صاعقه واصول حفاظت از صاعقه
مقدمه: <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
براساس آمار درسال 1993از خسارتهای طبیعی ناشی از طوفان،آتش سوزی،دزدی وغیره%34.6مربوط به صاعقه واثرات ثانویه آن بوده است.شاید ساده ترین دلیل این حوادث عدم آگاهی از روشهای صحیح حفاظت باشد.مضا فاً به اینکه همه به غلط تصور می کنند که داشتن یک صاعقه گیر نوع میله ای در خارج ساختمان [که تنها از وقوع جرقه وتخرب فیزیکی ساختمان جلوگیری می کند] می تواند ،کلیه تجهیزات برقی والکترونیکی داخل ساختمان رانیز حفاظت نماید. در صورتیکه چنین نیست.واما امروزه تکنولوژی به کمک آمده وتجهیزاتی طراحی وابداع شده است که بتواند حفاظت مناسب را بوجود آورد. ودر مقالات بعد جهت تکمیل این مقاله به حفاظت کنندهای خط تغذیه دستگاههای الکتریکی وتجهیزات حفاظتی DEHN خواهیم پرداخت.
صاعقه چیست وچگونه بوجود می آید؟
صاعقه یکی ازاسرار آمیزترین پدیدههای خلقت است، که در عین زیبایی بسیار مخرب ودرطول تاریخ زندگی انسان ، موجب ضرر وزیان مالی وجانی بسیاری شده است. صاعقه از تخلیه الکترواستاتیکی میان ابر وزمین بوجود می آید. در ابرهایی از نوع کومولونیمبوس (که گاه تا 18km ارتفاع وچندین کیلو متر عرض دارند)طی مراحلی،ذرات آب دارای بار مثبت شده بطوریکه بارهای منفی درلایه های زیرین وبارهای مثبت در بخشهای فوقانی ابر متمر کزمی شوند. دراین حالت بارهای مثبت سطح زمین نیز،در زیر سایه ابر مجتمع می گردند.با افزایش پتانسل الکتریکی ابرنسبت به زمین یک جریان پیشرواز الکترونها با حرکتی نردبانی شکل از ابر به سوی زمین(downward leader) سرازیر شده وکانال اولیه صاعقه راشکل می دهد.هوای اطراف این کانال کاملاٌ یونیزه است.این پیکان که گاه طول شاخه های آن به 50m می رسد،بار زیادی را در نوک پیکان با خود حمل کرده وموجب افزایش شدت میدان الکتریکی جووشکست مقاومت عایقی هوا می شود.دراین حالت سرعت حرکت کانال نزدیک شونده به زمین بیش از300km/sمی باشد.دراین زمان با افزایش شدت میدان الکتریکی در سطح زمین،یک جریان الکتریکی بالا رونده(upward leader )نیز از زمین به سوی ابر پیش می رود. پس از اصابت این دو پیکان به یکدیگر،کانال جریان بسته شده وضربه اصلی صاعقه ((return strokeاتفاق می افتد،و بدین ترتیب جهت خنثی شدن بارهای ابر وزمین،جریان بسیار زیادی در مدت کوتاهی در این کانال برقرار می شود.صاعقه در انواع مختلف اتفاق می افتد که متداولترین آنها((%90از نوع صاعقه منفی نزولی وخطرناکترین آنها نوع مثبت صعودی می باشد.
صدمات صاعقه
اصولاٌبشر تا قبل از تجربه شخصی حدوث سانحه، کمتر به دنبال علت وقوع آنها بوده است اما خسارات زیاد ومکرر ناشی از اثرات اولیه (ضربه های مستقیم)و ثانویه (میدانهای الکترومغناطیسی)صاعقه امروز به حدی رسیده است که توجه وراهکارهای جدی را می طلبد.شاید اولین دلیل بروز این حوادث،عدم آگاهی از روشهای صحیح حفاظت باشد،که داشتن یک صاعقه گیردر خارج ساختمان(که تنها از وقوع جرقه وتخریب فیزیکی ساختمان جلوی گیری می کند) می تواند کلیه تجهیزات برقی والکترونیکی داخل ساختمان را نیز حفاظت نماید،در صورتی که چنین نیست.طی ده سال گذشته استانداردهای جهانی به ما این امکان را داده اند که طراحیهای مناسبی با رعایت اصول وقوانین(ElectroMagnetic Compatibilty )EMCانجام دهیم. امروزه وسایل وتجهیزاتی که برای یک زندگی ساده تدارک دیده شده،پر از مدارهای الکترونیکی است.وسایل خانگی،کامپییوتر،فاکس،بیسیم،تلویزیون ،تلفن،شبکه های اطلاعاتی جهانی ،همه وهمه از مدارهای الکترونیکی ساخته شده اندکه گران بوده وتعمیراتشان نیز آسان نیست وگاهی از خط خارج شدن آنها مصادف با خسارتهای غیر قابل جبرانی می باشد. عواملی که می توانند شدیداٌتجهیزات نامبرده بالا یا بطور کلی هر وسیله دیگری را که مدارهای الکترونیکی در آنها بکار رفته باشد به خطر انداخته یاغیر قابل استفاده کنند،عبارتنداز:
· اضافه ولتاژهای ناشی از تخلیه های الکترواستاتیک(Electrostatic Discharge)
· اضافه ولتاژهای ناشی از قطع ووصل مدارات جریان(Switching Electromagnetic Pulse)
· اضافه ولتاژهای ناشی از ضربه های مستقیم صاعقه ومیدانهای الکترومغناطیسی آن(Lightning- Electromagnetic ulse)
صاعقه از سه طریق می تواندموجب بروز اضافه ولتاژدر سیستم های الکتریکی شود
1 -کوپلاژمقاومتی:وقتی که صاعقه به ساختمانی ضربه می زندجریانی که به زمین تخلیه می شودپتانسیل زمین رادر سیستم های برق ودیتا،تا چند صد کیلوولت افزایش می دهد.این امر موجب می شود بخشی از جریان صاعقه ازطریق هادیهای ورودی –خروجی به ساختمانهای دیگرمنتقل شود.(شکل-1)
2- کوپلاژسلفی:عبورصاعقه ازیک هادی ویا کانال تخلیه، خود ایجاد یک میدان شدید مغناطیسی می نماید. وقتی که خطوط میدان،هادیهای را که تشکیل لوپ داده اند قطع کند،در آنها ولتاژی معادل چند کیلوولت القاء می شود.(شکل-2)
3- کوپلاژ خازنی:کانال صاعقه در نزدیکی نقطه تخلیه،یک میدان شدید الکتریکی ایجاد می کند.کابلها وهادیها مانند خازن وهوانیز عایق دی الکتریک آنهاست. بدینصورت علیرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان کابلها تحت یک ولتاژ بالا قرار میگیرد.(شکل-3)
<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = w ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:word" />
شکل-3 شکل-2 شکل-1
اصول حفاظت از صاعقه
حفاظت یک ساختمان بطور کامل شامل موارد زیر است:
1-حفاظت جلد خارجی ساختمان از ضربه های مستقیم صاعقه
2-حفاظت داخلی و تجهیزات نصب شده داخل ساختمان در مقابل آثار ثانویه صاعقه
1-حفاظت جلد خارجی ساختمان
منظوراز حفاظت خارجی ،حفظ بدنه واستراکچر ساختمان از آتش سوزی وانهدام در اثر اصابت صاعقه است. کلیه تجهیزات(مانند برقگیر) که جهت جذب وهدایت صاعقه از پشت بام تا سیستم زمین نصب می شوند،طبق استانداردIEC -61024 شناسایی می گردند.
2-حفاظت تجهیزات نصب شده در داخل ساختمان
توسعه کاربرد سیستم های الکتریکی در جهان ،موجب افزایش شدید آمار صدمات وارده به این دستگاهها در اثرصاعقه و اضافه ولتاژهای ناشی از آن شده است.لازم به ذکر است که تنها بخشی از اضافه ولتاژها دراثر صاعقه بوده وبخش عمده آنها ناشی از عملیات سوئیچینگ وحوادث تغذیه می باشند.برای این بخش از حفاظت،کاهش اثر میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه مد نظر قرار می گیرد.
شکل-4
پس از بر خورد صاعقه به زمین یا ساختمان،وسایل الکترونیکی داخل ساختمانهایی که تا شعاع 15km از محل برخوردودر محدوده میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده قرار دارند،در معرض خطر خواهند بود.(شکل-4) حفاظت موثر این تجهیزات در مقابل ولتاژهای القایی حاصله،وقتی امکان پذیر است که کلیه سیستم های حفاظت داخلی همراه با حفاظت خارجی ساختمان تواماٌ نصب شده باشند.حفاظت داخلی ازصاعقه عبارتست از تهیه وسایلی که به کمک آنها بتوان اثرات اضافه ولتاژهای القایی حاصل از جریانهای صاعقه رابرروی تجهیزات داخل ساختمان خنثی کرد.واز تئوری منطقه بندی ( (Zone Conceptجهت حفاظت داخلی ساختمان استفاده می شود. ضمناٌ برای کسب اطلاعات دقیق تربه استاندارد IEC-61643 که در این زمینه تدوین شده است مراجعه گردد.
منبع:
1-espak company
مطالب مشابه :
دانلود کتاب سیستم های (تاسیسات) ساختمان برای طراحان داخلی
این کتاب در مورد طراحی داخلی بر اساس سیستم های تاسیسات برقی و مکانیکی ساختمان تجهیزات
نمونه قرارداد برق پیمانکاری تاسیسات برق ساختمان
آشنایی با صنعت تابلو سازی و مباحث فروش - نمونه قرارداد برق پیمانکاری تاسیسات برق ساختمان
برق ساختمان
فنی وعمومی - برق ساختمان - فعالیت در زمینه های فنی ومهندسی وموارد عمومی
پروژه تاسیسات الکتریکی ساختمان
اصطلاحات رایج در تاسیسات برقی ساختمان ها ; تجهیزات کنترلی و حفاظتی در ساختمان ها ;
سیستم مدیریت هوشمند ساختمان (BMS)
در ساختمان هوشمند ، کنترل تجهیزات ساختمان در تمامی وسایل برقی ساختمان برای دستیابی
مراحل برق کاری ساختمان
تاسیسات پیشرفته برقی ساختمانی نیازهای ساختمان به طور مجزا داخل داکت (تجهیزات داخل
آشنائی با پله برقی
تاسیسات - آشنائی با پله برقی - مکانی جهت تبادل نظرهای علمي و تجربي در مورد تاسيسات
کتاب طراحی و اجرای تاسیسات برقی ساختمان ها (مبحث 13)
مهندسی برق قدرت - کتاب طراحی و اجرای تاسیسات برقی ساختمان ها (مبحث 13), هدف از راه اندازی وبلاگ
صاعقه واصول حفاظت از صاعقه
همه به غلط تصور می کنند که داشتن یک صاعقه گیر نوع میله ای در خارج ساختمان تجهیزات برقی
برچسب :
تجهیزات برقی ساختمان