صاعقه گیر چیست؟

میله صاعقه گیر، میله فلزی (معمولا مسی) که با قطع برق و هدایت جریان آنها به داخل زمین، سازه را از آسیب صاعقه محافظت می کند. از آنجایی که رعد و برق تمایل دارد به بالاترین جسم در مجاورت برخورد کند، میله‌ها معمولاً در راس سازه و در امتداد برآمدگی‌های آن قرار می‌گیرند. آنها توسط کابل های کم امپدانس به زمین متصل می شوند. در یک کشتی، از آب به عنوان جایگزین زمین استفاده می شود. میله های صاعقه گیر با اشکال مختلف از جمله توخالی، جامد، نوک تیز، گرد، نوارهای مسطح یا حتی برس مانند در بازار موجود هستند. اصلی ترین ویژگی مشترک همه صاعقه گیرها این است که همه آنها از مواد رسانا مانند مس و آلومینیوم ساخته شده اند. مس و آلیاژهای آن متداول ترین مواد مورد استفاده در حفاظت در برابر صاعقه هستند. به دلیل انرژی و سطوح بالای جریان مرتبط با صاعقه (جریان می تواند بیش از 150000A باشد)، و زمان خیزش بسیار سریع یک صاعقه، هیچ سیستم حفاظتی نمی تواند ایمنی مطلق در برابر صاعقه را تضمین کند. جریان صاعقه برای دنبال کردن هر مسیر رسانا به زمین تقسیم می شود و حتی جریان تقسیم شده می تواند باعث آسیب شود. “فلاش های جانبی” ثانویه می تواند برای شعله ور کردن آتش، دمیدن آجر، سنگ، یا بتن یا آسیب رساندن به ساکنان داخل یک سازه یا ساختمان کافی باشد. با این حال، مزایای سیستم های حفاظت از صاعقه برای بیش از یک قرن مشهود بوده است.

بخش‌های یک سیستم حفاظت در برابر صاعقه عبارتند از: پایانه‌های هوا (میله‌های صاعقه یا دستگاه‌های خاتمه ضربه)، هادی‌های اتصال، پایانه‌های زمین (میله‌های زمین یا “ارتینگ”، صفحات یا مش)، و همه اتصالات و تکیه‌گاه‌ها برای تکمیل سیستم است.

اکثر سیستم های حفاظت در برابر صاعقه که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند از طرح سنتی فرانکلین هستند. اصل اساسی مورد استفاده در سیستم صاعقه گیر نوع فرانکلین این است که یک مسیر امپدانس به اندازه کافی برای صاعقه برای عبور از آن و رسیدن به زمین بدون آسیب رساندن به ساختمان فراهم شود. این امر با احاطه کردن ساختمان در نوعی قفس فارادی انجام می شود. سیستمی از هادی های حفاظت در برابر صاعقه و صاعقه گیرها بر روی سقف ساختمان تعبیه شده است تا هرگونه صاعقه را قبل از برخورد به ساختمان رهگیری کند.

تاریخچه صاعقه گیر

اصل میله صاعقه برای اولین بار توسط بنجامین فرانکلین در پنسیلوانیا در سال 1749 شرح داده شد، که در سال های بعدی اختراع خود را برای کاربرد خانگی (منتشر شده در سال 1753) توسعه داد و در حدود سال 1760 پیشرفت های بیشتری را به سمت یک سیستم قابل اعتماد انجام داد. با بلندتر شدن ساختمان ها، رعد و برق بیشتر به یک تهدید تبدیل می شود. رعد و برق می تواند به سازه های ساخته شده از موادی مانند: سنگ تراشی، چوب، بتن و فولاد آسیب برساند، زیرا جریان ها و ولتاژهای عظیم موجود می تواند مواد را تا دمای بالا گرم کند. گرما باعث ایجاد پتانسیل آتش سوزی در سازه می شود و سرعت آن می تواند منجر به آسیب انفجاری نیز شود.

روسیه

ممکن است عمداً در برج کج نویانسک از یک صاعقه رسان استفاده شده باشد. گلدسته برج با میله ای فلزی به شکل کره ای طلاکاری شده با خوشه ها تاج گذاری شده است. این صاعقه گیر از طریق لاشه میلگرد به زمین متصل می شود که کل ساختمان را سوراخ می کند.

برج نویانسک بین سال های 1721 تا 1745 به دستور صنعتگر آکینفی دمیدوف ساخته شد. برج نویانسک 28 سال قبل از آزمایش و توضیح علمی بنجامین فرانکلین ساخته شده. با این حال، هدف واقعی پشت بام فلزی و میلگردها ناشناخته باقی مانده است.

اروپا

برج کلیسای بسیاری از شهرهای اروپایی که معمولاً مرتفع ترین بنای شهرها بود، احتمالاً مورد اصابت صاعقه قرار می گرفت. در اوایل کلیساهای مسیحی سعی می کردند با دعا از بروز آثار مخرب صاعقه جلوگیری کنند. پیتر آهلواردز (“ملاحظات معقول و الهیاتی درباره رعد و برق”، 1745) به افرادی که به دنبال پوشش رعد و برق بودند توصیه کرد که به هر جایی به جز در کلیسا یا اطراف آن بروند.

ایالات متحده

در جایی که بعداً به ایالات متحده تبدیل شد، هادی صاعقه گیر نوک تیز که به آن میله رعد و برق یا میله فرانکلین نیز می گویند، توسط بنجامین فرانکلین در سال 1752 به عنوان بخشی از اکتشاف پیشگامانه او در زمینه الکتریسیته اختراع شد. اگرچه اولین کسی نبود که ارتباط بین الکتریسیته و صاعقه را پیشنهاد کرد، اما فرانکلین اولین کسی بود که یک سیستم کارآمد را برای آزمایش و فرضیه خود پیشنهاد کرد. فرانکلین حدس زد که « با استفاده از یک میله آهنی تیز شده ، فکر می‌کنم آتش الکتریکی بی‌صدا از ابر بیرون کشیده می‌شود، قبل از اینکه به اندازه کافی نزدیک شود تا برخورد کند».

در قرن نوزدهم، میله صاعقه به نقشی تزئینی تبدیل شد. میله های رعد و برق با گلوله های شیشه ای زینتی تزئین شده بودند (که اکنون توسط کلکسیونرها ارزشمند است). جذابیت زینتی این توپ های شیشه ای در پره های هواشناسی استفاده شده است. اما هدف اصلی این توپ ها ارائه شواهدی از برخورد صاعقه با شکستن یا سقوط است. اگر پس از طوفان، گوی مفقود یا شکسته کشف شد، مالک ملک باید ساختمان، میله و سیم زمین را از نظر آسیب بررسی کند.

گاهی اوقات از گلوله های شیشه جامد در روشی استفاده می شد که ادعا می شد از برخورد صاعقه به کشتی ها و سایر اشیاء جلوگیری می کرد. بنابراین، طبق نظریه، باید چیزی در مورد شیشه وجود داشته باشد که رعد و برق را دفع کند. از این رو بهترین روش برای جلوگیری از برخورد صاعقه به یک کشتی چوبی، دفن یک گلوله کوچک شیشه ای جامد در نوک بالاترین دکل بود. رفتار تصادفی رعد و برق همراه با سوگیری تایید ناظران تضمین کرد که این روش حتی پس از توسعه میله صاعقه دریایی بلافاصله پس از کار اولیه فرانکلین، اعتبار خوبی به دست آورد.

اولین صاعقه‌رسان‌ها در کشتی‌ها قرار بود زمانی که رعد و برق پیش‌بینی می‌شد بلند شوند و درصد موفقیت کمی داشتند. در سال 1820 ویلیام اسنو هریس یک سیستم موفق برای نصب حفاظت در برابر صاعقه به کشتی‌های بادبانی چوبی اختراع کرد، اما علیرغم آزمایش‌های موفقیت‌آمیز که در سال 1830 آغاز شد، نیروی دریایی سلطنتی بریتانیا تا سال 1842 این سیستم را اتخاذ نکرد.

در دهه 1990، «نقاط رعد و برق» همانطور که در ابتدا با بازسازی مجسمه آزادی در بالای ساختمان کنگره ایالات متحده در واشنگتن دی سی ساخته شده بود، جایگزین شدند. مجسمه با چندین دستگاه طراحی شده است که نوک آن از  پلاتین استفاده شده است.

کارشناسان شرکت همیار انرژی با تسلط ویژه در زمینه طراحی و نصب و راه اندازی این نوع سیستم آماده ارائه خدمات در این زمینه می باشد.