معلومات تقنية

ما هو التوتر اعالي الناجم عن الرعد؟

بما ان الصواعق الرعدية حوادث طبيعية تتسبب بأضرار و حرائق بشكل عام، فإنه يتم تعريفها بشكل مباشر وفق الضرر الذي تتسبب به. و لكن في التطبيقات الكهربائية هناك العديد من الأسابا التي تدعو الى اتخاذ التدابير اللازمة ضد الأضرار التي من الممكن ان تتسبب بها. ان الضربة الصاعقة التي يصل توترها الى 500 فولت تعادل 2,5 ضعف التور العادي المقبسي الذي هو بحدود 230 فولت من التيار. في هذه الحالة فإن تعرض الاجهزة الى توتر بضربة صاعقة تعادل 100 ضعف توترها المعتاد سيتسبب بتدمير بنيتها. بالإضافة الى انه قد تم التثبت من أن شدة التيار من الممكن ان ترتفع الى حدود 0.00035 امبير نتيجة تفريغ شحنة الصاعقة الرعدية التي تتسبب بإرتفاع فوري للتوتر في خطوط الطاقة، الهاتف و خطوط نقل البيانات. في هذا الموضوع فإن 200.000 أمبير يعتبر سقفاً محدداً بشكل عام حيث ان عمليات التفريغ تحدث ضمن حدود 2.000 الى 200.000 أمبير.

أ) تأثير أعمدة الصواعق الرعدية (المجلفنة)

ان سقوط ضربة الصاعقة على منظومة الصواعق الخارجية (مانع الصواعق، الفاراداي) اي على اي نقطة معدنية متواجدة على السقف (اللواقط، الصحون اللاقطة و ماشابه) فإنه يتم تحويل ارتفاع التيار الكهربائي في منظومة التأريض الى التمديدات داخل البناء و ذلك عبر منظومة التأريض الموجودة مما يؤدي الى ضخ تيارات صاعقة جزئية للأجهزة المرتبطة. في نفس االوقت فإن الصواعق الرعدية يمكن ان تضرب بشكل مباشر خطوط الطاقة (الخطوط المعلقة منخفضة التوتر) و خطوط نقل البيانات مما يتسبب بنقل القسم الاكبر من تيار الصاعقة الى الخطوط الداخلية في البناء.

ب) التاثيرات الغير مباشرة للصواعق الرعدية

ان التأثير الثاني للصاعقة الرعدية يتسبب بإرتفاع مفاجئ في التوتر في مسارين. الإقرتان المقاوم و الإقتران الحثيث.

i) الإقتران المقاوم 

الإقتران المقاوم ينتج عن ضرب صاعقة للمباني التي يوجد بينها ترابط كهربائي او مجموعة من المباني المرتبطة ببعضها. ان المبنيين الظاهرين في الصورة لديهما نظام تأريض منفرد. ان نظام التأريض للمبنى القريب من موقع ضربة الصاعقة الرعدية، يكون تحت تأثير سقف الطاقة الذي يتم تشكيله من قبل الصاعقة الرعدية (شبكة التوتر). بالمقابل فإن نظام التأريض في المبنى المجاور الذي يحتوي على توصيلات كهربائية، فإنه يكون في موضع الأرض المستهدفة. في هذه الحالة فإن التيار يمر عبر التوصيلات الكهربائية ضمن المبنى مما يشكل توتراً عالياً على الأجهزة المتصلة بالشبكة.

ii) الإقتران الحثيث 

الإقتران الحثيث يعرف بالتأثير المتحول بين تيار الصاعقة و الخطوط. في حال كان التيار الناجم عن الصاعقة الرعدية بقيم كبيرة فإنه تشكل حقلاً مغناطيسياً مما يؤدي الى تأثر خطوط التيار القريبة من الموضع أيضاً (الشكل 3). 

icerik-img-01