· موارد کلی در اجرای سیستم حفاظت از صاعقه
مطالب ارائه شده در این بخش در خصوص نکات اجرایی سیستم حفاظت میباشد. این مطالب از متون استاندارد استخراج شده و سعی شده تمامی موارد اجرایی و نظارتی از ابتدا تا انتهای اجرای سیستم حفاظت از صاعقه ارائه گردد.
به طور کلی سیستم حفاظت از صاعقه به دوبخش حفاظت خارجی و حفاظت داخلی تقشسم میشود:
حفاظت خارجی: مجموعه اقدامات در راستای جلوگیری از اصابت و مستقیم و کاهش خسارت ناشی از آن (سیستم صاعقه گیر )
حفاظت داخلی: مجموعه اقدامات ناشی در راستای جلوگیری از اثرات تخلیه و انتقال جریان صاعقه(همبندی و ارسترگذاری)
1 سیستم صاعقه گیر(LPS)
سیستم صاعقه گیر از کنار هم قرار گرفتن اجزاء زیر تشکیل میشود.
1 -سیستم پایانه هوایی
2-مجموعه هادی نزولی
3-سیستم پایانه زمین
4-شبکه هم بندی
5- عایق سازی الکتریکی و رعایت فاصله جدا سازی از سیستم حفاظت خارجی
1-1 سیستم پایانه هوایی :
طراحی و نصب پایانه هوای بر اساس استاندارد های NFPA780 , IEC 62305 میتواند انجام شود که در مدارک طراحی ارائه شده است. در این بخش سعی شده است کلیات انتخاب پایانه هوایی و روشهای اجرایی آنها مورد بررسی قرار گیرد. به طور کلی سیستم پایانه هوایی به سه روش اجرا میشود:
1- ميله ساده (S.R)
2- سيم هوايي (گارد)
3- سيستم مش
2-1 جانمایی و نصب پایانه هوایی:
نصب سیستم صاعقه گیر با دور روش ایزوله شده و غیر ایزوله انجام میشود. در روش ایزوله رعایت فاصله جداسازی مطابق محاسبات ذکر شده در استاندرادهای مذکور الزامیست و معمولا در صورت عدم امکان رعایت این فواصل از روش غیر ایزوله استفاده میشود.
پس از انجام محاسبات ارزیابی ریسک و انتخاب نوع پایانه هوایی میبایست نقاط محل اصابت با پایانه هوایی مناسب پوشش داده شود. معمولا گوشه ها و زوایای ساختمان محل های پرخطر و مناسب جهت نصب صاعقه گیر میباشند.
به طور کلی جانمایی پایانه هوایی با سه روش زاویه حفاظتی، گوی غلطان و مش انجام میشود
روش زاویه حفاظتی در سازه های ساده ، روش گوی غلطان در تمامی سازه ها و روش مش در سازه های مسطح مورد استفاده قرار میگیرند
3-1 میله ساده یا فرانکلین:
- این میله ها معمولا از جنس استنلس استیل یا تمام مس میباشند
- جهت نصب آنها در سطوح مختلف از پایه های مناسب با آن محل استفاده میشود
- در محل پایه معمولا نقاطی جهت اتصال به هادی نزولی وجود دارد
- مناسب ترین محل برای نصب این پایانه نقاط نوک تیز، گوشه ها و لبه های سازه میباشد.
- برای حفاظت لوکال تجهیزات مانند: دیش ها و آنتن ها و دوربین و.... میتوان ازا این میله ها استفاده نمود.
- پس از انجام محاسبات ارزیابی ریسک و جانمایی میله فرانکلین میتوان با دسترسی به مقدار اختلاف ارتفاع از سطح(h) و زاویه حفاظتی آلفا که از منحنی استخراج میشود مقدار شعاع پوششی را محاسبه نمود.
- میبایست مطابق استاندارد IEC 62561-2 تست شده باشند.
جانمایی میله فرانکلین با استفاده از روشهای زاویه حفاظتی و تئوری گوی غلطان
4-1 سیم هوایی:
جهت جانمایی پایانه هوایی به روش سیم هوایی از روشهای زاویه حفاظتی و گوی غلطان استفاده میشود.
معمولا از جنس سیم آلومینیمی تقویت شده با فولاد(ASCR ) میباشد
جهت نصب سیم هوایی از پایه خودایستا با کشنده مناسب استفاده میشود
در انتخاب دکل و پایه میبایست محاسبات بارگذاری انجام شود
معمولا در پستهای فشار قوی و ایستگاههای گاز از این روش استفاده میشود.
5-1 پایانه هوایی به روش مش بندی:
در سازه های با سطوح مسطح ( CONTROL ROO- SUBSTATION)از این سیستم میتوان استفاده کرد
معمولا از تسمه مس یا فولاد استفاده میشود
جهت نصب آن از بست و اتصالات متناسب با سطوح نصب باسد استفاده شود.
در صورت وجود تجهیزات مرتفع روی سطوح صاف مانند: انتهاو ... جهت ایجاد حفاظت برای آن میتوان از میله ساده در کنار این سیستم استفاده کرد.
ابعاد بر اساس کلاس حفاظتی و جدول استاندارد انتخاب میشود.
6-1 جنس،شکل و سطح مقطع پایانه هوایی
پایانه هوایی به هر یک از سه روش ذکر شده میبایست از جدول زیر انتخاب گردد. به طور مثال پایانه هوایی میله ساده میتواند از جنس استیل ضد زنگ با سطح مقطع گرد و مساحت 176 سانتیمتر مربع باشد.
7-1 هادی نزولی:
_ برای کاهش خطر و تخریب در سیستم حفاظت از صاعقه میبایست از هادی نزولی با شرایط زیر استفاده گردد:
_ هادی نزولی در مسیرهای متعدد طراحی گردد
_ تا حد امکان کوتاه و مستقیم باشد
_ الزامات همبندی همپتانسیل سازی رعایت گردد
_ در شرایطی که از مسیرهای متعدد استفاده میشود میبایست فواصل بین مسیرها یکسان و کاملا متقارن باشد
_ جهت کاهش خطرات جرقه زنی ناشی از ایجاد اختلاف پتانسیل بین مسیرها مسیرهای هادی نزولی بایستی بصورت رینگ شده متصل گردند
_ این الزام در سازه های فلزی همبندی شده وجود ندارد
_ در پایه های صاعقه گیر که با رعایت فاصله جداسازی از سازه نصب شده اند نصب یک مسیر هادی نزولی کفایت میکند.
_ در صورت استفاده از سیم هوایی به عنوان پایانه هوایی، نصب یک مسیر هادی نزولی برای هر پایه الزامیست.در سیستمهای ایزوله نشده (صاعقه گیر روی سازه نصب و همبند شده است) حداقل نصب دو مسیر هادی نزولی الزامیست
_ تا جایی که امکان دارد در هر گوشه سازه یک مسیر هادی نزولی نصب گردد.
_ از خم های شدید و مسیرهای بالا رونده جلوگیری شود
_ شعاع خم نباید کمتر از 20 سانتیمتر باشد(شکل)
_ از خم های تیز جلوگیری شود و خم ها بصورت منحنی باشد
_ خمیدگیها و انحناها نبايد کمتر از 20 سانتيمتر باشد (شکل )
_ هادی هاي نزولي نبايد از طول يا عرض مسیرهای الکتريکي عبور کنند
_ از مسیر دهی از دیوارهای جان پناه ،گچ بری ها و دیگر موانع جلوگیری شود
_ عبور از موانع تا ارتفاع حداکثر 40 سانتیمتر میبایست با زاویه حداکثر 45 درجه انجام شود
_ برای تعیین حداقل شعاع خمش از فرمول l = l1 + l2 + l3 استفاده میشود(در شکل مورد f )
_ در شکل ،مورد d ، همیشه باید رابطه مقابل برقرار باشد d>l/20
_ L: طول انحنا بر حسب متر
_ d: عرض انحنا بر حسب متر
_ در صورتی که d>L⁄20 برآورده شود، خطر شکست دی الکتریک را نخواهیم داشت.
_ براي مهار کردن هادي مياني بايد مطابق جدول با فاصله گذاری ذکر شده از بست مناسب استفاده نمود.
_ اين بست ها بايد براي مهار هادی مناسب بوده و نصب آنها نبايد در سقف سبب سوراخ شدن و نفوذ آب گردد. اين بستها نبايد مانع انبساط گرمايي هادي نزولی شوند.
_ تمامي هاديهاي نزولی بايد با استفاده از گيره هايي از جنس هادي يا پرچ و لحيم کاري به يکديگر متصل گردند.
_ تا جائيکه ممکن است بايد از مته کاري در طول هادي نزولی اجتناب شود.
_ هادي نزولي بايد تا ارتفاع دو متری از سطح زمین در برابر ضربات مکانیکی محافظت شود بدین منظور هادی نزولی از درون لوله محفاظ عبور داده می شود .
_ هادی های نزولی میبایست به صورت توزیع شده در اطراف سازه مورد حفاظت و بصورت متقارن نصب گردند. فاصله گذاری میتواند مطابق جدول زیر باشد:
8-1 جنس، شکل و سطح مقطع هادی نزولی
حداقل سطح مقطع انتخاب میبایست مطابق جدول زیر باشد. به طور مثال در صورت استفاده از سیم مسی گرد به عنوان هادی نزولی میبایست حداقل سطح مقطع آن 50 میلیمتر مربع و از نوع مفتولی تابیده شده باشد.
9-1 گیره تست مدار
هر مسیر هاید نزولی میبایست مجهز به گیره تست جهت انجام بازبینی های دوره ای باشد. محل نصب آن در ارتفاع 2 متری از سطح زمین میباشد و با نصب آن میتوان در بازبینی های دوره ای هاید نزولی را از سیستم زمین جدا و اندازه گیریهای سیستم زمین را انجام داد.
10-1 شمارنده صاعقه:
مطابق فصل هشتم استاندارد NFC 17102:2011 یکی از مراحل بازبینی دوره ای پس از هر اصابت میباشد. جهت حصول اطمینان از اصابت صاعقه نصب شمارنده صاعقه توصیه میشود.
شمارنده اصابت صاعقه میبایست مطابق استاندارد IEC 62561-6 تست شود
11-1اتصال زمین:
با توجه به مشخصات جریان صاعقه و فرکانس بالای این جریان انتخاب شکل و نوع الکترود زمین بسیار پر اهمیت میباشد. تا جایی که مقادیر مقاومت اهمی تا میزان 10 اهم نیز قابل قبول بوده و مهمتر از مقدار مقاومت اهمی شکل و نحوه اجرای آن میباشد.
از نقطه نظر سیستم حفاظت از صاعقه حضور یک سیستم یکپارچه اتصال زمین برای تمامی کاربریها(تغذیه، مخابرات و ....) ایده آل میباشد
تصمیم به همبندی و اتصال سیستم زمین صاعقه گیر به دیگر سیستمها با در نظر گرفتن شرایط تجهیزات و نظر طراح امکان پذیر میباشد.
در انتخاب روش اجرای سیستم اتصال زمین به طور کلی دو روش معرفی شده است:
روش A:
به صورت ترکیبی از الکترودهای افقی و عمودی میباشد که به هر مسیر هادی نزولی متصل میشوند.
تعداد الکترودها نباید کنتر از 2 عدد باشد
B: رینگ ارت سازه
P: الکترود زمین تایپ A هادی نزولی
D: هادی نزولی
مطابق منحنی استاندارد در خاکهای با مقاومت ویژه کمتر از 500 اهم متر حداقل طول مجموع الکترودها نباید کمتر از 5 متر باشد
برای این منظور میتوان از 2 الکترود عمودی یا میله ای با طول 2.4 متر با فاصله 5 متر از یکدیگر استفاده نمود. این دو میله را میتوان با الکترود افقی مثلا سیم 50 بدون روکش که د رتماس مستقیم با خاک است به یکدیگر متصل و به دریپه بازدید متصل شده به هادی نزولی متصل نمود.
·
