مسیر نفوذ و ابزارهای حفاظتی صاعقه القایی در ساختمان های هوشمند

May 20, 2022

ساختمان های هوشمند دارای درجه بالایی از یکپارچگی اطلاعات هستند و تراشه های تجهیزات الکترونیکی مختلف تحمل کمی دارند و به راحتی توسط صاعقه القایی آسیب می بینند.اکنون بازرسی و پذیرش صاعقه در بازرسی صاعقه مستقیم با دقت و سختگیری بیشتری صورت می گیرد اما به بازرسی و پذیرش صاعقه القایی نسبتاً کمتر توجه می شود.

هنگامی که صاعقه در یک ساختمان هوشمند رخ می دهد، ممکن است باعث از دست رفتن تجهیزات بیشتر شود.این مقاله به معرفی روش‌های نفوذ و اقدامات دفاعی صاعقه القایی ساختمان می‌پردازد تا بتواند به همه کمک کند.
1. مسیر نفوذ رعد و برق القایی ساختمان هوشمند.

رعد و برق القایی معمولاً توسط القای الکترواستاتیک یا القای الکترومغناطیسی ایجاد می شود و تهدیدی جدی برای تجهیزات الکترونیکی ولتاژ پایین در ساختمان ها است.در اینجا چند راه برای احساس نفوذ مین به ساختمان ها وجود دارد.

① نفوذ خطوط منبع تغذیه.
معمولاً نیروی سیستم اطلاعات الکترونیکی در ساختمان معمولاً از طریق سیم برق به اتاق منتقل می شود و خط برق به راحتی در اثر صاعقه مستقیم و صاعقه القایی مورد اصابت قرار می گیرد.هنگامی که خط برق فشار قوی مورد اصابت صاعقه قرار می گیرد، از طریق ترانسفورماتور به ولتاژ پایین 220 ولت متصل می شود و به تجهیزات منبع تغذیه سیستم اطلاعات الکترونیکی ساختمان حمله می کند.در عین حال، خط ولتاژ پایین اغلب تحت تأثیر رعد و برق مستقیم یا اضافه ولتاژ صاعقه القایی قرار می گیرد که منجر به اضافه ولتاژ صاعقه قوی و آسیب به ساختمان می شود.سیستم اطلاعات الکترونیکی

②خط ارتباط مورد تهاجم قرار گرفته است.
نفوذ خط ارتباطی سیستم اطلاعات الکترونیکی در ساختمان به طور کلی می تواند شامل سه حالت باشد.اول از همه، اگر برجستگی هایی روی زمین در اطراف ساختمان وجود داشته باشد، هنگام برخورد صاعقه، ولتاژ صاعقه قوی به لایه خاک مجاور نفوذ می کند و جریان صاعقه مستقیماً وارد سطح کابل می شود و سپس به پوسته بیرونی نفوذ می کند. ، باعث هجوم ولتاژ بالا به خط ارتباطی می شود.دوم، اگر یک کابل چند هسته‌ای به موازات سیم‌ها یا کابل‌های منابع مختلف اجرا شود، اگر سیم‌ها با رعد و برق برخورد کنند، ولتاژ صاعقه از سیم‌های مجاور اغلب احساس می‌شود که می‌تواند به قطعات الکترونیکی ولتاژ پایین ساختمان آسیب برساند.ثالثاً، در فرآیند تخلیه به زمین، ابرهای رعد و برق اغلب هزاران ولت اضافه ولتاژ را روی خط احساس می‌کنند که باعث می‌شود تجهیزات الکترونیکی متصل به خط در اثر برخورد صاعقه آسیب ببینند و از طریق اتصال تجهیزات، خطوط ارتباطی ارزش نفوذ پیدا کنند.این روش نفوذ در امتداد خط ارتباطی توزیع می شود و دامنه نفوذ گسترده و آسیب زیادی دارد.

③ ولتاژ ضد حمله پتانسیل زمین توسط بدنه زمین مورد هجوم قرار می گیرد.
هنگامی که آب و هوای رعد و برق رخ می دهد، جریان صاعقه قوی از طریق بدنه اتصال زمین و سیم های سربی به توزیع پتانسیل رادیواکتیو در نزدیکی منطقه اتصال زمین نشت می کند.اگر سایر اجسام زمین متصل به تجهیزات الکترونیکی در نزدیکی پیدا شوند، یک ضدحمله با ولتاژ بالا بالقوه زمین تشکیل می شود و ولتاژ نفوذ می تواند به ده ها هزار ولت برسد.دستگاه حفاظت از صاعقه ساختمان با وارد کردن جریان صاعقه قوی به زمین، یک تغییر میدان مغناطیسی قوی در اطراف آن ایجاد می کند و معمولاً باعث ایجاد اضافه ولتاژ صاعقه بر روی سیم های مجاور (خط سیگنال و خط برق) می شود.در این زمان، دستگاه حفاظت از صاعقه ساختمان نه تنها می تواند از سیستم اطلاعات الکترونیک محافظت کند، بلکه احتمالاً جریان صاعقه را نیز وارد می کند.بنابراین، مقاومت ولتاژ تراشه سیم یکپارچه سیستم اطلاعات الکترونیکی ضعیف است، به طور کلی از 100 ولت تجاوز نمی کند و برای جلوگیری از نفوذ صاعقه القایی ساختمان باید یک سیستم حفاظت صاعقه جامع چند سطحی ایجاد شود.
2. اقدامات حفاظتی

① سپر.

محافظ به اقدامی برای کاهش یا جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی یا انرژی اضافه ولتاژ از ورود به ساختمان با کمک سپرهای فلزی مختلف اشاره دارد.

برای سیستم جریان ضعیف ساختمان ها، به طور کلی می توان آن را به محافظ ساختمان، محافظ تجهیزات و محافظ کابل های مختلف تقسیم کرد.سپر ساختمان به طور کلی می تواند با عملکرد و اهمیت تجهیزات الکترونیکی اطلاعات و تجهیزات اطلاعاتی ترکیب شود، سرمایه گذاری اقتصادی آن را خلاصه و تجزیه و تحلیل کند و روش های محافظ مناسب را در پیش گیرد.

به طور کلی میله‌های فولادی ساختمان، در و پنجره‌های فلزی، اسکلت‌های فلزی، کف‌ها و غیره را می‌توان به طور موثر جوش داد تا قفس فارادی را تشکیل دهد و در عین حال، شبکه زمین را می‌توان به طور موثر متصل کرد تا یک شبکه محافظ تشکیل دهد.در عین حال، اتاق کامپیوتر در ساختمان نیز باید با آنتی استاتیک درمان شود.دیوارها می توانند از پانل های پلاستیکی آلومینیومی ضد الکتریسیته ساکن ساخته شوند که به سیستم مشترک اتاق کامپیوتر متصل می شوند تا یک قفس فارادی را تشکیل دهند که می تواند به طور موثر از میدان الکترومغناطیسی خارجی محافظت کند.

مانند اکثر ساختمان های مدرن، بسیاری از آنها دارای سازه های بتنی مسلح یا اسکلت تمام فلزی هستند.برای محافظت از تجهیزات در ساختمان ها، به طور کلی باید به طور جداگانه در ترکیب با ماهیت استفاده از تجهیزات الکترونیکی و محیط الکترومغناطیسی در هنگام برخورد صاعقه، محافظت شود.

تجهیزات اطلاعات الکترونیکی باید به طور موثر به سیستم زمین متصل شوند.برای مین‌فریم‌ها و تجهیزات الکترونیکی، شاسی باید قبل از برخورد صاعقه پوشیده شود تا از اثربخشی محافظ اطمینان حاصل شود.برای محافظ کابل، مانند کابل های مختلف برق، لوله های فلزی و خطوط ارتباطی در ساختمان ها، ورود مدفون مورد نیاز است.

فاصله افقی مدفون معمولا بیش از 15 متر است و کابل های مختلف باید محافظ شوند.شیلنگ های فلزی، مجراهای سفت و سخت، پل های پایه، مش های نساجی سیمی و غیره می توانند به عنوان کابل های محافظ استفاده شوند.به طور کلی، بیشتر صاعقه های القایی به دلیل ولتاژ بالای القایی ایجاد شده توسط خط انتقال در میدان مغناطیسی متناوب رخ می دهد که باعث تخریب سیستم اطلاعات الکترونیکی در ساختمان می شود.

بنابراین، محافظت از خط انتقال وسیله ای معقول برای جلوگیری یا کاهش آسیب های ناشی از برخورد صاعقه است.
② پیوند برابر پتانسیل.

پیوند همسان پتانسیل بخش کلیدی حفاظت در برابر صاعقه القایی ساختمان است، عمدتاً برای کاهش بسیار زیاد اختلاف پتانسیل تولید شده توسط جریان صاعقه، کنترل میدان الکترومغناطیسی صاعقه در ساختمان، کاهش آسیب ناشی از اضافه ولتاژ صاعقه و اطمینان از اینکه تجهیزات اطلاعات الکترونیکی در ساختمان می تواند عملکرد عادی خود را حفظ کند..

اتصال هم پتانسیل ساختمان عمدتاً برای اتصال سیم یا محافظ برق است.دستگاه‌های حفاظت در برابر صاعقه ساختمان به طور موثر به قاب‌های فلزی، دستگاه‌های فلزی و سیم‌های خارجی متصل می‌شوند تا اتصال هم‌پتانسیل را برای دستیابی به یکسان سازی ولتاژ و اتصال پتانسیل برابر برای جلوگیری از آتش‌سوزی ساختمان یا سایر حوادث ایمنی ایجاد کنند.

③ سیم کشی یکپارچه.

هنگام نصب تجهیزات الکترونیکی اطلاعات در یک ساختمان، به طور کلی سعی کنید از محل میدان مغناطیسی قوی خودداری کنید تا در یک محیط میدان مغناطیسی قوی به تجهیزات الکترونیکی آسیب نرسد.

برای دفاع از مین های القایی باید سیم کشی عمومی انجام شود.از آنجایی که ستون بتن مسلح و کل شبکه محافظ ساختمان بر روی دیوار بیرونی قرار دارد، جریان صاعقه عموماً از طریق میلگردهای فولادی منطقه ای به دستگاه زمین می گذرد، بنابراین چگالی جریان در ناحیه دیوار بیرونی زیاد است و میدان الکترومغناطیسی نیز وجود دارد. قویبنابراین، سطح مدار تشکیل شده توسط خطوط برق و خطوط سیگنال تجهیزات الکترونیکی ساختمان باید تا حد امکان کوچک باشد و نتواند موازی با سیستم حفاظت از صاعقه دیوار باشد تا از تولید پتانسیل ناشی از مدار بزرگ و آسیب به تجهیزات الکترونیکی جلوگیری شود. .

علاوه بر این فیدرهای برق مختلف که وارد ساختمان می شوند باید با لوله های فلزی یا کابل های دو محافظ محافظت شوند.

④دستگاه حفاظت در برابر صاعقه را نصب کنید.

صاعقه گیرهای مربوطه باید بر روی خطوط برق و خطوط سیگنال ورودی و خروجی از ساختمان نصب شود تا انرژی موجی که در طول خط به ساختمان هجوم می آورد تخلیه شود.

سیستم منبع تغذیه می تواند حفاظت صاعقه سه سطحی را اتخاذ کند، یک محافظ برق سطح اول را در کابینت توزیع برق اصلی نصب کند، و یک دستگاه حفاظت صاعقه منبع تغذیه سطح دوم را در کابینت توزیع برق طبقه نصب کند.

سیستم سیگنال می تواند سایر دستگاه های حفاظت از صاعقه سیگنال مانند دستگاه حفاظت در برابر صاعقه شبکه و دستگاه حفاظت صاعقه تلفن را برای خطوط سیگنال شبکه و خطوط تلفن نصب کند.
3. نتیجه گیری
در مقایسه با تصادفی بودن صاعقه های مستقیم، فراوانی صاعقه های القایی بیشتر است و احتمال آسیب رساندن به تجهیزات نیز بیشتر است، بنابراین حفاظت در برابر صاعقه باید برای ساختمان های هوشمند انجام شود.تقویت قابلیت حفاظت در برابر صاعقه ساختمان ها با استفاده از حفاظ، اتصال همسان پتانسیل و نصب وسایل حفاظت در برابر صاعقه.