین مقادیر تشکیل دهنده‌ی خاک را نشان میدهد دقت می‌نماییم:

اکسیژن ۴۶%-

سیلسیم ۲۷%-

آلومینیم ۸%-

آهن ۵% –

کلسیم ۴%-

سدیم ۳%

پتاسیم ۲٫۶%-

منیزیم ۲%

و ۱% بقیه عناصری مثل تیتانیم ،فسفر،هیدروژن،منگنز،فلور،کلر گوگرد، کربن، نیکل، مس بریلیم کبالت و…

همانگونه که مشاهده می‌شود هشت عنصر اول به صورت ترکیبات مختلف ۹۸٫۷۹% از ترکیبات زمین را تشکیل میدهند.

آنچه در مورد پوسته زمین باید مورد توجه قرار گیرد این است که مواد تشکیل دهنده ضمن اینکه مختلف میباشند یک پارچه هم نیستند تا اینکه مثل یک هادی فلزی عمل نمایند بنابراین در مورد زمین مثل یک هادی فلزی نمیتوانیم انتظارداشته باشیم پس مطالعه ما باید به طریق دیگری باشد.

مطالعه در این مورد را به این صورت آغاز می‌نماییم که فرض می‌کنیم پوسته زمین از نمک طعام (NaCl) که به صورت پودر و یا ذرات درشت‌تر است تشکیل شده باشد.

این نمونه آزمایشی را به این علت انتخاب می‌کنیم که در اذهان نمک به عنوان هادی جریان می‌باشد و برای اینکه نتیجه‌ای بگیریم مقداری نمک، از نمک پاش روی صفحه‌ی کاغذی بریزید.

ذرات نمک را حتی‌الامکان به هم نزدیک کنید، حال با یک اهم متر که پراب های آن را با نمک تماس می‌دهید هدایت نمک را بررسی نمایید و ببینید آیا نمک هادی است و یا اینکه مثل یک عایق عمل می‌نماید؟

البته به این نتیجه می‌رسید که هدایت جریانی انجام نمی‌شود و اکنون چند قطره آب روی نمونه‌ی آزمایشی بریزید (در حدی که نمک به صورت خمیر درآید) و سپس عمل اندازه‌گیری را تکرار کنید، آیا نتیجه با حالت اول یکی است ؟

طبیعتا نه، و نمک هادی خواهد شد.

اولین نتیجه‌‎ای که از آزمایش فوق می‌گیریم این است که اگر پوسته‌ی زمین از نمک تشکیل شده باشد تا زمانی که خشک است نمی‌تواند به عنوان هادی برق مورد توجه قرار گیرد.

هنگامی به نمک طعام آب اضافه می‌شود، نمک طعام تجزیه می‌شود و یا به عبارتی اتم سدیم Na از اتم کلر Cl جدا می‌شود و به صورت یون در می‌آید.

NaCl=Na++Cl

ضمناً در آب نیز مقداری یون OH- و H+ وجود دارد.

قیمت صاعقه گیر اکتیو آذرخش

و اما نقش آب:

اصولاً آب الکترولیت بسیار ضعیفی می‌باشد و مقدار یون‌های H+ و OH- در آن کم است و به طور کلی وقتی عمل جابجایی یونهای ماده حل شده مشکل باشد یون‌های H+ و OH- نقش فعال را بازی خواهند کرد.

آب خالص در ۲۵ درجه سانتی‌گراد تقریبا (۷-۱۰*۲) % به یون تبدیل می‌شود.

یعنی تقریباً عایق الکتریکی نتیجه اینکه اولاً نمک بدون آب هیچ‌گونه خاصیت کاهش مقاومت صفحه یا میله ارت ندارد و البته آب هم اگز با نمک همراه باشد میتواند خاصیت هدایت قابل قبولی داشته باشد.

مشکل عمده نمک جهت استفاده به عنوان مواد اطراف میله و صفحه ارت این است که بر اثر ترکیب با آب تجزیه شده و به یون‌های کلر و سدیم تبدیل می‌شود که یون کلر عامل تشدید کننده خوردگی فلزات است.

و در تمامی استانداردها از جمله استاندارد خاک و خوردگی توانیر، استاندارد IPS-E-TP-820 نفت و نیز استاندارد آب و خاک آلمان وجود بیش از ۱۰۰ میلی‌گرم یون کلر به ازای یک کیلوگرم خاک خورندگی خاک را تشدید کرده و این موجب از بین رفتن میله یا صفحه ارت از هر جنس فلز خواهد شد.

مشکل دیگر استفاده از نمک این است که اگر چاه ارتی که درون آن نمک ریخته می‌شود نزدیک فونداسیون بتنی ساختمان‌ها و پل‌ها و غیره باشد نفود یون کلر به بتن موجب خوردگی میل‌گرد داخل بتن خواهد شد.

در سازه‌های بتن مسلح،در اثر خوردگی میلگرد اضافه حجمی تا چند برابر حجم فولاد اولیه ایجاد می‌شود.

تنش‌های ناشی از نیروهای مولکولی حاصل از این اضافه حجم منجر به ترک خوردگی و نهایت تخریب کامل سازه بتونی می‌شود.

ترک‌های ایجاد شده، راه را برای نفوذآب، اکسیژن و یون کلر باز می‌کنند و این باعث تسریع در امر خوردگی میشود.

بنابراین زنگ بیشتری تشکیل شده و تنش‌های بیشتری به وجود می‌آید.

و تنش‌های بیشتر باعث ایجاد ترک‌های بیشتر می‌شود.

چرخه نامطلوب به وجود آمده تا جایی که فاجعه تخریب بتن به طور کامل اتفاق بیفتد ادامه پیدا می‌کند.

قیمت صاعقه گیر اکتیو آذرخش

نتیجه گیری نهایی:

نمک NaCl تا آنجا که ممکن است در اطراف میله های ارت استفاده نشود.

زغال کک Coke به هیچ عنوان با توجه به استدلال‌های قبلی استفاده نشود.

زغال چوب هم درست است ضرر کمتری نسبت به دو مورد فوق از لحاظ خوردگی دارد ولی با توجه به اینکه جایگزین‌های بهتری از جمله بنتونیت و سیمان برای آن پیدا شده استفاده نشود بهتر است.

بنتونیت:

بنتونیت یک ماده معدنی از خانواده سیلیکات‌ها به عبارت دقیق تر سیلیکات آلومینیم (Aluminium Phyllosilicate) است که از قبل در صنعت به عنوان گل حفاری (Drills Mud) در حفاری چاه‌های نفت استفاده می‌شد.

و علت استفاده از آن هم به علت خاصیت جذب رطوبت بسیار بالای آن است.

بنتونیت معمولاً وقتی سنگ‌هاو مذاب آتشفشانی یا همان Volcanic Ash به مرور در مجاورت هوا و رطوبت قرار گیرند به وجود می‌آید.

چند نوع بنتونیت در کاربردهای صنعتی آن وجود دارد که عمده آن ها سدیم بنتونیت ،کلسیم بنتونیت و پتاسیم بنتونیت است.

صاعقه گیر LPS(الیپس-ELLIPS) فرانسه

فروش ویژه صاعقه گیر آذرخش

صاعقه گیر الیپس ساخت کارخانه LPS فرانسه میباشد.

و در مدلهای زیر با شعاع حفاظتی از ۶۴ متر الی ۱۲۰ متر در LEVEL4 تولید و در بازار ایران موجود میباشد.

حداکثر شعاع حفاظت ۶۴ متر (مدل ELLIPS 1.0)،

حداکثر شعاع حفاظت ۷۹ متر (مدل ELLIPS 1.2)،

حداکثر شعاع حفاظت ۱۰۵ متر (مدل ELLIPS 1.3)،

حداکثر شعاع حفاظت ۱۲۰ متر (مدل ELLIPS 1.4)،

صاعقه گیر LPS(الیپس-ELLIPS) فرانسه

مصالح مورد نیاز:

مصالح مورد نیاز همانند روش عمقی می باشد با این تفاوت که به جای صفحه مسی از میله های مغز فولادی ۱٫۵ متری ویا ۳ متری با قطر ۱۴ میلیمتر و با روکش مس استفاده می نمائیم.

فروش ویژه صاعقه گیر اکتیو آذرخش

روش اجرا:

کانالی به عمق ۸۰ سانتیمتر و عرض ۴۵ سانتیمتر و طول X حفر می نمائیم طول کانال را به دو روش میتوان تعیین نمود.

الف – اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک و انجام محاسبات لازم

ب – به روش تجربی که در ادامه شرح داده می شود.

پس از آماده شدن کانال ۲ میله به فاصله ۳متر از یکدیگر در زمین میکوبیم.

به گونه ای که حدود ۱۵ سانتیمتر از میله ها بیرون بمانند.

سپس ۲میله را با کابل مسی یا کابل برق به هم وصل نموده و با دستگاه ارت سنج مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه میگیریم.

چنانچه مقاومت نشان داده شده با دستگاه بالای ۴ اهم بود میله دیگری به فاصله ۳ متر از میله دوم میکوبیم.

و با اتصال ۳ میله به هم مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه گیری می نمائیم .

اینکار را تا زمانی که مقاومت اندازه گیری شده اهم دلخواه برسد ادامه می دهیم.

برای پر نمودن کانال ابتدا با بنتونیت روی سیم مسی را پوشانده (در زمینهایی که رطوبت کافی ندارند) و سپس با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم کانال را پر می نمائیم.

سپس مقاومت زمین اجرا شده را اندازه گیری نموده و ثبت مینمائیم .

( بعد ازپر کردن کانال مقاومت زمین اندازه گیری شده کاهش خواهد داشت .)

نکته :

در مناطق سردسیر عمق کانال حفاری شده و بطور کلی مسیر عبور کابل مسی خیلی مهم می باشد.

و سیم دفن شده نباید در معرض یخبندان قرار گیرد .

بعنوان مثال در مناطق سردسیر ایران عمق یخ زدگی در زمین ۸۰ سانتی متر میباشد.

انواع صاعقه گیر(برقگیر)

فروش ویژه صاعقه گیر آذرخش

مقدمه:

هدف از نصب صاعقه گیر حفاظت از سیستم‌ها و افراد در برابر صاعقه و ایجاد مسیری مطمئن جهت انتقال جریان عظیم صاعقه به زمین می‌باشد.

در این سیستم‌ها راد‌های هوائی وظیفه جذب صاعقه و هادی‌های نزولی وظیفه انتقال جریان را به شبکه ارتینگ به عهده دارند.

سیستم صاعقه گیری که به درستی طراحی و نصب شده باشد امنیت جانی افراد و ایمنی تجهیزات را بدنبال خواهد داشت.

صاعقه گیر‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌گردند:

۱-۱- برقگیر  ویا صاعقه گیر غیر فعال (passive)

شامل یک میله نوک تیز ساده می‌باشد که از جنس مس یا استیل است.

به صاعقه گیر فرانکلین:

صاعقه گیر‌های ژوپیتر،

جوجه تیغی

و کابل‌های معلق که براساس شکل و خاصیت فیزیکی متضمن تشدید پدیده‌هایی مانند اثر میله نوک تیز (point effect) می‌شوند.

و در این مسیر هیچ عامل تشدید کننده‌ای غیر از شکل خاص آن‌ها وجود ندارد، صاعقه گیر غیر فعال می‌گویند.

انواع برقگیر‌های مرسوم عبارتند از:

۱- برقگیر میله‌ای

۲- برقگیر با فواصل هوایی

۳ – برقگیر لوله‌ای

۴- برقگیر قوس طولانی (LFA)

۵- برقگیـر با مقاومت غیر خطی

۶- کابل‌های معلق

۷- قفس فارادی

۸- سیستم ترمینال مش

۱-۱-۱- میله‌های ساده فرانکلینی

اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله‌های ساده بودند که ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله‌ها، دور از ساختمان اتفاق می‌افتاد.

و شعاع حفاظتی این صاعقه گیر‌های ساده در کلاس‌های حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می‌گردید.

کلاس حفاظتی صاعقه:
کلاس حفاظتی عبارتست از تعیین محدوده‌ای که در آن احتمال برخورد صاعقه مستقیم، مطابق با درصد معینی می‌باشد.

برای کلاس‌های یک تا چهار به ترتیب ۹۸، ۹۵، ۹۰ و ۸۰ درصد حفاظت در نظر گرفته می‌شود.

کلاس یک که بیشترین سطح حفاظتی را دارد، در آن ۹۸ درصد حفاظت در نظر گرفته می‌شود.

و به ترتیب برای کلاس‌های ۲ و ۳ مقادیر ۹۵ و ۹۰ درصد محاسبه شده است.

اما کلاس حفاظتی نکته دیگری را نیز بیان می‌کند و آن توانایی تامین جریان توسط صاعقه است.

۲-۱-۱- برقگیر میله‌ای (جرقه گیر با فواصل هوایی)

این نوع برقگیر‌ها بصورت دو الکترود یا دو شاخک هستند که متناسب با ولتاژ، در فاصله معین بین هادی و زمین قرار می‌گیرند.

و در صورت بروز اضافه ولتاژ، بین آن‌ها قوس الکتریکی برقرار می‌شود.

این قوس باعث اتصال کوتاه گردیده از اضافه ولتاژ جلوگیری می‌کند.

البته باعث اختلال در امر برق رسانی نیز می‌گردد.

در شبکه با قدرت کم، با شکل دادن به این شاخک‌ها، پس از مدت نسبتاً کوتاهی قوس خاموش می‌شود و، چون جریان اتصال کوتاه کم بوده، خسارات ناشی از اتصال کوتاه وجود ندارد.

در صورت بروز اضافه ولتاژ، در فاصله هوایی بین الکترود‌ها قوس الکتریکی برقرار می‌شود و به این ترتیب از اعمال اضافه ولتاژ به تجهیزات جلوگیری می‌شود.

از معایب اصلی برقگیر میله‌ای، عدم توانایی در خاموش نمودن جرقه است.

هنگامیکه بر اثر صاعقه جرقه زده شد، این جرقه باقی خواهد ماند تا زمانیکه دستگاه بدون برق گردد.

در نتیجه پس از هر بار جرقه، بایستی شبکه بی برق شده و مجدداً برقدار گردد.

بطور کلی معایب این نوع برقگیر‌ها در برابر تنها مزیت آن‌ها یعنی ارزان بودنشان، خیلی زیاد بوده و شامل موارد زیر می‌باشد:

۱- تداوم عبور جریان به زمین حتی پس از حذف اضافه ولتاژ (در نتیجه باعث عملکردن وسایل حفاظتی و ایجاد وقفه در سیستم می‌شود)

۲- افت شدید ولتاژ فاز بخاطر اتصال کوتاه شدن فاز در لحظه عبور جریان از جرقه گیر.

۳- ایجاد موج بریده شده که می‌تواند سیم پیچی دستگاه‌ها (ترانسفورماتورها) را تهدید کند.

۴- تحت تأثیر قرار گرفتن عملکرد آن با شکل موج اضافه ولتاژ و همچنین شرایط محیطی (فشار، آلودگی، رطوبت، …)

۵- دارای تأخیر زمانی متناسب با اضافه ولتاژ (عملکرد نامناسب در برابر اضافه ولتاژ‌های با پیشانی تند)

۶- پراکندگی زیاد ولتاژ جرقه (بیش از ۴۰%)

۳-۱-۱- برقگیر لوله‌ای

این نوع برقگیر‌ها شامل یک فاصله هوایی برای جرقه زدن در فضا و یک فاصله دیگر در درون یک محفظه مخصوص می‌باشند که با هم بطور سری قرار دارند.

این نوع برقگیر‌ها به منظور کوتاه کردن زمان عبور جریان هدایت شونده (پرهیز از وقوع اتصال کوتاه) تهیه شده اند.

در برقگیر لوله‌ای جریان هدایت شونده پس از یک یا چند پریود در اثر گازی که خود برقگیر تولید می‌کند از بین می‌رود و از اینجهت می‌توان آنرا برقگیر «جرقه خاموش کن» نیز نامید.

برقگیر لوله‌ای از یک لوله عایقی (R) از جنس مواد مصنوعی (PVC، فیبر لاستیک سخت) تشکیل شده است و در داخل آن دو الکترود فلزی توپر (E) و تو خالی (G) قرار دارند.

الکترود G. مستقیماً به دکل یا سیم زمین متصل می‌شود ولی بین الکترود E. و فاز شبکه یک فاصله هوایی وجود دارد.

هرگاه اضافه ولتاژی بین فاز و برقگیر قرار بگیرد، فاصله هوایی L. و فاصله بین دو الکترود توسط جرقه اتصال کوتاه می‌شود و در اثر این جرقه، شبکه اتصال زمین می‌شود و جریان زیادی از برقگیر می‌گذرد که سبب بخار شدن قسمتی از سطح داخلی لوله R. می‌شود.

این گاز فشار داخلی را با وجود اینکه سوراخ لوله الکترود انتهایی به خارج راه دارد، بحدی بالا می‌برد که با سرعت زیاد از سوراخ G. خارج می‌شود.

جریان سریع گاز، الکترون‌های موجود بین دو الکترود را با خود بخارج حمل می‌کند، جرقه را خنک کرده و در ضمن طول قوس را بحدی زیاد می‌کند که پیوستگی قوس از بین می‌رود.

بنابر این قوس می‌شکند و پس از یک یا چند پریود، بعلت اینکه حامل‌های بار‌های الکتریکی در مسیر قوس موجود نیستند جرقه خاموش شده مجدداً روشن نمی‌شود.

و برای همیشه خاموش می‌ماند و جریان اتصال کوتاه قطع می‌گردد.

از برقگیر‌های لوله‌ای بیشتر در شبکه‌های با ولتاژ ۱۰ تا ۳۰ کیلوولت استفاده می‌شود.

این نوع برقگیر‌ها قادر نیستند که به نحو مطلوب دامنه جریان هدایت شده را قبل از قطع محدود کنند و قابلیت قطع جریان هدایت کننده با فرکانس قدرت، بستگی به ظرفیت اتصال کوتاه سیستم در نقطه خطا دارد.

همچنین ولتاژ جرقه این نوع برقگیر‌ها بالاتر از برقگیر‌های با مقاومت غیر خطی است.

۴-۱-۱- برقگیر قوس طولانی (LFA)

نصب برقگیر خط بین فاز – دکل بصورت موازی با زنجیره مقره یا بجای مقره نیاز به هزینه سنگینی دارد.

لذا باید به دنبال راهی بود تا بتوان هزینه نصب برقگیر‌ها را کاهش داد .

و جلوی خروج خطوط بر اثر تخلیه اضافه ولتاژ‌های ناشی از تخلیه جوی بر خط را گرفت.

روش جدید حفاظت خطوط انتقال استفاده از یک سطح طولانی جهت هدایت قوس الکتریکی ناشی از تخلیه می‌باشد.

برقگیر‌های قوس طولانی می‌توانند بین هادی و زمین و یا بصورت سری با مقره قرار بگیرند.

ساختار این برقگیر‌ها خیلی ساده بوده و در نتیجه نسبت به سایر برقگیر‌ها ارزانتر می‌باشند.

بطوریکه قیمت آن در حدود یکدهم قیمت برقگیر‌های ZnO است.

یکی دیگر از مزایای عمده این برقگیر‌ها عدم جاری شدن جریان با فرکانس شبکه (PAF) پس از اتمام تخلیه جریان موج گذرا و بروز قوس بر روی مقره می‌باشد.

طول برقگیر‌های LFA از طول مقره‌ای که باید حفاظت شود، بیشتر است.

۵-۱-۱- برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می‌دانیم این برقگیر‌ها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند.

یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند و در برابر ولتاژ‌های بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد.

لذا قرص‌های اکسید روی بکار رفته در برقگیر و ارستر‌های امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می‌کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می‌باشند.

لذا به روی این قرص‌ها ولتاژ تقسیم می‌گردد.

حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص‌ها یکسان نخواهد بود.

در این صورت یک قرص و به خصوص قرص‌های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص‌ها متحمل می‌شوند و زودتر آسیب می‌بینند و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می‌شود.

لذا اگر بتوانند به طریقی میدان را یکنواخت کنند. تقسیم ولتاژ بین قرص‌ها شکل متعادل تری را به خود می‌گیرد .

و قاعدتاً عمر قرص‌ها افزایش می‌یابد و عملکرد برقگیر‌ها بهتر می‌گردد.

برای این کار از وسیله‌ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می‌کنند.

در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می‌دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص‌ها به حالت متعادلی نزدیک می‌نماید.

حلقه کرونا یا کروناگیر:

برقگیر‌ها در قسمت فوقانی خود مجهز به یک وسیله حلقه‌ای شکل هستند که این وسیله به حلقه کرونا یا کروناگیر معروف می‌باشد.

همانطور که می‌دانیم پدیده کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می‌باشد.

در پست‌های فشار قوی این پدیده بالاخص در محل‌های اتصال هادی‌ها به تجهیزات دیده می‌شود.

این نوع حفاظت بصورت استفاده از یک یا چند سیم هوایی در بالای ناحیه مورد حفاظت است.

این سیم‌ها از طریق دکل‌هایی در دو طرف ناحیه مورد نظر قرار گرفته و از همان طریق نیز به زمین متصل می‌شوند.

جهت نصب باید به این نکات توجه داشت:

– قرار دادن صاعقه گیر بر روی دکل مربوطه

– دو دکل جهت مهار کردن سیم

– استفاده از یک یا چند هادی میانی

– یک گیره تست برای هر هادی میانی جهت اندازه گیری مقاومت زمین

– فاصله هادی میانی از اجسام فلزی باید ۲ متر باشد

– سیستم زمین جداگانه برای هر هادی میانی

– هم پتانسیل سازی چاه‌های ارت

این سیستم شامل چندین میله مهار شده و متصل به یکدیگر است که تمامی این میله‌ها توسط هادی بهم وصل شده و به زمین نیز متصل می‌شوند.

جهت نصب باید به نکات زیر توجه داشت:

– چندین میله مهار شده

– یک شبکه متصل شده به میله‌ها

– برای هر میله نیاز به یک هادی میانی است

– هر هادی میانی نیاز به یک چاه ارت جداگانه دارد

– هم پتانسیل سازی سیستم‌های زمین

برقگیر‌هایی که به واسطه انرژی دریافت شده از منبع خارجی و یا تولید شده بصورت خودکفا، اثر پدیده‌هایی مثل point effect یا Corona Effect را تشدید می‌نمایدتنوع وسیعی دارند.

از انواع آن‌ها می‌توان اتمی، بادی (پیزوالکتریک)، خورشیدی، برقی، خازنی و … را نام برد.

وابسته یا خودکفا:

از نظر نیاز به انرژی، صاعقه گیر‌های فعال به دو گروه تقسیم می‌شوند.

آنهائیکه برای فعال شدن به یک منبع خارجی مثل باتری یا برق شهر محتاج هستند و بدون آن نمی‌توانند کار کنند.

و گروهی که انرژی را توسط یک مکانیسم داخلی از محیط اطراف دریافت می‌نمایند.

نوع اول را وابسته و نوع دوم را خودکفا می‌نامند.

چگونگی عملیات یونیزاسیون در نوک صاعقه گیرهای خود کفا:

آزاد سازی کنترل شده یون:

واحد جرقه زن (TRIGGERING) شرایطی را ایجاد می‌کند تا چشمه جوشانی از یون در اطراف میله نوک تیز فراهم شود.

دقت عمل این واحد باید به گونه‌ای کنترل شده باشد که آزاد سازی یون‌ها را درست چند میکرو ثانیه قبل از وقوع تخلیه صاعقه صورت دهد.

حضور حجم وسیع بار‌های الکتریکی در اطراف صاعقه گیر و ازدیاد ناگهانی میدان الکتریکی محیط قبل از صاعقه، باعث می‌شود که زمان تولید کرونا (Corona Effect Triggering) بسیار کوتاه شود.

– صاعقه گیر باید طوری طراحی شده باشد که عملاً حمله‌ای که از نوک برقگیر به ابر می‌رود زودتر از حملاتی باشد که از هر نقطه مرتفع دیگری ممکن است به ابر فرستاده شود.

– مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می‌بایست زیر ۱۰ اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم پتانسیل کل سایت متصل شود.

– در اجرای الکترود زمین هر صاعقه گیر می‌بایست از اقلامی، چون صفحه‌های مسی، مواد کاهنده مقاومت (LOM)، اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.

– صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می‌بایست بوسیله هادی‌های میانی Down Conductor از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد.

نام اصلی اینگونه صاعقه گیر‌ها (ESE (Early Streamer Emission می‌باشد.

اساس کار اینگونه صاعقه گیر‌ها بدین صورت است که با ایجاد گوی یونیزه شده در اطراف صاعقه گیر، جریانات صاعقه امکان اصابت به محدوده داخلی را نداشته و به جلد خارجی این گوی اصابت می‌کنند.

این صاعقه گیر‌ها دارای مشخصه‌هایی هستند که در هنگام تهیه باید به آن‌ها توجه نمود.

یکی از مشخصه‌های مهم در و تاثیرگذار، زمان فعال سازی یا Advanced Time است که با T∆ شناخته می‌شود.

عبارتست از زمانی که صاعقه گیر سریعتر از یک برقگیر معمولی عمل می‌کند.

با توجه به اینکه سرعت جریان بالارونده درحدود یک میکروثانیه در متر می‌باشد لذا پارامتر دیگری به نام L∆ مطرح می‌گردد که عبارتست از شعاع گوی یونیزه شونده.

V=∆L / ∆T =۱ m. ⁄ μs→if (∆T=۳۰ μs) → ∆L=۳۰ m.

بر اساس مطالب فوق صاعقه گیری با زمان فعال سازی ۳۰ میکروثانیه، دارای شعاع گوی یونیزه شونده ۳۰ متری می‌باشد.

۱-۲-۱-انواع صاعقه گیر‌های خودکفا

– صاعقه گیر‌های اتمی

– صاعقه گیر‌های بادی یا پیزوالکتریک

– صاعقه گیر‌های خورشیدی

– صاعقه گیر‌های الکترونیک خازنی – اتمسفریک

امروزه بعلت وجود مشکلات مختلف در صاعقه گیر‌های اتمی، بادی، خورشیدی، بیشتر از صاعقه گیر‌های الکترونیک خازنی (بدلیل استفاده از تکنولوژی روز دنیا) استفاده می‌گردد؛ که به بررسی عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

۲-۲-۱- برقگیر‌های الکترونیک خازنی – اتمسفریک

مکانیسم عملکرد این برقگیر بر اساس وجود پتانسیل الکتریکی اتمسفر طراحی شده و انرژی مورد نیاز خود را بطور طبیعی از میدان الکتریکی اتمسفر دریافت می‌کنند.

و در صورتی که شرایط جوی فاقد پتانسیل الکتریکی باشد این صاعقه گیر همانند یک برقگیر ساده است و فعالیتی ندارد.

واحد حس کننده این صاعقه گیر وقتی انرژی الکتریکی اتمسفر فراتر از حد معینی (مثلاً ۵ کیلو ولت بر متر) می‌رود، واحد شارژ را برای جمع آوری انرژی بکار می‌اندازد.

این واحد تا پر شدن خازن‌های یک مدار الکترونیکی بکار ادامه می‌دهد.

همین واحد وقتی میزان پتانسیل اتمسفر از حد معینی (نزدیک به وقوع صاعقه مثلاً در حدود ۱۰۰ کیلو ولت بر متر) گذر نماید، واحد شارژ دستور تخلیه خازن‌ها را به الکترود میانی متصل به زمین می‌دهد.

اینکار باعث یونیزاسیون هوای اطراف صاعقه گیر خواهد شد.

اینکار بصورت متوالی تکرار شده و با افزایش پتانسیل اتمسفر شدت می‌یابد.

روش عملکرد این نوع صاعقه گیر بعلت وابستگی مطلق به شرایط جوی منطقه صاعقه خیز، بهترین کارآیی را داراست.

این سیستم درست قبل از حدوث صاعقه محتوی الکتریکی اتمسفر را بطور ناگهانی افزایش داده و این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن، حس و کنترل می‌شود.

صاعقه گیر‌های الکترونیکی انرژی موجود در هوای متلاطم پیش از طوفان را که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است جذب و در واحد‌های جرقه زن ذخیره می‌نماید.

در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازن‌ها بین الکترود‌های فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می‌کنند.

انواع صاعقه گیر(برقگیر)