سیستم صاعقه گیر : چندی پیش مطلبی در خصوص احتمال وقوع پیشامد‌های گوناگون و رفتاری که انسان‌ها در برابر این رویدادها از خود نشان می‌دهند می‌خواندم . در این یادداشت که یکی از اهداف آن نمایش تأثیر میزان تمایلات بشر در سطح انتظارات وی بود، بیان شده بود که به طور مثال اگر شانس برنده شدن یک فرد در قرعه‌کشی 1 در 1.000.000 بوده و در عین حال احتمال داشته باشد که صاعقه‌ای با شانس 1 در 100.000 (یعنی با احتمال 10 برابر بیشتر) با وی برخورد کند، باز هم این فرد به برنده شدن یک جایزه امیدوارتر بوده و شانس آن را از برخورد یک صاعقه بیشتر می‌داند .
با عنایت به این مطلب ساده و به ظاهر درست بود که بار دیگر به وقوع حوادثی اینچنینی، از جمله برخورد یک صاعقه با یک ساختمان اندیشیده و خود را بسیار نزدیکتر از آنچه فکر می‌کردم یافتم .
در همین رابطه شناخت سیستم صاعقه‌گیر به عنوان سازوکاری برای مقابله با این تهدیدات طبیعی به ویژه برای ساکنین و مالکان سازه‌های بلند شهری لازم بوده و بدین ترتیب می‌توان از خطرات بالقوه‌ای که در راه است جلوگیری نمود، خطراتی که شاید هیچگاه در طول عمرمان برای ما اتفاق نیافتد، اما بی‌تردید احتمال وقوع آن از برنده شدن در یک قرعه‌کشی بزرگ، بیشتر است .
صاعقهها به عنوان پدیده‌هایی که از تخلیه بار الکتریکی میان ابرها و زمین به وجود می‌آیند، دارای اختلاف پتانسیل زیادی هستند که وقتی در کسری از ثانیه به جسمی برخورد می‌کنند، موجب تخریب یا آتش گرفتن آن می‌شوند . از آنجایی که تاکنون سپری مدافع برای بازتاباندن این پدیده اختراع نشده است (هرچند راهکار و عکس العملی منطقی هم به نظر نمی‌رسد) ، جذب و دفع اصولی و روش‌مند آن‌ها بهترین و پرکاربردترین راهکاریست که امروزه در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد .
سیستم صاعقه گیر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟
در همین رابطه اساس کار سیستم صاعقه گیر انتقال این جریان پرقدرت به فضاییست که به عنوان بزرگترین هادی جریان برق در دنیای ما – یعنی زمین زیر بنا به عنوان تکه‌ای از کره زمین – خطری برای کسی به وجود نمی‌آورد . با توجه به این توضیحات کارشناسان طراحی سیستم ارتينگ ساختمان با قرار دادن یک گیرنده با طراحی خاص (مثلاً اینکه هادی قدرتمندی بوده، نوک تیز باشد یا در بلندترین جای ممکن قرار گیرد) سعی در جذب این پدیده و انتقال آن به عمق زمین زیرین این سازه می‌کنند .
این سازوکار در گذشته بدین ترتیب کار می‌کرد که طراحان آن نقاطی را با شانس بیشتری برای برخورد طراحی می‌کردند (مثلاً میله‌های فرانکلین یا قفس فارادی) و این توقع را داشتند تا رعد و برق در صورت نزدیکی به یک بنا به آن‌ها اصابت نماید. این در حالیست که به دلیل عدم قطعیت برخورد، عدم امکان برپایی آن در برخی سازه‌های بلند، نارسایی‌های فراوان یا خطاهایی که در این راه اتفاق می‌افتاد، کارشناسان امر به این فکر افتادند تا با استفاده از محصولی که نه به صورت بالقوه در انتظار رعد و برق نشسته، بلکه با طراحی و ساخت واسطه‌ای که به سراغ صاعقه رفته و آن را به احتمالی زیاد جذب می‌کند بروند .
به همین دلیل بود که محصولاتی نظیر صاعقه‌گیرهای ESE (Early Streamer Emission یا ناشر جریان اولیه) پای به منصه ظهور گذاشته و انقلابی در صنعت طراحی و نحوه انتخاب سرج ارستر ها به وجود آوردند .
چگونه یک صاعقه‌گیر الکترونیکی جریان برق را جذب می‌نماید؟
چنانچه در یک روز بارانی به صورت عینی اما با دقت و بدون کمک وسیله‌ای خاص جریان به وجود آمدن یک رعد و برق را دنبال کنید، خواهید دید که پیش و پس از مشاهده صاعقه و همچنین مابین وقوع آن تا صدای غرشی که از آسمان به گوش می‌رسد همواره تغییرات محسوسی در جو به وجود آمده و از آن مهمتر، این اتفاقات دارای سیری کمابیش ثابت و یکسان است .
حال اینکه چنانچه اینگونه رصدها با کمک سخت‌افزارهای تخصصی و دیدی مهندسی انجام شود خواهیم دید که دقیقاً پیش از به وجود آمدن صاعقه و برخورد آن با زمین، محتوای الکتریکی اتمسفر محیط اطراف نقطه برخورد به شدت و به طور ناگهانی افزایش یافته که این عامل به دستمایه‌ای برای استفاده از سرج ارستر و صاعقه‌گیرهای هوشمند الکترونیکی تبدیل شده است .
با حس، کنترل و استناد به این رویداد که همواره پیش از اصابت صاعقه با زمین رخ می‌دهد، واحد جرقه‌زن یک صاعقه‌گیر ESE شروع به کار کرده و با ایجاد نقطه‌ای باردار با بار مخالف رعد و برق، به تحریک این پدیده برای برخورد با خود می‌پردازد . به طور دقیقتر این صاعقه‌گیرها چندين هزار ولتی که در اطرف محل برخورد بوده را جذب، در واحدهای جرقه‌زن یا Triggering Unit ذخیره کرده و نهایتاً با تخلیه این بار خازن‌ها بین الکترودهای فوقانی و مرکزی هوای اطراف آن را یونیزه می‌کنند .
ویژگی‌های یک صاعقه‌گیر خوب
هدف ما از استفاده از چنین وسایلی حراست از سازه مورد نظر در برابر رعد و برق می‌باشد، به همین دلیل هر عاملی که بتوان چنین شرایطی را به نحو احسن به وجود آورد برای ما مطلوب است . با این حال ویژگی‌هایی فیزیکی برای ارزیابی کارکرد صحیح سیستم صاعقه گیر وجود دارد که از مهمترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بهتر است از تجهیزات دارای استانداردهایی نظیر NFPA 780 یا National Fire Protection Association ( استاندارد انجمن ملی حفاظت در برابر آتش سوزی در خصوص نصب صاعقه‌گیرها )، NFC17-102 (استاندارد حفاظت در برابر صاعقه)، IEC 61024 (استاندارد محافظت از سازه ها در برابر صاعقه) یا BS 6651 (استاندارد انگلیسی در خصوص طراحی سیستم‌های محافظتی در برابر صاعقهها) استفاده شده و نصبشان نیز طبق ضوابط و اصول حرفه‌ای انجام شود .
- پایه هوایی این سامانه شامل یک میله نوک‌تیز و پایه‌ای مجهز به سیستم اتصال هادی نزولی باشد .
- تجهیزات انتقال جریان صاعقه (حتی بست های سيستم صاعقه گیر) از جنس مس، آلیاژهای آن یا فولادهای ضد زنگ باشد .
- برقگیرها از جنسی ساخته شوند که علاوه بر داشتن مقاومت بالا در برابر گازهای خورنده امکان فعالیت در دماهایی قریب به 50 درجه سانتی‌گراد را نیز داشته باشند .
