سیستم ارت، حفاظت از صاعقه، تابلو برق

صاعقه چیست ؟

صاعقه یکی از انواع تخلیه الکتریکی می باشد. این پدیده به دلیل صدماتی که می تواند به انسان، ساختمان ها، تجهیزات و حیوانات وارد نماید، حائز اهمیت است.

از طرف دیگر این پدیده به خودی خود نیز جذاب و زیباست.

برای پیدایش این پدیده طبیعی دو عامل نقش اساسی دارند. یکی عامل حرکت هوا خصوصا از سطح زمین به طرف بالا می باشد و دیگری وجود رطوبت هست.

حرکت هوا یا باد به طرف بالا ممکن است ناشی از گرم شدن سطح زمین بر اثر تابش آفتاب بوده یا به دلیل حرکت لایه های هوا در جهت افقی یا صعود آنها در دامنه کوه باشد. رطوبت هوا ممکن است در اثر تبخیر آب در سطح زمین و یا نفوذ هوای مرطوب جانبی باشد.

هوای گرم و مرطوب در حین صعود با هوای سردی که از طرف بالا به سمت پایین می آید در تماس بوده و سرد می شود. ضمن آنکه به دلیل کاهش فشار در ارتفاعات نیز درجه هوا پایین می آید. وقتی درجه هوا به حد معینی برسد، هوا از رطوبت اشباع می شود. با سرد شدن بیشتر هوا، بخار آب به صورت قطرات ریز آب در آمده باعث ایجاد ابر می گردد.

حرارت تقطیر آب، به هوا برگردانده می شود و در نتیجه سرعت سرد شدن هوا کند شده و لذا هوا کماکان به صعود خود ادامه می دهد. به این ترتیب ابر کومولوس یا ابر پشته ای به وجود می آید که از نزدیک زمین تا ارتفاع 6 الی 8 کیلومتر صعود می نماید.

در این ارتفاع ابر به همه جهات نفوذ کرده و به صورت یک چتر در می آید. ضمن آنکه بر اثر جریان باد افقی ممکن است تنها در یک جهت نفوذ نماید. در صورتی که درجه حرارت هوا به صفر برسد، آب منجمد می شود و به صورت ذرات یخ در می آید. یخ به شکل های برف یا تگرگ نزول می نماید.

در طول مدت پدید آمدن تا از بین رفتن ابر کومولوس، به علت حرکت هوا که گاهی سرعتی نزدیک به 70 کیلومتر در ساعت ( حدود 20 متر در ثانیه) را دارا می باشد و نیز به دلیل وجود ذرات یخ و قطرات باران، بارهای الکتریکی مثبت و منفی از یک دیگر جدا می شوند و در نتیجه ابر باردار می گردد.

شکل 1 تقسیم بارهای الکتریکی در داخل چنین ابری را نشان می دهد. مقداری بار مثبت همراه با باران به زمین می آید. از سوی دیگر بارهای مثبت در قسمت بالای ابر و بارهای منفی در قسمت پایین ابر جمع می شوند. در بعضی از نواحی در قسمت پایین نیز بارهای مثبت به وجود می آیند.

چاه ارت، تجهیزات چاه ارت، فروش لوازم چاه ارت، سیستم ارت، ارتینگ، صفحه مسی، میله راد، سیم مسی، کابلشو، ارت بار، نصب صاعقه گیر، اجرای صاعقه گیر، مجری صاعقه گیر، میله صاعقه گیر، سیستم ارت، چاه ارت، همبندی ارت، تست چاه ارت، چاه ارت، تجهیزات چاه ارت، فروش لوازم چاه ارت، سیستم ارت

ارتینگ، صفحه مسی، میله راد، سیم مسی، کابلشو، ارت بار، تجهیزات چاه ارت، فروش لوازم چاه ارت، قیمت سیم مسی، قیمت صفحه مسی، فروش صفحه مس، فروش صاعقه گیر، فروش میله راد، قیمت میله راد، قیمت سیم ارت سبز و زرد، فروش سیم ارت سبز و زرد، اجرای چاه ارت، پیمانکار چاه ارت، تجهیز چاه ارت

این خلاصه ای بود از پدیده هایی که در درون یک ابر کومولوس شکل می گیرد. ولی هنوز دلیل جدا شدن بارهای مثبت و منفی دقیقا مشخص نیست. آنچه مشخص است در طول زمان به وجود آمدن ابر کومولوس، تحت شرایطی بارهای مثبت و منفی از یکدیگر جدا می شوند.

وجود یک میدان یک میدان الکتریکی بین یونیسفر (ionosphere) و زمین و پولاریزه شدن قطرات آب از دلایل این امر شناخته شده اند.

زمین دارای بار منفی است. لذا بر اثر پولاریزاسیون، بار الکتریکی مثبت در قسمت پایین قطرات آب و بار الکتریکی منفی در قسمت بالای قطرات قرار می گیرند. این قطرات ریز آب که همراه باد به طرف بالا در حرکت هستند، در طول حرکت خود با ذرات یخ در تماس قرار میگیرند.

در نتیجه ذرات یخ، بار الکتریکی منفی در قسمت بالای قطرات ریز آب را گرفته و به همراه خود به طرف پایین می آورند و در نتیجه قطرات آب دارای بار مثبت می شوند و در بالای ابر بار الکتریکی مثبت جمع می گردد.

به هر صورت بارهای الکتریکی در چنین ابری از یکدیگر جدا می شوند. در نتیجه بین قسمت های مختلف ابر صاعقه به وجود می آید و بین قسمت پایین ابر و زمین نیز صاعقه ملاحظه می گردد

صاعقه چگونه شکل میگیرد ؟

برای به وجود امدن آذرخش ( صاعقه ) لازم است شدت میدان الکتریکی در یک نقطه به چندین کیلوولت بر سانتی متر برسد. در این صورت هوا در این میدان الکتریکی قوی یونیزه می شود و یک مسیر هادی نسبتا کوتاه در اطراف این نقطه به وجود می آید.

از آنجا که بارهای الکتریکی هم علامت یکدیگر را دفع می کنند، قسمتی از بارالکتریکی از این مسیر هادی عبور کرده و در قسمت جلو آن جمع می شود. در این حالت میتوان تصور کرد یک سر میله هادی ( میله صاعقه گیر ) وارد ابر شده و سر دیگر آن خارج از ابر آزاد می باشد. وجود بارهای الکتریکی جمع شده در انتهای این مسیر هادی، باعث به وجود آمدن شدت میدان الکتریکی قوی در انتهای آن می گردد. در نتیجه هوای اطراف این نقطه یونیزه شده و مسیر هادی قدری طولانی تر می شود.

پیشرفت مسیر هادی یا کانال هادی با سرعت متوسط 300 کیلومتر در ثانیه می باشد. ولی این پیشرفت یک نواخت نیست. بلکه صاعقه مقداری از مسیر را با سرعت بیشتر طی کرده و بعد برای مدتی متوقف می گردد و این عمل چندین بار تکرار می شود.

بعد از آنکه این کانال هادی ( سیستم زمین ) به حد کافی به زمین نزدیک شد، میدان الکتریکی در قسمت های بالای اجسام نوک تیز بر روی زمین، نظیر درختان یا ساختمان ها و دکل های بلند، افزایش یافته و هوا در این نواحی نیز یونیزه می گردد. و در نتیجه یک کانال هادی نیز از طرف زمین به سوی کانال هادی که از ابر تا نزدیک زمین امتداد یافته است، پیشرفت می نماید. سر انجام این دو کانال هم رسیده و از این مسیر بار الکتریکی ابر به زمین تخلیه می شود. نور و صدای شدید رعد و برق در این مرحله به وجود می آید.

کانال هادی قبل از رسیدن به زمین و عبور جریان اصلی، نور کمتری را دارا می باشد. شکل 2 مراحل پیشرفت کانال به طرف زمین و یونیزه شدن هوا در نقاط مرتفع بر روی زمین نشان می دهد.

جالب توجه است که صاعقه در حین نزول، شاخه شاخه می شود و تمام شاخه ها پایین می آیند. ولی یک شاخه در نهایت با شاخه ای که از زمین صعود می نماید برخورد کرده از آن مسیر جریان بزرگی عبور می نماید. عبور این جریان اغلب چند بار متوالیا به فاصله زمانی چند ده میلی ثانیه از همین کانال تکرار می شود. با کمک یک دوربین گردان که دریچه آن باز شده است، تکرار صاعقه از همان مسیر قابل مشاهده است. در تکرار، جریان شاخهای فرعی از بین می روندزیرا از آنها جریان عبور نمی کند.

شکل 3 جریان های متوالی صاعقه و شکل 4 عکس صاعقه های متوالی، برداشته شده توسط دوربین گردان را نشان می دهد.

مشخصات آذرخش ( صاعقه ) :

دعد و برق خطرات مختلفی را ایجاد می نماید و این خطرات به مشخصات صاعقه بستگی دارند. این مشخصات به منظور طراحی برقگیرها ( صاعقه گیر )لازم می باشند.

صاعقه گیر وسیله است که در بالای ساختمان ها و دودکش های بلند و مانند آنها که بیشتر در معرض اصابت برق آسمان می باشند نصب شده و مانع به وجود آمدن خطر جانی یا خطر آتش سوزی یا خراب شدن عایق دستگاه ها و اختلال در مدارهای الکترونیکی و کامپیوترها و غیره می گردد.

مهمترین مشخصات رعد و برق عبارتند از :

دامنه جریان صاعقه i

شیب تغییرات جریان در طول زمان di/dt

بار الکتریکی صاعقه

انتگرال مجذور جریان

صاعقه ( آذرخش ) از سه روش می تواند موجب بروز ولتاژ در سیستم های الکتریکی شود .

1- کوپلاژ مقاومتی
زمانی که صاعقه به سازه برخورد میکند ، جریابی که به زمین تخلیه می شود پتانسیل زمین را درسیستم های برق برق و دیتا ، تا چند درصد کیلو ولت افزاریش میدهد . این موضوع موجب میشود بخشی صاعقه ااز طریق هادی های ورودی - خروجی ، به ساختمان های دیگر منتقل میشود

2-کوپلاژ سلفی ( مغناطیسی )
عبور جریان صاعقه از یک هادی و یااز کانال تلخیه خود ، ایجاد یک میدان شدید مغناطیسی می نماید وقتی که خطوط میدان ، هادیهای را تشکیل لوپ داده اند قطع کند . در آانها ولتاژی معادل چند ده کیلو ولت القاء میشود .

3- کولپاژ خازنی ( الکتریکی )
کانال صاعقه در نزدیکی نقطه تخلیه ، یک میدان شدید الکتریکی ایجاد میکند . کابل ها و هادیها ، مانند صفحات خازن و هوا نیز در الکتریک آنهاست ، بدینصورت علی رغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان ، کابل تحت یک ولتاژ بالا قرار می گیرند.

مطالب دیگر ( نصب صاعقه گیر, اجرای صاعقه گیر, مجری صاعقه گیر, میله صاعقه گیر ، زات صاعقه گیرصاعقه گیر ، فروش صاعقه گیر ، تجهیزات صاعقه گیر )

انواع صاعقه گیر های خودکفا

1- صاعقه گیر های اتمی

2- صاعقه گیر های بادی یا پیزوالکتریک

3- صاعقه گیر های خورشیدی

4- صاعقه گیر های الکترونیک خازنی - اتمسفریک

صاعقه گیرهای اتمی : این نوع صاعقه گیر ها که سابقا ساخته می شود. به هیچ عنوان انرژی مصرفی را از منبع خارجی تامین نمیکرد و لذا ضمن قدرت یونیزاسیون بالا، شعاع حفاظتی وسیعی را فراهم می آورد .

دلیل حذف این نوع صاعقه گیر از مدار تولید و مصرف به قرار زیر است:
الف : یونیزاسیون هوای اطراف این نوع صاعقه گیر در تمام فصول و مواقع سال رخ می دهد . هیچ وابستگی به شرایط جوی و محیطی ندارد . نیمه عمر طولانی چشمه سزیم تداوم ط.ل عمر دستگاه را سبب می شد اما محیط را در مواقع غیر ضروری با یونیزاسیون مداوم دچار آلودگی می نمود.

ب: چون پدیده یونیزاسیون در این نوع صاعقه گیر ارتباط پیوند درست صاعقه گیر با زمین ندارد و عملا به دلیل منشا خاص انرژی آن از پدیده point effect نشات نمی گیرد.

در صورت قطع مسیر چاه ارت یونیزاسیون ادامه داشته و صاعقه گیر بدون داشتن اتصال مناسب با زمین نقطه برتر دریافت صاعقه باقی می ماند و در صورت دریافت صاعقه، بعلت نقص در مسیر تخلیه صاعقه گیر متلاشی شده و یا به اطراف جرقه جانبی برتاپ می کرد و موجب آتش سوزی می شود که این هر دو با هدف اولیه نصب صاعقه گیر منافات دارد و لذا همین عوامل سبب حذف آن از چرخه تولید و مصرف شد.