صاعقه گیر اکتیو و پسیو (مقایسه )
_
برای درک بهتر نحوه عملکرد و مکانیسم صاعقه گیرها باید ابتدا درک درستی از چگونگی تشکیل صاعقه (رعد و برق) داشته باشیم.
تشکیل صاعقه
_
ابرها در اتمسفر به طور کلی حامل مقدار زیادی ذرات آب به شکل گاز هستند. همچنین هر ماده فیزیکی یا داری بار الکتریکی بوده یا می تواند باردار شود ،این ذزات به ویژه زمانی که به یکدیگر تماس پیدا میکنند بارهای بالقوه دریافت می کنند.
در شرایط آب و هوای طوفانی دائماً ابرها با بارهای الکتریکی منفی باردار می شوند این ابرها دارای بارهای الکتریکی عظیم صدها کیلوآمپری بوده که قاعدتا ابرها چنین بارهایی را برای مدت طولانی نمی توانند تحمل کنند و در اولین فرصت دنبال مسیری با هر بار الکتریکی مخالفی می گردند تا بتوانند بار الکتریکی خود را تخلیه کنند.که این پدیده رعد و برق نامیده می شود.
عمدتا جهت رعد و برق از ابرها به زمین بوده اگر چه رعد و برق می تواند از زمین به هوا هم شکل گیرد.
صاعقه گیر پسیو ،غیر فعال یا ساده
_
به عنوان قدیمی ترین و گسترده ترین سیستم های حفاظت از صاعقه، سیستم های غیرفعال (میله های معمولی، میله های ساده، میله های فرانکلین) برای تقریبا 200 سال در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته اند. میله‌های معمولی بر روی ساختمان‌ها نصب می‌شوند که می‌خواهند از اثرات منفی شدید صاعقه محافظت شوند. اما اگر میله های معمولی نتوانند به درستی و در موقعیت مناسب نصب شوند، ظرفیت حفاظتی آنها نیز کاهش می یابد. زیرا قابلیت این نوع میله ها از نظر ارتفاع محل نصب، جهت میله ها، جنس، ساختمان های مجاور و موقعیت آن متفاوت است.
مثلا؛ برخورد صاعقه ممکن است یک سیستم غیرفعال معمولی که درست نصب نشده باشد را با برخورد به آنتن روی ساختمان دور بزند، حتی اگر این میله صاعقه پسیو در موقعیتی بالاتر از آنتن نصب شده باشد . در چنین شرایطی اگر سیستم‌های غیرفعال به درستی و حرفه‌ای بر روی ساختمان‌ها نصب نشده باشند، نمی‌توان از یک منطقه حفاظت کامل صحبت کرد.
همچنین سطح بالای ساختمان را می توان با شبکه هایی از هادی ها پوشاند تا از هرگونه تخلیه صاعقه جلوگیری شود. این سیستم ها به طور کلی در عملیات حفاظت از صاعقه "روش مش" نامیده می شود. این روش محافظت در برابر آسیب های غیر منتظره را افزایش می دهد و محافظت بهتری را ارائه می دهد.
میله های صاعقه به طور کلی از برخورد مستقیم صاعقه اجتناب نمی کنند، بلکه آن را "دستگیر" می کنند. آنها صاعقه را جذب می کنند و سپس تخلیه انرژی را به جای انتقال آن به ساختمان به زمین منتقل می کنند.
به طور کلی صاعقه گیرهای معمولی قادر به تغییر مسیر صاعقه مستقیم از ساختمان ها هستند. زیرا صاعقه مستقیم می تواند/ممکن است باعث آتش سوزی و خسارات عظیم هم به ساختمان ها و هم به مردم شود.
صاعقه گیر اکتیو،الکترونیکی ،ESE چیست؟
_
انواع مختلفی از سیستم های حفاظت از صاعقه فعال و پیشرفته تر وجود دارد. برخی از آنها را در اینجا خلاصه می کنیم.
1- صاعقه گیر الکترونیکی با سیستم انتشار دهنده اولیه جریان(ESE)
_
همانند سیستم‌های غیرفعال معمولی، استریمرهای اولیه نیز سعی میکنند تا حملات صاعقه را به سمت خود جذب کنند و بارهای بسیار زیاد را به زمین هدایت کنند. با این حال، بر خلاف سیستم‌های غیرفعال، ESE ها یک میدان الکتریکی غیریونیزه ایجاد می‌کند تا احتمال پیش‌بینی صاعقه را افزایش دهد. یک مکانیسم داخلی در ESE ها به این سیستم ها اجازه می دهد تا یون های مثبت تولید کرده و آنها را قادر می سازد تا بارهای الکتریکی سنگین منفی در ابرها را جذب کنند.
به لطف این هوای یونیزه شده مصنوعی در اطراف خود، ESE ها همچنین می توانند یک گنبد ایمنی با یک شعاع حفاظتی بالاتر ایجاد کنند. این گنبد نامرئی "منطقه حفاظتی" نامیده می شود. ESE ها متعهد می شوند که هرگونه برخورد صاعقه ای را که می تواند/ممکن است در این ناحیه تخلیه کند، آن را جذب و به زمین هدایت کنند.
مناطق حفاظتی ESE ها توسط پارامتری به نام مقدار "زمان پیشروی (DeltaT)" تعیین می شود. طبق استاندارد NFC 17-102/2011 ESE ، شعاع حفاظتی این صاعقه گیر ها تعریف می شوند . پارامترها و مشخصات فنی بیشتر این صاعقه گیر ها را می توانید در اینجا ملاحظه کنید
2- سیستم انتقال شارژ
_
برخلاف ESE ها، این سیستم ها به جای تلاش برای جذب رعد و برق، قول می دهند که از حملات احتمالی صاعقه جلوگیری کنند . در حالی که ESE ها هوای یونیزه را برای ایجاد یک میدان الکتریکی مصنوعی تولید می کنند، CTS ها سعی می کنند چنین ناحیه یونیزه شده را حل کنند و صاعقه های احتمالی را به جو متراکم الکتریسیته سنگین تری منتقل کنند.
در این سیستم کاهش مناطق برق هدف اصلی است. سازندگان این سیستم ها ادعا می کند که فرمول های پایه ریاضی و فیزیک به ما می گویند که این بهترین راه برای جلوگیری از اثرات منفی شدید یک صاعقه است.
البته برای این نوع صاعقه گیر ها هنوز هیچگونه استانداردی تدوین نشده است.
خلاصه :
در حالی که سیستم‌های حفاظت از صاعقه غیرفعال فقط از اجسام کوچکی مانند سقف ساختمان، دودکش‌ها و تیرهای روشنایی محافظت میکنند، مشروط بر اینکه به درستی در موقعیت مورد نظر نصب شده باشند، سیستم‌های حفاظت صاعقه فعال تلاش میکنند تا به لطف فن آوری های مختلف شعاع حفاظتی بالاتر و مطمئن تری را بوجود آورند.سایر تفاوت های خاص بین این دو را می توان به صورت زیر خلاصه کرد.
• سیستم های غیرفعال ارزان تر و آسان تر نصب می شوند. اما اگر آنها به درستی نصب نشوند، عملکرد کاری آنها می تواند تا 0٪ کاهش یابد.
• عملکرد سیستم‌های فعال بسیار بالاتر از سیستم‌های غیرفعال است. از آنجایی که این سیستم‌ها از فناوری‌های اضافی مختلفی مانند یونیزاسیون هوا در ESE استفاده میکنند.
• برای سیستم های فعال،سیستم زمین باید بهتر اجرا شود، زیرا امکان جذب بالاتر مستلزم سیستم های ارت مناسب تری نیز است.
• سیستم های غیرفعال به عملیات تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند.
قیمت تمام شده یک سیستم صاعقه گیر اکتیو در مقایسه با یک سیستم صاعقه گیر پسیو به روش مش بسیار کمتر و اقتصادی تر می باشد.
با توجه به مطالب عنوان شده پیشنهاد ما در نوین سنجش عبارت است از:
سیستم های غیرفعال برای استفاده در؛
• دودکش ها
• تیرهای روشنایی
• خانه کوچک و انبار
• چادر
• مخازن آب
