اصول عملكرد صاعقه گیر فعال ( ESE )

  • امتیاز:
  • 4.6
  • از
  • 5
  • تعداد رای:
  • 9
  • تعداد بازدید:
  • 2729

صاعقه گیر فعال چیست

صاعقه گیر فعال یا اکتیو که با عبارت Early Streamer Emission یا ESE نیز شناخته می شوند با ایجاد کانال بالارونده به صورت مصنوعی، موجب عملکرد سریعتر و افزایش شعاع حفاظتی می شود.

اصول عملكرد

در هواي ابري و پر طلاطم ، ميدان الكتريكي در فضا توليد مي گردد كه مقدار آن از 10kv/meter شروع و با گذر زمان بيشتر و بيشتر مي شود؛ وقتي شدت ميدان الكتريكي به حد 50kv/meter برسد، زمان شكست عايقي بين ابر و زمين يا مابين دو ابر باردار فرا رسيده است كه حاصل اين تخليه وقوع صاعقه مي باشد. بلوك الكتريكي اين تجهيز (Energy Block)‌ از طريق شاخكهاي بيروني و ميله مياني متصل به زمين شارژ شده و انرژي موجود در هوا را چنانچه توضيح داده شد، بطور مداوم جذب و روي هم انباشته كرده و اندك زماني قبل از وقوع صاعقه، بلوك الكتريكي موصوف انرژي انباشته شده را بوسيله سه شاخك تخليه مي كند و بدين ترتيب رودخانه اي از يونهاي آزاد شده بطرف ابر جهت مي گيرند و با زبانه هايي كه از طرف ابر به طرف زمين كشيده شده برخورد كرده و مسيري ترجيحي براي تخليه صاعقه از طريق اين برقگير ايجاد مي نمايد.

هر صاعقه گير فعال (E.S.E) با مقدار ΔT شناخته مي شود و اين فاكتور مهمترين عامل در كاركرد يك صاعقه گير يونيزه كننده هوا است. ΔT زماني است كه اين صاعقه گير زودتر از يك ميله ساده (در آزمايشگاه فشار قوي ) صاعقه را به زمين تخليه مي‌كند و واحد آن ميكرو ثانيه است. بر اساس استاندارد NFC 17-102 يك سري تست در آزمايشگاه فشار قوي براي محاسبه زمان تخليه در مقايسه با يك ميله ساده براي هر صاعقه گير يونيزه كننده انجام مي گدد و از نتايج حاصل از آن مقدار ΔT محاسبه مي گردد.شعاع حفاظتي صاعقه گير (Rp) بر اساس ارتفاع پايه صاعقه گير بالاي سازه هاي مورد حفاظت ، راندمان آن در زمان آتش و سطح حفاظتي انتخابي بستگي دارد . استاندارد NFC 17-102 نسخه 2011 ، دو فرمول محاسباتي براي اندازه گيري شعاع حفاظت در اختيار قرار مي دهد. براي ارتفاع هاي بيش از 5 متر:

که در آن Rp شعاع حفاظتي بر حسب متر ، h ارتفاع نوک هادي صاعقه گير از سطح مورد حفاظت بر حسب متر، r پارامتر مربوط به کلاس حفاظتي بوده و بصورت زير است: 20 متر براي كلاس حفاظتي I30 متر براي كلاس حفاظتي II 45 متر براي كلاس حفاظتي III 60 متر براي كلاس حفاظتي IV و براي ارتفاع 2 تا 5 متر:

كه در آن Δ ، طول مسافتي كه در زمان ΔT ، هدايتگر رو به بالا طي مي كند ناميده ميشود . اين فاصله بر اساس فرمول (Δ(m)=V(m/µs)× ΔT(µs محاسبه مي شود. و در آن V سرعت يونيزاسيون كانال صاعقه مي باشد كه معادل 1m/µs در نظر گرفته مي شود.

آزاد سازی کنترل شده یون ها

واحد جرقه زن (TRIGGERING) صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود. دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باش که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد. حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله (Corona effect) تقویت و تشدید شود.

نمونه

شرکت LPS فرانسه مطابق با آخرين علم روز در زمينه علوم صاعقه ، علم الکترومغناطيس، علم فوق فشار قوي، علم مکانيک سيالات و غیره، صاعقه گيرهای پيش-فعال (E.S.E) را با نام تجاری Paraton@ir طراحي نموده است. جريان بالارونده از زمين به واسطه این صاعقه گیر و يونيزاسيون آن بدون نياز به هرگونه منبع انرژي، چندين برابر ميشود. به خاطر سادگي طراحي و عملکرد، کيفيت ساخت و نصب آن، مي توان خدمات پس از فروش مادام العمر را براي تجهيزات این شرکت با شرط رعايت نمودن شرايط نگهداري فراهم کرد. بخش اصلي صاعقه گير از آلياژي از آلومينيوم و مواد پليمري مطابق استاندارد NFC17-102 , BS EN50164-2 تولید شده است . اين سيستم که هيچ بخش شکننده اي ندارد، مطمئن ترين و با استقامت ترين محصول بازار است.