مهر
مکانیزم‌های حفاظت
IEC 60728-11 با آخرین مسائل مطابقت داشته و مکانیسم‌های حفاظت موثر و استاندارد و آسانی در برابر اثرات ضربه‌های صاعقه در آنتن‌ها ارائه می‌کند.
آنتن‌های نصب شده بر اساس این استاندارد احتمال برخورد صاعقه به شیء مورد نظر را افزایش نمی‌دهد. همچنین این سیستم آنتن با این استاندارد جایگزینی برای سیستم حفاظت از صاعقه در یک ساختمان یا بنا نیست.
این استاندارد به نیازمندی‌های ایمنی مورد نیاز برای سیستم‌های ایستگاهی و دستگاه‌هاست، و اگر قابل اعمال باشد، برای سیستم‌های موقت و موبایل نیز مناسب‌است (برای مثال اردوها و خودروهای تفریحی).
بازه‌ی اعتبار آن متشکل از شبکه‌های تلوزیونی کابلی (شبکه‌های CATV) و سیستم‌های تلویزیون آنتن ماهواره‌ای، و همچنین شبکه‌های گیرنده‌ی فردی‌است.
مکانیزم های حفاظت
شکل 1. فاصله‌های افقی و عمودی آرایش‌های آنتن، که نیازمند اتصال به زمین نیست.
آنتن‌های خارجی که در سطح بیشتر از 2 متر زیر سقف یا لبه‌ی سقف و در فاصله‌ی کمتر از 1.5 متر از ساختمان قرار گرفته‌اند (شکل 1) و همچنین سیستم‌های آنتن داخل ساختمان از پیروی از این معیارها مستثنی هستند.
با این همه، حداقل اتصال شیلدهای کابل کواکسیال به یک هادیِ اتصال هم پتانسیل به شدت توصیه می‌شود.
آنتن‌ها باید در ساختمان‌هایی که دارای سقف قابل اشتعال هستند نصب شوند (برای مثال کاهگل و مواد مشابه).
کابل‌های آنتن و هادی‌های اتصال به زمین نباید از این بخش‌های سقف که مواد قابل اشتعال مانند علف خشک، پوشال یا مواد مشابه انبار شده است، و یا مکان‌هایی که ریسک ایجاد اتمسفر قابل انفجار وجود دارد عبور کند.
هادی اتصال هم پتانسیل باید به صورت مکانیکی یک مس با سطح مقطع حداقل 4mm2 محکم شده باشد.
شیلدهای کابل‌های کواکسیال که به داخل و خارج ساختمان متصل هستند باید‌به هادی هم پتانسیل متصل شده و یا با کمترین مسیر ممکن به یک میله‌ی شاسیِ هم پتانسیل متصل شده باشند.
هادی اتصال به زمین که جریان صاعقه را حمل می کند،
باید‌حداقل سطح مقطع 16mm2 مس عایق یا لخت، یا 25mm2 آلومنیوم عایق یا 50mm2 آلیاژ آلمینیوم (که به صورت مستقیم، پلاستر و یا بتنی نصب نشده‌است)، یا استیل 50mm2، ترجیحاً برای اتصال خارجی، باشد.
چند مثال از اجزای خنثی که می‌توان استفاده‌کرد عبارتند از:
- قاب فلزی ساختمان یا بنا
- استیل تقویتی متصل به هم ساختمان یا بنا
- نمای خارجی، نرده‌ها، و زیرسازه‌های نمای فلزی، به شرط اینکه ابعاد آن‌ها با نیازمندی‌های سیستم‌های هادی رو به پایین مطابقت‌داشته و ضخامت آن‌ها کمتر از 5 میلی‌متر نباشد.
- هدایت الکتریکی آن‌ها در جهت عمودی قطعی‌باشد (این اتصال‌های دائمی باید به صورت لحیم‌کاری، جوش‌کاری، فشار، اتصال پیچی یا پرچی انجام‌شود)، و یا فاصله‌ی بین سازه‌های فلزی بیشتر از 1mm نبوده و همپوشانیِ دو عنصر سازه‌ای حداقل 100cm2باشد.
IEC 62305-3 دیگر احتمال همپوشانیِ فلزی ورقه‌ای را قید نکرده‌‌است،
به جز زیرسازه‌هایی که به صورت پیوسته در جهت عمودی هادی هستند.
در غیر این صورت، فلزهای ورقه‌ای دارای همپوشانی باید بر اساس نیازمندیِ IEC 62305-3 به هم متصل شده باشند.
شکل2. نمونه‌هایی از الکترودهای اتصال به زمین مجاز
توجه: باید از ایجاد حلقه‌ها جلوگیری‌شود
سیستم ترمینال زمین باید‌با توجه به یکی از حالت‌های زیر طراحی‌شود (شکل2):
- 1- اتصال با سیستم حفاظت صاعقه خارجی ساختمان یا سازه
- 2- اتصال با سیستم ترمینال زمین ساختمان یا سازه
- 3- اتصال به حداقل دو الکترود اتصال به زمین افقی که دارای حداقل طول 5m بوده و با زاویه‌ی بیشتر از 60 درجه نصب شده‌باشد، و حداقل نیم متر عمق داشته‌باشد و فاصله کمتر از 1m نسبت به فونداسیون نداشته‌باشد، در فاصله‌ی 3 متری از هم نصب شده‌باشد و نزدیک‌تر از 1 متر به فونداسیون نباشد.
حداقل سطح مقطع هر الکترود اتصال به زمین‌باید 50mm2 مس با 80mm2 استیل‌باشد.
اجزای خنثی مانند تقویتی‌های متصل به هم بتن و یا سایر سازه‌های فلزی زیرزمینی داخل فونداسیون ساختمان، که ابعاد آن با مقادیر محدود بالا مطابقت دارد را نیز می‌توان به کار برد.
سایر سیستم‌های ترمینال اتصال به زمین نیز مطابق با IEC 62305-3 مجاز هستند.
در حالت مکمل الکترود اتصال به زمین به سیستم ترمینال زمین ساختمان متصل می‌شود، و الکترودهای زمین باید‌به هم متصل باشند.
در مورد ساختمان‌هایی که بدون سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) هستند،
تیرچه دارای هادی اتصال به زمین باید‌با کوتاه‌ترین مسیر ممکن به الکترود زمین متصل شده‌باشد.
هادی اتصال به زمین باید‌به صورت صاف (مستقیم) و عمودی نصب شده‌باشد.
شیلدهای کابل کواکسیال باید‌با هادی‌های اتصال هم پتانسیل به تیرچه متصل شده باشند (شکل3).
مکانیزم های حفاظت
شکل3. اتصال به زمین و اتصال هم پتانسیل آنتن‌های ساختمان بدون سیستم حفاظت از صاعقه خارجی
برای ساختمان‌هایی که دارای سیستم حفاظت از صاعقه (LSP) هستند،
آنتن‌ها ترجیحاً باید‌در بازه‌ی حفاظت سیستم ترمینال هوایی نصب شده‌باشد،
که یعنی در بازه‌ی مناطق حفاظت موجود و یا توسط سیستم‌های ترمینال هوایی ایزوله شده‌باشد.
تنها در صورتی که این امکان وجود نداشته باشد، یک اتصال مستقیم با سیستم حفاظت صاعقه باید‌پیاده‌سازی شود.
در این حالت، جریان‌های صاعقه‌ی جزئی حاصل از طریق هادی‌های کواکسیال باید‌به صورت تک به تک در نظر گرفته شوند.
حفاظت صاعقه و موج آنی برای شبکه‌های کابلی و آنتن‌های تلویزیونی، بخش 2 (عکس از dipolnet.com)
مکانیسم‌های حفاظت
اگر آنتنی توسط سیستم‌های ترمینال هوایی ایزوله محافظت‌شود یعنی:
در منطقه‌ای که سقف‌ها در آن مسطح‌است، یک میله‌ی ترمینال هوایی با فاصله‌های جداسازیِ مورد نیاز نصب می‌شود، و کل آرایش آنتن را (تیرچه و آنتن‌ها) در منطقه‌ی حفاظت زاویه‌ی محافظت قرار می‌دهد (شکل 4). اکنون آرایش آنتن‌ها دیگر در منطقه‌ی حفاظت LPZ0A نیست (ریسک جریان‌های صاعقه‌ی مستقیم)، بلکه در منطقه‌ی حفاظت صاعقه‌ی LPZ0B قرار دارد (ریسک جریان‌ها آنیِ غیر مستقیم و میدان الکترومغناطیس تضعیف نشده‌ی صاعقه)
شکل4. آنتن با میله‌ی ترمینال هوایی بر روی سقف مسطح ساختمان‌ها با سیستم حفاظت صاعقه خارجی
در منطقه‌ی دارای سقف‌های شیب‌دار، یک میله‌ی ترمینال هوایی با فاصله‌های جداسازیِ مورد‌نیاز با استفاده‌از نگهدارنده‌های فاصله‌ی عایق نصب می‌شود (نگهدارنده فاصله‌ی DEHNiso) تا در تیرچه آنتن مستحکم شود، که کل آرایش آنتن را (تیرچه و آنتن) در داخل منطقه‌ی حفاظتِ زاویه‌ی حفاظت قرار می‌دهد (با توجه به کلاس قابل اعمال LPS) – شکل 5
مکانیزم های حفاظت
شکل5. آنتن با میله‌ی ترمینال هوایی و نگهدارنده فاصله‌ی عایق سطح بالا بر روی سقف‌های شیب‌دار دارای سیستم حفاظت صاعقه خارجی
همچنین در اینجا، آرایش آنتن دیگر در منطقه‌ی حفاظت LPZ0A قرار ندارد
(ریسک جریان‌های مستقیم صاعقه) بلکه در منطقه حفاظت صاعقه LPZ0B قرار دارد
(ریسک جریان‌های آنی غیر مستقیم و میدان الکترومغناطیس تضعیف نشده‌ی صاعقه)
محافظت در برابر موج‌های آنی، صرف نظر از نصبِ سیستم ترمینال هوایی ایزوله، باید‌با استفاده‌از دستگاه‌های حفاظت در برابر موج آنی برای شیلدهای کابل کواکسیال فراهم شود و در مسیر پایین میله‌ی اتصال هم پتانسیل قرار بگیرد (شکل6)
شکل6. دستگاه‌های حفاظت در برابر موج آنی که در جریان پایین میله‌ی اتصال هم پتانسیل شیلدهای کابل کواکسیال نصب شده‌است. در اینجا سیستم‌های آنتن دارای سیستم حفاظت در برابر صاعقه خارجی و سیستم ترمینال هوایی ایزوله است.
دستگاه‌های محافظت در برابر موج آنی باید‌هم به صورت دستگاه تکی و هم برای نصب ریلی در جریان پایین نصب شود
و در برابر ورودی‌های القایی و خازنی شکل موج 8/20us حاصل از فلش‌های ابری، ضربه‌های دور، یا ضربه‌های مستقیم به سیستم ترمینال هوایی ایزوله محافظت ارائه کند.
دستگاه موج‌گیر نوع 3 باید‌برای هرنوع دستگاه 230/50Hz در جریان پایین میله‌ی اتصال هم‌پتانسیل وجود داشته باشد،
که در شیلدهای کابل کواکسیال نصب می‌شود. باید‌توجه داشت که اتصال هم پتانسیل صاعقه برای تمام سیستم‌هایی که به ساختمان می‌رسند انجام می‌شود.
اگر سیستم صاعقه‌گیر نصب نشده‌باشد، پیشنهاد می‌شود:
شکل7. میله‌ی اتصال هم پتانسیل برای شیلدهای کابل کواکسیال، در صورتی که سیستم‌های آنتن بدون صاعقه‌گیر بوده و دارای سیستم ترمینال هوایی ایزوله باشد.
میله‌ی ترمینال هوایی نصب‌شده با نگهدارنده‌ی فاصله، از ضربه‌ی مستقیم به آنتن جلوگیری می‌کند.
این میله‌ی ترمینال هوایی باید‌با هادی اتصال به زمین جداگانه به الکترود زمین متصل‌شود
(شکل7)، و ترجیحاً بیرون ساختمان هدایت‌شده و در سطح زمین به الکترود زمین متصل‌شود.
تیرچه آنتن و میله‌ی اتصال هم پتانسیل باید‌از طریق هادیِ هم پتانسیل به الکترود زمین وصل شود.
شکل8. جریان صاعقه‌ی ترکیب‌شده و جریان پایین صاعقه‌گیر با میله‌ی اتصال هم پتانسیل برای شیلدهای کابل کواکسیال برای سیستم‌های آنتن بدون سیستم صاعقه‌گیر
اگر آنتن‌باید مستقیماً زمین شود، جریان صاعقه‌ی ترکیبی و موج‌گیر‌ها باید‌تعبیه شوند (شکل8)، زیرا جریان‌های جزئی صاعقه که برقگیرها نمی‌توانند کنترل کنند، در این حالت از طریق کابل‌های کواکسیال هدایت می‌شوند.
تیرچه‌ی آنتن باید‌توسط هادیِ اتصال به زمین، به الکترود زمین وصل‌شود.
مکانیزم حفاظت
شکل9. جریان صاعقه ترکیبی موج‌گیر در جریان پایین میله‌ی اتصال هم پتانسیل برای شیلدهای کابل کواکسیال برای شبه‌های کابل زیرزمینی
خطوط توزیع زمینی سیستم‌ها نیازمند این‌است که جریان صاعقه ترکیبی و موج‌گیر بتوانند جریان‌های صاعقه را حمل کنند.
همچنین این سیستم‌ها‌باید نزدیک نقطه‌ی ورود به ساختمان نصب شده‌باشند (شکل 9)
مقالات مرتبط:
برقگیر و صاعقه‌گیر – مرور کلی بر صاعقه‌گیر و برقگیر
برقگیرها و صاعقه‌گیرها -راد صاعقه‌گیر ها
برقگیر های اکسید روی – صاعقه‌گیر و سرج ارستر- برقگیر
برق‌گیر‌های اکسید روی – صاعقه‌گیر و سرج ارستر- برقگیر
لینک زبان اصلی مقاله :