ارت فونداسيون – هم بندي آرماتورهاي پي با شبكه ارت اجرا شده در فونداسيون
@LightningEarthing

اجراي شيلدينگ بر روي بام – جهت حفاظت در مقابل LEMP
@LightningEarthing

3-1-4) الكترونيكي تجهيزات حفاظت (Surge Protection)

صدمات وارد شده به تجهيزات برقي و الكترونيكي، تنها در اثر اصابت مستقيم صاعقه به ساختمان حاوي تجهيزات نيست. خطر اصلي زماني اتفاق مي افتد كه خطوط برق و data كه تحت تاثير صاعقه قرار گرفته اند، بطور مستقيم به تجهيزات وصل شده باشند. داشتن صاعقه گير (Zone 0) از هر نوع، بطور كلي براي هر ساختمان، بعنوان قدم اوليه حفاظت لازم است، اما بايد بتوان اضافه ولتاژهاي سوار شده روي خطوط برق و data را قبل صدمه به تجهيزات الكترونيكي، محدود نمود.

همانطوريكه ميدانيم، هر مصرف كننده برقي ( قدرت) و يا الكترونيكي، به سطح معيني از حفاظت (از نقطه نظر ولتاژ عايقي)، نياز دارد.بطور مثال دستگاههايي كه اصطلاحا به آنها تجهيزات قدرت ميگويند، (Power Technology Equipment) در مقايسه با تجهيزات مخابراتي، (Communication Technology Equipment) به مراتب تحمل بيشتري در مقابل ولتاژ بالاتر از ولتاژ كاري خود (در زمان مساوي) دارند.
@LightningEarthing

اگر بخواهيم تجهيزات الكترونيكي را در مقابل اضافه ولتاژها (بالاتر از ولتاژ كاري) حفاظت كنيم لازم است، كليه خطوط اتصال را قبل از ورود به دستگاه (برق، data، آنتن،. . . ) بطور هماهنگ محافظت كنيم.
براي مثال بيائيد از يك گيرنده تلويزيوني كه به آنتن روي بام متصل است، نمونه اي داشته باشيم.
@LightningEarthing

اين تلويزيون از دو طرف در معرض خطر قرار دارد. از طرف اضافه ولتاژي كه روي خط برق سوار ميشود و همچنين از طرف اضافه ولتاژ روي كابل ويديوي آنتني كه روي بام نصب گرديده است.

براي حفاظت اين تلويزيون بايد طبق شكل، در ورودي تغذيه و سيگنال آن، تجهيزاتي حفاظتي پيش بيني شود. اين يونيتها به ما اطمينان ميدهد كه در لحطه كوتاه اصابت صاعقه، اضافه ولتاژها به طريقي كنترل شوند كه باقيمانده آن نتواند به تلويزيون صدمه بزند.
@LightningEarthing

به همين ترتيب، اين اصول بايد براي حفاظت تجهيزات مخابراتي مشابه نيز ديده شود بطوريكه جهت موارد جامع تر و پيچيده تر بايد به طريق زير عمل كرد :

- كليه خطوط برق و مخابرات و .. . از يك نقطه ساختمان وارد شوند. در نقطه ورود، همه خطوط به شين
هم پتانسيل كننده متصل شوند. (شيلد كابلها بطور مستقيم و كابلهاي انرژي و data، از طريق ارسترها) در اين صورت در هنگام صاعقه، پتانسيل كليه خطوط باهم و بطور مساوي بالا ميرود، لذا هيچگونه اختلاف پتانسيلي در ميان نخواهد بود.

- ولتاژهاي باقيمانده (Residual Voltage) ويا به عبارتي بايد اضافه ولتاژي را كه بعد از اصابت صاعقه، به علت طول هادي (از نقطه ورود كابلها تا محل مصرف كننده) و در اثر القائات امواج الكترومغناطيسي ايجاد شده است، با نصب حفاظت كننده هاي ظريف تر حذف نمود. اين حفاظت كننده ها در نزديكترين نقطه به دستگاه نصب ميشوند.
@LightningEarthing
معمولا راههاي عملي و دقيقي براي حفاظت موثر موجود است، بطوريكه از نظر تكنيكي مسئله اي براي تخليه اضافه ولتاژها و اضافه جريانها، وجود ندارد. بايد هميشه بخاطر داشت كه تنها يك قطعه حفاظت كننده نميتواند، حفاظت كامل ايجاد كند.

اين مهم، كار متخصصين و طراحان حفاظت است كه با اطلاع از مشخصات الكتريكي دستگاه موردنظر، كارسازترين قطعات حفاظتي را با اطمينان از نحوه كاركرد آنها، انتخاب و به خريدار پيشنهاد نمايند.
@LightningEarthing

از نقطه نظر مشخصه هاي تكنيكي، قطعات زير ميتوانند حفاظت در مقابل اضافه ولتاژها را تامين نمايند:

- اسپارك گپ ها (Spark Gaps)
به صورت سطوح پر ظرفيت تخليه كننده انرژي (High capacity surface discharge surge arrester)
يا كپسولهاي پرشده از گاز (Gas filled surge arrester)
- وريستورهاي اكسيد روي (Zinc-Oxide Varister)
- دیودها (suppressor Diodes)

از آنجائيكه در بازار انواع مختلف قطعات يادشده، يافت ميشود، ميتوان با توجه به مشخصات دستگاه يا سيستم مورد نظر، مجموعه اي از اقلام فوق الذكر را انتخاب نمود و بدين طريق امكان حفاظت را در كليه سطوح فراهم آورد.
@LightningEarthing

3-1-4-1) حفاظت در مقابل ولتاژهاي ضربه در خطوط تغذيه برق

يكي از چندين مسيري كه اضافه ولتاژ ميتواند وارد يك ساختمان شود، از طريق خطوط برق آنهاست. براي كم اثر كردن اين خطر روي تجهيزات برقي، استفاده از ارسترهاي 380 / 220 VAC كه بايد در نزديكترين محل به نقطه ورود كابل ساختمان نصب شود، توصيه شده است (در جعبه كنتور و در صورت امكان قبل از كنتور) .

اين ارسترها، ولتاژ را تا سطح 1000 تا 1500 ولت محدود ميكنند. بدين طريق ميتوان مطمئن بود كه خطوط برق، تابلوهاي توزيع انرژي، اتصالات، پلاگها و حتي تجهيزات حساس الكترونيكي، از صدمه در امان هستند.
@LightningEarthing
اگر خطوط برق طولاني باشند، در طول خط، نصب ارسترهاي ديگري نيز ضروري است كه ميبايست آنها را در تابلوهاي فرعي نصب كرد. مثلا در ساختمانهاي بلندمرتبه، ارسترهاي بعدي (Protector Surge) در طبقات نصب ميشوند، چرا كه صاعقه روي خطوط بلند و حفاظت نشده (Unshielded) علاوه بر حمله اوليه، شوك ولتاژي ديگري را از طريق القاء، توليد ميكنند.
@LightningEarthing

همانطوريكه قبلا هم اشاره شد، ارسترهاي نصب شده در ورودي ساختمان (جعبه كنتور) نميتوانند حفاظت كافي براي وسائل الكترونيكي ايجاد نمايند و متاسفانه بخاطر مسائل تجارتي، توليدكنندگان، وسائل الكترونيكي را بدون تجهيزات حفاظتي روانه بازار ميكنند، شايد به اين اميد كه تجهيزات حفاظتي را بعداً مشتری شخصاً خريداري كند! اين امر عملاً به از دست رفتن تجهيزات منتهي ميشود .

لذا هم اكنون حفاظت كننده هايي ساخته و به بازار عرضه شده است كه خريدار ميتواند به صورت آداپتور، روي كابلهاي ورودي (برق، اطلاعات و . . . ) يك مصرف كننده سوار كند .
@LightningEarthing

3-1-4-2) حفاظت از اضافه ولتاژ براي خطوط اطلاعات، مخابرات و سيگنال

معمولا تجهيزات الكترونيكي كه ديتا و سيگنال را دريافت، ارسال يا پروسس ميكنند، به شبكه گسترده اي از كابلها متصل اند. اين تجهيزات، در مقايسه با ولتاژ خطوط تغذيه، داراي ولتاژ كار پاييني هستند و به همين دليل براي سطوح پايين ولتاژ، طراحي شده اند بسيار آسيب پذيرند. لذا بروز اضافه ولتاژها، تقريبا هميشه باعث بروز خسارت روي نيمه هاديهاي موجود در سيستم و در نهايت خروج آن از مسير استفاده ميشود.

در اين راستا، ميبايست جهت حفاظت يك دستگاه، آن را از دو مسير تغذيه و ديتا، مورد توجه قرار داده و حفاظتهاي مناسب را پيش بيني نمود.
@LightningEarthing
براي حفاظت مناسب خطوط و تجهيزات مخابراتي معمولا به بيش از يك قطعه حفاظتي نياز است.
اگرچه معمولا خطوط تلفن با 48 يا 60 ولت كار ميكنند و سيگنالها آنالوگ هستند، اما سطح ولتاژ پردازشگرهاي الكترونيكي (EDP Equipment) به مراتب پايين تر بوده و اكثرا با سيگنالهاي ديجيتال كار ميكنند.
به همين دليل براي حفاظت تجهيزاتي كه با چنين مشخصه هاي وسيعي كار ميكنند بايد از "مجموعه هماهنگ شده اي از ارسترها" مانند كپسولهاي گاز، وريستور ها و ديودها و ... استفاده كرد.
ذکر اين نکته ضروری است که کار طراحی و انتخاب صحيح، نوع و محل نصب ارسترها بايد به وسيله متخصصين امر و با اشراف کامل از مشخصات دستگاه مورد نظر انجام گيرد تا از هرگونه تداخلهای الکترومغناطيسی و ... جلوگيری شود.
@LightningEarthing

3-1-5) كابلهاي نوری

براي تجهيزات حساسي كه بطور مشخص در معرض ضربات مستقيم صاعقه هستند (تجهيزاتي كه لزوماً در ارتفاعات و كوهستان نصب شده اند) ميتوان از كابلهاي نوري جهت انتقال سيگنالها، استفاده كرد. بدين معني كه سيگنالهاي مخابراتي را ابتدا به پالسهاي نوري تبديل و دوباره آنها را به سيگنال الكتريكي برگردانيم.

پس بهتر است در محيطهاي باز كه احتمال اصابت صاعقه وجود دارد، كابل نوري، عامل انتقال سيگنال باشد.

امواج الكترومغناطيس روي سيگنالهايي كه با كابل نوري انتقال پيدا ميكنند، اثري نداردو در نتيجه زماني كه خطوط طولاني به كار رفته باشند، كابلهاي نوري خود بهترين حفاظت را ميتوانند تامين نمايند. اين حفاظت خصوصا در اتاقهايي كه احتمال تشعشعات مزاحم از طريق ماشينهايي كه با كنترل مرحله اي كار ميكنند، بهترين راه حل است.

بايد توجه داشت كه هنگام تبديل سيگنال نوري به سيگنال مخابراتي، دوباره احتمال بروز خطر، بصورت القاء اضافه ولتاژ در اينترفيس دستگاه وجود دارد، كه در آن صورت نياز است، در همين نقطه نيز دستگاه حفاظت شود.
@LightningEarthing


3-2) حفاظت در مقابل اضافه ولتاژهاي ناشي از كليدزني (Switching Electromagnetic Pulse)

شوكهايي از اين دست ميتوانند در خطوط توزيع LV (ولتاژ بالا) رخ دهد. دليل اين امر ميتواند، قطع اتوماتيك(Automatic Shut down) مانند توقف يك آسانسور در طبقات و يا قطع اضطراري مصرف كننده ها بر اثر حادثه (سوختن فيوز Blown Fuse) باشد .

اين شوكها (Surge) نه فقط در خط تغذيه تجهيزات پديد مي آيند بلكه بر روي خطوط ديتا نيز سوار ميشوند. نوع و مقدار تداخل روي كابلهاي يك مصرف كننده حساس، باعث عدم كارائي (Mulfunction) و يا خرابي وسيله الكترونيكي ميشود.
@LightningEarthing

فيلترها و ارسترهاي 380/220 خط ميتوانند در مقاطع فوق كمك كنند. محافظهاي يادشده كه معمولا به صورت سوكتي ساخته شده اند بايد در نزديكترين نقطه به مصرف كننده نصب شوند. در كابل كشي ها بايد دقت كرد كه كابلهاي خروجي از فيلترها به هيچ وجه از نزديك كابلهاي فيلتر نشده، عبور نكنند. به عبارتي، كابلها به محض خروج از فيلتر بايد با حداقل فاصله ممكن، به مصرف كننده ها وارد شوند.

هنگام تداخل مكرر (Recurrent Interference) روي خطوط برق، در صورتيكه با نوسانات ولتاژ نيز همراه باشد، حفاظت به شرح زير را بايد تدارك ديد :

- روي خطوط برق ترانسفورماتور ايزوله گذاشته شود.
- روي خطوط برق استابلايزر گذاشته شود (كه ميتواند قطعيهاي شبكه را تا حدود چند صد ms جوابگو باشد).
- روي خطوط برق Ups گذاشته شود (Ups نيز در عين حال داراي حفاظت هاي معمول باشد)
@LightningEarthing

اضافه ولتاژ ناشي از كليدزني روي خطوط اطلاعاتي را كماكان ميتوان بوسيله شيلد كردن خطوط حذف كرد.

بطور كلي همان معيارهايي كه براي حفاظت تجهيزات از صاعقه قبلا شرح داده شد، ميتواند براي اين قسمت نيز كارساز باشد. به دليل پايين بودن سطح ولتاژ و آسيب پذيري بيشتر تجهيزات، طراحي بايد تنها بوسيله شخصي كه شناخت دقيق از ارسترها و نيز تجهيزات مورد حفاظت دارد، انجام گيرد.
@LightningEarthing

3-3) حفاظت در مقابل تخليه هاي الكترواستاتيكي (Electrostatic Discharge)

اگر بتوان از تجمع بارهاي الكترواستاتيك جلوگيري كرد روشن است كه هم از اغتشاشات (Disturbance) و هم از خسارات ناشي از تخليه اين بارها ميتوان برحذر بود.

دستورالعملهاي جلوگيري از تخليه هاي الكترواستاتيك به شرح زير است :

- كف اتاق، صندليها و ميز كار از كفپوشهاي ضد الكترواستاتيك و يا هادي (فلزي) پوشيده شوند.
- كفشها، لباسها، از مواد غيرمصنوعي ساخته شده باشند.
- رطوبت نسبي محل كار بالاي 50% باشد و در شرايط بسيار حساس، ميتوان اتمسفر اتاق را يونيزه نمود.
@LightningEarthing
اگر چنانچه مصرف كننده بخواهد وضع مطلوب تري را تدارك ببيند، راه حلهاي بهتري را ميتوان يافت :

- تجهيزات كاملا شيلد شده و به عبارتي جلد ساخته شده از مواد مصنوعي تجهيزات، با لايه اي هادي، پوشيده شده باشد.
- تا آنجا كه ممكن است محفظه تجهيزات (Casing)كوچك ساخته شود.
- سيم زمين جداگانه براي تجهيزات هادي مانند Keyboard پيش بيني شود.
- كليه قطعات فلزي به هم اتصال الكتريكي داشته (Equipotential Bonding) و به درستي ارت شده باشند.
- شرايط محل كار بايد به صورتي مهيا شود كه كف اتاق، ميزها، صندليها، ديوارها همه به هم متصل بوده
و ارت شده باشند.

به منظور حفاظت در مقابل تخليه بارهاي الكترواستاتيك، شركتهاي مختلف تجهيزاتي توليد كرده اند كه مصرف كننده بر اساس احتياج بايد از آنها استفاده كند.
@LightningEarthing

4) نتيجه:

اكنون بر همگان روشن شده است كه تجهيزات الكترونيكي احتياج به "حفاظت" دارند. براي تامين حفاظت بهينه و ايمني مناسب ، اجراي دو طريق زير تواماً پيشنهاد ميشود :

1- حفاظت بوسيله ارسترها شامل اسپارك گپ ها، وريستورها ، ديودها و . .. كه مشروح آنها توضيح داده شد.
2- بيمه كردن تجهيزات بوسيله شركتهاي بيمه.
@LightningEarthing