طراحی سیستم ارتینگ و حفاظت در برابر صاعقه

طراحی سیستم ارتینگ و حفاظت در برابر صاعقه

فرمت: PDF   تعداد صفحات: 99

فهرست:

• پیشگفتار
• استانداردهای مورد استفاده IEC 62305 – NFPA 780 – IEEE 81 – BS 7430
• مفاهیم و تعاریف فنی
• صاعقه چیست و چگونه بوجود می آید؟
• خرابی های ناشی از صاعقه
• صاعقه چگونه به یک تجهیز آسیب می رساند؟
• کوپلاژ مقاومتی
• کوپلاژ سلفی
• کوپلاژ خازنی
• پارامترهای محاسباتی تعیین تراز سیستم حفاظتی
• مقادیر ماکزیمم و مینیمم پارامترهای جریان صاعقه
• محاسبات تراز سیستم حفاظتی برای یک سایت بصورت نمونه
• مفهوم منطقه بندی حفاظتی
• سیستم حفاظتی بیرونی سازه ها در برابر ضربه مستقیم صاعقه
• حفاظت تجهیزات مخابراتی متصل به خطوط RF در برابر فراتاخت های ولتاژ ناشی از صاعقه
• استاندارد و حفاظت تجهیزات RF از صاعقه
• زمین کردن اجزاء سیستم حفاظت کننده
• حفاظت کننده های خطوط اطلاعات
• و …

صاعقه یک پدیده طبیعی جوی است و هیچ وسیله و روشی وجود ندارد که قادر باشد از تخلیه صاعقه جلوگیری نماید. برخورد مستقیم و غیر مستقیم صاعقه به ساختمانها و انتقال جریان آن از طریق خطوط خدماتی ورودی به آنها می تواند برای انسان ها، ساختمان ها و محتویات با ارزش آنها، آسیب زننده و خطرناک باشد، پس بکارگیری تمهیدات لازم برای حفاظت در مقابل صاعقه و ایجاد شبکه ارتینگ مناسب امری ضروری است.

در تهیه این جزوه آموزشی در زمینه سیستم ارتینگ و حفاظت ساختمانها و تجهیزات در مقابل صاعقه استانداردهای بین المللی 62305 BS 7430 ،IEEE 81 ،NFPA 780 ،IEC استفاده گردیده است. در تهیه این جزوه آموزشی از استاندارد 62305 IEC بطور خاص استفاده شده است.

مفاهیم و تعاریف فنی:

جرقه صاعقه به زمین (Lightning Flash to Earth): تخلیه بار الکتریکی ابر به زمین است که منشأ جوی داشته و شامل یک یا چند ضربه می باشد

جرقه پایین رو (Downward Flash): یک تخلیه الکتریکی که از طرف ابر بسوی زمین شکل می گیرد. یک جرقه پایین رو از یک ضربه اولیه کوتاه و چند ضربه متعاقب آن و یک تخلیه الکتریکی بلندمدت تشکیل شده است.

جرقه بالارو (Upward Flash): یک تخلیه الکتریکی که از طرف زمین بسوی ابر شکل می گیرد. یک جرقه بالارو از یک ضربه اولیه بلند به تنهایی و یا به همراه احتمالا چندضربه متعاقب کوتاه و نیز یک تخلیه الکتریکی بلندمدت تشکیل شده است.

ضربه صاعقه (Lightning Stroke): تخلیه بارهای الکتریکی ابر و زمین در هنگام برخورد جرقه با زمین را گویند.

ضربه کوتاه (Short Stroke): بخشی از یک جرقه صاعقه است که مربوط به جریان ضربه ای (Impulse) آن می باشد. این جریان معمولا کمتر از 2ms به طول می کشد.

ضربه بلند (Long Stroke): بخشی از یک جرقه صاعقه است که مربوط به جریان پیوسته (Continuous) آن می باشد. این جریان بیش از 2ms و کمتر از 15 به درازا می کشد.

ضربه های چندگانه (Multiple Stroke): تخلیه جرقه ای شامل سه تا چهار ضربه که معمولا فواصل آنها حدود 50ms می باشد

نقطه برخورد (Point of Stroke): نقطه ای از زمین و یا یک سازه مرتفع (ساختمان، درخت، میله و دکل ها) که صاعقه با آن برخورد می کند.

جریان صاعقه (Lightning Current): جریانی که در نقطه برخورد جاری می شود.

پیشانی موج جریان ضربه Front Time of Short Stroke) T1): یک مقدار مجازی که بصورت 1.25 برابر فاصله زمانی میان رسیدن از %10 به %90 قله موج جریان تعریف شده است.

زمان کاهش موج به نیمه قله جریان ضربه Time to half Value of Short Stroke) T2): فاصله زمانی میان شروع پیشانی موج (%10 قله موج) تا زمان کاهش از قله به نیمه موج ضربه جریان، را گویند.

بار تخلیه شده ضربه (Flash Charge- Q flash): انتگرال زمانی جریان صاعقه در بازه زمانی وقوع موج ضربه .

بار تخلیه شده ضربه کوتاه (Short Stroke Charge- Q short): انتگرال زمانی جریان صاعقه در محدوده زمانی بروز ضربه کوتاه .

بار تخلیه شده ضربه بلند (Long Stroke Charge- Q long): انتگرال زمانی جریان صاعقه در طول زمان یک موج ضربه بلند.

سازه مورد حفاظت (Structure to be Protected): عبارتست از سازه و یا تاسیساتی که برای حفاظت آن ها در مقابل اثرات ناشی از برخورد صاعقه ، یک سیستم حفاظتی مناسب پیش بینی می شود

خطوط خدماتی مورد حفاظت (Services to be Protected): عبارتست از خطوط ورودی به یک ساختمان که می بایست به منظور حفاظت آنها در مقابل صاعقه، سیستم حفاظتی مناسب تدارک دیده شود.

سیستم الکتریکی و الکترونیکی (Electrical & Electronic System): عبارتست از سیستم هایی که شامل تجهیزاتی با تغذیه فشار ضعیف و یا تجهیزات الکترونیکی حساس شامل لوازم مخابراتی ، کامپیوتر ، کنترل و ابزار دقیق و سیستم های رادیویی می باشند.

• صدمه فیزیکی (Physical Damage): صدمه به سازه یا محتویات آن که ناشی از اثرات حرارتی، شیمیایی، مکانیکی و انفجاری صاعقه می باشد.

ضربه الکترومغناطیسی صاعقه (Lightning Electromagnetic Impulse- LEMP): اثرات الکترومغناطیسی ناشی از تخلیه جریان صاعقه را گویند.

• منطقه بندی سیستم حفاظتی در برابر صاعقه (Lightning Protection Zone- LPZ): منطقه ای که شدت جریان میدان الکترومغناطیسی ناشی از تخلیه جریان صاعقه برای آن، تعریف شده است.

تراز سیستم حفاظت در مقابل صاعقه (Lightning Protection Level- LPL): مجموعه ای از مقادیر و متغیرهای جریان صاعقه که خرابی های یک صاعقه را تعریف می کنند. تعیین سطح حفاظتی مورد نیاز در مقابل صاعقه برای یک ساختمان، براساس این مقادیر و متغیرها و به منظور طراحی سیستم حفاظتی بکار می رود.

سیستم حفاظت در برابر صاعقه (Lightning Protection System- LPS): یک سیستم کامل حفاظتی که صدمات فیزیکی ناشی از برخورد صاعقه به یک ساختمان و محتویات آن را کاهش می دهد. این سیستم شامل حفاظت داخلى (Internal) و بیرونی (External می شود.

سیستم حفاظت بیرونی در مقابل صاعقه (External Lightning Protection system): بخشی از سیستم حفاظتی (LPS) است که شامل پایانه هوایی، هادیهای پایین برنده جریان صاعقه و پایانه زمین می باشد؛ این اجزاء در خارج از ساختمان نصب می شوند.

سیستم حفاظت داخلی در مقابل صاعقه (Internal Lightning Protection System): بخشی از سیستم حفاظتی (LPS) است که شامل اجرای سیستم هم پتانسیل درون فضای مورد حفاظت باشد.

هم پتانسیل سازی در برابر صاعقه (Lightning Equipotential Bonding): هم بندی تاسیسات فلزی به سیستم حفاظتی (LPS) را گویند که به منظور کاهش و یا حذف اختلاف پتانسیل ناشی از عبور جریان صاعقه، انجام می شود. این هم بندی توسط اتصالات مستقیم و یا از طریق ارسترها صورت خواهد گرفت.

سیستم حفاظت در مقابل صاعقه (Lightning Protection System): عبارتست از یک سیستم حفاظتی کامل، به طوری که صدمات فیزیکی ناشی از برخورد مستقیم صاعقه را به یک ساختمان کاهش داده و انسان ها و تجهیزات داخلی را نیز محافظت نماید. این سیستم شامل حفاظت بیرونی و داخلی می باشد.

سیستم حفاظت بیرونی (External LPS): بخشی از سیستم حفاظتی (LPS) است که مشتمل بر پایانه هوایی، هادی های پایین برنده جریان صاعقه و پایانه زمین می باشد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ کتابچه طراحی سیستم ارتینگ Earthing Design

⇐ اصول اندازه گیری مقاومت های الکترودهای اتصال به زمین (سیستم های ارتینگ)

⇐ مرجع کاربردی ایمنی و سیستم های اتصال به زمین (ارتینگ)

⇐ آیین نامه ارتینگ و پیشگیری و مبارزه با آتش سوزی