كيفية حماية المنازل من الصواعق الرعدية./م/ علي عبدالقادر حكمت

 

كيفية حماية المنازل من الصواعق الرعدية.

ترددت كثيرا في طرح هذا الموضوع او الكتابة عنه لصعوبته وتعقيداته ولكن بعد ان رأيت ان بعض المهندسين او الشركات قامت بعمل نصائح لحماية الالواح الشمسية من الصواعق فمنهم من افتى بعمل التأريض البدائي (عمود حديد واسلاك للارض) والبعض الاخر اشار بعمل قواطع بين الالواح ومنظم الشحن والسلام ...
الموضوع معقد والنقاش فيه يتطلب معرفة عالية بمفاهيم الكهرباﺀ والفيزياﺀ وليس في القاطع او القضيب المعدني.
ومن اجل ذلك ارجو ان يفهم القارئ الكريم والمهتم لهذا الموضوع ان هناك ثلاثة حقائق علمية وفنية رئيسية لابد من استعيابها جيدا. وسنحاول ان نبسطها قدر الامكان بما يلي :

الحقيقة الاولى: ظاهرة الصواعق الرعدية.

عامة الناس يظن بان الضرر من الصاعقة الرعدية تتركز في نقطة اتصال الصاعقة بالارض فقط وهذا مفهوم خاطئ والسبب في ذلك هو سوﺀ فهم الظواهر الفيزيائية المصاحبة لظاهرة الصاعقة الرعدية. تنتج الصاعقة الرعدية من تراكم شحنات سالبة او موجبة محمولة في غيمة وشحنات عكسها في غيمة اخرى او بالارض. عند تراكم الشحنات على الغيمة تتولد فولتية عالية تصل الى ملايين الفولتات مكونة ضغط جوى كبير وارتفاع لدرجة الحرارة يصل الى الاف الكلفن في زمن صغير جدا وذلك عند اقترابها من غيمة اخرى او بسبب المطر تقل مقاومة الهواﺀ الجوي تتفرغ هذه الشحنات بصورة شرارة عملاقة عبارة عن تيار كهربائي يترواح من 1000 الى 200000 من الامبيرات عند نقطة الاتصال.
لكن تاثير البرق لا يتوقف هنا فالتيار الهائل يحاول ايجاد طريق له من خلال اي مواد موصلة مثل خطوط امداد الكهرباﺀ او الانابيب المعدنية حتى وان كانت مدفونة بالارض ليصل تاثيره الى محيط ميل (1.6 كم ) مسببا اضرار كبيرة للاجهزة الكهربائية واي ادوات الكترونية بالمنزل.
الصورة المرفقة تمثل اربعة طرق يمكن ان يتسبب بها البرق باضرار كبيرة بمنزلك. 1،2،3 طرق غير مباشرة وبينما تعتبر الرابعه ما يسمى بالتأثير المباشر .

الحقيقة الثانية : ظاهرة اندفاع التيار الكهربائي surge effect

تتمثل في اندفاع التيار الكهربائي بين نقطتين تختلفان في فرق الجهد الكهربائي (الفولتية) وبالنسبة للاجهزة الكهربائية المنزلية تعرف بكمية الدفق الاولي لتشغيل ذلك الجهاز ولذلك نجد الانفرترات تتميز بقدرتها على توفير ذلك الدفق ولمدة زمنية متفاوتة. وبالمقابل فان هذه الاجهزة تنتج ما يعرف بفولتية الدفق surge voltage وتكون اثارها سلبية عندما تتجاوز قوة عزل هذه الاجهزة. لذلك دعت الحاجة الى ايجاد وسائل حماية تعرف بحماية الدفق surge protection.
المسبب الرئيسي لهذه الظواهر هي المولدات (مبدأ مفاتيح اللف المغناطيسي) والانفرترات (مبدأ تفريغ الكهرباﺀ الساكنة) .
ولكن تظهر هذه الحالات بصورت متفاوتة بسبب الربط الشبكي للاجهزة الكهرباﺀ (ثلاثة انواع جلفانية ،لفية، وحثية ) حيث ان طريقة الربط تمثل عاملا رئيسيا في تاثير هذه الظاهرة السلبية.
وبالمقارنة بين ظاهرة الصواعق وظاهرة التدفق الكهربائي نجد ان الاولى تعتبر حالة خاصة من الثانية لذلك فان وسائل حماية الدفق الكهربائي تشمل حماية المنازل من الصواعق.

الحقيقة الثالثة : وسائل الوقاية الصحيحة .

مفهوم حماية الدفق الكهربائي يتمثل في حماية كل عناصر الشبكة الكهربائية (مصادر التوليد،المعدات ، الاسلاك والتوصيلات وانتهاﺀ بالاجهزة) من الاضرار والتلف. وتحقيق ذلك يشترط الاتي:
1- تقليل سعة فولتية الدفق باقل قدر لكي لا تتجاوز قوة العزل للاسلاك والاجهزة.
2- تفريغ تيار الدفق المصاحب للفولتية لتفادي حصول اي شرر كهربائي بالاسلاك او الاجهزة.

قبل ان اختم هذا المقال اود ان انوه للقارئ الكريم ان هذا المقال لا يعطيك حلول مباشرة لهذه المشكلة ، فما نسبته 20% من قضايا تامين المنازل والمنشآت التجارية للحرائق بالمانيا ناتجة بسبب سوﺀ استخدام وسائل حماية الدفق الكهربائي بشكل عام(صواعق او غيره) في عام 2013 فقط.
وعليه سنختم مقالنا هذا بذكر معايير السلامة الامريكية IEC 62305 و IEC 60364-4-44 وهي متوفرة لمن اراد ذلك. واما الاساسيات لمقاييس وسائل الحماية من الصواعق الرعدية فهي.
1- وسائل خارجية للحماية من الصواعق
2- وسائل داخلية للحماية من الصواعق
3- التأريض وادوات الربط
4- ادوات حماية الدفق SPD الملائمة

مع تمنياتي لكم باستخدام طاقة نظيفة وامنة ومستدامة.
م/ علي عبدالقادر حكمت 

المصدر:

https://www.facebook.com/alihikmet284/posts/1280729315275357

Ali Hikmet‎‏