حفاظت در برابر صاعقه

رعد و برق و صاعقه از پدیده های طبیعت است که از دیرباز صدمات و لطمات زیادی به بشر و زندگی او زده است. تا مدتها انسان در برابر آن بی دفاع و محکوم به شکست بوده است.
دیر زمانی است انسان توانسته است کم و بیش به مکانیسم ایجاد شدن صاعقه آشنا شود. و نیز نحوه حفاظت خود (صاعقه گیر) و ساخته های خود در مقابل آن آگاهی داشته باشد.
رعد و برق تخلیه انرژی الکتریکی بین دو ابر با بارهای الکتریکی متضاد در آسمان و صدای مهیب ناشی از آن است. صاعقه عبارتست از تخیه الکتریکی یک ابر با زمین است.

دلایل و مکانیسم وقوع صاعقه

تغییرات و نوسانات که باعث تغییرات در هوای محیط می شود باعث تنوع بیشماری در کیفیت فیزیکی هوا هستند. پاره ای از این تغییرات جوی نظیر درجه حرارت و میزان رطوبت هوا باعث ایجاد ابرهای طوفانی می شود.

این ابرها به شکل سندان بوده و از نوع کومولومبوس با ارتفاع زیاد (حدود 9000 متر)هستند که سطوح پایین آن از قطرات آب و سطوح بالایی آن از کریستالهای یخ تشکیل شده است. جابجایی شدید این ابر در داخل توده خود ، قطرات آب باردار ( بار الکتریکی منفی) تولید نموده و کریستالهای یخ بار مثبت به خود می گیرند. گاهی هم بار مثبت در قسمت پایین ابر بین بارهای مثبت ومنفی نزدیک به زمین اختلاف پتانسیلی بین زمین و ابر بوجود می آورد ( در حدود 10 تا 15 کیلو ولت بر متر) که تخلیه آن به زمین غیر قابل اجتناب می گردد. طوفان و رعد و برق زمانی حادث می شود که در زمان مخصوص قطعه ابری به هر دلیل باردار شود.

انواع طوفان

طوفان گرم: حرکت هوا گرما گرفته از زمین آفتاب خورده به سوی طبقات بالاتر
طوفان جبهه ای : حرکات مکرر هوای سرد طبقات فوقانی به سمت پایین و جایگزینی آن با هوای گرم
با توده شدن ابرهای باردار ناشی از سایش جریانات هوا ذرات بار منفی بیشتر و بیشتر شده و مجموعه آنها به حدی می رسد که باید با قطعه ابر دیگر و یا زمین تخلیه گردد. معمولاً نود درصد تخلیه هایی که به زمین صورت می گیرد، با یک جرقه کمرنگ ضعیف به نام Leader Stroke شروع می شود که به طرف زمین جهت می گیرد و هنگام حمله به طرف زمین مانند شاخه های درخت به اطراف انشعاباتی دارد که اصلی نیستند ولی هر یک از آنها سعی می کند خودش را زودتر از دیگران به زمین برساند و در این هنگام نزدیکترین انشعابات به زمین بالاترین پتانسیل منفی را به خود می گیرد.

انواع صاعقه

در هوای کشورما 90% صاعقه ها از نوع منفی هستند یعنی تخلیه از طرف ابر با بارهای منفی به زمین صورت می گیرد. گاهگاهی در زمستان در اثر محبوس شدن بارهای مثبت در میانه ابری با بار منفی (شرایط ایجاد طوفان) حمله با بار مثبت به زمین انجام می شود . این نوع صاعقه ، صاعقه مثبت نامگذاری می شود. هر وقت شرایط الکتریکی اتمسفر اجازه دهد، هر دو نوع صاعقه می تواند رخ دهد. نتیجه آن را مثبت از پایین به بالا و منفی از بالا به پایین نامگذاری می کنند.

صاعقه گیر

صاعقه گیر یک مسیر کم مقاومت برای پتانسیل انباشته شده در ابر به طرف میله ای است که یک سر آن را به وسیله هادی به زمین متصل کرده اند.
اگرچه مسیر اصلی تخلیه از همان نوک آن صورت می گیرد اما به غیر از آن شاخه های فرعی پتانسیل منفی که به طرف زمین در حال تخلیه هستند نیز می تواند به عنوان مسیرهای دیگر به زمین برخورد نماید. بنابراین برای حفاظت ساختمان باید با توجه به تمام جهات محل و تعداد صاعقه گیر ها و ارتفاع و نحوه اتصال آنها را به یکدیگر و زمین در نظر گرفته شود.
برای جذب پتانسیل منفی ابرها ، جریان مثبت بالارونده از زمین همواره سعی می کند از نوک میله صاعقه گیر فراتر اتفاق بیافتد. فاصله تلاقی دو پتانسیل تا نوک میله صاعقه گیر به عنوان محدوده حفاظت نامیده می شود و همیشه مورد توجه سازندگان صاعقه گیر می باشد. به عبارت دیگر هر چه نقطه تلاقی پتانسیل مثبت و منفی از میله صاعقه گیر دورتر باشد محدوده حفاظت شعاع بزرگتری داشته و حفاظت مطمئن تری صورت می گیرد.

صاعقه‌گیرهای PASSIVE (ساده)
1. IEC 1024
2. BS 6651
3. NFPA 78

صاعقه‌گیرهای ACTIVE (الکترونیکی)
1. NFC 17-102

متن کامل مقاله سیستم صاعقه گیر را در لینک زیر دنبال کنید:

مقاله در مورد تمامی اصول مربوط به طراحی سیستم های صاعقه گیر

گرد آوری و تنظیم: مهندس محمد عابدین

The post روش های طراحی و اجرای سیستم صاعقه گیر(برق گیر) appeared first on سانوتک.