طراحی و نصب صاعقه گیر مطابق استانداردهای BS EN IEC 62305:
استانداردهای IEC 62305 مجموعه ایی از قوانین و مقررات لازم برای طراحی و اجرای سیستم صاعقه گیر برایسازه های مختلف بوده و مسائل مربوط به حفاظت سازه و تجهیزات توسط این استانداردها با توجه به اثرات مستقیم و غیر مستقیم صاعقه پوشش داده می شود
اصول کلی و مفاهیم کلیدی مورد استفاده در طراحی سیستم حفاظت از صاعقه را معرفی می کند. در این استاندارد منابع ایجاد خسارت به چهار قسمت تقسیم شده است:
- S1 : برخورد صاعقه به سازه
- S2: برخورد صاعقه به زمین نزدیک سازه
- S3: برخورد صاعقه به تاسیسات برقی
- S4 : برخورد صاعقه به نزدیک تاسیسات متصل به ساختار
با توجه به منابع احتمالی برخورد صاعقه خسارت های ایجاد شده به سه دسته تقسیم می شوند:
- D1: صدمه جانی به انسان ها و حیوانات در اثر ولتاژ گام و تماس
- :D2 خسارت فیزیکی در اثر آتش سوزی ، انفجار،تخریب ماشین ها، نشت مواد شیمیایی
- : D3 بروز خرابی/عیب عملکرد سیستم های الکترونیکی از پالس الکترومغناطیسی رعد و برق
با توجه به انواع خسارتهای فوق چهار نوع تلفات ناشی از این خسارتها قابل تعریف می باشد.
- L1 : از دست دادن جان انسان
- L2 : از دست دادن خدمات به مردم
- L3 : از دست دادن میراث فرهنگی
- L4 : از دست دادن ارزش اقتصادی، یعنی از دست دادن نتیجه خروجی و تاثیر مالی
تعیین سطح حفاظت از صاعقه (LPL) :
استاندارد BS:EN 62305-1 یک سطح حفاظت از صاعقه (LPL) را برای ساختمان / سازه به همراه حداکثر جریان صاعقه مرتبط با آن سطح تعریف می کند. تعیین سطح(LEVEL) مهمترین پارامتر برای انتخاب صحیح سیستم حفاظت از صاعقه میباشد که در بخشهای 3 و 4 استاندارد در نظر گرفته شده است.
تقسیم جریان:
BS:EN 62305 قسمت 1 مفهوم "تقسیم جریان " را معرفی می کند. فرض بر این است که حداکثر جریان ناشی از برخورد صاعقه 200 کیلو آمپر خواهد بود و این جریان به طور مساوی (50٪) از طریق سیستم صاعقه گیر (100 کیلو آمپر) و 50٪ از طریق هر سرویس فلزی متصل مانند کابل های برق، لوله ها و غیره جریان می یابد. اگر فقط یک سرویس فلزی متصل باشد، مثلاً یک کابل برق، آنگاه 100 کیلو آمپر از آن کابل و در مورد دو سرویس فلزی، 50 کیلو آمپر در هر سرویس و غیره جریان می‌یابد
همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، جریانی که روی کابل برق جریان می‌یابد بر تعداد هسته‌ها تقسیم می‌شود
نواحی حفاظت از صاعقه:
قسمت 1 همچنین مفهوم زونهای حفاظت از صاعقه (LPZ) را معرفی می کند. اینها به این دلیل مهم هستند که به تعیین «نوع» صحیح سرج ارستر (SPD) که باید در یک منطقه خاص استفاده شود، کمک می‌کنند.همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، جریانی که روی کابل برق جریان می‌یابد بر تعداد هسته‌ها تقسیم می‌شود
جریان صاعقه در مرز مناطق 0 و 1 استفاده می شود، در حالی که برقگیرهای اضافه ولتاژ در مرز مناطق 1 و 2 و همچنین در مرز مناطق 2 و 3 استفاده می شود.
بخش دوم- مدیریت ریسک ( BS:EN 62305-2) در طراحی سیستم صاعقه گیر
استاندارد BS:EN 62305-2 خطر رعد و برق را در رابطه با تلفات جانی، از دست دادن خدمات حیاتی، ضرر اقتصادی، از دست دادن میراث و آسیب فیزیکی ارزیابی می کند . این ارزیابی برای انتخاب صحیح محصول و سیستمی که قرار است نصب شود حیاطی است . رویه مدیریت ریسک به اینگونه است که در نظر گرفتن تعدادی از خطرات مرتبط با خسارات احتمالی ناشی از صدمات ناشی از صاعقه را تنظیم می کند. این را با داده های مربوط به «فعالیت رعد و برق محلی» ترکیب می‌کند.
نکاتی که در این ارزیابی باید مورد توجه قرار گیرد:
- در مواردی که حفاظت سازه ای در برابر صاعقه مورد نیاز است، دستگاه های حفاظت از نوسانات (SPDs) کلاس 1 همیشه برای خدمات الکتریکی فلزی (برق، داده و غیره) مورد نیاز هستند. اینها باید بخشی جدایی ناپذیر از هر سیستم حفاظتی سازه ای در برابر صاعقه باشد.
- در مواردی که حفاظت در برابر صاعقه سازه مورد نیاز نیست، اما خطر آسیب غیرمستقیم به سرویس های تاسیساتی که وارد سازه می شوند وجود دارد، SPD های کلاس 1 در مورد خطوط هوایی و SPD کلاس 2 برای اتصالات کابل زیرزمینی مورد نیاز است.
بخش سوم- آسیب فیزیکی به سازه و خطرات جانی ( BS:EN 62305-3)
در صورتی که بنابر ارزیابی ریسک بعمل آمده حفاظت سازه ای در برابر صاعقه مورد نیاز باشد ، BS:EN 62305-3 یک کلاس حفاظت از صاعقه(LPL) را به سیستم صاعقه گیر (LPS) اختصاص می دهد و به روشی تجویزی، با برنامه از اصول طراحی مختلف برای ایجاد یک سیستم حفاظتی سازه ای صاعقه. طراح تعدادی معیار انتخاب مواد و مفاهیم طراحی را در دسترس دارد، بنابراین او را قادر می‌سازد تا بر مشکلات حفاظتی و همچنین رفع خوردگی از طریق انتخاب مواد مناسب غلبه کند.
در صورت ارزیابی ریسک مبنی بر اینکه حفاظت سازه ای در برابر صاعقه مورد نیاز است، BS:EN 62305-3 یک کلاس حفاظت از صاعقه (LPL) را به LPS اختصاص می دهد و به روشی تجویزی، با استفاده از اصول طراحی مختلف برای ایجاد یک سیستم حفاظت سازه ای در برابر صاعقه: طراح تعدادی معیار انتخاب مواد و مفاهیم طراحی را در دسترس دارد، بنابراین او را قادر می سازد تا بر مشکلات حفاظتی و همچنین رفع خوردگی از طریق انتخاب مواد مناسب غلبه کند.
شکل 4: رابطه صاعقه
سطح حفاظت از کلاس رعد و برق
عناصر کلیدی در طراحی یک سیستم صاعقه گیر:
سیستم پایانه هوایی:
استفاده از یکی از روشهای گوی غلطان ، سیستم مش و زاویه حفاظتی یا ترکیبی از اینها
فواصل جداسازی:
برای جلوگیری از ایجاد جرقه یا جرقه زدن از سیستم رسانای صاعقه به قطعات فلزی رسانای ساختمان / سازه
مسیریابی هادی های نزولی(پایین رونده)
هم پتانسیل سازی
برای جلوگیری از جرقه – همبندی اتصالات فلزی با استفاده از دستگاه های حفاظت از نوسانات (SPD) یا جداسازی شکاف جرقه (ISG).
سیستم زمین (ارتینگ )
سیستم ارت تا جریان صاعقه را به طور ایمن به زمین بریزید.
بخش چهارم- حفاظت سیستم های الکتریکی و الکترونیکی داخل سازه ها ( BS:EN 62305-4)
BS:EN 62305-4 قوانینی را برای استفاده از دستگاه های حفاظت از نوسانات (SPDs) برای محافظت از محتویات ساختمان در برابر اثرات ثانویه صاعقه، و در برابر سوئیچینگ های گذرا تولید شده در داخل تعیین می کند.
اگر ارزیابی ریسک حکم می‌کند که یک سیستم حفاظتی سازه‌ای در برابر صاعقه (LPS) مورد نیاز است، طراح سیستم باید همیشه دستگاه‌های حفاظت از نوسانات اتصال همسان پتانسیل (SPD) را متناسب کند.
اگر ارزیابی حکم می‌کند که نیازی به LPS نیست، اما خطر غیرمستقیم وجود دارد که خدمات الکتریکی وارد شده به سازه تحت تأثیر قرار گیرد، طراح باید همیشه SPD را متناسب کند.
یک سیستم حفاظت از صاعقه که از "محافظت سازه ای در برابر صاعقه/ زمین" استفاده می کند، به تنهایی از سیستم های الکترونیکی محافظت نمی کند.
حفاظت مؤثر فقط از طریق استفاده از «SPDs هماهنگ شده» به دست می آید
نوع 1: برقگیرهای جریان صاعقه (تست شده با شکل موج 10/350 میکرو ثانیه)
نوع 2: برقگیر (تست شده با شکل موج 8/20µs)
نوع 3: برقگیر، حفاظت خوب (تست شده با شکل موج 8/20µs)
BS:EN 62305-4 از یک اصل استفاده از مناطق حفاظت صاعقه (LPZ) برای کاهش تدریجی اضافه ولتاژ گذراهای بالقوه 6000 ولت به ولتاژ ایمن کمتر از ولتاژ قابل تحمل تجهیزات محافظت شده استفاده می کند. . SPD .ها در مرزهای این مناطق قرار دارند.
خلاصه :
یک سیستم حفاظت از صاعقه خوب باید شامل موارد زیر باشد:
سیستم صاعقه گیر برای دریافت و هدایت صاعقه شامل:
- صاعقه گیر اکتیو / پسیو ، هادی ها، اتصالات و گیره ها
- همپتانسیل سازی:
• برای به حداقل رساندن جرقه خطرناک از سیستم حفاظت در برابر صاعقه به قطعات فلزی/متصل کننده
ساختار و محتوای آن
• برای هدایت جریان صاعقه ایمن به سمت - سیستم ارتینگ (شبکه زمین):
• برای دفع ایمن جریان صاعقه به زمین
• شامل هادی ها، میله های ارت، گیره و اصتصالات و کلمپ ها می باشد - حفاظت در برابر اضافه ولتاژ های گذرا
• برای جلوگیری از هرگونه اضافه ولتاژی که در اثر رعد و برق از طریق خطوط برق و داده منتقل می شود، ایمن شود
زید.