تئوری گوی غلطان و صاعقه گیرهای یونیزه کننده

صاعقه گیرهای یونیزه کننده

طراحی و نصب این صاعقه گیر ها براساس استاندارد NFC 17-102 انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد کردن پارامتر ΔL در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند.

اصول عملکرد صاعقه گیرهای یونیزه کننده نیرو ایستا Omega – Ellips – Liva – SK3 به شرح زیر است:

– شارژ واحد یونیزاسیون

واحد یونیزاسیون به وسیله الکترودهای پائینی صاعقه گیر، با توجه به شدت میدان الکتریکی اتمسفر که غالبا” هنگام صاعقه چندین میلیون ولت بر متر میباشد شارژ میشود و این نوع صاعقه گیر ها بدون نیاز به منبع انرژی خارجی و بطور کاملا مستقل فعالیت می نماید.

– کنترل عملیات یونیزاسیون

از آنجاییکه میدان الکتریکی اتمسفر، قبل از حدوث صاعقه به شدت و بطور ناگهانی افزایش می یابد، صاعقه گیرهای Omega – Ellips  Liva – SK3 تغییرات ایجاد شده میدان الکتریکی را حس نموده و قبل از وقوع صاعقه، شارژ می گردد.

– پیش دستی علمدار حمله از زمین (Upward Leader)

شارژ موجود از طریق الکترودهای بالایی به میله میانی تخلیه شده و باعث ارسال علمدار حمله زمینی به سوی ابر و ایجاد نقطه ترجیحی برخورد صاعقه شده و نهایتا در فاصله ای دور، باعث اتصال علمدار حمله زمینی و هوایی(Preferential Point of Impact) می شود.

هدف از صاعقه گیر :

۱- امنیت برای زندگی بشر، ساختمان ها و تجهیزات

• برای نجات جان انسان از خطر شوک الکتریکی یا مرگ با ترکیدن فیوز ، به عبارتی ایجاد یک مسیر جایگزین برای عبور جریان غیر عادی به طوری که کاربر را خطری تهدید نکند.
• برای محافظت از ساختمانها ، ماشین آلات و لوازم خانگی در شرایط غیر عادی.
• اطمینان حاصل کردن از این که تمام قطعات رسانا به پتانسیل خطرناکی نمی رسند.
• ایجاد مسیر ایمن برای دفع جریان صاعقه و اتصال کوتاه.
• ایجاد بستر پایدار برای کارکرد تجهیزات حساس الکترونیکی ، به عنوان مثال برای حفظ ولتاژ در هر قسمت از سیستم الکتریکی در یک مقدار مشخص ، به منظور جلوگیری از ولتاژ یا جریان بیش از حد بر روی دستگاه ها یا تجهیزات.

۲- محافظت از ولتاژ بیش از حد

صاعقه ، افزایش ناگهانی ولتاژ خط یا تماس غیر عمدی با خطوط ولتاژ بالاتر می تواند به طور خطرناکی ولتاژهای بالا را به سیستم توزیع برق وارد کند. ارتینگ یک مسیر جایگزین در اطراف سیستم الکتریکی فراهم می کند تا آسیب های موجود در سیستم به حداقل برسد.

۳- تثبیت ولتاژ

منابع زیادی از برق وجود دارد. هر ترانسفورماتور را می توان یک منبع جداگانه در نظر گرفت. اگر یک نقطه مرجع مشترک برای همه این منابع ولتاژ وجود نداشته باشد ، محاسبه روابط آنها با یکدیگر بسیار دشوار است. زمین سطح رسانایی است که بیش تر از همه ی رساناها در همه جا حاضر است و بنابراین در آغاز سیستم های توزیع برق به عنوان یک استاندارد تقریباً جهانی برای همه سیستم های الکتریکی به کار گرفته شد.

یک مطالعه تجربی از عملکرد برق گیرهای یونیزه کننده در مقابل برق گیر های غیر یونیزه کننده گزارش شده است. از منابع رادیواکتیو برای بدست آوردن یونیزاسیون هوای اطراف نوک برق گیرها استفاده شد. این آزمایشات در آزمایشگاه ولتاژ بالای جان لاپ در لروی، نیویورک تحت شرایط تقریبا نزدیک به محیط طبیعی انجام شد. این آزمایشات در یک منطقه خارج از آزمایشگاه انجام شده است. آزمایشات در هر دو نوع هوای بارانی / مه آلود که توسط ابرهای بالای منطقه ی تست به وجود آمده بود و همچنین با شرایط مصنوعی انجام شد. این ترتیب اجازه داد تا مطالعه ی تاثیرات رطوبت بالا برای عملکرد موفق برق گیر های یونیزه کننده مفید باشند. برخی از آزمایشات به منظور مقایسه در رطوبت کم در هوای آفتابی انجام شد. همه آزمایشات بر اساس این انجام شده است که در آن یک برق گیر رادیواکتیو مستقیماً با یک برق گیر غیر رادیواکتیو مقایسه می شود. در هر آزمایش انجام شده هر دو برق گیر از پیکربندی هندسی یکسانی برخوردار بودند. برق گیر استاندارد (غیر رادیواکتیو) فرانکلین انتخاب شد. نتایج آزمایش ها وقتی که در شرایط واقعی آزمایش کنیم نشان دهنده برتری قابل توجهی برای برق گیر یونیزه کننده است. این نتایج با نتایج بدست آمده در تاسیسات میدانی مطابقت دارد.