انواع صاعقه گیر

صاعقه‌گیر یا برق‌گیر (Lightning Arrester) یک دستگاه حفاظتی است که برای محافظت از سازه‌ها، تجهیزات الکتریکی و سیستم‌های قدرت در برابر آسیب‌های ناشی از صاعقه یا افزایش ناگهانی ولتاژ به کار می‌رود. این دستگاه وظیفه دارد تا مسیر ایمن و کم‌مقاومتی را برای هدایت جریان الکتریکی ناشی از صاعقه به زمین فراهم کند، به‌طوری‌که از برخورد مستقیم صاعقه به تجهیزات حساس جلوگیری کرده و از خسارت‌های ناشی از آن جلوگیری کند.

نحوه عملکرد صاعقه گیر (ارستر) :

گاهی اوقات وجود ضخامت بالا در وضعیت جوی متلاطم موجب ایجاد دمای تا 65 – درجه ی سانتی گراد می شود. همچنین 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 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 این سیستم ابر به وجود آمد، بار ساکن اتمسفر زمین افزایش می یابد و به 15 تا 20 کیلوولت بر متر می رسد. همچنین 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 زمینه یا هادی که به زمین متصل است، تخلیه انجام می پذیرد

قاعده ی کلی در برق گیر ها آن است که بالاترین نقطه ی هرهادی یا برق گیر شاخکی ، بیش ترین احتمال اصابت صاعقه را دارد. بر طبق سفارش استاندارد، سر برقگیر (ارستر) 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.

همچنین قابل ذکر است که جهت افزایش طول صاعقه گیر ، استفاده از میله ی واسطه با جنس مخصوص لازم و ضروری می باشد.

صاعقه گیر ها به صورت زیر هم دسته بندی می شوند :

صاعقه گیر ساختمان
صاعقه گیر الکترونیکی ESE
صاعقه گیر raiden

انواع صاعقه گیر ( سرج ارستر ) :

ميله هاي ساده فرانكليني : اولين واحد جذب كه توسط فرانكلين پيشنهاد 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 كلاس هاي حفاظتي براساس تئوري زاويه محاسبه مي گرديد.

قفس فارادی : با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدوديت هاي ميله ساده ، قفس فارادی (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.

صاعقه گيرهای يونيزه كننده هوا : 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 ΔL‌ در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزايش يافته صاعقه گير را محاسبه مي كند .

صاعقه گير پس از نصب روي ساختمان، مي بايست به وسيله 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 ، اتصالات جوش انفجاري استفاده نمود.

صاعقه گیر الکترونیکی:

درست قبل از وقوع صاعقه بطور طبيعي محتوي الکتريکي اتمسفر بطور ناگهاني افزايش مي يابد. اين تغيير وضعيت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل مي شود صاعقه گيرهاي الکترونيکي انرژي موجود در هواي متلاطم پيش از طوفان را (که حدود چندين هزار ولت بر هر متر است) جذب و در واحدهاي جرقه زن ذخيره مي نمايد و در نهايت واحد جرقه زن با تخليه بار الکتريکي خازنها بين الکترودهاي فوقاني و الکترود مرکزي اش هواي اطراف را يونيزه مي نمايد.