انواع صاعقه گیرها الکترونیکی و قفس فارادی

● انواع صاعقه گیرها به شرح زیر میباشند:
١ ● ميله هاي ساده فرانكليني وقفس فارادي و صاعقه گيرهاي يونيزه كننده هوا
اولين واحد جذب كه توسط فرانكلين بيشنهاد گرديد، ميله هاي ساده بودند كه ضربه مستقيم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتي اين صاعقه گيرهاي ساده در كلاسهاي حفاظتي براساس تئوري زاويه محاسبه مي گرديد.

H . tgα =Rp
H = طول ميله ساده
α = زاويه شعاع حفاظتي
Rp = شعاع حفاظتي ميله ساده

زمانيكهα = 30 ⁰ باشد ميزان شعاع حفاظتي Rp برابر 0.7H مي باشد، در اين حالت كلاس حفاظتي در سطح (High Protection)(I) ميباشد.
زمانيكه α = 45 ⁰ نيز، Rp=H خواهد بود و كلاس حفاظت در سطح (Medium Protection (II ميباشد.
زمانيكه α = 60 ⁰ باشد ميزان شعاع حفاظتي Rp برابر 1.73 H مي باشد، در اين حالت كلاس حفاظتي در سطح (Standard Protection) (III) مي باشد.
همانطوريكه ملاحظه ميشود، كلاس حفاظت با شعاع حفاظتي، رابطه معكوس دارد و بالطبع براي تدارك كلاس حفاظت بالاتر بايد هزينه بيشتري پرداخت كرد.
لازم به ذكر است كه تعيين كلاس حفاظت، با توجه به موقعيت محل سايت،نوع كاربري آن، ابعاد ساختمان و . . . انجام خواهد شد.

٢ ● طراحي سیستم صاعقه گير به روش قفس فارادي
با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدوديت هاي ميله ساده ، قفس فارادي (Faraday Cage) جايگزين ميله هاي ساده فرانكليني شد، امروزه نيز اكثر استانداردهاي جهاني استفاده از قفس فارادي را بهترين روش ميدانند. در اين روش سعي مي شود ساختمان را در قفسي از هاديهاي مسي يا فولادي محصور نمود.

دستورالعملهاي كلي حفاظت از صاعقه به روش قفس فارادي بشرح زير است:

• ايجاد يك رينگ از تسمه هاي مسي يا فولادي درپشت بام ساختمانها يا بر روي جان پناه آن
• ايجاد مشي از تسمه ها يا سيمهاي مسي يا فولادي در كف بام ساختمانها به گونه اي كه در بالاي بام ابعاد شطرنجي هادي 5x5 m (سطح I حفاظت ) ، 10x10 m (سطح II حفاظت) يا 20x20 m (سطح III حفاظت) ايجاد گردد.
• اجراي هاديهاي مياني نزولي در جهات مختلف ساختمان به نوعي كه هر هادي از هادي ديگر بين 20 الي 30 متر فاصله داشته باشد.
• محاسبه فواصل Bonding و اتصال عناصرفلزي روي بام و بدنه به هادي هاي صاعقه گير

همانطوركه ملاحظه مي فرمائيد در مسير اجراي روش قفس فارادي از ابزار هاي مختلفي مثل هاديهاي مسي، انواع بستهاي نگهدارنده، انواع کلمپهای چند راهي، ميله هاي برقگير ساده و پايه هاي نگهدارنده و . . . استفاده مي شود.

٣ ● تئوری گوی غلطان و صاعقه گیرهای یونیزه کننده:
طراحي و نصب اين صاعقه گير هاي براساس استاندارد NFC 17-102 انجام مي گيرد ريشه اين استاندارد نيز همان تئوري گوي غلطان است كه در تمامي استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد كردن پارامتر ΔLدر فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزايش يافته صاعقه گير را محاسبه مي كند.
صاعقه گير پس از نصب روي ساختمان، مي بايست بوسيله هاديهاي مياني Down Conductor از طريق سيم مسي بدون روكش به سيستم زمين متصل گردد.
مقاومت الكترود زمين صاعقه گير مي بايست زير 10 اهم باشد و پس از اجرا به شبكه هم بتانسيل كل سايت متصل شود.

در اجراي الكترود زمين هر صاعقه گير مي بايست از اقلامي چون صفحه هاي مسي، مواد كاهنده مقاومت (LOM) ، اتصالات جوش انفجاري استفاده نمود.

اصول عملكرد صاعقه گيرهاي يونيزه كننده Prevectron 2 به شرح زیر است:

● شارژ واحد يونيزاسيون
واحد يونيزاسيون به وسيله الكترودهاي پائيني صاعقه گير، با توجه به شدت ميدان الكتريكي اتمسفر كه غالبا" هنگام صاعقه چندين ميليون ولت بر متر ميباشد شارژ ميشود و اين نوع صاعقه گير ها بدون نياز به منبع انرژي خارجی و بطور كاملا مستقل فعاليت مي نمايد.
● كنترل عمليات يونيزاسيون
از آنجاييكه ميدان الكتريكي اتمسفر، قبل از حدوث صاعقه به شدت و بطور ناگهاني افزايش مي يابد، صاعقه گير Prevectron تغييرات ايجاد شده ميدان الكتريكي را حس نموده و قبل از وقوع صاعقه، شارژ مي گردد.
● پيش دستي علمدار حمله از زمين (Upward Leader)
شارژ موجود از طريق الكترودهاي بالايي به ميله مياني تخليه شده و باعث ارسال علمدار حمله زميني به سوي ابر و ايجاد نقطه ترجيحي برخورد صاعقه شده و نهايتا در فاصله اي دور، باعث اتصال علمدار حمله زميني و هوايي ميشود.
(Preferential Point of Impact)