اگر ساختمانی دارای سیستم حفاظت از صاعقه‌ باشد، نصب SPD در آن الزامیست. ولی چنانچه ساختمان فاقد سیستم حفاظت از صاعقه باشد باید ملاکی را جهت نصب و یا عدم نصب SPD داشته باشیم. در اینجا بهتر است به مبحث 13 مراجعه کنیم.

بیایید با هم نگاهی به مبحث 13 بیاندازیم:

" 3-16-1-3-13 حفاظت در برابر اضافه ولتاژ ناشی از اثرات صاعقه

تجهیزات، دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف تاسیسات برقی از جمله دستگاه‌های الکترونیکی حساس و گران‌قیمت، شبکه‌‌های کامپیوتری و سیستم‌های فن‌آوری اطلاعات (IT) که امروزه در ساختمان‌های بزرگ و یا خاص بصورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند باید در مقابل اضافه ولتاژ ناشی از اثرات صاعقه حفاظت گردند. این تجهیزات حفاظتی اصطلاحا برق‌گیر حفاظتی نامیده می‌شوند که برای محدود کردن اثرات اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه روی تاسیسات برق از جمله شبکه‌های توزیع نیرو، در تابلو ورودی برق اصلی پست برق ساختمان و یا سایر تابلوهای برق مورد استفاده قرار می‌گیرند و ...."

در ادامه مبحث 13 به صورت مختصر و ناقص به معرفی SPD پرداخته و معیاری را جهت اتخاذ تصمیم‌گیری برای نصب این تجهیز به ما نمی‌دهد! و به‌همین دلیل مجبوریم مطابق با بند 13-1-3 مبحث 13 به مقررات و استانداردهای قابل استناد در پیوست شماره 10 مراجعه کنیم. که در لیست ارایه شده در پیوست 10 به عنوان مثال می‌توانیم به استانداردهای IEC و BS و NFPA مراجعه کنیم. با توجه به اینکه موضوع SPD در حوزه‌ی حفاظت از صاعقه مطرح می‌باشد و استاندارد ملی ایران در این مورد INSO-IEC 62305 است که از استاندارد IEC اقتباس شده، مرجع این مقاله استاندارد IEC می‌باشد.

در استاندارد IEC 62305-2 به‌طور کامل به روش مدیریت ریسک در حفاظت از صاعقه پرداخته است و بر اساس آن می‌توان الزام نصب SPD را برای هر نوع ساختمان با هر نوع کاربری تعیین نمود. ولی مشکلی که در اینجا وجود دارد این است که روش ارایه شده در این استاندارد پیچیده و زمان‌بر می‌باشد، هر چند به‌وسیله نرم‌افزارهای ارایه شده برای این‌کار، می‌توان به‌راحتی در این مورد تصمیم گرفت. ولی باز هم در این مورد مشکل دیگری وجود دارد و آن‌هم اینکه نرم افزارهای قابل اعتماد در این حوزه رایگان نیستند و برای اکثر مهندسان قابل تهیه نیست.

ولی خوشبختانه استاندارد IEC 60364-4-44 راه حل ساده‌تری را جهت محاسبه مدیریت ریسک مطرح می‌کند. البته مدیریت ریسک مطرح شده در این استاندارد در مورد لزوم نصب SPD است و تاکید شده که جهت محاسبه مدیریت ریسک در حفاظت از صاعقه مطابق استاندارد IEC 62305-2 عمل شود.

استاندارد IEC 60364-4-44 پارامتری را به نام (CRL (Calculated Risk level مطرح می‌کند که لزوم استفاده از SPD جهت حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه را تعیین می‌کند.

مقدار CRL از رابطه روبرو به‌دست می‌آید:

که در این رابطه:

  • fenv: ضریب محیطی است که از طریق جدول شماره 1 به‌دست می‌آید.
fenv
محیط
85×F
روستا و حومه شهر
850×F
شهری

جدول 1 - محاسبه مقدار fenv

مقدار F برای تمامی ساختمانها برابر عدد 1 در نظر گرفته شود. ولی مقررات ملی مربوطه در هر کشوری می‌توانند برای آپارتمان‌ها مقدار آن را عددی بین 1 تا 3 در نظر بگیرند.

  • Ng: تراکم اصابت صاعقه در هر کیلومترمربع به طور سالیانه می‌باشد در مکانی که ساختمان و خط تغذیه کننده آن احداث گردیده است. مقدار Ng را می‌توان از روی نقشه‌های ایزوکرونیک به‌دست آورد که نمونه آن در تصویر شماره 1 آمده است. استاندارد IEC 62305-2 نیز بیان می‌کند در صورت عدم دسترسی به نقشه‌های ایزوکرونیک، مقدار Ng را می توان از رابطه Td×0.1 به‌دست آورد که در آن Td تعداد روزهای طوفانی محیط مورد نظر در طول سال است.

تصویر شماره 1: نقشه ایزوکرونیک

  • Lp: مقدار طول ارزیابی ریسک است که از طریق رابطه زیر به‌دست می‌آید:


که در آن:

- LPAL: طول خط هوایی فشار ضعیف بالادست (بر حسب کیلومتر)

- LPCL: طول خط زمینی فشار ضعیف بالادست (بر حسب کیلومتر)

- LPAH: طول خط هوایی فشار قوی بالادست (بر حسب کیلومتر)

- LPCH: طول خط زمینی فشار قوی بالادست (بر حسب کیلومتر)

برق یار مشاور شما در موضوع حفاظت از صاعقه

مقدار طول کل خط تغذیه (LPAL + LPCL + LPAH + LPCH) باید نهایتا تا 1 کیلومتر در نظر گرفته شود و یا محدود شود به فاصله اولین وسیله حفاظتی اضافه ولتاژ که در شبکه توزیع نصب شده است تا محل نصب کنتور. به‌هرحال هر کدام از حالت‌های ذکر شده که کوچکتر باشد در نظر گرفته می‌شود. اگر طول خط شبکه توزیع (LPAL) برای ما معلوم نباشد، باید طوری در نظر گرفته شود که مجموع طول کل مدار تغذیه نهایتا برابر 1 کیلومتر باشد.

در تصویر شماره 2، پارامترهای تاثیر گذار در محاسبه LP به نمایش گذاشته شده است:

تصویر شماره 2: نمایش پارامترهای مهم در محاسبه طول تغذیه

1: محل نصب کنتور - 2: ترانسفورماتور توزیع - 3: وسیله حفاظت در برابر اضافه ولتاژ (سرج ارستر)

اکنون با محاسبه پارامترهای بالا داریم:

  1. اگر مقدار CRL مساوی یا بزرگتر از 1000 باشد نیازی به نصب SPD جهت حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه نیست.
  2. اگر مقدار CRL کوچکتر از 1000 باشد نصب SPD جهت حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه الزامی می‌باشد.

حل مثال عملی:

ساختمان مسکونی‌ یک طبقه‌ای را در شهرستان بانه در نظر می‌گیریم، با توجه به شرایط ساختمان مذکور داریم:

- تراکم اصابت صاعقه:           NG=5

- ضریب محیطی:             fenv=850

- مقدار طول ارزیابی ریسک برابر است با: 

 0.83= 0.03 + 0.4×2 =

که در این مثال LPAL=0.4 و LPCL=0.03 و LPAH=0 و LPCH=0 می‌باشد.

- سطح ریسک قابل محاسبه:

204.82 = (0.83×5) / 850 =

مقدار CRL در این مثال عملی کمتر از 1000 می‌باشد، بنابراین نصب SPD الزامیست.


مهندسین برق باید با توجه به حساسیست امر (چه از نظر حقوقی و چه از نظر خسارت مادی) نگاه ویژه‌ای به SPD داشته و در پروژه‌های خود بررسی الزام نصب این وسیله مهم را فراموش نکنند.