چگونه با اثرات مخرب صاعقه مقابله کنیم؟

سیستم حفاظت در برابر صاعقه بر اساس استانداردهای بین‌المللی

صاعقه یکی از قدرتمندترین پدیده‌های طبیعی است که می‌تواند تنها در چند میکروثانیه موجب آتش‌سوزی، انفجار، خرابی تجهیزات حیاتی و حتی تهدید جان انسان شود. برای مقابله با چنین خطری، نصب یک میله برق‌گیر به تنهایی کافی نیست؛ بلکه نیاز به یک سیستم حفاظت در برابر صاعقه چندلایه، طراحی‌شده بر اساس استانداردهای روز دنیا وجود دارد. آخرین ویرایش استاندارد IEC 62305:2024 و همچنین NFPA 780:2023 چارچوبی دقیق برای طراحی و اجرای این سیستم ارائه می‌دهند.

1. ارزیابی ریسک و تعیین کلاس حفاظت (Risk Assessment & LPS Class)

نخستین گام، تحلیل ریسک سازه یا تأسیسات است. در این مرحله:

• سطح حفاظت موردنیاز (LPL I تا IV) مشخص می‌شود.

• کلاس سامانه حفاظت در برابر صاعقه (LPS Class I–IV) تعیین می‌گردد.

این انتخاب، پایه طراحی کل سیستم خواهد بود و مشخص می‌کند چه سطحی از حفاظت باید فراهم شود.

2. مناطق حفاظتی LPZ (Lightning Protection Zones)

بر اساس مفهوم LPZ (Lightning Protection Zones) ساختمان به نواحی مختلف تقسیم می‌شود:

• LPZ0A: ناحیه‌ای در معرض برخورد مستقیم صاعقه.

• LPZ0B: ناحیه‌ای که از برخورد مستقیم در امان است اما همچنان تحت میدان الکترومغناطیسی شدید قرار دارد.

• LPZ1، LPZ2 و بالاتر: در این لایه‌ها انرژی صاعقه کاهش می‌یابد و تجهیزات حساس مستقر می‌شوند.

3. سیستم حفاظت بیرونی (External Lightning Protection System – ELPS)

سیستم حفاظتی بیرونی شامل سه بخش اصلی است:

• Air-Termination (واحد جذب صاعقه)

• Down Conductors (هادی‌های نزولی)

• Earth Termination (الکترودهای زمین)

این اجزا جریان صاعقه را از بالاترین نقطه سازه دریافت کرده و با کوتاه‌ترین مسیر به زمین منتقل می‌کنند. انتخاب نوع LPS باید بر اساس نتایج ارزیابی ریسک انجام شود.

4. سیستم حفاظت داخلی و هم‌بندی (Internal Protection & Equipotential Bonding)

هدف در داخل ساختمان، جلوگیری از ایجاد اختلاف پتانسیل خطرناک است:

• هم‌پتانسیل‌سازی تمامی بخش‌های فلزی و سیستم‌های ورودی.

• استفاده از اسپارک‌گپ یا SPD هم‌بندی در موادی که اتصال مستقیم مجاز نیست.

• رعایت فاصله جداسازی (Separation Distance – s) برای جلوگیری از جرقه‌های ناخواسته.

5. حفاظت در برابر اضافه‌ولتاژها (Surge Protective Devices – SPD)

اضافه‌ولتاژ ناشی از صاعقه یا کلیدزنی می‌تواند از طریق برق یا خطوط داده به تجهیزات منتقل شود. راهکار، استفاده از برق‌گیر حفاظتی SPD در چند سطح است:

• SPD نوع 1: در ورودی اصلی ساختمان (برای تخلیه مستقیم جریان صاعقه).

• SPD نوع 2: در تابلوهای توزیع داخلی (برای اضافه‌ولتاژهای القایی یا کلیدزنی).

• SPD نوع 3: نزدیک تجهیزات حساس (حفاظت نهایی).

هماهنگی بین این سه سطح، کلید اصلی حفاظت است. در سیستم‌های خاص مانند خورشیدی و مخابرات نیز باید از SPD ویژه DC و دیتا استفاده شود.

6. سیستم زمین کم‌امپدانس (Low-Impedance Earthing System)

یک سیستم ارتینگ مناسب باید مسیر پایدار و کم‌امپدانس برای تخلیه جریان صاعقه ایجاد کند. روش‌های رایج عبارت‌اند از:

• شبکه حلقوی پیرامونی (Ring Conductor)

• مش داخلی (Internal Mesh)

• ارت فونداسیون (Foundation Earth Electrode)

نکته مهم، یکپارچه‌سازی ارت حفاظتی و ارت عملیاتی است تا همه سیستم‌ها در یک سطح پتانسیل قرار گیرند.

7. بازرسی و نگهداری (Inspection & Maintenance)

کارایی سیستم حفاظت تنها با بازبینی و نگهداری منظم تضمین می‌شود:

• بازرسی بصری سالیانه الزامی است.

• آزمون‌های الکتریکی هر ۲ تا ۴ سال انجام شود (بسته به کلاس LPS و شرایط محیطی).

• پس از هر اصابت صاعقه یا تغییر در سازه، سیستم باید فوراً بازبینی گردد.