تلفن دفتر: -02188954961- 02188953704 تلفن مستقیم: 09122013784

 

بسمه تعالی

 

امروزه ارتباطات به يکی از ستون های زندگی تبديل گرديده و بسترهای اطلاع رسانی که دنيا را به دهکده کوچکي تبديل نموده اند  سوار بر امواج خروشان ارتباطات می باشند .

در چنين وضعی ، با توجه به  اهمیت  برقراری ارتباطی پايدار بایستی  به فکر بالا بردن ايمنی فيزيکی و الکتريکی سايتهای  ارتباطی بود .

در گذشته  رعد و برق و عوامل طبيعی خسارتهای جانی و مالی فراوانی به انسان وارد نموده اند . ولی امروزه ، اصابت مستقيم و يا القائات ناشی از اصابت غير مستقيم صاعقه می تواند  اثرات مخربی برروی سايتهاو سيستم هاي  ارتباطی گذاشته و علاوه بر خسارات فراوان مالی ،  پايداری ارتباطات را نيز تهديد نمايد .

 

 

در اين مقاله سعی خواهيم کرد تمامي اثرات صاعقه بر روي سيستم هاي ارتباطي را مورد بررسی قرار داده و راهکارهای عملی و استاندارد برای مقابله با آن ارائه نماييم.

تعريف يك سیستم هم پتانسیل :

وجود اختلاف پتانسیل بالا بین دو هادی الکتریکی نزدیک بهم باعث بوجود آمدن قوس الکتریکی می شود که خطر و خسارت ناشی از آن کمتر از صاعقه نیست ، بهمین دلیل در ایجاد یک سیستم حفاظتی ارت هم پتانسيل سازی از ارکان کار بوده و بدین مفهوم است که در یک مکان حفاظت شده بایستی تمامی هادی های الکتریکی ازقبیل بدنه دستگاهها  ،  سازه های فلزی  ، لوله های آب و ....  هم پتانسیل باشند زیرا در غیر این صورت این  اختلاف پتانسیل باعث تخلیه شدن رعد وبرق از مسیر های نامناسب خواهد شد که احتمالاخسارت آن کمتر از اصابت مستقيم  صاعقه نیست . برای ایجاد سیستم هم پتانسیل بایستی تمامی اجزاء هادی در ساختمان بگونه ای به سیستم زمین مشترك متصل گردند .

برای طراحی سيستم حفاظت از سايتهای ارتباطی در مقابل رعد و برق مولفه های فراوانی وجود دارد که مواردی در ذیل آمده است :

۱ موقعيت جغرافياي سايت ارتباطی (که بوسيله آن احتمال وقوع رعد وبرق در آن ناحيه و ضرورت نصب سيستم ارتينگ محاسبه می گردد)

۲ فاکتور تاثير سطوح خارجی ساختمان :

شکل و ارتفاع يک ساختمان با کاهش يا افزايش احتمال  اصابت صاعقه به آن ساختمان مستقيما در ارتباط است .

 

۳ نوع ساختمان :

آجری يا بتونی بودن ساختمان و اينکه دارای اسکلت فلزی است يا نه ؟

۴ ارزش تجهیزات  ارتباطی داخل ساختمان :

بسته به قيمت تجهيزات می توان مقدار هزينه مطلوب  برای ايمنی آن را  برآورد نمود  .

در حالت كلي برای حفاظت از يک سايت ارتباطی در نظر گرفتن دو  نوع حفاظت خارجی و حفاظت داخلی الزامی می باشد .

حفاظت خارجی   :  حفاظت خارجی سايت ارتباطی را در مقابل اصابت مستقيم رعد و برق محافظت  می نمايد و از سه قسمت ذیل تشکیل گردیده است .

۱ـ برقگير                                 ۲ـ هادی ميانی                              ۳ـ سيستم زمين

که هر کدام از موارد فوق دارای انواع محاسبات عديده ای می باشد که به اختصار شرح داده می شود .

                                                 

 


برقگير وسيله ای است که در بالاترين نقطه ساختمان نصب گشته و  اولين نقطه اصابت رعد و برق می باشد به دليل اينکه رعد و برق ازکوتاه ترين فاصله بین ابر و زمین  تخليه می گردد. البته از نوک برقگير نصب شده به زاويه ۴۵ درجه تا سطح افق را مخروط ايمنی می گويند و هر جسمی که در درون مخروط ايمنی قرار گيرد ديگر در معرض اصابت مستقيم صاعقه نخواهد بود و به همين دلیل است که در بعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سايت از چندين برقگير بصورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد ١٠٠-17 NFC فرانسه برای حفاظت از کاخانجات پتروشيمی و نفت و . . . پيشنهاد گرديده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آنها بوسيله سيم از سر به هم وصل شوند تا بدين صورت مخروط ايمنی با ضريب اطمينان بالا حاصل گردد .در حالت كلي مي توان نصب برقگير ها را با توپولوژي ساده يا مش نصب نمود

   برقگير بر دو نوع است : ۱ـ برقگير غیر فعال( پسيو)  ۲ـ برقگير فعال( اکتيو)

برقگير غیرفعال شامل يک ميله ی ساده ی نوک تيز است که دقيقا مخروط ايمنی از نوک آن به فاصله ۴۵درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمينان اين زاويه را۳۵  يا حتی پايينتر در نظر می گيرند . برقگير فعال با فناوری مختلف (خازنی ، اتمی و . . . ) هوای اطراف خويش را يونيزه می نمايد و بدينوسيله و مطابق با شکل ايمنی بيشتری را ايجاد می نمايد . اين نوع برقگير ها با توجه به توان ايمنی ايجادی به کلاسهای ۱، ۲و۳ تقسيم می گردند .

از نظر قيمت برقگير هاي فعال بسيار  گرانقيمتر است ولي اين برقگير ها هميشه بهترين گزينه نمي باشندچون اين برقگير ها در شرايط مساوي محيط اطراف  رعدو برق را بسمت خود مي خوانند واگر سيستم هادي مياني مناسب نداشته  و بصورت كاملا حساس آنرا تست بازرسي و نگهداري ننماييم به استقبال خطر رفته ايم .

هادی ميانی :

ارتباط بين برقگير و سيستم زمين توسط هادی ميانی انجام می گيرد . با توجه به استاندارد NFC اگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد يا اينکه طول ساختمان از۲برابر ارتفاع بزرگتر باشد بايستی برای اتصال برقگير به سيستم زمين از هادی میانی استفاده نمود . در مورد قطر هادی نيز استاندارد مصارف خانگی برای هادی ميانی سيم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سيم های۷۵ ،۹۰ ،۱۲۰ و . . . بسته به مولفه محتويات ساختمان می توان استفاده نمود .

يک نکته ضروری در مورد هادی ميانی تخليه جانبی است اگر هنگام  نصب  اتصالات هادی ميانی  به اندازه کافی دقت نگردد ، امکان ايجاد اتصال کوتاه و تخليه انرژی از مسيرهای نامناسب وجود دارد که خطر اين مسئله می تواند بيشتر از خطر اصابت صاعقه باشد .

 

باتوجه به استاندارد فرانسه  و با دقت در شکل بالا شرايط  خمش های استاندارد هادی ميانی ارائه گرديده است که بايستی در طول مسير رعايت گردد .

سيستم زمين :

يکی از مهمترين قسمت های سيستم ارتينگ سيستم زمين آن می باشد بطوريکه بعضی سيستم ارت را در اين قسمت خلاصه می کنند .

با اصابت رعد وبرق به برقگير انرژي آن به برقگير منتقل مي گردد و سيستم  هادي مياني  وظيفه دارد بدون تخليه از مسير هاي نادرست از يك مسير مناسب كه در طراحي مد نظر بوده آنرا به سيستم زمين منتقل گرداند و كار سيستم ارت به تزريق انرژي رعدوبرق به زمين منتهي مي شود .

با توجه به توضيح بالا معلوم مي گردد كه قسمت زمين سيستم ارت  بايستي بنحوي تخليه انرژي به زمين را در اسرع وقت انجام نمايد و  مي دانيد زمين مبداء توان است و داراي مقاومت صفر،  ولي به علت وجود لايه هاي پوسته زمين ، در سطح زمين مقاومت آن دقيقا صفر نيست و ما با ايجاد سيستم زمين مقاومت زمين را به صفر نزديك مي نماييم تا قابليت جذب انرژي رعد وبرق را داشته باشد.

 

پس مهمترين مولفه يك سيستم زمين مقدار مقاومت آن است كه هرجه پايينتر باشد بهتر است .

براي سيستم هاي قدرت ، مقاومت ارت زير2 اهم قابل قبول مي باشد ولي براي سيستم هاي حساس از قبيل سيستم هاي مخابراتي معمولا مقاومت زير 1 اهم مد نظر است كه در موارد خاص با توجه به پيشنهاد سازنده دستگاه اين مقدار تغيير مي يابد .

سيستم زمين به انواع مختلفی از قبيل سيستم چاه ، سيستم حلقه و سيستم ميله ای ارت تقسيم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهيم سيستم زمين ايجاد نمائيم انتخاب می گردد .

مثلا در جاده های سنگلاخی ، ميله های ارت که بصورت شبکه ای در زمين فرو می روند برای ايجاد و گسترش سيستم زمين بهترين گزينه است . براي حفاظت از دكل هاي مخابراتي نيز معمولا با توجه به پيشنهاد سازنده از سيستم ميله هاي ارت استفاده مي گردد ، بدين صورت كه دو عدد از ميله هاي برقيگر را در زمين كوبيده و اتصالات بين آنها و پايه دكل ايجاد مي گردد .


سيستم رينگ بدين صورت  است كه بايستي دور ساختمان كانالي باريك به عمق٨۰ ـ۶۰ سانتيمتر حفر  و سپس تسمه مسي را در داخل آن خواباند ( حداقل فاصله ۵ متر از ساختمان ) و اطراف آنرا با مواد پايين آورنده مقاومت از قبيل مخلوط زغال و نمك يا پودر بنتونيت يا مواد كاهنده اهم (
LOM) پوشاند (از بالا و پايين به مقدار ۱۰سانتي متر ) و پس از پر كردن  حلقه آنرا از مسير مناسب به هادي مياني متصل نمود . البته بايستي قبل از پوشاندن نسبت به اتصال سازه هاي فلزي ساختمان به تسمه اقدام نمود .

براي ايجاد چاه ارت ابتدا يك چاه به قطر ۸۰ سانتي متر حفر نماييم كه  عمق چاه بايستي به حدي باشد كه به  رطوبت طبيعي زمين رسيده  باشيم .

چاه ارت شامل يك صفحه مسي با ابعاد فيزيكي 0.3*66*66 سانتیمتر  مي باشد(اندازه اين صفحه قابل محاسبه است ولي اندازه داده شده معمولا در عمل مورد استفاده قرارا مي گيرد)  كه بايستي در ته چاه قرار گيرد و بوسيله يك سيم هادي (معمولا از جنس و انداز هادي مياني )با اتصالات مخصوص به هادي مياني متصل گردد .

براي اتصال صفحه مسي به هادي از جوش مسی يا جوش يوني استفاده مي گردد و معمولا بصورت عمودي صفحه مسي داخل چاه قرار داده شده و اطراف آن با مواد كاهنده اهم مانند مخلوط زغال و نمك يا مواد شيميايي مانند بنتونيت و.... پر مي گردد معمولا حدود ۱۰سانتي متر از زير صفحه مسی  تا ۲۰سانتي متر بالاي صفحه مسی  بايستي با اين مواد پر شوند وبقيه چاه با خاك رس يا درصورت خوب بودن خاك منطقه (سنگلاخي نبودن و شن ريزه كمتر داشتن ) با خاك استخراج شده پر مي گردد .

 

 



 

در قسمت بالاي چاه حوضچه تست ايجاد مي گردد و معمولا كلمپ هاي تست  و لوله آبياري در اين قسمت قرار مي گيرند و همچنين بابست هاي مخصوصي هادي مياني به هادي چاه متصل مي گردد .

براي اندازه گيري اهم چاه از دستگاه مخصوصي بنام ارت تستر استفاده مي گردد و طريقه استفاده از آن بحث مفصلي را مي طلبد كه در حوصله اين مقاله نيست .

لازم بذكر است در بعضي مواقع براي رسيدن به اهم پايين مي توان دو  ، يا سه و يا تعداد بيشتري  سيستم چاه ايجاد نمود و آنها را ازقسمت بالای چاه بهم متصل نمود .