header-logo2.png FindHouse

صاعقه و محافظت در برابر آن

صاعقه و محافظت در برابر آن
گاهی اوقات با برخورد صاعقه به زمین خسارات جانی و مالی فراوانی بر جای می‌ماند.

صاعقه و محافظت در برابر آن

صاعقه و محافظت در برابر آن

گاهی اوقات با برخورد صاعقه به زمین خسارات جانی و مالی فراوانی بر جای می‌ماند. به‌طور کلی حوادثی که توسط صاعقه پدید می‌آید به دو گروه تقسیم می‌شوند:

حوادث ناشی از برخورد مستقیم صاعقه

حوادث ناشی از اثرات غیرمستقیم صاعقه

وقتی به یک ناحیه مشخص صاعقه اصابت می‌کند، می‌تواند سبب خسارات قابل‌توجهی که معمولاً با آتش همراه است شود. حفاظت در برابر این خطرات توسط صاعقه گیرهایی که با سیستم الکترونیکی کنترل می‌شوند فراهم می‌گردد. به‌طور طبیعی درست قبل از صاعقه، محتوای الکتریکی اتمسفر به‌طور ناگهانی افزایش‌یافته و این تغییر وضعیت توسط سیستم حس می‌گردد. صاعقهگیرهای الکترونیکی،انرژی موجود در هوای پیش از طوفان که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است را جذب و ذخیره می‌نماید و درنهایت با تخلیه بار الکتریکی خازن‌ها بین الکترودهای فوقانی و مرکزی، هوای اطراف را یونیزه می‌کند و شرایطی را به وجود می‌آورد که صاعقه به سمت آن هدایت می‌شود.

همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌نمایید، صاعقه گیر نصب‌شده در بالای برج میلاد تهران به‌درستی عمل نموده و صاعقه را به سمت خود هدایت نموده است:

چگونگی عملکرد یک صاعقه گیر الکترونیکی

صاعقه گیر الکترونیکی انرژی موردنیاز خود را به‌طور طبیعی از میدان الکتریکی اتمسفر دریافت می‌کند و نیاز به هیچ منبع دیگری ندارد، به‌طوری که شدت این میدان در هنگام طوفان چندین کیلوولت بر متر است. میله‌های پایینی صاعقه گیر، با جذب این بارها باعث ذخیره انرژی موردنیاز می‌شوند.

درست قبل از وقوع صاعقه، شدت میدان الکتریکی سریعاً افزایش می‌یابد و این تغییرات به‌سرعت توسط صاعقه گیر حس شده و در این زمان انرژی ذخیره‌شده به نوک میانی تخلیه و منجر به یونیزاسیون محیط اطراف می‌شود. این عمل در حقیقت آزادسازی کنترل‌شده یون می‌باشد. شرایطی ایجاد می‌شود تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک‌تیز به وجود آید. دقت عمل باید به‌گونه‌ای باشد که آزادسازی یون‌ها درست چند میکروثانیه قبل از وقوع صاعقه صورت دهد. حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف صاعقه گیر و ازدیاد ناگهانی میدان الکتریکی محیط قبل از صاعقه، باعث می‌شود که زمان تولید کرونا بسیار کوتاه شود. صاعقه گیر باید طوری طراحی‌شده باشد که عملاً حمله‌ای که از نوک برق‌گیر به ابر می‌رود زودتر از حملاتی باشد که از هر نقطه مرتفع دیگری ممکن است به ابر فرستاده شود. بدین معنی که صاعقه گیر باید نقطه ترجیحی دریافت صاعقه در محیط تحت حفاظت باشد.

برخورد صاعقه با خطوط انتقال برق

اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از برخورد صاعقه به خطوط انتقال در تعیین سطوح عایقی تجهیزات و دستگاه‌های محافظت در مقابل صاعقه اهمیت زیادی دارند. هنگامی‌که خط در معرض برخورد صاعقه قرار می‌گیرد، امواج ولتاژ و جریان به وجود می‌آیند و این امواج در طول خط با سرعتی نزدیک به‌سرعت نور به حرکت درمی‌آیند. به‌محض رسیدن این امواج به ترمینال‌های خط، امواج ولتاژ و جریان انعکاسی به وجود می‌آیند و در طول خط برمی‌گردند و با امواج اولیه ترکیب می‌شوند. به خاطر وجود تلفات، امواج سیار بعد از چند انعکاس تضعیف‌شده و از بین می‌روند. همچنین اندوکتانسهای سری سیمپیچ‌های ترانسفورماتور به‌طور مؤثری اغتشاشات را بلوکه می‌نمایند و بدین‌صورت از ورود آن‌ها به سیمپیچ‌های ژنراتور جلوگیری می‌کنند. به‌هرحال انعکاس چندباره موج می‌تواند باعث تقویت اضافه ولتاژ شده و ولتاژ تا سطحی افزایش یابد که سبب ایجاد جرقه روی عایق ترانسفورماتور یا خط و نهایتاً آسیب‌دیدگی آن شود. کلیدهای قطع کن فشارقوی که می‌توانند در ۵۰ میلی‌ثانیه عمل کنند خیلی کندتر از این هستند که در مقابل صاعقه عملیات محافظت را صورت دهند. امواج صاعقه می‌تواند در چند میکروثانیه به حداکثر مقدار خود برسد. این امواج آن‌قدر سریع هستند که قبل از اینکه کلید فشارقوی بتواند باز شود عایق را تخریب می‌کنند.  دستگاه‌هایحفاظتی‌ای به نام برق‌گیر وجود دارند که قادرند عایق تجهیزات را در مقابل اضافه ولتاژها محافظت نمایند. این دستگاه‌ها ولتاژ را به حد معین محدود کرده و انرژی امواج صاعقه را جذب می‌نمایند.  اتصال زمین مناسب پست و تجهیزات مرتبط با آن مانند ترانسفورماتورها و کلیدها می‌تواند تا حد زیادی جان کاربران و حتی تجهیزات را در مقابل این ولتاژها حفظ کند.

راه‌حل دیگر ساخت برق‌گیرهای سیلیکونی ولتاژ بالا است که شبکه برق را در برابر صدمات ناشی از رعدوبرق بیمه می‌نماید. یکی از مهم‌ترین دلایل کاهش پایداری شبکه برق به‌ویژه پس از وقوع طوفان و رعدوبرق‌های فصلی، عدم تجهیز کابل‌های فشارقوی برق به نسل جدید تجهیزات برقی است. جلوگیری از ورود ولتاژ اضافی، مقاومت شدید در مقابل آلودگی‌های محیطی، افزایش ایمنی، مقابله با تبعات اصابت رعدوبرق و صاعقه، کاهش تلفات الکتریکی، وزن و ابعاد دکل‌های فشارقوی، کاهش مشکلات ناشی از برف و یخ از مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از تجهیزات جدید برقی است.

 

منبع:saa.ir

مقالات مرتبط

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای کوچک، ایمن، کم‌هزینه
مقالات نیروکالا

نسل جدید نیروگاه‌های هسته‌ای . . .

درحالی‌که در هر گوشه دنیا نیروگاه‌های هسته‌ای غول‌پیکر برای تولید انرژی از سال‌ها پیش فضای بسیاری از سطح زمین را تحت تصرف خود درآورده‌اند، امروز جهان به سمت ساخت نیروگاه‌های کوچک حرکت می‌کند.

مشاهده مقاله
آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسمت آخر)
مقالات نیروکالا

آشنایی با شبکه‌های توزیع (قسم . . .

در قسمت پایانی به هادی‌ها، پایه‌ها، مقره‌ها، یراق‌آلات خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، کنسول، کراس آرم و آرایش پایه‌ها، محاسبات الکتریکی خطوط هوایی، حریم خطوط هوایی شبکه‌های توزیع، محاسبات مکانیکی خطوط هوایی توزیع، مسیریابی و نقشه‌برداری خطوط . . .

مشاهده مقاله

به مجموعه بزرگ نیرو کالا بپیوندید

نیرو کالا بانک جامع نیروگاه ها ، شرکت ها و متخصصین حوزه برق و انرژی