برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

 صاعقه گیر (برق گیر) بر اساس استاندارد فرانسه



سازوکار صاعقه




وجود


بخار آب، حرارت و هوای گرم  باعث ایجاد ابرهای کلمونیموس می گردد. این
مدل
ابر
بسیار گسترده و طول آن بالغ بر 15 کیلومتر و
حداقل دارای
ضخامت
10 کیلومتر است. گاهی از اوقات وجود
ضخامت بالا در
وضعیت جوی
متلاطم موجب ایجاد دمای تا 65-
درجه ی سانتی گراد
می شود. هم چنین
سرعت حرکت بالای ابر و دمای
یاد شده  باعث ایجاد کریستال
های یخ در لایه بالایی ابر
و ذرات ریز آب
در لایه های پایین  گشته و در
اثر سرعت ابر، این دو لایه باردار می

گردند، به نحوی که کریستال های یخ 
بار مثبت و ذرات آب، بار منفی به
خود می گیرند.
در این میانه لایه ی نسبتاً
خنثی (از جنس هوای خشک یا مرطوب)
با قطر یک تا
2
کیلومتر، نقش
یک  جداکننده را در این
سیستم اجرا می کند (مانند خازن با
دو صفحه ی
باردار و عایق در  میان
که هر چقدر نقش این جداکننده پر رنگ تر باشد،

ظرفیت خازن افزایش می 
یابد).
در وضعیت عادی اتمسفر زمین بار
(الکتریسته ساکن)
حدود
100 ولت بر متر (ارتفاع) را دارا است.
در هنگامی که در این

سیستم  ابر به وجود آمد، بار ساکن اتمسفر زمین افزایش
می یابد و به
15 تا
20
کیلوولت بر متر می رسد. هم چنین حرکت
ابر باردار
باعث حرکت بار مثبت
زمین  می گردد. این انتقال بار تا آن جا
ادامه
پیدا می کند که شدت بار در اتمسفر
بین 15 تا

20 کیلو ولت بر متر برسد. در این حالت
به  شدت
احتمال
تخلیه بین دو بار مثبت ابر و منفی زمین افزایش می یابد. تا این که

در 
محلی با شرایط بهتر (فاصله ی کم تر یا شدت بار بیش تر) تخلیه ی
الکتریکی انجام

می  پذیرد.
در این حالت بار منفی ابر به سمت بار
مثبت زمین انتقال
یافته در سطح
زمین  یا هادی ای که به زمین متصل است،
تخلیه انجام می
پذیرد. بر طبق برآوردها حدود
96% از صاعقه
ها بین ابر و زمین
انجام می پذیرد و 4%
مابقی بین ابر با
ابر و یا در داخل خود
ابر انجام می پذیرد.




محل


صاعقه




با


چشم غیر مسلح نمی توان محل دقیق  صاعقه را متوجه شد، اما با دوربین
مخصوص

فیلمبرداری این پدیده قابل ثبت است. در این  حالت صاعقه با سرعت

000/50
کیلومتر بر ثانیه به طرف هدف حرکت و با  آن

برخورد می کند. در سیستم های
معمول برق گیر (صاعقه گیر) حرکت بار از ابر به

سمت  زمین و محل اصابت آن روی زمین
است. اما به تازگی سیستم هایی
تولید
شده اند که در  هنگام صاعقه، بار مثبت زمین به
طرف صاعقه
فرستاده می شود.
در این سیستم ها، مقداری  بار تا ارتفاع محدود فرستاده

می شود و محل صاعقه
روی زمین نمی باشد، بلکه مقداری  بالاتر از زمین
است و پس از
برخورد صاعقه
به بار انتقالی، نقطه ی تلاقی به زمین 
کشیده می شود.




آثار


صاعقه




در


اندازه گیری های انجام شده،  جریان گذاری صاعقه تا حدود 35


کیلوآمپر برآورد شده است. حال با  توجه به این جریان شدید،
صاعقه
آثار
زیان باری بر محیط وارد می نماید. در هنگام  برخورد صاعقه،
در محل
برخورد به شدت
گاز ازن تولید می شود؛ هم چنین، عبور این جریان 
باعث تخریب
بافت خاک می گردد، زیرا
حرارت تولیدی در اثر عبور جریان بسیار
زیاد 
است.
از جمله آثار صاعقه می توان
موارد زیر را نام
برد:





1-


نور شدید در  هنگام تخلیه
2- صدای شدید به علت
تخلیه
بارها و
ایجاد فشار  هوای بسیار زیاد که اثرات آن تا
10
کیلومتر قابل
شنیدن 
است.
3-اثر حرارتی به علت وجود
جریان بالا و یونیزاسیون

اتمسفر  که در بعضی موارد باعث ایجاد حریق می
گردد.
4-
اثر
الکترودینامیک: عبور جریان بالا از هادی های
مجاور باعث
ایجاد نیروی شدید بین آن
ها  می شود که احتمال تخریب هادی ها
یا مواد
نگهدارنده ی بین آن ها را باعث می
گردد.
5- اثر

الکتروشیمیایی: در اثر عبور جریان از هوا و زمین
به وجود می

آید.
6- اثر القائی: در اثر عبور جریان از هادی ها
به

وجود می آید.
7- اثر برق گرفتگی: در اثر عبور جریان از بدن


اشخاص با حیوانات به صورت مستقیم یا غیر مستقیم (ولتاژ قدم) به وجود می


آید.




آثار


مستقیم و غیر مستقیم صاعقه بر  ساختمان ها




از


اثرات مستقیم صاعقه بر ساختمان،  ایجاد جریان و ولتاژ بالای لحظه ای و

ایجاد خسارات
بر خود ساختمان از جمله حریق و  شکستن شیشه ها را می
توان
نام برد. از اثرات غیر
مستقیم ایجاد پالس های گذرا بر  شبکه ی
برق،
مخابرات و رایانه و ایجاد خسارات بر
تمامی تجهیزات الکتریکی و 
الکترونیکی
را می توان نام برد.




حفاظت


ساختمان در مقابل برخورد  صاعقه (اثر
مستقیم)




در


این نوع حفاظت با ایجاد برق گیر  با امپدانس پایین سعی در جذب کامل
صاعقه
و ارسال
آن به زمین می شود. بر طبق  استاندارد فرانسه چهار نوع
برق گیر
(صاعقه گیر) پیشنهاد
می گردد.




الف


– برق گیر ساده میله ای SIMPLE  ROD LIGHTNING CONDUCTORS)


SRL):




این


نوع برق گیر دارای یک میله ی  بلند است که بر سقف بلندترین محل
ساختمان
نصب و به
زمین متصل می شود و در هنگام  صاعقه، با جذب ولتاژ،
جریان تولیدی
را به زمین منتقل
می کند. این صاعقه گیر به  واسطه ی
سادگی نصب در ایستگاه
های رادیو، محل آنتن های
بشقابی، و ساختمان هایی
که  سطح حفاظتی کوچک
دارند توصیه می شود.




سیستم


صاعقه گیر میله ای از  قسمت های زیر تشکیل شده

است:





1-


میله ی اصلی و دنباله ی آن
2- یک یا چند هادی پایین رونده
3- کلمپ
تست که
به
انتهای هادی پایین رونده وصل است  و ادامه ی آن به سیستم
زمین وارد می
شود.
4-
نوار حفاظتی که به کلمپ تست وصل،  حداقل
2
متر روی زمین کشیده و
به زمین وارد می شود.
5-
وسایل  هم پتانسیل کننده
(یا هم بندی) بین سیستم برق
گیر و سیستم ارت
اصلی 
ساختمان.




ب:


سیستم برق گیر ESE (گسیل دهنده ی  بار به طرف

صاعقه)




وجود


فناوری بالا باعث کارآمدی 100% این برق گیر در جذب صاعقه
شده
است.
در تکنولوژی ساخت این برق  گیر، تولید ولتاژ بالا و تنظیم
فرکانس در
هنگام صاعقه
ایجاد یک بار خزنده ی پیشرو (بالا رونده) می نماید
که همزمان با
حرکت صاعقه به سمت
بار منفی حرکت می کند و به  فاصله ی
کمی از زمین (نسبت
به فاصله ی زمین تا ابر) این
دو بار به یکدیگر برخورد
و  بلافاصله محل
برخورد به سمت نوک برق گیر حرکت و ادامه ی
صاعقه از
طریق این میله به  سمت
زمین حرکت می کند. سرعت حرکت این بار، از برق گیر

به سمت بالا حدود (یک متر
بر  میکروثانیه) است.
زمان برخورد به
وسیله ی رابطه ی
زیر تعریف می
شود. این رابطه  بر اساس فاصله ی بین
بارها (محل برخورد و نوک برق
گیر) و  سرعت حرکت بار پیشروی  استاتیکی
تعریف شده است. در عمل مقدار در آزمایشگاه ر
اساس استاندارد NF C 
17-102
اندازه گیری می
شود.




L=V.T

T زمان اصابت یا برخورد صاعقه با بار


پیشرو است که معمولاً درآزمایشگاه اندازه گیری می


شود.
Lمسافتی که بار پیشرو به سمت بالا حرکت می


کند.
V سرعت حرکت بار  پیشرو به طرف بالا که
معمولاً
یک متر بر
میکروثانیه است.
از فرمول بالا می توان  نتیجه
گرفت که فاصله
ی برخورد صاعقه تا
برق گیر بستگی به دو عامل سرعت حرکت بار
و  زمان برخورد
دارد. در عمل هر چقدر
L بزرگ تر
باشد، محل برخورد از 
محل مورد حفاظت دورتر و حفاظت
کامل تر است (یعنی
محل مورد حفاظت از اثرات صاعقه
در  امان است).
این صاعقه گیر
مخصوص
نصب در ساختمان های مرکزی، سایت
ها، مراکز  صنعتی، تاریخی و زمین های بازی

روباز است. معمولاً با نصب این
سیستم برق گیر  اطمینان و قدرت عملکرد
بسیار زیاد می
شود.




قسمت


های مختلف صاعقه گیر ESE




1.


قسمت میله و  سیستم تولید ولتاژ (الکترونیکی)
2.
یک
یا چند
هادی پایین  رونده
3. کلمپ تست که به
ازای هر
هادی پایین رونده
یک عدد  جداگانه نصب می
شود.
4.
قسمت های محافظ هادی که حداقل

2 متر بر روی زمین نصب می
شود.
5.
الکترودهای
زمین که مخصوص پخش جریان صاعقه بر روی
زمین
هستند.
6. اتصالات
هم پتانسیل کننده با هم بندی های

اصلی زمین که به صورت قابل نصب و جدا شونده
هستند.





ج:


شبکه بندی قفسه ای MESH  CAGES





یکی


از ساده ترین و کامل ترین راه  های حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه،
شبکه
بندی قفسه
ای است. در این سیستم پشت بام و  بلندترین قسمت هر
ساختمان تحت
سیم بندی موسوم به
قفسه ای (شبکه ای) قرار می گیرد و  به
تعداد مشخص هادی
پایین رونده در اطراف آن نصب
می گردد. در این حالت ساختمان
و  تمام اجزاء
هادی های آن از خطر صاعقه و امواج
الکترومگنتیک آن در
امان  هستند.
علت
استفاده از هادی های پایین رونده به خاطر
تقسیم
جریان صاعقه و کاهش  آثار
آن است.




اجزای


سیستم




1.


هادی های شاخکی  کوتاه که صاعقه را دریافت می نمایند و به شبکه انتقال
می

دهند.
2. شبکه بندی قفسه ای
(مش)
3.
هادی
های پایین رونده
4.
شکبه ی زمین (سیستم

زمین)
5. اتصالات هم بندی و هم
پتانسیل کننده و سیستم تست که

قابل مونتاژ است.





د)


برق گیر با سیستم سیم  هوایی STRETCH

در این سیستم از یک
یا
چند سیستم
هوایی که بر فراز  تجهیزات کشیده می شود و دو طرف آن به
شبکه
زمین وصل است استفاده
می شود. در استفاده  از این مدل که بیش تر
بر روی
تجهیزات پست برق و دکل های انتقال
برق فشار قوی  استفاده می
شود، مقاومت
سیم هوایی، استقامت مکانیکی در مقابل کشش و
عبور جریان 
صاعقه و ارتفاع
سیستم از زمین مورد بحث خواهد بود. معمولاً تمامی برق
گیرها
باید  قابلیت
جذب جریان تا 65 کیلوآمپر را داشته

باشند.




حفاظت


در مقابل اثرات غیر مستقیم 
صاعقه:




در


هنگام اصابت صاعقه به ساختمان،  اثرات جریان القائی آن بر روی کابل
های
کواکسیال،
کابل های ارتباطی و قدرت باعث  ایجاد مشکل خواهد شد. در
این
حالت سیستم حفاظتی به
نام surge  arrester که
قدرت جذب
جریان تا 65
کیلو آمپر را داشته  باشد،
توصیه می
گردد.




عیوب مربوطه به عدم هم


بندی
Equipotential Bounding

Defects




در


هنگام برخورد مستقیم صاعقه، عدم  وجود اتصالات و هم بندی صحیح می
تواند
باعث ایجاد
جرقه ی شدید و در نتیجه ایجاد  جریان مخرب بین دو
وسیله گردد.
بنابراین باید از هم
بندی اجزای صاعقه گیر و عملکرد  صحیح
آن اطمینان حاصل
نمود. به همین خاطر در یک
سیستم برق گیر، تمامی اجزاء
و  تجهیزات جانبی
شامل شبکه ی مخابرات،
IT و ... به
وسیله ی یک هم  بندی
اضافه، به صاعقه گیر وصل می
شوند.
ابتدا تمامی
تجهیزات یک ساختمان به
وسیله  ی هم بندی و سیستم حفاظت در
مقابل ضربه
SUREGE ARRESTER
به یک  شبکه ی ارت داخلی وصل و

درانتهای شبکه به وسیله قسمت هم
پتانسیل کننده به شبکه ی  صاعقه گیر
وصل می
گردند.







استاندارد


فرانسه NF C  17-102, NF C 17-100 پیشنهاد می کند
صاعقه
گیر در سه
قسمت مورد بحث قرار  گیرد.
1.
ارزیابی ریسک

صاعقه
2. انتخاب  سطح حفاظت و
تجهیزات
3.

انتخاب تجهیز یا تجهیزات جهت 
حفاظت




ارزیابی


ریسک  صاعقه




شبکه


بندی به صورت مش یا  قفسه ای MESHED
CAGES




در


این روش حداکثر عرض مش ها نباید  از 15 متر تجاوز
کند.
نصب سیستم
برق گیر بر اساس موارد زیر 
است:
الف: نصب
یک چند ضلعی
(معمولاً
4 ضلعی) در پیرامون سقف ساختمان (محیط


سقف)
ب: اضافه نمودن هادی های  متقاطع به شبکه ی

اولیه جهت
اضافه شدن مش بندی
ج: عبور الزامی 
هادی از
هر برآمدگی در سقف.
یعنی از هر قسمت که ارتفاع مجزا از سقف دارد،
سیستم 
شبکه به صورت کامل انجام پذیرد
و سپس به شبکه ی اصلی
متصل 
شود.
د: شاخک های عمودی
(Air
Terminal)

باید  در مرتفع ترین و آسیب پذیرترین نقاط و گوشه

ها و نزدیک تجهیزات
جانبی نصب  گردند.
ترتیب و فواصل: فاصله ی

2 ترمینال
(شاخک) 30 سانتی متری از

10 متر بیش تر
نباشد.
فاصله  ی
2 ترمینال
(شاخک)
50 سانتی متری از
15 متر بیش تر

نباشد.
شاخک (strike air 
terminal)
خارج از چند ضلعی
قرار
نگرفته و در داخل چند ضلعی 
باشد.




هادی


های پایین  رو




جهت


هر میله ی برق گیر ساده یا ESE نیاز به یک کنتور (شمارنده
ی
تعداد
صاعقه) وجود دارد. همچنین  جهت هر 4 هادی
پایین رو
و حداقل یک
شمارنده نیاز است. شمارنده  معمولاً در ارتفاع

2 متری بالای سطح
زمین و در انتهای هادی پایین  رو
نصب
می شود.




حالت


های خاص




وقتی


برق گیر (چه از نوع برق گیر  ساده و چه از نوع ESE)
در
یک ساختمان
نصب می گردد، به ازای هر  میله حداقل یک هادی پایین رو
نیاز
است. اما در دو حالت
نیاز به هادی پایین رو جهت  هر میله
است:
الف: نصف
عرض ساختمان بیش از ارتفاع
ساختمان باشد.
B>A دو هادی
پایین رو (منظور از نصف عرض ساختمان
فاصله
ی لبه ی  ساختمان تا میله ی برق
گیر است).
ب: ارتفاع ساختمان معمولی
بیش
از 28 متر و یا در
دودکش ها یا ساختمان های صنعتی بیش
از
40 متر
باشد.




هادی


های ساده (برق گیرهای ساده SRL)




در


این گونه سیستم ها به ازای هر  برق گیر (میله)، حداقل یک هادی پایین
رو
نیاز است.
در صورتی که ارتفاع ساختمان بیش  از 35
متر
باشد، حداقل 2
هادی پایین رو جهت هر  میله ی برق
گیر
نیاز است. این دو هادی به دو دیوار
مختلف نصب می گردند. همچنین
در 
ساختمان های مهم و پر رفت و آمد نیز برای میله ی
برق گیر
2
هادی  پایین رو نیاز است.




هادی


های برق گیر (صاعقه  گیر) SRC و ESE




قاعده


ی کلی در برق گیرها آن است که  بالاترین نقطه ی هرهادی یا برق گیر
شاخکی
بیش ترین
احتمال اصابت صاعقه را دارد. بر  طبق سفارش استاندارد،
سر برق
گیر باید حداقل
2 متر از تمام نقاط  ساختمان
(پشت بام،
تجهیزات فلزی و جانبی)
بلندتر باشد. در این حالت بهتر است
برق  گیر در
بالاترین نقطه ی ساختمان نصب گردد.
همچنین محل صاعقه گیر
با توجه به
تجهیزات  جانبی و فواصل مجاز از بدنه های فلزی
انتخاب می
شود.
جهت
افزایش طول صاعقه گیر،  استفاده از میله ی واسطه با جنس

مخصوص لازم است.
شرکت هلیتا واسطه ی صاعقه گیرهای  میله ای در طول های
کلی

75/5 و 5/7 متر را جهت  افزایش
طول
صاعقه گیر به
بازار ارائه داده است. این میله ها از جنس فولاد ضد
زنگ 
هستند.
در زمین های
ورزشی، استخرها و کمپینگ می توان از سیستم
ESE
استفاده نمود. جهت
محاسبه ی ریسک و سطح پوشش استفاده،
از نرم افزار
Helita استفاده
می شود. همچنین تمهیدات ویژه
ای جهت نصب برق
گیر  در نزدیکی دودکش های فلزی و
تجهیزات دیگر در نظر
گرفته می شود. در
صورتی که هوای  محل نصب دارای گازهای خورنده
یا
دودهای اسیدی – کربنی
باشد، باید فاصله ی مناسب نصب  در نظر گرفته شود.
فاصله ی

50 سانتی متر از تجهیزات فلزی مانند  دودکش
فاصله ی
مناسبی
است.
در ساختمان هایی که بیش از یک صاعقه گیر میله ای
(ESE
یا
SRC)
در پشت بام آن ها نصب شده باشد و در صورتی
که مانع  بیش
از
5/1 ارتفاع بین آن ها نباشد، باید
تمامی صاعقه گیرها
به  یکدیگر
متصل شوند. در صورتی که بین هر کدام از
آن ها مانع بلندتر از
5/1
متر باشد، نباید به یکدیگر متصل
گردند.
در انتخاب هادی
های  مربوط به صاعقه گیر،
چه هادی شبکه بندی
و یا پایین رو، استفاده از
سطح مقطع کم تر  از
3×30

میلی متر و استفاده از هادی های
گوشه دار و نوک دار ممنوع

است.




آنتن


های تلویزیون و  رادیو




با


موافقت کاربر آنتن ها، می توان  تمامی تجهیزات صاعقه گیر را بر روی
میله ی
آنتن
تلویزیون یا دریافت کننده های دیگر  نصب نمود. در این
حالت لازم است
موارد زیر
رعایت گردد:
الف: سر برق گیر حداقل
2 متر از
بلندترین نقطه ی
آنتن بلندتر باشد.
ب: کابل
کواکسیال  آنتن به صورت
مستقیم از کنار هادی برق گیر
به طرف پایین
رفته باشد و به آن هادی  محکم
شده باشد.
ج: نیاز به اتصالات مشترک

مرسوم به
gugingندارد.
د: هادی پایین رو به میله با
کلمپ ثابت
شده
باشد.
این روش باعث کاهش  هزینه ی نصب صاعقه گیر نیز
می
شود.




اتصالات




هادی


های متصل به برق گیر حداقل قطر 6 تا 8
میلی
متر
داشته باشند. در محل هایی که  نیاز به شمش مسی است،
قطر آن از

30×30 کم تر نباشد؛ مانند اتصال  به کلمپ
ها و

کانترها.




کوپلینگ


تست




هر


هادی پایین رو باید به یک  کوپلینگ تست وصل گردد تا در هنگام تست،
مقاومت
زمین و یا
تست جریان و مقاومت برق  گیر، از جا برداشته شود.
قسمت تست
(کوپلینگ تست) در ارتفاع
2 متری  از سطح
زمین نصب می
گردد و قابل بازرسی چشمی است. در ضمن
بر روی آن کلمات مربوط
به  اسم تجهیز
و شماره ی آن نوشته می شود.




هادی


های  حفاظتی




این


هادی ها بین کوپلینگ تست و قسمت  زمین (هادی ها و الکترود زمین) نصب
می
گردد و
2 متر طول عمودی و  مقداری نیز طول افقی
دارد و
از جنس مس (هم جنس
با دو هادی سر و ته) و یا همان  قطراست. در
نصب آن از
پیچ و مهره ی همجنس استفاده
می شود تا خوردگی به وجود نیاید.
قسمت عمودی آن با
سه اتصال به دیوار محکم می شود.
اتصالات (کلمپ ها) از جنس
خود شمش  یعنی
مسی است.




هم


بندی اتصالات Equipotential


Bonding




برآورد


اجمالی:




در


هنگام صاعقه، عبور جریان شدید از  هادی های برق گیر، ایجاد اختلاف
پتانسیل
شدید بین
نقاط صاعقه گیر و شبکه های مجاور  شامل لوله های
گاز، آب، سازه ی
فلزی ساختمان،
تجهیزات سرمایشی و گرمایشی می نماید. این
اختلاف ولتاژ گاهی
اوقات به خاطر ارت شدن
این تجهیزات و عدم هم پتانسیل شدن
با  صاعقه گیر
است و باعث ایجاد جرقه (تخلیه ی
سطحی) می
گردد.




جهت


جلوگیری از این معضل دو روش  وجود دارد:





الف:


برقراری یک  اتصال دائمی بین شبکه ی برق گیر و شبکه ی فلزی ساختمان
(هادی
های
ساختمان)





ب:


ایجاد یک فاصله  ی ایمن بین هادی های صاعقه گیر و تمامی
تجهیزات
در معرض
تخلیه





فاصله


ی ایمن فاصله ای است که در  صورت ایجاد صاعقه در شبکه های برق گیر،
بین
این شبکه و
هادی های موجود در ساختمان  که نزدیک شبکه ی برق گیر
هستند،
هیچ گونه تخلیه ی
الکتریکی به وجود نیاید.
این  مهم با
افزایش قدرت
عایقی تجهیزات و تغییر مسیر
هادی ها در هنگام نصب ممکن می
گردد  که البته
روش هزینه بر و پر کاری است. بنابراین
از روش هم
پتانسیل کردن بیش تر 
استقبال می گردد. روش ایجاد فاصله ی ایمنی فقط در

مواردی مانند لوله گاز، منابع
نفت  و گاز و ... کاربرد دارد که
تجهیزات به سبب
احتمال انفجار، ترکیدگی و
ریسک خطر  بالا، قادر به هم
بندی نباشند.




محاسبات فاصله ی ایمنی:


S(m)=n.kj.L/km




S(m:


فاصله ی ایمنی بین هادی های  برق گیر و تجهیزات فلزی به حسب

متر
N:
ضریب که بستگی به تعداد  هادی های پایین
رو
(در سیستم
ESE) قبل از اتصال به یکدیگر دارد و 
مقدار
آن:
برای یک هادی
پایین رو n=1
برای دو هادی
پایین رو

n=0.6
برای سه یا بیش تر هادی پایین رو


n=0.4
Ki: ضریب، بستگی به لول (سطح)

حفاظتی
دارد.
جهت سطح حفاظتی یک (حفاظت بالا) مانند خازن سوخت، ساختمان
های
مهم
Ki=0.1
جهت سطح حفاظتی دو (حفاظت خوب) بناهای
تاریخی
وساختمان
های پر جمعیت Ki=0.075
جدول
2: فاصله

مش




























اندازه


مش




PROTECTION LEVEL




5×5
10×10
15×15
20×20




I
II
III
IV




جدول


3: فواصل هادی های پایین  رو




























فواصل


بین هادی ها




PROTECTION  LEVEL




10
15
20
25




I
II
III
IV




جهت


سطح حفاظتی سه (حفاظت نرمال) ساختمان های مسکونی معمولی


Ki=0.05
Km: ضریب  مواد بین دو

سیستم برق گیر
و تجهیز.
وجود هوا بین دو سیستم

Km=1
وجود جامدات بین دو
سیستم

Km=0.52
L : فاصله ی عمودی بین نقطه

ایی
که  اندازه گیری انجام می شود (کلپ تست) و نزدیک ترین نقطه (هادی)


تجهیز.
S: برای لوله های گاز 3 متر
در
نظر
گرفته می شود.
مثال: در یک ساختمان با درجه ی حفاظت یک (سطح
حفاظت
بالا) با
ارتفاع 30 متر سیستم برق گیر نصب شده است
(نوع

ESE).
سوال یک: سیستم تهویه ی هوا در پشت بام
ساختمان نصب
شده
است. در صورتی که 3 متر با شبکه ی برق
گیر فاصله داشته
باشد،
چرااین فاصله ایمن است؟ مقدار L
برابر
25 متر
در  نظر گرفته شود.
جواب:
چون

92/1 متر از
3متر کم تر است این سیستم
در
فاصله ی ایمن قرار دارد. از نرم
افزار هلیتا می توان  فاصله ی ایمن
را
محاسبه نمود.




هم


بندی شبکه ی فلزی تجهیزات  جانبی




EQUTPOTENTIAL


BONDING OF  EXTERNAL METALIC NET
WORKS





راه


دوم حفاظت تجهیزات جانبی  ساختمان مانند سازه ی فلزی، لوله ها، سیستم

هواساز و هم
بندی آن ها و هم پتانسیل  کردن با شبکه ی صاعقه گیر است.
این
حالت وقتی لازم است که
نتوان فاصله ی S حفاظتی  را در مورد این
تجهیزات یا
سیستم زمین آن ها رعایت
نمود.
جهت هم پتانسیل کردن  این
تجهیزات، نیاز
به هادی های مطمئن و دائمی با
محاسبات سطح مقطع و مقاومت
وجود  دارد.
تمامی تجهیزات قابل هم بندی مانند خطوط شبکه
ی مخابراتی،
اطلاعات، سازه ی 
فلزی، لوله های آب، گاز و غیره به وسیله ی هادی های

مطمئن که حداقل سطح مقطع آن
16 است متصل و توسط هادی های
پایین رو
که به دیوار محکم شده
اند،  به جعبه ی هم بندی موسوم به
Equipotential
Box
و
از آنجا به آخرین  نقطه ی یک
شبکه ی برق گیر (قبل از ورود به
الکترودهای
زمین) که کلمپ تست نامیده
می  شود، وارد می شود. این اتصال که موسوم به
هم
بندی اضافه است، باید
قابل باز نمودن  جهت تست های خاص، و محل و ارتفاع آن
مناسب
جهت
بازدیدهای دائمی باشد. با این عمل  تمامی تجهیزات یاد شده از
خطر جرقه
ناشی از
صاعقه (Flash Point)محفوظ می مانند. اما با
این
عمل می باید سیستم
های حساس مانند کامپیوتر، شبکه ی IT و

شبکه ی مخابراتی به همراه
تجهیزات مربوطه توسط surge 

arrester
محافظت گردد. (شکل
7)




بررسی سیستم زمین صاعقه گیر SYSTEM


EARTH TERMINATION
  :




نگاه


اجمالی: در هر سیستم برق گیر،  تمامی پتانسیل سیستم در جذب و انتقال
صاعقه
به زمین
نهاد شده است. در این سیستم جذب  صاعقه به وسیله ی هادی
های میله
ای یا شبکه، انجام
و جریان جذب شده توسط هادی های  پایین رو
به شبکه ی
زمین انتقال داده می شود. در
شبکه ی زمین که شامل
الکترودها،  اتصالات و
هادی های مسی است، انتقال این جریان به
زمین در
کمترین زمان صورت می 
پذیرد. تفاوت سیستم زمین در یک برق گیر با شبکه ی
ارت
سیستم برق ساختمان نیز
به  همین دلیل است. در شبکه ی برق گیر بار
استاتیک باید در
سطح زمین
گسترده شود تا  بارهای غیر همنام اثر یکدیگر
را خنثی (بار منفی ابر و مثبت

زمین) کنند، اما در  سیستم برق ساختمان
جهت انتقال جریان نشتی از طریق
شبکه ی زمین
به نقطه ی خنثی 
ترانفسورماتور باید الکترود ارت به طریق خاص
باشد.
هر سیستم
زمین مربوط
به صاعقه  گیر در سه قسمت بررسی شده
است:
الف: در فرانسه و اکثر

کشورهای پیشرفته ی دنیا،  مقاومت حداکثر 10
اهم جهت سیستم زمین هر
صاعقه گیر
پیشنهاد می شود. اندازه گیری این  مقدار
با باز کردن کلمپ
تست و اندازه گیری مقاومت
الکترودهای زمین به روش های
2
سیمه و 4 سیمه
انجام پذیر است. در صورتی
که  مقاومت
10 اهم مورد نیاز در این
قسمت حاصل نگردد،

استاندارد  پیشنهاد افزایش طول الکترودهای زمین، نصب میله های ارت
در

خاتمه هادی های زمین  الکترودها و استفاده از الکترولیت های مجاز مانند
سولفات

ها، بنتونیت و غیره را  داده است.
افزایش طول هادی زمین
(الکترودها) تا

100 متر یعنی  هر هادی تا
20 متر نیز
مجاز
است.




ب:


توانایی هدایت  جریان




جهت


افزایش توانایی حمل جریان توسط  هادی زمین، نیاز به سه هادی (الکترود)
به
جای یک
الکترود پیشنهادی استاندارد است. افزایش تعداد هادی ها موجب
افزایش طول
هادی و دمپ
سریع تر جریان صاعقه می 
گردد.




ج:


هم بندی اضافه (هم پتانسیل  کردن)




استاندارد


نیاز به یک هم بندی اضافه  جهت هم پتانسیل کردن در سیستم برق گیر و
سیستم
ارت
ساختمان را لازم و ضروری می  داند.
بازرسی های سیستم
صاعقه گیر:
تمامی اجزای یک
برق گیر از میله تا سیستم  زمین نیاز به
بازرسی های دوره
ای و اندازه گیری مقاومت
دارند. فرایند تست و بازرسی 
به شرح زیر
است:
سیستم حفاظت با سطح بالا (لول یک)
سالیانه؛
سیستم
حفاظت با 
سطح خوب (لول دو) دو ساله؛ و
سیستم حفاظت با سطح
معمول
سه ساله.
در ضمن
پس از  هرگونه تعمیرات ساختمان یا اصابت صاعقه بر
سیستم،
باید بازرسی و
تست ها مجدداً  انجام پذیرد.




انواع


الکترودهای زمین در سیستم  صاعقه گیر




ابتدا


سیستم الکترود زمین در صاعقه  گیر ساده ESE بررسی می


شود:
1- الکترودهای سه  گانه (پنجه اردکی): در
این
سیستم سه
شمش مسی با ابعاد 2×30 میلی  متر به
صورت پنجه
اردک است. هر کدام
از شمش ها فاصله ی 45 درجه
با  شمش
وسطی دارند و (حداکثر) طول کل
شمش ها 25 متر
است و به سه قسمت
– یکی از شمش ها حدود
2 متر بلندتر است
– تقسیم می
شوند.
دو  شمش کناری با زاویه ی
45
درجه به شمش وسط
در انتها با استفاده از  کلمپ مسی یا کدولد
وصل می
گردند. شمش وسط پس از
ارتباط با شمش دیگر به طرف نقطه ی  تست ادامه می
یابد
(شکل 8). طول
الکترودهای زمین بستگی به مقاومت زمین دارند و از
6
متر به
بالا ادامه می یابند.
2-
میله های  ارت: در صورتی که

جغرافیای ساختمان اجازه ی استفاده از شبکه
ی پنجه اردکی را ندهد،  می توان
از سیستم
مثلث متساوی الاضلاع با طول
هر ضلع 2 متر که 
میله ی ارت به
انتهای هر زاویه
متصل شده است، استفاده نمود. طول میله ی ارت 2
متر  است. هر میله
با
زاویه ی مربوطه کلمپ یا جوش کدولد می گردد (شکل
9).
3-

سیستم ترکیبی: در صورتی که عمل الکترودهای زمین
دارای  وسعت باشد، می
توان جهت کاهش
مقاومت زمین از ترکیب شبکه ی پنجه
اردکی و میله ارت (در
انتها) استفاده نمود (شکل
10).




شبکه


ی زمین در صاعقه گیر شبکه ای (شبکه قفسه ای)




در


برق گیر نوع شبکه ی قفسه ای از  دو سیستم پنجه اردکی و میله ی ارت می
توان
استفاده
نمود.
1- شبکه ی ارت پنجه  اردکی: اتصالات به وسیله ی

3 تسمه ی
مسی 2×30میلی متر که یکی از
تسمه
ها بزرگ تر است و دو عدد دیگر با
زاویه ی 45 درجه در انتها  به
شمش اصل
جوش کدولد و یا کلمپ می گردند، صورت می
پذیرد. طول مفید هر یک از
هادی  ها
2 متر و در عمق 60 تا
80
سانتی متری زمین
دفن  می گردند.
2- میله های ارت: در این
حالت میله
های ارت به صورت
عمودی به طول 2 متردر داخل زمین کوبیده می شوند. فاصله ی

آن ها
2 متر از یکدیگر و  فاصله از پی یک تا
5/1

متر است. این دو میله به وسیله ی شمش مسی 2×30به


یکدیگر کلمپ و یا جوش داده می شوند (شکل 11).
علت تفاوت شبکه ی زمین در
دو

سیستم صاعقه گیر ESE و شبکه ی قفسه ای به خاطر احتمال
جذب
صاعقه
ی  آن ها است.




تجهیزات


سیستم  ارت




EARTH


SYSTEM EQUIPMENT  BONDING




هنگامی


که دریک ساختمان سیستم زمین  جهت تجهیزات برق نصب می گردد، می توان
سیستم
برق گیر
را در نقطه ی خاص به نام کلمپ  هم بندی ولتاژ به این
سیستم وصل
نمود. این نقطه ی
اتصال نزدیک ترین نقطه ی به هادی  پایین
رو است. در
صورتی که امکان وصل این قسمت
نباشد، می توان سیستم برق گیر
را  مستقیم به
هادی زمین وصل نمود. اما اتصال باید به
طریقی باشد که
جریان القائی صاعقه 
بر روی کابل های برق اثر گذار نباشد. در اتصال
به
نقطه ی هم پتانسیل (هم
بندی  اضافه) باید بتوان نقطه ی اتصال را جهت تست
مقاومت
اهمی و جریان جدا
نمود. همچنین  نقاط قابل دید و تست دوره ای
باشند.
فواصل مجاز
بین هادی
های سیستم صاعقه گیرو  انشعابات برق،
آب، گاز زیرزمین :
بر طبق

استاندارد NFC فواصل 
مجاز بین تمامی هادی های شبکه ی
صاعقه گیر و
سیستم انشعاب برق و آب و گاز و
کابل  های زیرزمینی بر طبق
جدول وجود داشته باشد.
این فواصل برای
تمامی اجزای فلزی صادق  است و اجزای
غیر فلزی را شامل نمی شود (جدول

4)




ارزیابی


ریسک (احتمال) برخورد  صاعقه




بر


طبق پیشنهاد استاندارد NFC مطالعه ی صاعقه در سه قسمت
انجام
می
پذیرد.
1. ارزیابی ریسک
صاعقه
2.
بررسی
سطح حفاظت
3.
بررسی شیوه ی حفاظت




بررسی


ریسک صاعقه (احتمال برخورد  صاعقه به
ساختمان)




در


بررسی احتمال برخورد صاعقه، روش  مورد استفاده به صورت زیر


است.
1- تعداد مورد انتظار برخورد  صاعقه با برق
گیر
که به
Ng شناخته می شوند.

که در این


فرمول:
Ng: حداکثر تعداد صاعقه هایی است که به واحد سطح در


این  منطقه برخورد می کند (تعداد صاعقه / کیلومتر مربع / سال)؛ و

Ngman=2Ng
که
می  توان آن را به صورت زیر محاسبه نمود:
الف:
استفاده
از نقشه ی منطقه ی
جغرافیائی
ب: استفاده از سطح ایزوکرونیک موج
به
Nk
که
تقریباً برابر Nk/10 می

شود.




محاسبه ی سطح (ایزوله) ساختمان بر حسب مترمربع


Ae




در


معرفی سطح زیر ساخت، همان تعداد  صاعقه که به ساختمان اصابت می کند در
نظر
گرفته می
شود. در پیوست استاندارد NF C 17-100,

17-102
محاسبات و جداول مربوطه  ارائه شده است. ضریب

بستگی به شرایط محیطی ساختمان
دارد.
از نرم افزار ارائه شده  توسط
شرکت
هلیتا محاسبات ریسک حریق ارائه شده
است. همچنین این محاسبات در
مجموعه 
های دیگر توسط سازندگان معروف ارائه گردیده
است. شرکت فرس
Furse نیز
مجموعه  محاسباتی خود را با توجه به ساختمان ارائه کرده

است.
بررسی
تعداد قابل انتظار  برخورد صاعقه به ساختمان
NC:
(تعداد
قابل تحمل صاعقه)
در بررسی  احتمال
برخورد صاعقه از فرمول زیر استفاده می

شود.
: ضریب که بستگی به
نوع  ساختمان دارد.
: ضریب که بستگی به
اجزاء
ساختمان دارد.
:
ضریب که بستگی به  تجهیزات داخل ساختمان
دارد.
: ضریب که
بستگی به
آثار و نتیجه ی برخورد و صاعقه  به ساختمان
دارد.
همچنین از طریق نرم

افزار قابل محاسبه است.




سطح


حفاظتی PROTECTION LEVEL  :




در


این حالت مقادیر مقایسه شده  اند.
اگر کوچک تر یا مساوی باشد، در
نتیجه
نیاز به
اجباری کردن نصب برق گیر  نیست.
اگر بزرگ تر از
باشد،نیاز به
سیستم صاعقه گیر با
سطح حفاظتی  است.
مقادیر سطح
حفاظتی، شعاع حفاظت
برق گیر را مشخص می کند. فاصله
ی ایمنی و  پریود
تعمیرات نیز توسط این سطح
مشخص می گردد.
در بررسی نقشه مربوط
به
تعداد  صاعقه در ایران بین صفر
تا یک صاعقه (یک صاعقه /سال/ کیلومتر مربع)
را می
توان  انتظار
داشت.



میله

های ساده فرانكلینی :
اولین واحد جذب كه توسط فرانكلین
بیشنهاد  گردید،
میله های ساده بودند كه ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول
میله ها، دور از  ساختمان
اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای
ساده در كلاسهای حفاظتی  براساس
تئوری زاویه محاسبه می
گردید.


H . tan(α) =Rp
H = طول میله  ساده

α = زاویه
شعاع حفاظتی
Rp = شعاع حفاظتی میله ساده

زمانیكهα = 30
درجه باشد
میزان شعاع حفاظتی Rp برابر 0.7H می باشد، در این حالت كلاس حفاظتی در
سطح
(High Protection)(I) میباشد.
زمانیكه α = 45 درجه باشد نیز، Rp=H خواهد

بود  و كلاس حفاظت در سطح (Medium Protection (II میباشد.
زمانیكه α =
60 درجه
باشد  میزان شعاع حفاظتی Rp برابر 1.73 H می باشد، در این حالت
كلاس حفاظتی در سطح
(Standard Protection) (III) می باشد.
همانطوریكه
ملاحظه میشود، كلاس حفاظت با
شعاع حفاظتی، رابطه معكوس دارد و بالطبع برای
تدارك كلاس حفاظت بالاتر باید هزینه
بیشتری پرداخت كرد.
لازم به ذكر است كه
تعیین كلاس حفاظت، با توجه به موقعیت
محل  سایت،‌نوع كاربری آن، ابعاد
ساختمان و . . . انجام خواهد

شد.
---------------------------------------------------
2- قفس

فارادی :

با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله

ساده  ، قفس فارادی (Faraday Cage) جایگزین میله های ساده فرانكلینی شد،
امروزه نیز
اكثر  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.


دستورالعملهای كلی روش قفس فارادی بشرح زیر
است:
- ایجاد یك رینگ از
تسمه های مسی یا فولادی درپشت بام ساختمانها یا بر
روی جان پناه آن
- ایجاد
مشی  از تسمه ها یا سیمهای مسی یا فولادی در
كف بام ساختمانها به گونه ای كه در
بالای  بام ابعاد شطرنجی هادی 5x5 m
(سطح I حفاظت ) ، 10x10 m (سطح II حفاظت) یا
20x20 m  (سطح III حفاظت)
ایجاد گردد.
- اجرای هادیهای میانی نزولی در جهات
مختلف  ساختمان به
نوعی كه هر هادی از هادی دیگر بین 20 الی 30 متر فاصله داشته
باشد.
-
محاسبه فواصل Bonding و اتصال عناصرفلزی روی بام و بدنه به هادی های

صاعقه  گیر
همانطوركه ملاحظه می فرمائید در مسیر اجرای روش قفس فارادی
از ابزار
های  مختلفی مثل هادیهای مسی، انواع بستهای نگهدارنده، انواع
کلمپهای چند راهی،
میله های  برقگیر ساده و پایه های نگهدارنده و . . .
استفاده می

شود.
----------------------------------------------
3- صاعقه

گیرهای یونیزه كننده هوا :

طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس

استاندارد NFC 17-102 انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان

است كه در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد كردن

پارامتر ΔL‌در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می

كند.
صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Down

Conductorاز

طریق سیم مسی بدون روكش به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت الكترود زمین 
صاعقه
گیر می بایست زیر 10 اهم باشد و پس از اجرا به شبكه هم بتانسیل كل سایت
متصل
شود.
در اجرای الكترود زمین هر صاعقه گیر می بایست از اقلامی چون صفحه
های مسی،
مواد كاهنده مقاومت (LOM) ، اتصالات جوش انفجاری استفاده
نمود.

((Rp = √(
h(2D-h) + ΔL (2D+ ΔL برای H≥5 meter
H = ارتفاع
واقعی نصب صاعقه گیر نسبت به
سطح مورد نظر
Rp = شعاع حفاظتی
ΔL = فاصله
ای که یون ها در جهت صاعقه می
پیمایند (پارامتر متغیر بر حسب نوع و مشخصات
صاعقه گیر)
D = درجه پیشرفت صاعقه
یا مدت جهش صاعقه در طول مسیر ، که بر
اساس درجه حفاظتی تعیین می شود
:
Protection Level I : D =
20m
Protection Level II : D = 30m
Protection
Level III : D =
45m
Protection Level IV : D = 60m
برای ارتفاع کمتر از 5
متر ، شعاع
حفاظتی از جداول مربوط به هر صاعقه گیر محاسبه می شود.



اینم

استاندارد  فرانسوی این صاعقه گیر ها که اطلاعات بالا به طور کامل توش
هست.
>>>> NFC 17-102

اینم دو تا استاندارد دیگه

در  مورد حفاظت ساختمان ها در برابر صاعقه :
BSI 6651



IEC 61024
































میله های

ساده فرانكلینی وقفس فارادی و صاعقه گیرهای یونیزه كننده 
هوا

اولین واحد
جذب كه توسط فرانكلین بیشنهاد گردید، میله های ساده
بودند  كه ضربه مستقیم صاعقه به
اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق
می افتاد و شعاع  حفاظتی این صاعقه
گیرهای ساده در كلاسهای حفاظتی براساس
تئوری زاویه محاسبه می  گردید.


H . tgα =Rp
H  = طول میله ساده
α
=

زاویه شعاع  حفاظتی
Rp = شعاع
حفاظتی میله ساده



زمانیكهα = 30 0

باشد  میزان شعاع حفاظتی Rp برابر 0.7H می باشد، در این حالت كلاس حفاظتی
در سطح
(High  Protection)(I) میباشد.
زمانیكه α
= 45

0نیز، Rp=H خواهد بود و كلاس حفاظت در سطح (Medium
Protection (II
میباشد.
زمانیكه α = 60
0 باشد میزان
شعاع حفاظتی Rp برابر 1.73 H می باشد، در این حالت
كلاس حفاظتی در سطح (Standard
Protection)  (III) می باشد.
همانطوریكه
ملاحظه میشود، كلاس حفاظت با شعاع
حفاظتی، رابطه  معكوس دارد و بالطبع
برای تدارك كلاس حفاظت بالاتر باید هزینه
بیشتری پرداخت  كرد.
لازم به
ذكر است كه تعیین كلاس حفاظت، با توجه به موقعیت
محل سایت،‌نوع  كاربری
آن، ابعاد ساختمان و . . . انجام خواهد

شد.



















٢ ● طراحی سیستم صاعقه گیر به روش قفس فارادی
با گسترش

ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده ، قفس فارادی (Faraday
Cage)
جایگزین میله های ساده فرانكلینی شد، امروزه نیز اكثر 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.

دستورالعملهای
كلی روش قفس فارادی بشرح زیر
است:





  • ایجاد یك رینگ از تسمه های مسی یا فولادی درپشت بام ساختمانها

    یا  بر روی جان پناه آن

  • ایجاد مشی از تسمه ها یا سیمهای مسی یا فولادی در كف بام

    ساختمانها به گونه ای كه در بالای بام ابعاد شطرنجی هادی 5x5 m (سطح I حفاظت ) ،

    10x10 m (سطح II حفاظت) یا 20x20 m (سطح III حفاظت) ایجاد گردد.

  • اجرای هادیهای میانی نزولی در جهات مختلف ساختمان به نوعی كه هر

    هادی از هادی دیگر بین 20 الی 30 متر فاصله داشته باشد.

  • محاسبه فواصل Bonding و اتصال عناصرفلزی روی بام و بدنه به هادی

    های صاعقه گیر
همانطوركه

ملاحظه می فرمائید در  مسیر اجرای روش قفس فارادی از ابزار های مختلفی مثل
هادیهای
مسی، انواع بستهای  نگهدارنده، انواع کلمپهای چند راهی، میله های
برقگیر ساده و
پایه های نگهدارنده و .  . . استفاده می
شود.



















































٣ ● تئوری گوی غلطان و صاعقه گیرهای یونیزه کننده:


طراحی و نصب این صاعقه  گیر های براساس استاندارد NFC 17-102
انجام می
گیرد ریشه این استاندارد نیز همان  تئوری گوی غلطان است كه در
تمامی استاندارد ها
از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد كردن پارامتر
ΔL‌در فرمول محاسبات، شعاع
پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را  محاسبه می
كند.
صاعقه گیر پس از نصب روی
ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Down
Conductor از طریق سیم مسی بدون روكش
به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت 
الكترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر 10 اهم
باشد و پس از اجرا به شبكه هم
بتانسیل  كل سایت متصل شود.
در اجرای الكترود زمین
هر صاعقه گیر می
بایست از اقلامی چون  صفحه های مسی، مواد كاهنده مقاومت (LOM) ،
اتصالات
جوش انفجاری استفاده  نمود.



اصول عملكرد صاعقه گیرهای یونیزه كننده Prevectron 2

به  شرح زیر است:



شارژ واحد یونیزاسیون
واحد یونیزاسیون به

وسیله الكترودهای پائینی صاعقه گیر، با توجه به شدت میدان الكتریكی اتمسفر كه

غالبا" هنگام صاعقه چندین میلیون ولت بر متر میباشد شارژ میشود و این نوع
صاعقه
گیر  ها بدون نیاز به منبع انرژی خارجی و بطور كاملا مستقل فعالیت
می نماید.

كنترل عملیات یونیزاسیون
از
آنجاییكه میدان
الكتریكی  اتمسفر، قبل از حدوث صاعقه به شدت و بطور
ناگهانی افزایش می یابد، صاعقه
گیر Prevectron تغییرات ایجاد شده میدان
الكتریكی را حس نموده و قبل از وقوع صاعقه،
شارژ می گردد.
پیش
دستی علمدار حمله از زمین (Upward
Leader)

شارژ موجود از طریق
الكترودهای بالایی به میله میانی تخلیه شده
و  باعث ارسال علمدار حمله
زمینی به سوی ابر و ایجاد نقطه ترجیحی برخورد صاعقه شده
و  نهایتا در
فاصله ای دور، باعث اتصال علمدار حمله زمینی و هوایی میشود.

(Preferential
Point of Impact)

انواع

  صاعقه گیر یونیزه كننده ساخت Indelec فرانسه
مدل Prevectron 2 :




























































TS

Series
TS 3.40 TS 2.25 TS 2.10
S

Series
S 6.60 S 4.50 S 3.40


















جدول مقایسه ٣ تئوری و درجه کاهش خطر در کلاس

حفاظتی  مربوطه :

 



 



در این بخش مفاهیم پایه مورد نیاز برای طراحی سیستم صاعقه گیر براساس 2
استاندارد
BS6651 و
NFC17-102 بیان گردیده است لیکن با توجه به
استفاده از نرم افزار
endelecمحاسبات
طبق
NFC17-102 وبراساس صاعقه گیر الکترونیکی
صورت می پذیرد.



مفاهیم مربوط به سیستم صاعقه گیر غیر الکترونیکی براساس
استاندارد
BS6651:



1-    بدست آوردن احتمال اصابت صاعقه:



این احتمال نشان می دهد که طراحی سیستم صاعقه گیر برای ساختمان مورد نظر، مورد
نیاز می باشد یا خیر. برای    بدست آوردن آن باید  مساحتی از اطراف ساختمان را که
احتمال وجود صاعقه در آن وجود دارد  مورد مطالعه قرار داده این مساحت برای صاعقه
گیرهای غیرالکترونیکی بر طبق استاندارد BS6651برای یک ساختمان به شکل مستطیل به
شرح  ذیل است:



Ac=LW+2LH+2WH+(pi)H2



که H, W,  Lبه ترتیب طول و عرض و ارتفاع ساختمان مورد مطالعه می باشد.احتمال
برخورد از فرمول ذیل محاسبه می گردد:



(P=Ac*Ng*10^(-6



که  Ng چگالی متوسط صاعقه در سال در محلی که ساختمان وجود دارد می باشد .



میزان  Ng   از جدول مربوطه به دست می آید.



2-   بدست آوردن ارزیابی ریسک:



جهت بدست آوردن میزان ارزیابی ریسک باید پس از بدست آوردن احتمال اصابت صاعقه،
فاکتورهایی را در نتیجه بدست آمده ضرب کرد که غالبا این فاکتورها نشان دهنده نوع
استفاده و میزان اهمیت ساختمان می باشد.



این فاکتورها به شرح ذیل می باشد:



فاکتورA :    این فاکتور نشان دهنده نوع کاربری ساختمان مورد مطالعه است.  



فاکتورB:    این فاکتور نشان دهنده نوع سازه ساختمان مورد مطالعه است.



فاکتور:C   این فاکتور نشان دهنده اهمیت محتویات ساختمان است.



فاکتور:D   این فاکتور نشان دهنده چگونگی قرارگیری ساختمان نسبت به ساختمانهای
مجاور می باشد.



فاکتور E:   این فاکتور نشان دهنده ارتفاع محل قرار گیری ساختمان می باشد.





در نتیجه ریسک فاکتور کل از فرمول زیر بدست می آید:



Ptotall=P*A*B*C*D*E



و طبق استانداردBS6651 اگر این عددبزرگتر از  (5-)^10 شد ؛ساختمان
نیاز  به حفاظت در برابر اصابت صاعقه  را خواهد
داشت.

تعیین شعاع حفاظتی به روش پسیو :

بر اساس استاندارد IEC62305 برای تعیین شعاع حفاظتی روشهای مختلفی وجود دارد كه مشخصات كلاس حفاظتی ، ارتفاع سازه ، نوع برقگیر ( اكتیو یا پسیو ) در تعیین آن درنظر گرفته می شوند .

روشهای حفاظت ( Protection Methods ) عبارتند از :

مخروط فرانكلین یا روش زاویه ( Angle Method ) : در این روش محدوده ای مخروطی بر اساس جدول و شكل زیر كه زاویه راس آن بستگی به ارتفاع سازه دارد ایجاد می شود كه محدوده حفاظتی بحساب می آید . همانطور كه مشاهده می كنید این روش برای سازه های مرتفع تر از 20 متر برای كلاس یك پاسخگو نیست .

میله های برقگیر باید در بلندترین نقاط ساختمان بنحوی قرار گیرند كه گوشه های ساختمان بكلی محافظت شوند . در اینحالت بر اساس ارتفاع نوك برقگیر ، شعاع حفاظتی در پای ساختمان را نتیجه می دهد .

روش گوی غلتان ( Rolling Sphere Method ) : در این روش گوی هایی با شعاع هایی متناظر با كلاس های حفاظتی در نظر گرفته می شود ( این شعاع D عبارتست از فاصله آخرین استپ از لیدر پائین رونده ) كه شعاع حفاظتی ، محدوده زیر منحنی نقاط تلاقی كره با نوك برقگیر و زمین می باشد ( احتمال اصابت صاعقه تنها به نقاطی وجود دارد كه با كره تلاقی دارند ) .

وقتی كه برقگیر پسیو نصب شد ، شعاع حفاظتی بر اساس فرمول زیر محاسبه می گردد

روش قفس فارادی (Mesh Method ) : در این روش تسمه های مسی را بصورت متقاطع به نحوی بر روی سطح خارجی ساختمان نصب می كنند كه فاصله این تسمه های مسی ، متناظر با اعداد مرتبط با كلاس حفاظتی است . برای ساختمان های مرتفع تر از 60 متر ، برای 20 درصد دیوارهای بخش بالایی ساختمان نیز این روش اجرا میگردد .

همچنین فاصله بین هادی های میانی از جدول زیر بدست می آید .

هادی های میانی باید هر نیم متر توسط بست به جداره ساختمان محكم شوند .
به منظور جلوگیری از خسارتهای ناشی از اثرات حرارتی عبور جریان صاعقه از هادی میانی طولانی لازم است هر 20 متر بخشی به منظور جبران این اختلاف طول در نظر گرفته شود .
به منظور جلوگیری از صدمات مكانیكی به هادی میانی ، حداقل سطح 20 متر پائینی هادی میانی با پوشش فلزی مكعبی پوشانده شود .
بخش جداشونده ای برای هر هادی میانی در نظر گرفته شود تا بتوان مقاومت هریك از سیستم های ارت را جداگانه اندازه گیری نمود .
مقاومت كمتر از 10 اهم برای سیستم ارت توصیه می گردد .
بمنظور جلوگیری از خوردگی ، بخش متصل كننده بخشهای غیر همجنس سیستم ارت ، توسط اتصالات بیمتال و یا استیل ضدزنگ متصل شوند .

فایل جزوه آموزشی فارسی در مورد برقگیر و حفاظت صاعقه

پسوورد برای بازكردن bargh-gir.blogfa.com

http://s4.picofile.com/file/7799125806/lightning_effect_farsi_password_is_bargh_gir_blogfa_com.pdf.html

دریافت جزوه اموزشی فارسی حفاظت در برابر صاعقه

پسوورد برای بازكردن bargh-gir.blogfa.com

http://s4.picofile.com/file/7799253973/Lightning_protection_password_is_bargh_gir_blogfa_com.pdf.html

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :