تبلیغات
صاعقه/saegheh - صاعقه پدیده ی الهی
صاعقه/saegheh

هنگامی كه مامتولدمی شویم ما میگرییم ودیگران می خندند((خداكندوقتی كه می میریم))مابخندیم ودیگران گریه كنند

صاعقه پدیده ی الهی

یکشنبه 12 اردیبهشت 1389

صاعقه یکی ازاسرار آمیزترین پدیدههای خلقت است، که در عین زیبایی بسیار مخرب ودرطول تاریخ زندگی انسان ، موجب ضرر وزیان مالی وجانی بسیاری شده است.

 

 صاعقه از تخلیه الکترواستاتیکی میان ابر وزمین بوجود می آید. در ابرهایی از نوع کومولونیمبوس (که گاه تا 18km ارتفاع وچندین کیلو متر عرض دارند)طی مراحلی،ذرات آب دارای بار مثبت شده بطوریکه بارهای منفی درلایه های زیرین وبارهای مثبت در بخشهای فوقانی ابر متمر کزمی شوند. دراین حالت بارهای مثبت سطح زمین نیز،در زیر سایه ابر مجتمع می گردند.با افزایش پتانسل الکتریکی ابرنسبت به زمین یک جریان پیشرواز الکترونها با حرکتی نردبانی شکل از ابر به سوی زمین(downward leader) سرازیر شده وکانال اولیه صاعقه راشکل می دهد.هوای اطراف این کانال کاملاٌ یونیزه است.این پیکان که گاه طول شاخه های آن به 50m می رسد،بار زیادی را در نوک پیکان با خود حمل کرده وموجب افزایش شدت میدان الکتریکی جووشکست مقاومت عایقی هوا می شود.دراین حالت سرعت حرکت کانال نزدیک شونده به زمین بیش از300km/sمی باشد.دراین زمان با افزایش شدت میدان الکتریکی در سطح زمین،یک جریان الکتریکی بالا رونده(upward leader )نیز از زمین به سوی ابر پیش می رود. پس از اصابت این دو پیکان به یکدیگر،کانال جریان بسته شده وضربه اصلی صاعقه ((return strokeاتفاق می افتد،و بدین ترتیب جهت خنثی شدن بارهای ابر وزمین،جریان بسیار زیادی در مدت کوتاهی در این کانال برقرار می شود.صاعقه در انواع مختلف اتفاق می افتد که متداولترین آنها((%90از نوع صاعقه منفی نزولی وخطرناکترین آنها نوع مثبت صعودی می باشد.
صدمات صاعقه
اصولاٌبشر تا قبل از تجربه شخصی حدوث سانحه، کمتر به دنبال علت وقوع آنها بوده است اما خسارات زیاد ومکرر ناشی از اثرات اولیه (ضربه های مستقیم)و ثانویه (میدانهای الکترومغناطیسی)صاعقه امروز به حدی رسیده است که توجه وراهکارهای جدی را می طلبد.شاید اولین دلیل بروز این حوادث،عدم آگاهی از روشهای صحیح حفاظت باشد،که داشتن یک صاعقه گیردر خارج ساختمان(که تنها از وقوع جرقه وتخریب فیزیکی ساختمان جلوی گیری می کند) می تواند کلیه تجهیزات برقی والکترونیکی داخل ساختمان را نیز حفاظت نماید،در صورتی که چنین نیست.طی ده سال گذشته استانداردهای جهانی به ما این امکان را داده اند که طراحیهای مناسبی با رعایت اصول وقوانین(
ElectroMagnetic Compatibilty )EMC
انجام دهیم. امروزه وسایل وتجهیزاتی که برای یک زندگی ساده تدارک دیده شده،پر از مدارهای الکترونیکی است.وسایل خانگی،کامپییوتر،فاکس،بیسیم،تلویزیون ،تلفن،شبکه های اطلاعاتی جهانی ،همه وهمه از مدارهای الکترونیکی ساخته شده اندکه گران بوده وتعمیراتشان نیز آسان نیست وگاهی از خط خارج شدن آنها مصادف با خسارتهای غیر قابل جبرانی می باشد. عواملی که می توانند شدیداٌتجهیزات نامبرده بالا یا بطور کلی هر وسیله دیگری را که مدارهای الکترونیکی در آنها بکار رفته باشد به خطر انداخته یاغیر قابل استفاده کنند،عبارتنداز:
· اضافه ولتاژهای ناشی از تخلیه های الکترواستاتیک(
Electrostatic Discharge
)
· اضافه ولتاژهای ناشی از قطع ووصل مدارات جریان(
Switching Electromagnetic Pulse)
· اضافه ولتاژهای ناشی از ضربه های مستقیم صاعقه ومیدانهای الکترومغناطیسی آن(
Lightning- Electromagnetic ulse)
صاعقه از سه طریق می تواندموجب بروز اضافه ولتاژدر سیستم های الکتریکی شود
1 -کوپلاژمقاومتی:وقتی که صاعقه به ساختمانی ضربه می زندجریانی که به زمین تخلیه می شودپتانسیل زمین رادر سیستم های برق ودیتا،تا چند صد کیلوولت افزایش می دهد.این امر موجب می شود بخشی از جریان صاعقه ازطریق هادیهای ورودی –خروجی به ساختمانهای دیگرمنتقل شود.(شکل-1)
2- کوپلاژسلفی:عبورصاعقه ازیک هادی ویا کانال تخلیه، خود ایجاد یک میدان شدید مغناطیسی می نماید. وقتی که خطوط میدان،هادیهای را که تشکیل لوپ داده اند قطع کند،در آنها ولتاژی معادل چند کیلوولت القاء می شود.
3- کوپلاژ خازنی:کانال صاعقه در نزدیکی نقطه تخلیه،یک میدان شدید الکتریکی ایجاد می کند
کابلها وهادیها مانند خازن وهوانیز عایق دی الکتریک آنهاست. بدینصورت علیرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان کابلها تحت یک ولتاژ بالا قرار میگیرد.

 

 

اصول حفاظت از صاعقه
حفاظت یک ساختمان بطور کامل شامل موارد زیر است:
1-حفاظت جلد خارجی ساختمان از ضربه های مستقیم صاعقه
2-حفاظت داخلی و تجهیزات نصب شده داخل ساختمان در مقابل آثار ثانویه صاعقه


1-حفاظت جلد خارجی ساختمان
منظوراز حفاظت خارجی ،حفظ بدنه واستراکچر ساختمان از آتش سوزی وانهدام در اثر اصابت صاعقه است. کلیه تجهیزات(مانند برقگیر) که جهت جذب وهدایت صاعقه از پشت بام تا سیستم زمین نصب می شوند،طبق استاندارد
IEC -61024
شناسایی می گردند.
2-حفاظت تجهیزات نصب شده در داخل ساختمان
توسعه کاربرد سیستم های الکتریکی در جهان ،موجب افزایش شدید آمار صدمات وارده به این دستگاهها در اثرصاعقه و اضافه ولتاژهای ناشی از آن شده است
لازم به ذکر است که تنها بخشی از اضافه ولتاژها دراثر صاعقه بوده وبخش عمده آنها ناشی از عملیات سوئیچینگ وحوادث تغذیه می باشند.برای این بخش از حفاظت،کاهش اثر میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه مد نظر قرار می گیرد.

 

پس از بر خورد صاعقه به زمین یا ساختمان،وسایل الکترونیکی داخل ساختمانهایی که تا شعاع 15km از محل برخوردودر محدوده میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده قرار دارند،در معرض خطر خواهند بود(شکل-4) حفاظت موثر این تجهیزات در مقابل ولتاژهای القایی حاصله،وقتی امکان پذیر است که کلیه سیستم های حفاظت داخلی همراه با حفاظت خارجی ساختمان تواماٌ نصب شده باشند.حفاظت داخلی ازصاعقه عبارتست از تهیه وسایلی که به کمک آنها بتوان اثرات اضافه ولتاژهای القایی حاصل از جریانهای صاعقه رابرروی تجهیزات داخل ساختمان خنثی کرد.واز تئوری منطقه بندی ( (Zone Conceptجهت حفاظت داخلی ساختمان استفاده می شود. ضمناٌ برای کسب اطلاعات دقیق تربه استاندارد IEC-61643 که در این زمینه تدوین شده است مراجعه گردد.

 

یك سیستم صاعقه اساساً از سه قسمت اصلی تشكیل شده است كه از :
1- آنتن برقگیر Air termination

2- هادی ها
Conductor
3- الكترود یا سیستم اتصال به زمین
Earth termination

آنتن های برقگیر : عبارتند از جسم نوك دار با الكترود لوله ای در اندازه مشخص و یك پایه كه دارای یك زمینه هدایت كنندگی می باشد. وظیفه آنتن برقگیر این است كه تخلیه الكتریكی صاعقه را كه احتمال دارد در ساختمان تحت حفاظت صورت گیرد ، به طرف خود منحرف نموده و به طرف زمین بارهای مربوطه را هدایت می نماید. محل نصب آنتن برقگیر در بلندترین نقطه ساختمان می باشد.
هادی ها : كه سبب ارتباط الكتریكی آنتن های برقگیر به زمین و به یكدیگر و نیز به اجسام فلزی مجاور می گردد. وظیف هادی ها تخلیه بارهای صاعقه از آنتن برقگیر به زمین می باشد. هادی ها می توانند بصورت تسمه ای یا كابلی شكل باشند.
سیستم اتصال به زمین : عبارت است از یك یا چند الكترود منفرد یا مرتبط كه بارهای الكتریكی را از آنتن توسط هادی های نزولی به زمین منتقل می كنند.
رابط ها عبارتند از پیوند الكتریكی مابین دو یا بیشتر قسمت های سیستم حفاظتی.
اتصالات : عبارتند از هادی هایی كه به منظور فراهم نمودن اتصال الكتریكی مابین حفاظت صاعقه و قسمت های فلزی دیگر و مابین قسمت های مختلف اخیر برقرار شده است.
بست ها : كه جهت محكم نمودن هادی ها به ساختمان به كار می روند. این بست ها برای اندازه های مختلف تسمه باید طراحی گردد.
1- سیستم حفاظت بر سوله ها ( یا بام های مسطح ) : در این سیستم از روشی موسوم به سیستم حفاظت فاراده استفاده می نمایند. آنتن برقگیر بصورت لوله های كوتاهی است با نوك تیز كه در چند متری یكدیگر دور تا دور پشت بام یا در خط الراس سقف سوله قرار دارند.
قطر و ضخامت آنتن برقگیر در صورت استفاده از میله باید مطابق با جدولی كه ابعاد اجزاء تشكیل دهنده سیستم حفاظت صاعقه را می دهد اجرا شود.
2- بام های با شیب تند : حداكثر فاصله بین میله های برقگیر در خط الرآس بام های با شیب تند ، 6 تا 8 متری باشد.
تذكر : سقف ها با شیب ملایم آنهایی هستند كه عرض آنها چنانچه مساوی یا كمتر از 40 فوت ( 12 متر ) باشد شیب آنها كمتر از یك هشتم ، چنانچه متجاوز از 40 فوت ( 12 متر ) باشد ، شیب آنها كمتر از یك چهارم باشد.
3- سقف با شیب ملایم : چنانچه عرض آنها از 15 متر بیشتر باشد ، باید علاوه بر آنكه دارای آنتن های اضافی در خط الرآس و نقاط لازم دیگر باشند ، كه فاصله آنها از 15 متر تجاوز نكند ، دور تا دور آنها نیز آنتن هایی به فواصل 6 تا 8 متر باید نصب گردد.
فاصله آنتن های برقگیر از انتهای بام یا خط الرآس سوله یا تغییر مسیر هر بام باید در حدود 2 فوت ( 60 سانتی متر ) باشد.
طول آنتن ها حداكثر 150 و حداقل 30 سانتی متر می باشند.
آنتن های برقگیر باید در قسمت های اساسی و محكم و در بلندترین نقطه ساختمان نصب گردند و سطح مقطع نقطه اتكا حداقل باید با سطح مقطع یكی باشد و طوری باید محكم گردند كه احتمال واژگون شدن به وسیله باد را نداشته باشند. آنتن های برقگیر با ارتفاع متجاوز از 60 سانتی متر ، باید نگهداری آنها از نقطه ای باشد كه ارتفاع آن كمتر از ارتفاع نصب آنتن نباشد.
هواكش ، دودكش ، مخازن آب و سایر برجستگی های دیگر پشت بام كه احتمال آسیب ناشی از شوك دارند باید به آنها اتصال الكتریكی ( به وسیله هادی های فرعی ، آنها را به هادی اصلی متصل نمود ) ایجاد نمود و یا ممكن است به وسیله یك هادی خارجی به یكدیگر متصل و سپس به اسكلت ساختمان وصل شوند كه تعداد این اتصالات نباید از تعداد اتصال های زمین كمتر باشد.

 




فهرست وبلاگ
آرشیو
نویسندگان
پیوندها
صفحات جانبی
نظرسنجی
    مطالب وقالب وبلاگ چطوراست؟




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
جستجو
آخرین پستها