ایمنی در برابر صاعقه (رعد و برق) و ( Physics of lightning ) فیزیک صاعقه در ( مبانی برق)
پژوهشگر و نویسنده: ( افشین رشید )
نکته : صاعقه، یک منبع طبیعی تولید الکتریسیته است که در هنگام طوفانی شدن هوا و برخورد جبهه های گوناگون ابرها اتفاق میافتد. برقگرفتگی ناشی از صاعقه مانند برق فشار قوی عمل میکند و گرچه عمر کوتاهی دارد، ولی میتواند به صورت ناگهانی باعث بروز مرگ آنی افراد شود.
تمامی افراد در قبال سلامتی و ایمنی خود و دیگران وظیفه ای بزرگ بر عهده دارند که شاید از هر وظیفه دیگری مهمتر باشد. عقل سلیم حکم میکند که افراد بتوانند هنگام بروز پیشامد های اضطراری خطرناک به ویژه برقگرفتگی، اقدامات لازم را انجام دهند .لازم به ذکر است که در این مقابله، اقدامات اولیه در برقگرفتگی به دو صورت بیان میشود. نخست، راه های پیشگیری که عبارت است از روشها و اقداماتی جهت جلوگیری از بروز حوادث ناگوار و دوم، آشنایی و استفاده از روشهای رایج و مورد قبول برای رویارویی با پیشامد های اضطراری میباشد.
(Physics of lightning) فیزیک صاعقه
صاعقه را میتوان یک تخلیه گذرای الکتریکی با جریان بالا که طول مسیر آن به کیلومترها میرسد ، تعریف کرد. صـدای ناشـی از ایـن عمـل رعـد ( thunder )نامیده می شود . این تخلیه الکتریکی هنگامی رخ میدهـد کـه ناحیـه ای از اتمسـفر دارای آنچنان بار الکتریکی شود که میدان ناشی از آن باعث شکسـت الکتریکـی هـوا گردد. این عمل به خصوص در ابر های جوشان (cloud thunder) اتفاق میافتـد. این ابرها را کومولونیمبـوس (cumulonimbus) مـی نامنـد. گـر چـه در جریـان ریزش برف و تگرگ و ابر های روی کوه های آتشفشان هم زدن صاعقه گـزارش شـده است ، در این بحث منظور ما از صاعقه بیشتر، برق ناشی از ابر های جوشان است. این چنین تخلیه ای میتواند در درون ابر( cloud intra) ، پـایین دو ابـر ( to cloud cloud) یا بین ابر و زمین ( earth to cloud) ، پایین ابر و هـوای اطـراف اتفـاق افتد.
حفظ ایمنی در برابر صاعقه
به واسطه القـاء ولتاژ هـای بسـیار بـالا توسـط صـاعقه روی خطـوط انتقـال ، مشکلات عدیده ای برای این خطوط ، پست های انتقال و مناطق مسکونی نزدیـک بـه این تجهیزات به وجود می آید و از آنجایی که مرتفع ترین نقاط خطوط انتقال انرژی ، برج های انتقال میباشند، برخورد صـاعقه بـه آنهـا از همـه نقـاط خـط متحمـل تـر میباشد. برای جلوگیری از بروز آثار مخرب امواج گـذرای ناشـی از برخـورد صـاعقه راه های گوناگونی وجود دارد که عبارتند از :
1 -زمین کردن پایه دکلها و تقویت اتصالات آنها با زمین جهت هدایت امواج گذرا به زمین
2 -نصب برقگیر در ورودی پستها
3 -نصب سیم های محافظ هوایی بر فراز سیمهای فاز اصـلی جهـت جـذب ضـربات صاعقه و هدایت آنها به نقاط رأس برج
4 -نصب شاخک های برقگیر در طول زنجیر مقره در برج های انتهایی خط انتقال
5 -رعایت حریم خطوط انتقال در مناطق مسـکونی و یـا ایجـاد زمین هـای حفـاظتی مناسب برای مناطق مسکونی ای که در نزدیکی این خطوط قرار دارند.
برای رسیدن به اهداف فوق مراحلی از قبیل شناخت دقیق مکانیزم صاعقه ،شناخت رفتار زمین در برابر صاعقه و راه های کم کردن مقاومت پایه برج ها، محاسـبه اضافه ولتاژ های ناشی از برخورد صاعقه و در برخی مـوارد ، شـبیه سـازی اثـر صـاعقه توسط نرم افزارهای موجود را میبایستی طی کرد. از میان تمامی عوامل فوق در این پـروژه کـم کـردن مقاومـت پایـه دکلهـا و عوامل مرتبط با آن مورد توجه ویژه قرار گرفته است. وظیفه عمده زمین کردن برجهای خط انتقال نیرو برای هدایت جریان رعـد و برق به زمین با کاهش امپدانس مسیر جریان و تأمین ایمنی کافی در برابر آن است.سیستم زمین و مقدار مقاومت آن یکی از پارامترهای مؤثر در عملکرد خط در برابر صاعقه بوده و مقدار آن در تعداد قطعی خط ناشی از اصابت صاعقه نقـش مـوثر دارد.
نویسنده: دکتر (افشین رشید )