صاعقه گیر
صاعقه گیر یا آذرخش گیر که معنی آن به زبان انگلیسی lightning arrester و یا lightning diverter می باشد مکانیزمی است جهت انتقال ولتاژ ناخواسته تولید شده توسط ابرها به زمین و چاه ارت تعبیه شده، که این کار با اتصال 1 سیم مسی(سیم ارت) به صاعقه گیر انجام می شود.
در زمان هایی که طوفان رخ می دهد حرکت ابرها و شرایط جوی باعث بارور شدن ابرها شده و در صورتی که اختلاف پتانسیل به میزان لازم بین ابر (پلاریته مثبت) و زمین (پلاریته منفی) و یا دو ابر با بارهای متفاوت برسد (در حدود 50 کیلو ولت) جرقه بزرگ الکتریکی یا همان صاعقه، رعد و برق و یا آذرخش اتفاق می افتد. معمول صاعقه ها در دشت ها و یا مناطق کوهستانی و یا بر روی دریا اتفاق می افتد در صورتی که رعد برق در مناطق شهری رخ دهد جهت حفاظت از انسانها و تجهیزات موجود، بالاخص تجهیزات خاص و گران قیمت می بایست از صاعقه گیر استفاده کرد. اغلب صاعقه گیرها بر روی ساختمان های بلند و یا ساختمان هایی که در فضای باز هستند و یا زمین های فوتبال و غیره استفاده می شود.
صاعقه گیر دارای دو نوع فعال و غیر فعال است که نوع غیر فعال آن که همان میلۀ برق گیر یا میله مسی با نوک تیز است که معمولا بر روی دکل ها نصب می گردد و فقط توانایی محافظت از دکل و تجهیزات روی آن را دارد و شعاع پوششی آن بسیار کم در حد چند متر است. قیمت آن ارزان و نصب آن به راحتی صورت می پذیرد. اما صاعقه گیر فعال با ایجاد یون و پراکنده کردن آن در اطراف خود یک محافظ مغناطیسی بر روی مکان مورد نظر ایجاد کرده و هنگامی که رعد و برق با آن منطقه برخورد کرده ولتاژ را دریافت کرده و به زمین انتقال می دهد.
قیمت آن چندین برابر میله برق گیر است و با توجه به ارتفاع و شعاع تحت پوشش(چند ده متر) و همچنین زمان آغاز به کار(میکرو ثانیه) قیمت آن تغییر می کند و با توجه به مکان مورد نظر و پارامتر های درخواستی، محاسبات آن صورت پذیرفته و مطلوب ترین نوع آن انتخاب می گردد. بین مسیر(بر روی سیم ارت) یک شمارنده صاعقه Impulse Counter می توان قرار داد تا تعداد دفعاتی که صاعقه گیر فعال شده و از مکان مورد نظر محافظت کرده است را بدست آورد.
در بازار، برند های متنوعی از صاعقه گیر موجود است که معروف ترین آن ها عبارتند از: ELLIPS –OMEGA-SK3 و… به تازگی نیز چند مدل ایرانی و ترکیه ای در بازار موجود شده است که قیمت های آن ها به مراتب مناسب تر از برندهای غربی است.
در زیر نحوه محاسبه و انتخاب صاعقه گیر شرکت ELLIPS را مشاهده می کنید.
شرکت هنر توسعه و ارتباطات شایگان ، توانایی اجرای پروژه هایی در این حوزه را داراست. برای کسب اطلاع از قیمت تجهیزات و قیمت اجرای کار با کارشناسان ما در تماس باشید.
صاعقه گیر وسیله ای است که برای محافظت از انواع تجهیزات و سیستم های الکتریکی در برابر اثرات صاعقه و رعد و برق استفاده می شود. این دستگاه از فناوری به نام تخلیه کرونا استفاده می کند.
فناوری تخلیه کرونا از مکانیسم تخلیه ولتاژ بالا در مدت زمان کوتاه با یونیزاسیون یون های هوای مجاور استفاده می کند. یک صاعقه گیر معمولی شامل یک پایانه ولتاژ بالا در بالا و به دنبال آن یک پایانه ولتاژ پایین در زمین است.
طبق تعریف استاندارد، سیستم حفاظت از صاعقه برای خانه ها از ترکیبی از آلیاژ های مس و آلومینیوم بسیار رسانا استفاده می شود. این یک مسیر امپدانس کم به زمین ایجاد می کند که سیستم الکتریکی را از آسیب جریان خطا نجات می دهد.
صاعقه گیر چیست؟
صاعقه گیر (که به آن جداساز رعد و برق نیز می گویند) وسیله ای است که در سیستم های انتقال برق و مخابرات برای محافظت از عایق ها و هادی های سیستم در برابر اثرات مخرب صاعقه استفاده می شود. صاعقه گیر معمولی دارای یک ترمینال ولتاژ بالا و یک پایانه زمین است. هنگامی که یک نوسان صاعقه (یا نوسان سوئیچینگ، که بسیار شبیه است) در طول خط برق به برقگیر می رود، جریان برق از برقگیر منحرف می شود و در بیشتر موارد به زمین منحرف می شود.
در تلگراف و تلفن، صاعقه گیر در جایی قرار می گیرد که سیم ها وارد یک سازه می شوند و از آسیب رساندن به ابزار الکترونیکی داخل آن جلوگیری می کند و ایمنی افراد نزدیک به آنها را تضمین می کند. نسخه های کوچکتر صاعقه گیر ها که محافظ برق نیز نامیده می شوند، وسایلی هستند که بین هر هادی در سیستم های برق و ارتباطات و زمین وصل می شوند. اینها از جریان برق معمولی یا جریان سیگنال به زمین جلوگیری می کنند، اما مسیری را فراهم می کنند که جریان صاعقه ولتاژ بالا از طریق آن جریان می یابد و تجهیزات متصل را دور می زند.
کاربرد و هدف
هدف آنها محدود کردن افزایش ولتاژ زمانی است که یک خط ارتباطی یا برق مورد اصابت صاعقه قرار می گیرد یا نزدیک به صاعقه است.
اگر حفاظت از کار بیفتد یا وجود نداشته باشد، صاعقه ای که به سیستم الکتریکی برخورد می کند هزاران کیلو ولت را وارد می کند که ممکن است به خطوط انتقال آسیب برساند و همچنین می تواند باعث آسیب شدید به ترانسفورماتور ها و سایر وسایل الکتریکی یا الکترونیکی شود. افزایش شدید ولتاژ ناشی از رعد و برق در خطوط برق ورودی می تواند به وسایل برقی خانگی آسیب برساند یا حتی باعث مرگ افراد شود.
چنین تجهیزاتی برای محافظت از فرستنده های تغذیه کننده رادیاتور دکل نیز استفاده می شود. برای چنین دستگاه هایی سلف سری معمولا فقط یک سیم پیچ دارد.
صاعقه گیر ها می توانند بخشی از ترانسفورماتور های الکتریکی بزرگ را تشکیل دهند و در حین پارگی ترانسفورماتور تکه تکه شوند.
نحوه کار
صاعقه گیر ممکن است یک شکاف جرقه باشد یا ممکن است بلوکی از یک ماده نیمه رسانا مانند کاربید سیلیکون یا اکسید روی داشته باشد. “Thyrite” نام تجاری بود که توسط جنرال الکتریک برای کامپوزیت کاربید سیلیکون مورد استفاده در محصولات برقگیر استفاده می شد. برخی از شکاف های جرقه به روی هوا باز هستند، اما بیشتر انواع مدرن با مخلوط گاز دقیق پر شده اند و دارای مقدار کمی مواد رادیواکتیو هستند تا وقتی ولتاژ در سراسر شکاف به سطح مشخصی برسد، گاز را به یونیزه شدن تشویق می کند. طرح های دیگر صاعقه گیر ها از یک لوله تخلیه تابش (که اساساً مانند یک لامپ درخشش نئون) متصل شده بین هادی محافظت شده و زمین، یا کلید های حالت جامد فعال شده با ولتاژ به نام MOV استفاده می کنند.
صاعقه گیر های مورد استفاده در پست های برق دستگاه های بزرگی هستند که از یک لوله چینی به طول چندین فوت و قطر چند اینچ تشکیل شده است که معمولاً با دیسک های اکسید روی پر شده است. یک پورت ایمنی در کنار دستگاه، انفجار داخلی گاه به گاه را بدون شکستن سیلندر چینی تخلیه می کند.
صاعقه گیر ها بر اساس حداکثر جریانی که می توانند تحمل کنند، مقدار انرژی که می توانند جذب کنند و ولتاژ شکستی که برای شروع هدایت نیاز دارند رتبه بندی می شوند. آنها به عنوان بخشی از یک سیستم حفاظت از صاعقه، در ترکیب با پایانه های هوا و اتصال استفاده می شوند.
انواع صاعقه گیر
اجازه دهید در مورد برخی از انواع صاعقه گیر صحبت کنیم. انتخاب صاعقه گیر به عوامل زیر بستگی دارد:
- ولتاژ
- جریان
- قابلیت اطمینان
- فضای موجود برای نصب و غیره
با توجه به عوامل فوق، دوازده نوع صاعقه گیر وجود دارد که در این ادامه چند نوع را بررسی می کنیم.
صاعقه گیر میله ای
این یکی از ساده ترین انواع صاعقه گیر است. در نوع فوق، بین انتهای دو میله فاصله وجود دارد. این دو میله مستقیماً به زمین و بالا متصل می شوند. شکاف با هوا پر می شود.
هنگامی که ولتاژ بالاتری وجود دارد، هوا یونیزه می شود و جرقه تولید می کند. در این حالت جریان خطا به زمین می رسد. این فرآیند در قسمت بالا توضیح داده شده است. از این رو، تجهیزات از آسیب احتمالی نجات می یابد.
آذرخش گیر با شکاف هوایی
در این گونه از صاعقه گیر ها یک شکاف هوایی بین دو کره ایجاد می شود. در اینجا یکی از کره ها و الکترود ها به زمین متصل می شود و دیگری به فاز همبند متصل می شود.
بین ترانسفورماتور و زمین یک سیم پیچ خفه کننده وجود دارد که با افزایش ولتاژ گرم می شود. هوای بین الکترود ها گرم می شود و سعی می کند فرار کند. اما مکانیسم تخلیه کرونا هوا را یونیزه می کند و جریان خطا از آن عبور می کند. بنابراین، از آسیب احتمالی دستگاه جلوگیری می کند.
صاعقه گیر چندگانه
این مدل شامل یک سری کوچک از عایق از طریق یک شکاف هوا است. تعداد شکاف ها به ولتاژ بستگی دارد. شکاف ها از طریق تخلیه کرونا از دستگاه محافظت می کنند. در آن هوا یونیزه می شود و جریان خطا از زمین عبور می کند. یک مقاومت اضافه می شود تا جریان خطا را حتی بیشتر متوقف کند.
مهار کننده الکترولیتی
ظرفیت تخلیه بالایی دارد. این بر اساس اصول اولیه یک سلول الکترولیتی عمل می کند. به صراحت، در اینجا هیدروکسید آلومینیوم بر روی صفحات آلومینیومی رسوب می کند. صفحه به عنوان یک مقاومت بالا در برابر یک مقدار ولتاژ پایین و بالعکس برای یک مقدار بحرانی عمل می کند.
ولتاژ بیش از 400 ولت امپدانس را سوراخ می کند. از این رو جریان خطا به زمین می رسد.
صاعقه گیر Thyrite
این نوع صاعقه گیر ها معمولاً برای شرایط ولتاژ بسیار بالا استفاده می شوند. از یک ماده سرامیکی به نام Thyrite تشکیل شده است که دارای مقاومت متغیر است. مقاومت با ولتاژ اعمال شده در انتهای آن نسبت معکوس دارد.
این مدل شامل یک دیسک است که با پاشیدن مقداری مواد رسانا از دو طرف رسانا می شود. دیسک داخل یک ظرف چینی نیمه شفاف قرار دارد. به عنوان اتصال در ظرف استفاده می شود.
هنگامی که رعد و برق رخ می دهد، شکاف ولتاژ از طریق شکستن شکاف ها پر می شود. این دستگاه را از آسیب ضمنی نجات می دهد.
رعد و برق گیر اکسید فلز
به آن منحرف کننده اکسید روی نیز می گویند. ماده پایه در اینجا روی است و اکسید تولید شده اکسید روی است. این یک ماده نیمه رسانا است. این ماده با افزودن پودر های ریز اکسیدهای عایق خنثی می شود.
این پودر سپس در یک ساختار دیسکی شکل پر می شود. سپس دیسک در یک محفظه سفالی پر از هگزا فلوراید گوگرد محصور می شود.
بنابراین برقگیر از یک مانع بالقوه در لبه های اکسید روی تشکیل شده است. این مانع مسیر های جریان را محدود می کند. در شرایط عادی، جریان را متوقف می کند. اما هنگامی که احتمال شکستگی وجود دارد، مانع فرو می ریزد و جریان خطا به زمین می گذرد. بنابراین، این افزایش از آسیب رساندن به هر دستگاهی جلوگیری می کند.
صاعقه گیر برای ساختمان
صاعقه گیر یک آرایش فلزی است که برای محافظت از ساختمان در برابر صاعقه و امواج آن استفاده می شود. صاعقه گیر ساختمان ها از فلزات رسانایی مانند مس و آهن ساخته شده است. و آلیاژ هایی مانند برنج، فولاد نرم و غیره هم دارد. بنابراین دارای پوشش بالای زمین در حدود 60 متر است.
نصب صاعقه گیر
نصب صاعقه گیر باید از دستورالعمل های زیر استفاده کند:
- بالای ترمینال باید حداقل 2 متر بر روی ناحیه ای که از آن محافظت می کند قرار گیرد.
- هر میله صاعقه باید با حداقل دو هادی پایینی مخلوط شود.
- شعاع خم باید کمتر از 20 سانتی متر باشد.
- رسانا های پایینی باید در قسمت بیرونی ساخت قرار گیرند.
- مقاومت داخلی باید تا حد امکان کم باشد (مثلاً کمتر از 10 اهم).
- تمام تجهیزات ارتینگ برای یک سازه خاص باید به هم متصل شوند.
- برای کاهش مقاومت خاک (مثلاً ترکیب Backfill) باید مواد معدنی اضافه شود.
- این سیستم را از خارج محافظت می کند.
- صاعقه گیر ها عمدتاً برای برخورد صاعقه و نوسانات ناشی از آن استفاده می شوند.