به گزارش کیان آنلاین، با نزدیک شدن به فصل بارشهای رعدآسا در بسیاری از استانهای کشور، بار دیگر بحث ایمنی ساختمانها، دکلهای مخابراتی و مراکز حساس در برابر تخلیههای جوی بر سر زبانها افتاده است. کارشناسان صنعت برق و مخابرات معتقدند در سالهای اخیر، همزمانی بین ناپایداری شبکه سراسری برق و افزایش شدت پدیدههای جوی، ریسک آسیب به تجهیزات الکترونیکی را بهطور محسوسی بالا برده است.
آمار صاعقه در ایران؛ خطری که دستکم گرفته میشود
بر اساس گزارشهای سازمان اورژانس کشور، در بازههای پرباران سال، بهویژه اردیبهشتماه، شمار قابل توجهی از حوادث صاعقه زدگی در مناطق کوهستانی، عشایری و حتی در داخل شهرها ثبت میشود. تنها در یک بازه ۴۰ روزه، دهها مورد مصدومیت و فوت ناشی از برخورد مستقیم یا غیرمستقیم صاعقه گزارش شده که نشان میدهد این پدیده صرفاً یک خطر طبیعی حاشیهای نیست، بلکه تهدیدی جدی برای جان انسانها و سلامت تأسیسات زیرساختی محسوب میشود.
از منظر فنی، صاعقه علاوه بر خطر جانی، امواج الکترومغناطیسی و جریانهای ضربهای شدیدی تولید میکند که میتواند از طریق خطوط برق، آنتنها و شبکههای داده به داخل ساختمانها و اتاقهای سرور نفوذ کند.
همپوشانی خطرناک با بحران قطعی و نوسان برق
مسئلهای که دامنه این خطر را در ایران گستردهتر کرده، ناپایداری شبکه توزیع برق در فصول گرم سال است. با عبور مصرف برق کشور از مرز ۵۸ هزار مگاوات در اوج تابستان، فاصله میان تولید و تقاضا بهشدت کاهش یافته و همین موضوع، هم قطعیهای برنامهریزینشده و هم نوسانهای ولتاژی مانند دوفاز شدن شبکه را به پدیدهای تکرارشونده در بسیاری از شهرها تبدیل کرده است. کارشناسان صنعت برق تأکید دارند که خطر اصلی آسیب به تجهیزات، نه در لحظه قطع برق، بلکه در لحظه اتصال مجدد و نوسان ناگهانی ولتاژ رخ میدهد؛ لحظهای که اگر با یک تخلیه جوی همزمان شود، آسیب به بردهای الکترونیکی، سرورها و تجهیزات مخابراتی میتواند بهمراتب گستردهتر باشد.
شرکت توانیر نیز با راهاندازی سامانه بیمه مشترکان، عملاً حجم بالای شکایات مربوط به سوختن لوازم برقی در پی نوسان و قطعی برق را به رسمیت شناخته و سقفی برای جبران خسارت تجهیزات در نظر گرفته است؛ رقمی که در بسیاری موارد، هزینه واقعی تعویض یک سرور یا تجهیز مخابراتی حساس را پوشش نمیدهد.
صاعقه گیر اکتیو چیست و بر چه اساسی کار میکند؟
در کنار سیستمهای حفاظتی پسیو مانند میله فرانکلین، از دهه ۱۹۸۰ میلادی و برای نخستینبار توسط سازندگان فرانسوی، فناوریای موسوم به Early Streamer Emission یا بهاختصار ESE توسعه یافت که امروزه با عنوان «صاعقه گیر اکتیو» یا «صاعقهگیر الکترونیکی» شناخته میشود.
اصل یونیزاسیون و کانال بالارونده مصنوعی
بر خلاف میله ساده که صرفاً منتظر میماند صاعقه به آن برخورد کند، صاعقهگیر اکتیو با ایجاد یک کانال یونیزه بالارونده بهصورت مصنوعی، فرآیند جذب تخلیه جوی را تسریع میکند. این یونیزاسیون محیط اطراف صاعقهگیر را تحت تأثیر قرار داده و پتانسیل الکتریکی اطراف نوک هادی را افزایش میدهد، بهگونهای که احتمال هدایت ایمن صاعقه به سمت زمین از طریق همان نقطه بالا میرود. نکته قابل توجه این است که بخش اصلی این سیستمها معمولاً از آلیاژ آلومینیوم و مواد پلیمری ساخته میشود و بدون نیاز به منبع تغذیه بیرونی و بدون قطعات شکننده کار میکند.
استاندارد NFC 17-102؛ مرجع ارزیابی عملکرد
کارایی هر صاعقه گیر اکتیو با پارامتری به نام ΔT (اختلاف زمانی) سنجیده میشود؛ زمانی که این تجهیز زودتر از یک میله ساده، در آزمایشهای فشار قوی، صاعقه را تخلیه میکند. طبق الزامات استاندارد فرانسوی NFC 17-102 که نخستین بار در سال ۱۹۹۵ تدوین و در سال ۲۰۱۱ بازنگری شد، این زمان فعالسازی (Triggering Advance) نباید از ۶۰ میکروثانیه بیشتر باشد. بر همین اساس، شعاع حفاظتی هر دستگاه بسته به ارتفاع نصب، سطح حفاظتی انتخابی و مقدار ΔT محاسبه میشود؛ برای نمونه در سطح حفاظتی کلاس یک (با پوششی حدود ۹۸ درصد) در ارتفاع نصب ۴ متری، شعاع حفاظتی میتواند به بیش از ۶۰ متر برسد. این استاندارد بهطور خاص برای ساختمانها و سازههایی با ارتفاع کمتر از ۶۰ متر کاربرد دارد و مرجع اصلی طراحی، نصب و نگهداری سیستمهای حفاظت اکتیو در پروژههای صنعتی و مخابراتی به شمار میرود.
چرا تجهیزات دیتاسنتر و سایتهای مخابراتی آسیبپذیرترند؟
تأسیساتی مانند اتاقهای سرور، دیتاسنترها، دکلهای مخابراتی و پستهای توزیع برق، به دلیل تراکم بالای تجهیزات الکترونیکی حساس و همچنین ارتباط مستقیم با شبکه سراسری برق و خطوط داده، در برابر ترکیب «صاعقه + نوسان برق» آسیبپذیری مضاعفی دارند. کارشناسان ایمنی برق توصیه میکنند در این فضاها، علاوه بر جداسازی تجهیزات حساس در زمان قطعی، از ترکیبی از محافظ ولتاژ، استابلایزر، UPS و سیستم ارتینگ استاندارد به همراه صاعقه گیر اکتیو استفاده شود؛ چراکه یک تخلیه جوی نزدیک، حتی بدون برخورد مستقیم، میتواند از طریق القای الکترومغناطیسی به بردهای الکترونیکی و رکهای سرور آسیب برساند.
تحلیل بازار: روند تقاضا و قیمت تجهیزات حفاظت جوی
بازار تجهیزات حفاظت در برابر صاعقه در ایران در چند سال اخیر روند صعودی را تجربه کرده است. از یک سو، افزایش تعداد سایتهای مخابراتی، مزارع خورشیدی، دیتاسنترها و ساختمانهای بلندمرتبه، تقاضا برای سیستمهای حفاظتی استاندارد را بالا برده؛ از سوی دیگر، بحران مکرر قطعی و نوسان برق در تابستانهای اخیر، آگاهی صاحبان صنایع و مراکز داده را نسبت به لزوم سرمایهگذاری در تجهیزات پیشگیرانه افزایش داده است. بر همین اساس، بسیاری از فعالان این حوزه گزارش میدهند استعلام و مقایسه قیمت صاعقه گیر پیش از هر پروژه ساختمانی یا صنعتی، به بخشی جدیتر از فرآیند طراحی زیرساخت تبدیل شده است، چرا که تفاوت قیمتی میان برندها و کلاسهای حفاظتی مختلف میتواند قابل توجه باشد.
چه نکاتی در انتخاب صاعقه گیر مناسب اهمیت دارد؟
کارشناسان فنی برای انتخاب یک سیستم حفاظتی مناسب، معمولاً چند معیار را مورد بررسی قرار میدهند:
- تطابق دستگاه با آخرین ویرایش استاندارد NFC 17-102 و ارائه گزارش آزمایش ΔT از آزمایشگاه معتبر
- تناسب کلاس حفاظتی و شعاع پوشش با نوع کاربری ساختمان یا سایت (مسکونی، صنعتی، مخابراتی)
- کیفیت اجرای سیستم ارتینگ و هادیهای تخلیه، که بدون آنها حتی بهترین صاعقهگیر اکتیو کارایی کامل نخواهد داشت
- خدمات پس از فروش، گارانتی و امکان بازرسی دورهای
با توجه به تخصصی بودن این حوزه، بسیاری از پروژههای صنعتی و مخابراتی ترجیح میدهند مشاوره فنی و انتخاب صاعقه گیر الکترونیکی را به شرکتهایی بسپارند که علاوه بر تأمین تجهیز، طراحی و محاسبه شعاع حفاظتی را نیز بر اساس استاندارد انجام میدهند، تا ریسک خطای انسانی در محاسبات کاهش یابد.
نقشه ریسک؛ کدام مناطق و صنایع بیشتر در معرض خطرند؟
بررسیهای هواشناسی نشان میدهد استانهای غربی و شمالغربی کشور به دلیل توپوگرافی کوهستانی و عبور جبهههای هوایی، تراکم بالاتری از رعد و برق را در فصول بارانی تجربه میکنند. همین موضوع باعث شده در پروژههای مخابراتی و انرژی در این مناطق، محاسبه دقیق سطح حفاظتی و شعاع پوشش صاعقه گیر، اهمیتی فراتر از یک بند قراردادی پیدا کند. در کنار عامل جغرافیایی، نوع کاربری سازه نیز در تعیین سطح ریسک نقش دارد؛ نیروگاههای خورشیدی با سطح گسترده پنلها، دکلهای مخابراتی با ارتفاع بلند، و دیتاسنترهایی که در آنها حتی چند دقیقه قطعی یا نوسان میتواند به از دست رفتن داده منجر شود، در دسته پرریسک ترین کاربریها قرار میگیرند.
از منظر صنعتی نیز، کارخانههایی که خطوط تولید آنها به کنترلرهای برنامهپذیر (PLC) و شبکههای صنعتی حساس متصل است، آسیبپذیری بیشتری در برابر ترکیب صاعقه و نوسان ولتاژ دارند؛ چراکه هرگونه اختلال در این تجهیزات میتواند علاوه بر هزینه تعمیر، توقف خط تولید و خسارت غیرمستقیم را نیز به دنبال داشته باشد. به همین دلیل، در بسیاری از استانداردهای ایمنی صنعتی، ارزیابی ریسک صاعقه بهعنوان یکی از مراحل الزامی پیش از بهرهبرداری از خطوط تولید حساس در نظر گرفته میشود.
نگهداری و بازرسی دورهای؛ حلقه گمشده در بسیاری از پروژهها
یکی از نکاتی که کارشناسان بارها بر آن تأکید کردهاند، این است که نصب یک سیستم حفاظتی استاندارد، پایان کار محسوب نمیشود. سیستم ارتینگ، هادیهای تخلیه و اتصالات مکانیکی صاعقه گیر باید در بازههای زمانی مشخص، معمولاً سالانه و پیش از فصل بارش، از نظر خوردگی، شلشدگی اتصالات و مقاومت زمین بازرسی شوند. مقاومت الکتریکی سیستم ارتینگ بهمرور زمان و بر اثر تغییرات رطوبت خاک میتواند افزایش یابد و اگر این مقدار از حد استاندارد فراتر رود، حتی پیشرفتهترین صاعقه گیر اکتیو هم نمیتواند عملکرد طراحیشده خود را بهطور کامل ارائه دهد. به همین دلیل، بسیاری از پیمانکاران متخصص، ارائه سرویس بازرسی دورهای و اندازهگیری مقاومت زمین را بخشی جداییناپذیر از قرارداد نصب و راهاندازی این سیستمها قرار میدهند.
جمعبندی
همزمانی بحران انرژی و افزایش شدت پدیدههای جوی، معادله ایمنی تأسیسات حساس در ایران را پیچیدهتر کرده است. در چنین شرایطی، صاعقه گیرهای اکتیو بهعنوان یک لایه پیشگیرانه، در کنار تجهیزات کنترل نوسان برق، نقش مکملی در کاهش ریسک آسیب به جان افراد و تجهیزات ایفا میکنند؛ هرچند کارایی نهایی هر سیستم، در گرو طراحی صحیح، انطباق با استانداردهای معتبر و اجرای دقیق آن باقی میماند.
