سیستم برق گیر (فرانکلین ، قفس فارادی ، برقگیر رادیو اکتیو ، برقگیر الکترونیکی )

اين نوع برقگيرها بايد شامل اجزاي زير باشند:

ـ ميلة برقگير يكپارچه و سر ميله تك شاخه و يا چند شاخه كه بايد از مس خالص باشند و نوك شاخه‌ها به شكل مخروطي تيز باشد.

ـ ميله برقگير دو پارچه بايد از ميله مسي و يا لولة مس صيقلي باشد.

ـ هادي‌هاي ارتباطي بين شبكة برقگير و سيستم اتصال زمين بايد از نوع تسمه مسي با حداقل ابعاد 3×20 ميليمتر باشد.

ـ سيستم اتصال زمين برقگير بايد از نوع ميله اتصال زمين يا لولة اتصال زمين يا ورق مسي يك پارچه و مشبك و يا چاه اتصال زمين باشد. (مقاومت سيستم اتصال زمين نبايد از 5 اهم بيشتر باشد)

 

اين نوع برقگيرها بايد شامل اجزاي زير باشد.

ـ اين نوع برقگير تشكيل شده از ميله مركزي نقطه شوك، بازوها يا پره‌هاي نگهدارندة پلاك‌هاي راديواكتيو، بدنه و پايه اصلي (كه از فولاد بسيار سخت ساخته مي‌شوند)، پلاك‌هاي راديواكتيو و حفاظ و عايق بين قسمتهاي فوق و دكل.

ـ ايزوتوپ راديواكتيو بايد در داخل پلاك‌هايي از جنس فلزات مقاوم در برابر عوامل جوي، مثل راديوم، پلاتين، طلا و … محافظت شده باشد.

ـ براي هدايت جريان حاصله از رعد و برق از برقگير به ميله اتصال زمين از كابل هم محور مخصوص كه قادر به تخليه مياني بار الكتريكي است استفاده مي‌شود.

ـ دكل حامل سيستم برقگير راديواكتيو ممكن است از نوع برج يا تيرفلزي نوع تلسكوپي باشد.

ـ به منظور جلوگيري از تخليه رعد و برق بوسيله ميله روي دكل (به جاي انتقال از روي سيم‌ها به زمين) بايد در انتهاي برقگير دستگاه كنترل ماكزيمم دشارژ و عايق نصب شود.

از اين برقگير در مناره‌ها و برجها، بناهاي گنبدي شكل، دودكش‌هاي بلند فلزي، دكل‌هاي خطوط انتقال و دكل‌هاي فلزي ويژه نصب پرچم استفاده مي‌شود.

ـ طول ميلة اين نوع برقگير عبارت است از:

براي مناره‌ها و برجها و دودكش‌ كارخانه‌ها و دكل‌هاي خطوط انتقال نيرو: cm30

براي بناهاي گنبدي شكل بستگي به شعاع مقطع قسمت پائين گنبد دارد و بايد طوري محاسبه شود كه بعد از نصب بر روي گنبد ارتفاع از سر برقگير تا مقطع پايين گنبد بزرگتر از شعاع قسمت پايين گنبد باشد.

 

از اين نوع برقگير در مجموعه‌هاي آپارتماني، ساختمانهاي مختلف مجموعه دانشگاهي، مدارس و …، بيمارستانها، مجموعة ساختمانهاي بازرگاني و اداري و كارخانه‌هاي مختلف استفاده مي‌شود.

محاسبه و انتخاب برقگير نوع راديواكتيو در جدول 5 آمده است.

در انواع ساختمانها و بناها ممكن است از سر ميله برقگير تك شاخه يا چند شاخه استفاده شود. ارتفاع ميله برقگير از سطح محل نصب بايد حداقل cm50 يا بيشتر باشد.

فواصل نصب برقگير در يك سطح بايد حداقل 30 متر يا كمتر باشد.

همة گوشه‌هاي خارجي ساختمان بايد داراي برقگير باشد حتي اگر فواصل آن خيلي كم باشد.

كلية ميله‌هاي برقگير نصب شده بايد بوسيله تسمه مسي به هم متصل شوند.

كلية قسمتهاي فلزي موجود در پشت بام مثل سقف شيرواني يا سايبان فلزي بايد به شبكة برقگير متصل شوند.

كلية تسمه‌هاي ارتباطي بين شبكه برقگير و الكترود اتصال زمين بايد با فواصل يكسان و از روي بدنة خارجي ساختمان و در خط مستقيم كشيده شود. (تسمه‌ها همه بايد از نوع تسمه حلقه‌اي باشند).

چاههاي انصال زمين سيستم برقگير نوع قفس فاراده بايد از چاههاي سيستم اتصال زمين تأسيسات برق جدا باشد.

 

اين نوع برقگير بايد حدوداً در مركز سطح تحت حفاظت مورد نظر و در بالاترين قسمت ساختمان روي دكل مناسب قرار گيرد.

براي تعيين ارتفاع دكل بايد دقت كافي كرده طوري كه نوك ميلة مركزي نقطه شوك دستگاه برقگير حداقل يك متر از نوك بالاترين وسايل نصب شده يا موجود در سطح محافظت شدة اطراف برقگير قرار گرفته باشد.

كابل اتصال بين برقگير و الكترود زمين بايد از نوع هم محور بوده و در مسير مستقيم با حداقل تعداد خم‌ها نصب شود.

چاه اتصال زمين سيستم برقگير در اين حالت هم بايد از چاههاي سيستم اتصال زمين تأسيسات برقي جدا باشد.

الف) طبق استاندارد NFPA 78:

الف ـ1) تعداد پايانه‌هاي هوايي:

در پيرامون سطح مورد نظر در مواردي كه ارتفاع نوك پايانه هوايي از سطح مورد حفاظت از 10 اينچ بيشتر باشد حداكثر فاصله بين پايانه‌ها 6 متر و در صورتي كه ارتفاع مزبور حداقل 24 اينچ باشد فواصل نصب حداكثر 6/7 متر است و فواصل نصب پايانه‌ها از كناره‌ها و گوشه‌هاي سطوح حداكثر 60 سانتي‌متر بايد باشد.

در فواصل مياني، براي سقفهاي با ابعاد بيش از 15 متر، فواصل مياني پايانه‌ها بايد حداكثر 15 متر باشد.

الف ـ2) تعداد هاديهاي نزولي:

الف ـ2ـ1) براي هر 30 متر محيط تحت حفاظت، يك نزولي لازمست و به طور كلي براي هر نوع ساختمان حداقل دو نزولي لازم مي‌باشد.

الف ـ2ـ2) براي سطوح تا 360 مترمربع مساحت دو نزولي و به ازاي هر 270 مترمربع مازاد يك نزولي اضافي لازمست.

ب) طبق استاندارد IEC 1024-1:

ب ـ1) تعداد پايانه‌هاي هوايي: در اين مورد يكي از روشهاي زاويه حفاظتي، گوي غلطان، يا شبكه‌بندي به كار مي‌رود كه طبق جدول 4 داده شده است.

ب ـ2) تعداد هاديهاي نزولي: فاصله بين هاديهاي نزولي براي كلاس I، 10 متر براي كلاس II، 15 متر، كلاس III، 20 متر و كلاس IV، 25 متر است اما در هر صورت حداقل 2 هادي نزولي در هر جا لازمست.

 

محاسبه تعداد و نوع پلاك‌هاي راديواكتيو و ارتفاع دكل برقگيرهاي راديواكتيو

اين مقادير در جدول 5 آمده است.

 

ـ برقگير راديواكتيو روي دكل برقگير و برقگير فرانكلين بدون دكل و حداكثر 2 متر ميله دارد.

ـ برقگير قفس فاراده از چند ميله فرانكلين تشكيل شده و شعاع فضاي حفاظت شده هر ميله فرانكلين مساوي طول ميله است و بوسيله سيم مسي لخت به اتصال زمين وصل مي‌شود.

(ميله فاراده مي‌تواند يك پارچه، دو پارچه يا نصب پرچم باشد).

ـ برقگير راديواكتيو در مركز بلندترين پشت بام قرار دارد، شعاع فضاي حفاظت شده بستگي به قدرت تشعشع امواج راديواكتيو دارد و به وسيله كابل هم محور به ارت متصل مي‌شود.

يك نوع برقگير جديد نيز وارد بازار شده كه در زير به شرح آن مي‌پردازيم:

 

برقگير مولد برق اوليه (ESE) موسوم به برقگير الكترونيك

اين برقگير شامل 1 يا چند پايانه هوايي الكترونيك با ملحقات و اتصالات مربوطه (شامل ميله برقگير ـ مجموعه يونيزه كننده الكترونيكي ـ پايه نصب و محل اتصال هادي‌هاي ارتباطي) است. كه در مركز بلندترين قسمت ساختمان نصب مي‌شوند و به وسيلة تسمه يا سيم مسي لخت به هم مرتبط و از يك يا چند نقطه مختلف به سيستم زمين وصل مي‌شود. شعاع فضاي محافظت شده از مركز هر برقگير الكترونيك بستگي به مدل ساختمان، ارتفاع نصب و موارد كاربرد دارد.

 

برقگير الكترونيكي (ESE) براساس استاندارد NFC-17-102 براي حفاظت ساختمانهاي عادي با ارتفاع كمتر از 60 متر و فضاهاي باز در موارد زير استفاده مي‌شود:

ـ مجموعه‌هاي مسكوني

ـ ساختمانهاي مختلف مجموعه فرهنگي و آموزشي و مانند آن

ـ مجموعه ساختمانهاي تجاري ـ اداري ـ ورزشي و مانند آن

ـ ساختمانهاي درماني و مراقبتي (بيمارستان ـ درمانگاه)

ـ كارخانه‌هاي مختلف و پالايشگاهها و برج‌ها و دودكشهاي كارخانه‌ها

ـ ساختمانهاي تكي بلند

ـ موزه‌ها و آثار باستاني

ـ فضاهاي باز شامل انبارها و محوطه‌هاي تفريحي

محدودة حفاظتي هر برقگير الكترونيك از گردش شعاع‌هاي حفاظتي حاصل از ارتفاع‌هاي مختلف حول محور آن به وجود مي‌آيد. كه شعاع حفاظتي هر برقگير الكترونيك (R_P) بستگي به ارتفاع نوك آن نسبت به سطح مورد حفاظت (h)، پيشروي زمان تخليه  و انتخاب كلاس حفاظت مورد نياز دارد كه به شرح زير محاسبه مي‌شود:

الف) اگر  (سطح مورد حفاظت) باشد. شعاع حفاظت با توجه به كلاس حفاظت مورد نظر از فرمول زير يا منحني‌ها و جداول مربوطه بدست مي‌آيد.

R_P: شعاع حفاظت برقگير

h: ارتفاع نوك برقگير از سطح مورد حفاظت

D: قطر كره فرضي با توجه به كلاس حفاظت يا فاصله برخورد صاعقه

: فاصله‌اي كه برقگير نقطة دريافت آذرخش را برابر نظريه گوي فرضي از نوك پايانه هوايي دور مي‌كند.

ب) در مواردي كه h

كلاس حفاظت سيستم برقگير الكترونيك به سه دسته تقسيم مي‌شود:

كلاس I، D = 20m حداكثر حفاظت

كلاس II، D = 45m حفاظت متوسط

كلاس III، D = 60m حفاظت استاندارد

محاسبة نوع و تعداد برقگير الكترونيك لازم براي حفاظت كامل هر ساختمان بستگي به سطح ساختمان يا فضاي تحت محافظت دارد.

جدول 4: استقرار پايانه‌هاي هوايي براي كلاس حفاظت برقگیر

جدول 5

مقدار راديواكتيو هر پلاك (به مركوري):

5/267 = 1EF

535 = 2EF

5/802 = 3EF

برچسب‌ها: برقگیر, قفس فارادی, برقگیر الکترونیکی, برقگیر رادیواکتیو, کلاس حفاظت برقگیر شرکت فنی و مهندسی سازه نیرو...