هادی نزولی

یک سیستم حفاظت صاعقه شامل سیستم حفاظت صاعقه خارجی و سیستم حفاظت صاعقه داخلی می باشد .

سیستم حفاظت صاعقه خارجی شامل سه بخش یا ضرورت است :

- جلوگیری از برخورد صاعقه به ساختمان و تاسیسات بیرونی (توسط سیستم پابانه هوایی)

- هدایت ایمن جریان صاعقه به زمین (توسط سیستم هادی نزولی)

- پراکنده کردن جریان صاعقه در زمین (توسط سیستم پایانه زمین)

از سیستم حفاظت صاعقه داخلی انتظار می رود با استفاده از همبندی از خطرات جرقه و اضافه ولتاژ خطرناک در داخل ساختمان جلوگیری کند . همبندی به منظور همپتانسیل سازی یا جداسازی تجهیزات حساس الکتریکی و الکترونیکی از اجزای سیستم حفاظت صاعقه می باشد .

موضوع بحث در اینجا هادی های نزولی هستند . در صورت رعایت 3 شرط زیر در مورد هادی های نزولی احتمال وقوع خسارات ناشی از جریان صاعقه جاری شده در سیستم حفاظت صاعقه کاهش می یابد . هادی های نزولی می بایست به گونه ای آرایش یابند که از نقطه اصابت صاعقه تا زمین :

1- چندین مسیر جریان موازی وجود داشته باشد

2- طول مسیر جریان در یک مقدار کمینه نگه داشته شود

3- همبندی به منظور همپتانسیل سازی بخش های هادی ساختمان مطابق الزامات انجام شود .

اتصال هادی های نزولی از طرفین به یکدیگر بعنوان یک اقدام خوب تلقی می شود .

نصب هر چه بیشتر هادی های نزولی ، حتی المقدور در فواصل یکسان دور تا دور محیط خارجی که توسط هادی های رینگ به هم متصل شده اند ، احتمال وقوع جرقه های خطرناک را کاهش داده و حفاظت تاسیسات داخلی را تسهیل می کند . این شرایط در ساختمان های با اسکلت فلزی و در ساختمان های بتن مسلح که در آن ها آرماتورهای متصل به هم ، پیوستگی الکتریکی را دارد قابل دستیابی است .

تمام هادی های نزولی باید به بخش های فلزی ساختمان و یا به هادی همبندی ، همبند شده باشند . برخی از آن ها میتوانند نقش هدایت و پراکنده سازی جریان صاعقه به زمین را ایفا نمایند .

در ساختمان های بتن مسلح (شامل قطعات بتن مسلح پیش ساخته) می توان از آرماتورهای موجود ، به عنوان هادی نزولی استفاده گردد . البته با این شرط که اثرات حرارتی ناشی از عبور جریان صاعقه بر روی بتن در محاسبات مهندس طراح لحاظ گردیده باشد (حرارت زیاد ممکن است باعث ترک خوردگی بتن شود). برای این منظور باید پیوستگی الکتریکی آرماتورها به وسیله انجام آزمون الکتریکی بین بالاترین نقطه هادی نزولی یعنی در محل اتصال به پایانه هوایی و پایین ترین نقطه آن یعنی محل اتصال به پایانه زمین آزموده شود . لازم به ذکر است که مقدار مقاومت الکتریکی کل نباید از 0/2 اهم بزرگتر باشد در غیر اینصورت پیشنهاد می شود یک سیستم هادی نزولی خارجی نصب شود . توصیه می شود جریان تزریقی دستگاه آزمون در حدود 10 آمپر تنظیم شود .

جانمایی هادی های نزولی می بایست به شرح زیر انجام شود :

الف- اگر پایانه هوایی شامل میله هایی بر روی پایه های (یا یک پایه) مجزا ، از جنسی غیر از فلز یا آرماتورهای به هم پیوسته در بتن مسلح باشد ، حداقل یک هادی نزولی برای هر پایه نیاز خواهد بود . برای پایه های فلزی یا آرماتورهای به هم پیوسته در بتن مسلح نیازی به هادی های نزولی اضافه نیست . تاکید می شود توجه به این نکته ضروری است که استفاده از بتن مسلح بعنوان بخشی از سیستم حقاظت صاعقه زمانی مجاز است که اثرات حرارتی ناشی از عبور جریان صاعفه بر روی بتن در محاسبات مهندس طراح لحاظ گردیده باشد .

ب- اگر پایانه هوایی شامل سیم های (یا یک سیم) گارد باشد ، حداقل یک هادی نزولی در هر یک از سازه ها یا پایه های محل اتصال سیم ها نیاز است .

ج- اگر پایانه هوایی تشکیل از هادی ها را داده باشد ، نیاز به یک هادی نزولی حداقل در هر یک از محل های اتصال طرفین هادی است .

جانمایی برای یک سیستم حفاظت صاعقه غیر ابزوله :

برای هر سیستم حفاظت صاعقه غیر ایزوله تعداد هادی های نزولی نباید کمتر از 2 عدد باشد و بایستی با در نظر گرفتن محدودیت های معماری و عملی در محیط خارجی ساختمان تحت حفاظت توزیع شود .

توصیه می گردد تا از یک فاصله گذاری برابر بین هادی های نزولی در محیط خارجی ساختمان استفاده شود . مقادیر ترجیحی نوعی برای فاصله بین هادی های نزولی در جدول زیر آورده شده است .

تا جایی که ممکن است ، یک هادی نزولی بایستی در هر یک از گوشه های در معرض برخورد ساختمان نصب شود .

نحوه اجرا :

هادی های نزولی ، تا آنجایی که عملیاتی است باید چنان نصب گردند که مسیر مستقیم و ممتد از هادی های پایانه هوایی را فراهم نمایند و به شکل کاملاً مستقیم و عمودی نصب شوند به گونه ای که کوتاهترین و مستقیم‌ترین مسیر را به زمین فراهم نمایند و از تشکیل هرگونه حلقه در مسیر جریان خودداری شود . اما در جایی که ممکن نباشد باید از الزامات پیروی گردد .

هادی های نزولی ، حتی اگر توسط مواد عایقی پوشانیده شود ، نباید در آب روها یا ناودانی ها نصب شوند زیرا رطوبت موجود در آب روها منجر به خوردگی شدید هادیهای نزولی می‌شود .

پیشنهاد می شود که هادی های نزولی چنان جانمایی شوند که یک فاصله مابین آن ها و تمامی درب ها و پنجره ها فراهم گردد .

سیستم حفاظت صاعقه خارجی در بیشتر موارد متصل به ساختمان تحت حفاظت است .هادیهای نزولی در سیستم حفاظت صاعقه در اینگونه ساختمان ها ممکن است به صورت زیر نصب شود :

- اگر دیوار از مواد غیر قابل اشتعال ساخته شده باشد ، هادیهای نزولی می‌توانند بر روی سطح یا داخل دیوار اجرا گردند ‌.

- اگر دیوار از مواد قابل اشتعال ساخته شده باشد ، هادیهای نزولی بر روی سطح دیوار می توانند نصب شوند مشروط بر اینکه افزایش دمای ناشی از عبور جریان صاعقه خطری برای موادی که در ساخت استفاده شده اند ، نداشته باشد .

- اگر دیوار از مواد قابل اشتعال ساخته شده باشد و افزایش دمای هادیهای نزولی خطرناک باشد هادیهای نزولی باید چنان قرار گیرند که فاصله بین آنها و دیوار همواره بزرگتر از 0/1 متر باشد . در این شرایط بست های نگهدارنده میتوانند در تماس با دیوار باشند .

زمانیکه نتوان از فاصله کافی مابین هادی نزولی تا یک ماده قابل اشتعال مطمئن شد ، سطح مقطع هادی های نزولی فولادی ( یا یک هادی با ظرفیت حرارتی معادل) نباید کمتر از ۱۰۰ میلی متر مربع باشد .

در مواردی که اثرات حرارتی و انفجاری در نقطه اصابت صاعقه یا بر روی هادی حامل جریان صاعقه ممکن است موجب ایجاد خسارات به ساختمان و یا محتویات آن کند ، توصیه می شود سیستم حفاظت صاعقه ایزوله در نظر گرفته شود . از این قبیل سازه ها می توان به ساختمان هایی با پوشش قابل اشتعال ، ساختمان‌هایی با دیواره‌های قابل اشتعال و مناطق با خطر انفجار آتش اشاره نمود .

گیره تست :

به جز در مواردی که از هادی های نزولی طبیعی به صورت ترکیب شده با الکترودهای زمین فوندانسیون استفاده شده باشد ، در محل اتصال هر یک از هادی های نزولی به پایانه زمین ، بایستی روی هر هادی نزولی یک گیره تست با هدف اندازه گیری قرار داده شود . در شرایط عادی این گیره باید بسته باقی بماند اما امکان باز کردن آن باید به کمک ابزار آلات مربوطه وجود داشته باشد . چرا که در زمان قطع اتصال از طریق جداسازی گیره تست بین هادی نزولی و الکترود زمین (اندازه گیری ایزوله شده) مقاومت الکترود محلی زمین بایستی سنجیده شود .

پایانه‌های هوایی و هادیهای نزولی می‌بایست چنان محکم ثابت نگه داشته شوند تا نیروهای الکترودینامیکی یا مکانیکی اتفاقی (برای مثال ارتعاشات ، لیز خوردن برف گوله شده ، انبساط حرارتی و غیره ) منجر به قطع شدن یا شل شدن هادی ها نشود .

جدول زیر جنس و حداقل سطح مقطع هادی های پابانه هوایی ، میله های پایانه هوایی ، میله های منتهی به زمین و هادی های نزولی را نشان می دهد .