مقدمه
زندگی امروز به شدت وابسته به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی است. از شبکههای کامپیوتری و تجهیزات پزشکی گرفته تا تجهیزات ابزار دقیق در کارخانهها، سیستمهای بانکی و مخابراتی، دیتا سنتر ها، بیمارستان ها همگی نیازمند عملکرد صحیح و بدون وقفه هستند. کوچکترین اختلال در این تجهیزات میتواند باعث اختلال در خدمات حیاتی، خسارات مالی و حتی به خطر افتادن ایمنی انسانها شود.
یکی از مهمترین تهدیدها، صاعقه و اضافهولتاژهای گذرا (Surge) هستند. برخلاف تصور عمومی، صاعقه تنها در نقطه اصابت آسیب ایجاد نمیکند؛ بلکه میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از آن میتواند تا شعاع ۲ کیلومتر بر تجهیزات برقی و دیتا تأثیر منفی بگذارد. این میدانها باعث ایجاد اختلاف پتانسیل شدید، جریانهای القایی و تداخلات الکترومغناطیسی (LEMP) میشوند که بدون حفاظت مناسب میتوانند تجهیزات الکترونیکی حساس را تخریب کنند.
نقش صاعقه در ایجاد اضافهولتاژ
-
صاعقه میتواند ولتاژهای گذرا در حد صدها کیلوولت تولید کند.
-
این ولتاژها از طریق سیستمهای توزیع برق، خطوط دیتا و حتی به صورت میدانهای الکترومغناطیسی منتقل میشوند.
-
تجهیزات الکترونیکی مدرن مانند سرورها، سیستمهای پزشکی، دوربین های مداربسته و تجهیزات شبکه،اتوماسیون کارخانجات، سیستم هوشمند سازی ساختمان ها و سیستم ها کنترل ناوبری و امثال این ها به شدت به این نوسانات حساس هستند.
اهمیت حفاظت ثانویه (Surge Arresters)
برای مقابله با اثرات صاعقه، تنها استفاده از سیستمهای حفاظت اولیه کافی نیست. به همین دلیل از حفاظت ثانویه (SPD – Surge Protective Device) استفاده میشود:
-
کاهش تدریجی ولتاژ گذرا: انرژی صاعقه به صورت مرحلهای توسط ارسترها کاهش مییابد.
-
ایمنی تجهیزات حساس: SPDها مانع رسیدن پالسهای خطرناک به تجهیزات داخلی میشوند.
-
هماهنگی با ارتینگ و EMC: عملکرد SPD تنها زمانی کامل است که همراه با سیستم ارتینگ با امپدانس پایین، همبندی مناسب و رعایت اصول EMC باشد.
تأثیر میدان الکترومغناطیسی صاعقه
بر اساس مطالعات، میدان الکترومغناطیسی صاعقه (LEMP) میتواند:
-
تا شعاع ۲ کیلومتر از نقطه اصابت گسترش یابد.
-
بر تجهیزات برقی و شبکههای دیتا اثر منفی بگذارد.
-
باعث ایجاد جرقه داخلی، تخریب بردهای الکترونیکی، اختلال در دیتای شبکه و حتی خاموشی ناگهانی سیستمها شود.
راهکارهای اصلی حفاظت
-
طراحی سیستم ارتینگ با امپدانس پایین
-
اجرای همبندی (Equipotential Bonding) برای حذف اختلاف پتانسیل
-
رعایت اصول EMC: چیدمان صحیح کابلها، استفاده از کابل شیلددار و فیلترهای الکترونیکی
-
حفاظت مراکز حساس: مانند دیتا سنترها، بیمارستانها، سیستمهای مخابراتی و بانکی
شکل شماتیک حفاظت ثانویه تجهیزات در برابر صاعقه با ترکیب SPD، ارتینگ، همبندی و EMC
سوالات متدوال:
