صاعقه یکی از پدیدههای طبیعی پرقدرت و گاه مخرب است که میتواند در چند لحظه باعث تخریب کامل تجهیزات برقی، آسیب به سازهها، آتشسوزی، اختلالات الکترونیکی و حتی تهدید جان انسانها شود. با توجه به افزایش تراکم شهری، استفاده گسترده از تجهیزات الکتریکی حساس و رشد روزافزون زیرساختهای صنعتی و تجاری، انتخاب و نصب یک سیستم صاعقهگیر مناسب، دیگر تنها یک تصمیم فنی نیست؛ بلکه یک ضرورت حیاتی برای ایمنی و پایداری هر مجموعه بهشمار میآید.
افزایش شدت تغییرات اقلیمی و وقوع طوفانهای بیشتر در سالهای اخیر، ریسک برخورد صاعقه را دوچندان کرده است. از طرفی، با گسترش ساختمانهای هوشمند، مراکز داده و تجهیزات گرانقیمت، سطح آسیبپذیری نیز افزایش یافته است.
به همین دلیل، آشنایی با انواع سیستمهای صاعقهگیر و شاخصهای مؤثر در انتخاب آنها، نخستین گام برای طراحی ایمن و آیندهنگرانه ساختمانها و تأسیسات محسوب میشود. در این مقاله، ضمن معرفی انواع صاعقهگیرها، عوامل مهم در انتخاب سیستم مناسب را بررسی کرده و راهکارهایی عملی برای انتخاب بهترین گزینه ارائه میدهیم.
انواع سیستم های صاعقه گیر
پیش از انتخاب و نصب سیستم صاعقهگیر، آشنایی با انواع رایج آن و عملکرد اختصاصی هرکدام، گامی ضروری برای طراحی یک راهکار ایمن و مؤثر است. هر نوع سیستم صاعقه گیر با توجه به ساختار، محدوده عملکرد و تکنولوژی بهکار رفته، برای کاربردهای خاصی مناسب است. در ادامه، به بررسی سه دسته اصلی سیستم های صاعقه گیر میپردازیم:
1.صاعقه گیر فعال (ESE – Early Streamer Emission)
صاعقه گیرهای فعال از پیشرفتهترین و مدرنترین تکنولوژیهای موجود در حفاظت در برابر صاعقه هستند. این نوع سیستم با استفاده از مدار داخلی و طراحی خاص، پیش از وقوع برخورد مستقیم صاعقه، یک جرقه هدایتگر زودهنگام (Early Streamer) ایجاد میکند که مسیر صاعقه را به سمت خود جذب کرده و سپس از طریق مسیر اتصال به زمین، بهطور ایمن تخلیه میکند.
ویژگی اصلی صاعقهگیر فعال، شعاع عملکرد وسیعتر آن نسبت به مدلهای سنتی است، بهطوری که میتواند شعاعی تا دهها متر را پوشش دهد. این خصوصیت، آن را به گزینهای ایدهآل برای مکانهایی با وسعت زیاد یا ارتفاع بالا مانند فرودگاهها، دکلهای مخابراتی، برجهای مرتفع، پالایشگاهها و مناطق صنعتی تبدیل کرده است.
2.صاعقه گیر غیرفعال (Franklin Rod)
این نوع صاعقه گیر که با عنوان میله فرانکلین نیز شناخته میشود، از قدیمیترین و پرکاربردترین روشهای حفاظت در برابر صاعقه است. ساختار آن شامل یک میله نوکتیز فلزی است که در بالاترین نقطه سازه نصب شده و از طریق هادیها به سیستم ارتینگ متصل میشود.
در هنگام بروز طوفان، این میله انرژی الکتریکی را بهصورت مستقیم جذب کرده و به زمین هدایت میکند، بدون آنکه از فناوریهای پیشگیرنده استفاده کند. صاعقه گیر غیرفعال به دلیل قیمت مناسب، نصب آسان و نیاز پایین به نگهداری، برای ساختمانهای مسکونی، انبارها، مدارس و پروژههای ساختمانی معمولی انتخابی مناسب و اقتصادی محسوب میشود.
3.سیستم مش فاراده (Faraday Cage)
مش فاراده یا قفس فاراده، نوعی سیستم حفاظت جامع است که از یک شبکه رسانا (اغلب با سیمهای مسی یا آلومینیومی) تشکیل شده و در اطراف و روی سقف ساختمان اجرا میشود. این شبکه مانند یک قفس کامل عمل کرده و در صورت برخورد صاعقه، جریان آن را بهصورت یکنواخت در سراسر سازه پخش کرده و به زمین هدایت میکند.
مزیت اصلی این سیستم، محافظت گسترده و یکنواخت از کل سازه است، بهویژه برای مکانهایی که تجهیزات حساس و حیاتی در آن نگهداری میشود، مانند مراکز داده، کارخانههای تولید تجهیزات الکترونیکی، نیروگاهها و آزمایشگاههای علمی. البته طراحی و اجرای صحیح سیستم مش فاراده نیازمند محاسبات دقیق مهندسی و رعایت کامل استانداردهای بینالمللی است.
خرید تجهیزات صاعقه گیر ایرانی و خارجی
چه عواملی در انتخاب یک صاعقه گیر مناسب تأثیرگذارند؟
برای انتخاب یک سیستم صاعقه گیر کارآمد و ایمن، باید مجموعهای از فاکتورهای فنی، محیطی و اجرایی را در نظر گرفت. این عوامل کمک میکنند تا با توجه به نوع پروژه، میزان خطرپذیری، شرایط اقلیمی و استانداردهای ایمنی، بهترین گزینه انتخاب شود.
حال به بررسی دقیق و تخصصی هر یک از این عوامل میپردازیم:
بررسی موقعیت جغرافیایی و اقلیمی
یکی از اولین گامها در انتخاب سیستم صاعقه گیر، ارزیابی موقعیت جغرافیایی و ویژگیهای اقلیمی محل پروژه است. مناطقی که در نقشههای ایزوکراون (نقشههای تعداد صاعقه در سال) در دسته مناطق پرخطر قرار میگیرند، به سیستمهای پیشرفتهتری برای حفاظت نیاز دارند. شرایطی مانند تعداد روزهای توأم با رعد و برق در سال، شدت طوفانهای الکتریکی، و نزدیکی به دریاها یا ارتفاعات، بهطور مستقیم احتمال برخورد صاعقه را افزایش میدهد. برای مثال:
- مناطق گرمسیری و مرطوب مانند نواحی جنوبی کشور که دفعات زیادی از سال در معرض ناپایداریهای جوی و طوفانهای الکتریکی قرار دارند، نیاز به صاعقهگیرهایی با شعاع پوشش بالا مانند صاعقهگیرهای فعال (ESE) دارند.
- ارتفاع از سطح دریا نیز اهمیت دارد؛ چرا که مناطق مرتفع مانند کوهستانها یا شهرهایی با برجهای بلند، در معرض میدانهای الکترواستاتیکی قویتری هستند و احتمال جذب صاعقه در آنها بیشتر است.
در مجموع، شرایط جغرافیایی و اقلیمی تعیین میکنند که چه نوع صاعقه گیری، با چه شعاع حفاظتی و چه سطحی از عملکرد باید در پروژه مورد استفاده قرار گیرد.
بررسی نوع و ارتفاع سازه
نوع سازه، کاربری آن و ارتفاع فیزیکی، دومین فاکتور کلیدی در انتخاب نوع سیستم صاعقه گیر است. هرچه سازه مرتفعتر یا دارای سطح فلزی گستردهتری باشد، احتمال برخورد مستقیم صاعقه افزایش مییابد و در نتیجه باید از سیستمهایی با برد عملکرد بالاتر استفاده شود.
- سازههای بلند و فلزی مانند برجهای مخابراتی، سازههای صنعتی فلزی، آنتنها، دکلهای برق و ساختمانهای چندطبقه، معمولاً نیازمند استفاده از سیستمهای پیشرفته مانند صاعقهگیر فعال (ESE) یا سیستم مش فاراده هستند. این سیستمها امکان پوششدهی گستردهتر و انحراف بهتر جریان صاعقه را فراهم میکنند.
- سازههای مسکونی کمارتفاع یا ویلاها، در مناطقی با ریسک پایینتر، اغلب با نصب میلههای صاعقهگیر سنتی (فرانکلین رود) در ترکیب با یک سیستم ارتینگ استاندارد، بهخوبی محافظت میشوند.
- همچنین در پروژههای تجاری یا بیمارستانی که عملکرد تجهیزات حیاتی به جریان برق وابسته است، بررسی دقیق ارتفاع و شکل سازه برای اطمینان از پوشش کامل بدون نقاط کور، حیاتی است.
ارتفاع سازه تأثیر مستقیمی بر محاسبه شعاع حفاظتی صاعقهگیر دارد. برای مثال، یک صاعقهگیر فعال نصبشده در ارتفاع 30 متری میتواند تا شعاع بیش از 100 متر را محافظت کند، اما در ارتفاع کمتر، همین صاعقهگیر ممکن است فقط نیمی از آن شعاع را پوشش دهد. لذا تعیین محل نصب و بررسی پروفایل سازه، پیشنیاز طراحی دقیق سیستم حفاظت است.
تحلیل شعاع حفاظتی موردنیاز
شعاع حفاظتی صاعقه گیر معیاری کلیدی است که نشان میدهد سیستم مورد نظر قادر است چه محدودهای از سازه و اطراف آن را در برابر ضربات صاعقه محافظت کند. این شعاع حفاظتی به عوامل متعددی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتاند از:
- ارتفاع نصب صاعقهگیر: هر چه صاعقهگیر در ارتفاع بالاتری نصب شود، شعاع محافظت افزایش مییابد. زیرا این ارتفاع به دستگاه امکان میدهد تا میدان الکترواستاتیکی گستردهتری ایجاد کرده و مسیر جریان صاعقه را به سمت خود جذب کند.
- نوع و تکنولوژی صاعقهگیر: سیستمهای فعال مانند ESE، به دلیل انتشار جرقه پیشرو، شعاع حفاظتی بزرگتر و مؤثرتری نسبت به میلههای صاعقهگیر سنتی دارند.
- کلاس حفاظتی یا سطح ایمنی: استانداردها سیستمهای حفاظت را در کلاسها یا ردههای مختلف تقسیمبندی میکنند که هر کدام شعاع حفاظتی خاص خود را دارند. انتخاب کلاس مناسب به نوع سازه، حساسیت تجهیزات داخل آن و شرایط محیطی بستگی دارد.
استاندارد NF C 17-102 یکی از مرجعهای اصلی برای تعیین شعاع حفاظتی صاعقهگیر است که بر اساس فرمولها و جداول تخصصی، میزان پوشش ایمن را با در نظر گرفتن ارتفاع و نوع سیستم مشخص میکند. طراحی دقیق و تحلیل صحیح شعاع حفاظتی، از ایجاد نقاط کور (Dead Zones) جلوگیری کرده و اطمینان میدهد که کل سازه تحت پوشش کامل قرار گرفته است.
هماهنگی با استانداردهای بینالمللی
یکی از مهمترین گامها در انتخاب و نصب سیستم صاعقه گیر، رعایت استانداردهای بینالمللی معتبر است که تضمینکننده عملکرد صحیح، ایمنی و دوام سیستم میباشند. این استانداردها چارچوبهای طراحی، نصب، آزمون و نگهداری سیستمهای حفاظت در برابر صاعقه را بهصورت جامع و تخصصی تعریف میکنند. از جمله استانداردهای مهم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- IEC 62305 : مجموعه استانداردهای بینالمللی کمیته بینالمللی الکتروتکنیکی (IEC) برای حفاظت سازهها و تجهیزات الکتریکی در برابر صاعقه. این استاندارد چهار بخش دارد و شامل تحلیل خطر، طراحی سیستم، حفاظت سازه و حفاظت الکتریکی است.
- NF C 17-102 : استاندارد فرانسوی که در بسیاری از کشورهای جهان بهعنوان مرجع طراحی سیستمهای صاعقهگیر شناخته میشود. این استاندارد روشهای تعیین شعاع حفاظتی و الزامات نصب را مشخص میکند.
- UL 96A : استاندارد آمریکایی برای طراحی و تست سیستمهای صاعقهگیر فعال، که بر جنبههای فنی عملکرد و ایمنی تمرکز دارد.
- IEEE : استانداردهای انجمن مهندسین برق و الکترونیک آمریکا که دستورالعملهای کاربردی در زمینه حفاظت صاعقه ارائه میدهند.
رعایت این استانداردها موجب میشود که سیستم صاعقه گیر ضمن داشتن حداکثر کارایی حفاظتی، قابلیت اعتماد بالا و طول عمر مناسب را نیز داشته باشد. همچنین تطابق با این استانداردها در مراحل بازرسی و دریافت تأییدیههای فنی و بیمهای نیز الزامی است.
کیفیت مواد و برند تجهیزات
جنس و کیفیت مواد بهکار رفته در ساخت تجهیزات صاعقه گیر از عوامل حیاتی در دوام و کارایی نهایی سیستم هستند. استفاده از فلزات با کیفیت بالا مانند فولاد ضدزنگ، مس خالص یا آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، باعث میشود تجهیزات در برابر شرایط محیطی سخت مانند باران، رطوبت، تغییرات دمایی و آلودگیهای جوی مقاومت کنند و عملکرد خود را حفظ نمایند. علاوه بر جنس، کیفیت اتصالات بین اجزا و ضخامت و نوع کابلهای ارتینگ، نقش مهمی در انتقال مؤثر جریان صاعقه و جلوگیری از خرابیهای ناشی از اتصالات ضعیف دارند.
استفاده از تجهیزات برندهای معتبر نیز تضمینکننده کیفیت ساخت، همخوانی با استانداردهای بینالمللی و وجود گارانتی معتبر و مستندات فنی کامل است. این برندها معمولاً دارای گواهینامههای استانداردهای جهانی هستند که اطمینان میدهد محصولات آنها تحت کنترل کیفی دقیق قرار گرفته و عملکرد مطمئنی ارائه میدهند.
مطلب پیشنهادی: آیا واقعاً به صاعقه گیر نیاز داریم؟ بررسی ریسک های احتمالی
انتخاب شرکت متخصص برای طراحی و اجرا
نصب و اجرای سیستم صاعقه گیر تنها به خرید تجهیزات باکیفیت محدود نمیشود؛ بلکه طراحی دقیق و اجرای صحیح آن اهمیت برابر دارد. حتی بهترین و گرانقیمتترین تجهیزات اگر توسط تیمهای غیرحرفهای نصب شوند، ممکن است کارایی لازم را نداشته باشند یا بهدرستی از سازه محافظت نکنند.
انتخاب شرکت متخصص با سابقه و تجربه کافی، تیم فنی ماهر، دانش بهروز در زمینه استانداردهای بینالمللی و توانایی ارائه راهکارهای سفارشی، از مهمترین عوامل موفقیت در پروژههای حفاظت در برابر صاعقه است. این شرکتها معمولاً با انجام بررسیهای میدانی، تحلیل ریسک و طراحی دقیق، بهترین راهکار حفاظتی را متناسب با نیاز و شرایط محیطی شما ارائه میدهند و اجرای استانداردی را تضمین میکنند.
سیستم ارتینگ مناسب، مکمل ضروری سیستم صاعقهگیر
یک سیستم صاعقه گیر کارآمد بدون وجود شبکه ارتینگ استاندارد و مقاوم، ناقص است. سیستم ارت یا زمین، مسیر اصلی تخلیه جریان صاعقه به زمین است و باید بتواند جریان برق بسیار بالا را بدون افزایش قابل توجه ولتاژ یا ایجاد خطر تخلیه کند. برای این منظور، مقاومت کل سیستم ارت باید کمتر از ۱۰ اهم باشد تا جریان صاعقه به راحتی و به صورت ایمن به زمین منتقل شود.
علاوه بر مقاومت پایین، طراحی مناسب عمق و تعداد الکترودهای ارتینگ نیز اهمیت زیادی دارد تا تماس کافی با خاک و پخش جریان به شکل بهینه انجام شود. همچنین مواد استفاده شده در ساخت ارتینگ باید در برابر خوردگی مقاوم باشند تا طول عمر سیستم افزایش یابد و نیاز به تعمیرات مکرر کاهش یابد.
برق و صنعت رساء ارائه دهنده انواع کابل های اعلام حریق در سراسر ایران
نکات تکمیلی مهم در انتخاب سیستم صاعقه گیر
علاوه بر عوامل اصلی، برخی نکات مهم دیگر نیز در انتخاب و طراحی سیستم صاعقه گیر باید در نظر گرفته شوند که بر کارایی و ایمنی کلی سیستم تأثیرگذارند:
- بررسی احتمال وجود گاز یا مواد قابل اشتعال در سازه: در محلهایی که احتمال انتشار گازهای قابل اشتعال یا مواد انفجاری وجود دارد، باید از تجهیزات و سیستمهای خاص و با رعایت استانداردهای ایمنی ویژه استفاده شود تا خطر حریق و انفجار به حداقل برسد.
- میزان تراکم ساختمانهای اطراف: وجود ساختمانها و سازههای مجاور میتواند در نحوه انتشار و برخورد صاعقه تأثیرگذار باشد؛ بنابراین تحلیل دقیق فضای اطراف و تراکم ساختوسازها به انتخاب نوع و تعداد سیستمهای حفاظتی کمک میکند.
- وجود تجهیزات حساس الکترونیکی در محیط داخلی: ساختمانهایی که دارای تجهیزات الکترونیکی حساس و گرانقیمت هستند نیازمند سیستمهای حفاظتی پیشرفتهتر با قابلیت جلوگیری از انتقال ولتاژهای گذرا و نویزهای الکتریکی به داخل سازه هستند.
- لزوم یکپارچهسازی با سیستمهای حفاظتی دیگر مانند SPD و ارتینگ: برای افزایش سطح ایمنی، سیستم صاعقهگیر باید به صورت هماهنگ با سیستمهای محافظ ولتاژ گذرا (SPD) و شبکه ارتینگ ساختمان نصب و راهاندازی شود تا از آسیبهای الکتریکی جلوگیری شود.
جمع بندی
انتخاب سیستم صاعقه گیر مناسب، نیازمند شناخت دقیق از محیط پروژه، نوع سازه، الزامات ایمنی و استانداردهای بینالمللی است. با انتخاب تجهیزات استاندارد و نصب حرفهای، میتوانید خطرات ناشی از صاعقه را به حداقل رسانده و از سرمایه، تجهیزات و جان انسانها محافظت کنید.
اگر بهدنبال خرید یا مشاوره تخصصی در زمینه طراحی و اجرای سیستم صاعقه گیر هستید، مجموعه برق و صنعت رساء بهعنوان یکی از مراجع معتبر در این حوزه، آماده ارائه خدمات مشاوره، فروش و نصب انواع سیستم های صاعقه گیر مطابق با استانداردهای روز دنیاست.
برای کسب اطلاعات بیشتر یا ثبت درخواست مشاوره، همین حالا به وبسایت رساتک مراجعه کنید.
