مقدمه:
صاعقه گیر از وسایل ایمنی می باشد که نقش هدایت جریانهای بسیار بالای ناشی از برخورد صاعقه ابرهای حامل بار الکتریکی به زمین را ایفا میکند و با این کار از خسارت ناشی از صاعقه به ساختمانها و تجهیزات جلوگیری مینماید.
انواع صاعقه گیرهای ساختمان:
۱-میله های ساده فرانکلینی:
اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله های ساده بودند.
ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد.
شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای ساده در کلاسهای حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می گردید.
۲-قفس فارادی:
با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده، قفس فارادیFaraday( (Cage جایگزین میله های ساده فرانکلینی شد،
امروزه نیز اکثر استانداردهای جهانی استفاده از قفس فارادی را بهترین روش میدانند.
در این روش سعی می شود ساختمان را در قفسی از هادیهای مسی یا فولادی محصور نمود.
۳-صاعقه گیرهای یونیزه کننده هوا:
طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس استاندارد ۱۰۲-۱۷ NFC انجام می گیرد.
ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است.
۱۰۲-۱۷ NFC با وارد کردن پارامتر ΔL در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند.
صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Conductor Down از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر ۱۰۰ اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم بتانسیل کل سایت متصل شود.
در اجرای الکترود زمین هرصاعقه گیر می بایست از اقلامی چون:
صفحه های مسی،
مواد کاهنده مقاومت LOMM ،
اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.
۴-صاعقه گیر الکترونیکی:
درست قبل از حدوث صاعقه بطور طبیعی محتوی الکتریکی اتمسفر بطور ناگهانی افزایش می یابد.
این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل می شود.
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 می نماید.
در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازنها بین الکترودهای فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می نماید.
اصول عملکرد صاعقه گیر الکترونیکی:
آزاد سازی کنترل شده یونها:
واحد جرقه زن (TRIGGERING (صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود.
دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باشد که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد.
اثر کرونا و واحد جرقه زن:
حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله Corona( (effectt تقویت و تشدید شود.
تسریع در بروز علمدار حمله زمینی:
صاعقه گیرهای الکترونیکی طوری طراحی شده اند که ارسال علمدار حمله زمینی را خیلی زودتر از نقاط هم ارتفاع مشابه همان محدوده به انجام برسانند.
این به معنی تشکیل نقطه ترجیهی دریافت صاعقه در منطقه تحت حفاظت با صاعقه گیرهای الکترونیکی سیستم هم پتانسیل:
وجود اختلاف پتانسیل بالا بین دو هادی الکتریکی نزدیک به هم باعث بوجود آمدن قوس الکتریکی می شود که خطر و خسارت ناشی از آن کمتر از صاعقه نیست،
به همین دلیل در ایجاد یک سیستم حفاظتی هم پتانسیل سازی برقگیر چیست و چگونه طراحی و اجرا می شود از ارکان کار بوده و بدین مفهوم است که در یک مکان حفاظت شده بایستی تمامی هادی های الکتریکی از قبیل:
بدنه دستگاه ها،
سازه های فلزی،
لوله های آب و… هم پتانسیل باشند.
زیرا در غیر این صورت این اختلاف پتانسیل باعث تخلیه شدن رعد و برق از مسیرهای نامناسب خواهد شد .
که احتمالاً خسارت آن کمتر از اصابت مستقیم صاعقه نیست.
برای ایجاد سیستم هم پتانسیل بایستی تمامی اجزاء هادی در ساختمان به گونه ای به سیستم زمین مشترک متصل گردند.
برای طراحی سیستم حفاظت از سایت های ارتباطی در مقابل رعد وبرق مؤلفه های فراوانی وجود دارد که مواردی در ذیل آمده است:
