پاسخ کوتاه: نواحی حفاظت صاعقه (Lightning Protection Zones یا LPZ) روشی است در IEC 62305-4 که فضای بیرون و داخل ساختمان را بر اساس شدت اثر صاعقه به چند ناحیه تقسیم می‌کند: LPZ 0A و LPZ 0B بیرون ساختمان، و LPZ 1، LPZ 2 و LPZ 3 داخل آن. در مرز هر ناحیه، همهٔ خطها و بخش‌های فلزی همبند می‌شوند، روی خط‌های برق و داده ارستر مناسب همان مرز نصب میشود و در صورت نیاز شیلد فضایی میدان مغناطیسی را ضعیف می‌کند. به این ترتیب انرژی صاعقه به‌جای یک‌جا، مرحله‌به‌مرحله کم میشود تا به سطحی برسد که تجهیزات حساس تحمل می‌کنند.
نواحی LPZ کدام‌اند؟
- LPZ 0A: بیرون ساختمان و در معرض برخورد مستقیم صاعقه؛ هم جریان کامل صاعقه و هم میدان مغناطیسی کامل آن به این ناحیه می‌رسد.
- LPZ 0B: بیرون ساختمان ولی در پناه صاعقهگیر، پس برخورد مستقیم ندارد؛ اما میدان مغناطیسی کامل و جریان‌های القایی را دارد (انتخاب صاعقهگیر).
- LPZ 1: داخل ساختمان. جریان صاعقه با تقسیم بین هادی‌ها و ارسترهای ورودی محدود میشود و سازهٔ فلزی ساختمان میدان را تا حدی ضعیف می‌کند.
- LPZ 2: ناحیه‌ای داخل LPZ 1، مثل اتاق تجهیزات شیلدشده یا اتاق سرور، با ارستر و شیلد بیشتر.
- LPZ 3 و بیشتر: داخل تابلو، رک یا بدنهٔ فلزی خود تجهیز، با ارستر نزدیک تجهیز یا فیلتر.
همهٔ ساختمان‌ها به همهٔ این نواحی نیاز ندارند؛ تعداد نواحی را حساسیت تجهیزات و نتیجهٔ ارزیابی ریسک تعیین می‌کند.
در مرز هر ناحیه چه کار می‌کنیم؟
مرز | همبندی | ارستر روی خط‌های برق و داده | شیلد |
|---|---|---|---|
LPZ 0 به LPZ 1 | همهٔ لوله‌ها، کابلها و بخش‌های فلزی ورودی به شینهٔ همبندی | نوع ۱ (T1) یا ترکیبی؛ در خط‌هایی که فقط ولتاژ القایی دارند، در برخی حالت‌ها نوع ۲ | میلگرد بتن، اسکلت و نمای فلزی همبندشده |
LPZ 1 به LPZ 2 | شینهٔ همبندی در ورودی اتاق | نوع ۲ (T2) | شیلد اتاق، رک فلزی، سینی کابل فلزی |
LPZ 2 به LPZ 3 | همبندی بدنهٔ تجهیز | نوع ۳ (T3)، ارستر پریزی یا فیلتر | بدنهٔ فلزی تابلو یا دستگاه |
ارسترهای مرزهای پشت‌سرهم باید با هم هماهنگ باشند تا هر کدام سهم خود از انرژی را بگیرد؛ این هماهنگی و تفاوت ارسترهای نوع ۱، ۲ و ۳ را در انواع ارستر (SPD) توضیح داده‌ایم. برای برق، ارسترهای برق مثل ارستر ترکیبی کلاس ۳+۲+۱ سه‌فاز TNS و برای خط‌های داده و مخابرات ارسترهای خطوط داده را عرضه می‌کنیم.
شیلد فضایی و مسیر کابل: حفاظت در برابر میدان صاعقه
ارستر فقط اضافه‌ولتاژی را میگیرد که از راه خطها می‌آید. میدان مغناطیسی صاعقه، چه از برخورد به خود ساختمان و چه از صاعقهٔ نزدیک، بدون خط هم در حلقه‌های کابل داخل ساختمان ولتاژ القا می‌کند. IEC 62305-4 تصریح می‌کند که سیستم ارسترهای هماهنگ بهتنهایی فقط در برابر اضافه‌ولتاژهای رسانشی حفاظت می‌دهد، نه در برابر میدان. برای میدان این اقدام‌ها لازم است:
- شیلد شبکه‌ای: میلگرد بتن، اسکلت فلزی، سقف و نمای فلزی که در چند نقطه به هم و به الکترود فونداسیون همبند شده‌اند، یک شیلد ارزان می‌سازند؛ هرچه چشمهٔ شبکه ریزتر باشد، میدان داخل ضعیف‌تر است.
- حلقهٔ کوچک کابل: کابل برق و داده‌ای که دو تجهیز را به هم وصل می‌کنند، کنار هم و از یک مسیر بروند تا حلقهٔ القایی کوچک بماند.
- سینی و شیلد کابل: سینی کابل فلزی و شیلد کابلها در هر دو سر به همبندی وصل شوند.
- فاصله از شیلد: تجهیزات حساس را به دیوار شیلد یا هادی نزولی نچسبانید؛ میدان نزدیک شیلد بیشتر است.
اجرای این همبندی‌ها با تسمهٔ مسی، بست‌های ارت و اتصال‌های جوش احتراقی انجام میشود (همبندی و هم‌پتانسیل‌سازی).
طراحی نواحی حفاظت صاعقه در چند گام
- ارزیابی ریسک صاعقه و تعیین سطح حفاظت (IEC 62305-2).
- تعیین نواحی LPZ بر اساس محل تجهیزات حساس و مسیر خط‌های ورودی.
- همبندی همهٔ بخش‌های فلزی و خطها در مرز هر ناحیه.
- انتخاب ارسترهای هماهنگ برای هر مرز، روی برق و همهٔ خط‌های داده، مخابرات و دوربین.
- شیلد فضایی و مسیر کابلها.
- بازرسی و آزمون دوره‌ای همبندی، سیستم زمین و ارسترها.
نمای کلی حفاظت داخلی را در حفاظت ثانویه صاعقه و ارستر، چهار اقدام IEC 62305-4 را در ارتینگ، همبندی و EMC و اثرهای صاعقه را در انواع اثرات صاعقه آورده‌ایم. ارزیابی ریسک صاعقه، طراحی حفاظت اضافهولتاژ و انتخاب SPD و طراحی سیستم حفاظت صاعقه را انجام می‌دهیم؛ برای مشاوره، نقشهٔ ساختمان و محل تجهیزات حساس را برای کارشناسان ما بفرستید یا از صفحهٔ تماس با ما با ما تماس بگیرید.
