آشنایی با صاعقه گیرها

جهان ما پر از شگفتی هاست برخی از این گونه علاوه بر شگفتی هایشان بالقوه حادثه آفرین و مصیبت بارند که برای سلامت محیط زیست و انسانها بسیار خطرناک می باشند.

(آذرخش، زلزله، سیل) آدمیان برای مبارزه با این گونه موارد و مصون ماندن از آن برای ادامه حیات طی سالیان دراز گذشته راههای متفاوتی را پیموده اند.

علم مبارزه و رویارویی با آن را آموخته اند و تجربه کرده اند و یاد گرفته اند که چگونه با آن روبه رو شوند و برآن غلبه کنند تا زنده باشند و زندگی کنند.

آذرخش و ماهیت آن

مورد ویژه ای که ما خواهان شناسایی و بررسی علل به وجود آمدن آن هستیم آذرخش (صاعقه) می باشد، که این پدیده جالب الکتریکی نیز به نوبه خود در صورت نداشتن شناخت کافی از روشهای حفاظتی آن باعث خسارات های جانبی و مالی زیاد و جبران ناپذیر خواهد شد.

در مواقعی از سال تغییر و تحولات جوی باعث به وجود آمدن توده ابرهای باردار و بزرگی که به ابرهای سندانی شکل از نوع (cumulonimbus) معروف هستند تشکیل می شوند که در بعضی مواقع پهنای آن به ۲۰ کیلومتر و با گستردگی چندین ده کیلومتر می رسد، بر اثر جابجایی درونی در بالای این توده بزرگ ابر کریستال های یخ با بهارهای مثبت و در پایین آن ذرات آب با بار منفی تشکیل می شوند.

این ابرهای باردار در حرکت خود یا به ابرهای دیگری برخورد کرده و بارهای الکترواستاتیکی خود را تخلیه می کنند که باعث به وجود آمدن تندر (رعد وبرق، آسمان غرنبه) می شوند.
این ابرها در حین گذار خود برای تخلیه بار خود با ولتاژهای بالای (حدود ۲۰ کیلووات/ مترمربع) تخلیه ای بین نقاط مرتفع زمین (کوه ها- ساختمان های بلند- سازه های فلزی مرتفع- دکل های مخابراتی و تلویزیونی- مخزنهای بزرگ سوختی و شیمیایی- انبارهای مواد منفجره و آتش زا) انجام می دهند که این عمل تخلیه الکتریکی آذرخش نام دارد و این پدیده شگفت طبیعی است که اثرات زیان بار و مخربی را در صورت تجهیز نبودن این گونه تاسیسات به سیستمهای حفاظتی در برداشته، همچنین اثرات بعدی آن باعث خسارات فراوان دیگری خواهند شد.

روش های رویارویی با آذرخش و پیدایش صاعقه گیر

انسانهای نخستین در هنگام وقوع حادثه به ناچار راه گریز در پیش گرفته، دورانی بعد برای رهایی از این مصائب به نیایش و نذورات متوسل می شدند، اما وقتی انسانها دریافتند که با تکیه برخرد و تجربه خویش می توانند بر مشکلات پیروز شوند، توانایی یافتند برآن غلبه نمایند و در بسیاری از موارد آنان را به خدمت گیرند.

در همین راستا برای مقابله با آذرخش میله های ساده برق گیر کشف و ابداع گردیده اند که قدیمی ترین نوع آن میله های ساده ایست که راس گنبدها و منارها در ایران خودمان مورد استفاده برای ایمنی ساختمان قرار گرفته اند (میدان نقش جهان- اصفهان)- در قرون ۱۷ و ۱۸ برای یافتن راه های جلوگیری از صدمات و خسارات صاعقه کوشش های زیادی به عمل آمده است که در آن رابطه کوشش های چشمگیر بنجامین فرانکلین و دالی بارد است که موجب کشف و ابداع صاعقه گیرهای جدید گردید.

انواع صاعقه گیرهایی که مورد استفاده قرار گرفته اند عبارتند از :

۱- صاعقه گیرهای ابتدایی قرون گذشته
۲- صاعقه گیرهای فرانکلینی
۳- صاعقه گیرهای اتمی
۴- صافه گیرهای بادی (پیزو الکتریک)
۵- صاعقه گیرهای الکتروخازنی
ESE (Early Screamer Emission)

شیوه عملکرد صاعقه گیرهای جدید براساس نیروی الکتریسیته بوجود آمده در شرایط جوی بویژه قبل از اصابت مستقیم صاعقه می باشد که نسل نوین و تکامل یافته ترین آنهاست.
در میان صاعقه گیرهای ساخته شده کنونی که برای حفاظت جلد خارجی ساختمانها به کار می روند این صاعقه گیری بهتر است که

۱- شعاع پوشش حفاظتی بیشتر نسبت به نوع مشابه خود به خاطر کیفیت و تکنولوژی پیشرفته تر و برتر خود داشته.
۲- شرایط راحت تری برای نصب داشته.
۳- توانسته باشد از استانداردهای لازم عملی بهره گیری کرده و دارای استانداردهای جهانی خاص خود باشد.

اجزای تشکیل دهنده سیستم حفاظتی در برابر آذرخش

۱- صاعقه گیر ۲- هادی میانی ۳- سیستم ارت

۱- صاعقه گیر : که شامل میله یکپارچه (فولادی ضدزنگ) با نوک تیز بوده و در قسمت میانی این خازن ها وجود دارند که در موقعیت شرایط جوی بوجود آمده باعث پاسخگویی سریع تر به صاعقه می شوند و در محفظه ای دایره شکل ضدآب قرار دارند.

۲- هادی میانی : جریان حاصل از صاعقه را به سیستم ارت می رساند و طبق استاندارد NFC 17-102 تسمه ای مسی به اندازه های ۲۰*۳ میلی متر می باشد.

۳- سیستم ارتینگ یا چاه ارت : که مقاومت آن باید کمتر از ده اهم باشد.

مزایا و مشخصات فنی عقه گیر الکترونیکی خازنی اینجسکو فرانسه (INGESCO)

1- دارا بودن بالاترین شعاع ضریب پوشش (۱۵۰ متر) نسبت به کلیه صاعقه گیرهای الکترونیک خازنی دیگر

۲- صاعقه گیر الکترونیک خازنی INGESCO

3- تنها صاعقه گیری است که مطابق با دو استاندارد جهانی NFC 17-102 ‌و UNF 21186 تست و گواهی لازم را اخذ نموده است.

۴- تست صاعقه گیرهای الکترونیک خازنی INGESCO توسط معتبرترین لابراتورها و کمپانیهای اروپا مانند :

TYCO (سازمان حفاظت از حریق اروپا)
EDF (سازمان استاندارد فرانسه)
TELECOME (بزرگترین تولیدکننده تجهیزات مخابراتی اروپا)
L.C.O.E (بزرگترین تولیدکننده تجهیزات مخابراتی اروپا) انجام گرفته است.

5- دارا بودن جداره خارجی تمام استیل که باعث مقاومت دستگاه در برابر عوامل فرسایش مانند : باد و آفتاب و…) می شود.
6- دارای نوک فولادی ضدزنگ
7- دو سال گارانتی دستگاه
8- ۱۵ سال خدمات پس از فروش

نگهداری در برابر اثرات مخرب آذرخش و پی آمدهای آن Lightning ProtectiSystem – LPS

1- نگهداری بیرونی ۲- نگهداری درونی
نگهداری بیرونی : منظور از نگهداری بیرونی، حفظ ساختمانها و دکل ها و انسانها و حیوانات و اشیای آنها در مقابل ضربه مستقیم صاعقه که باعث آتش سوزی و تخریب می گردند که برای محافظت آنان از صاعقه گیر استفاده می شود.

نگهداری درونی : چون اکثر تاسیسات امروزی دارای سیستم های برق و الکترونیک در داخل ساختمان می باشد برای محافظت آن ها از اثرات ثانویه صاعقه این نوع تجهیزات بایستی به وسیله لوازم و ابزارهای حفاظتی مخصوص به نامه اریسترها (arresters) هستند محافظت می شوند.

اثرات ثانویه بطور خلاصه عبارتند از :

۱- اضافه ولتاژهای حاصل از صاعقه Lightning Electromagnetic Pulse – LEP
2- اضافه ولتاژ حاصل از تخلیه الکترواستاتیکی Electrostatic Static Discharge
3- اضافه ولتاژ های حاصل از فصع و وصل (Switching) مدار های جریان و حوادث و خطوط تغذیه Suitching Electro magnetic Pulse