انواع صاعقه گیر‌های اکتیو

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: صاعقه گیر‌های فعال یا اکتیو جهت دریافت و هدایت جریان صاعقه به سیستم زمین فضای اطراف خود را از روش‌های مختلف یونیزه می‌کنند؛ به همین علت این دسته از صاعقه گیر‌ها را، صاعقه گیر‌های یونیزه کننده هوا (Early streamer Emission Air Terminal) می‌نامند.

از نقطه نظرات مختلفی می‌توان صاعقه گیر‌های اکتیو را طبقه بندی نمود، که در زیر به دو دسته طبقه بندی که دارای اهمیت بیشتری هستند، می‌پردازیم.

الف- دسته بندی بر اساس نیاز یا عدم نیاز به منبع خارجی برای انجام عملیات یونیزاسیون: اولین سری از صاعقه گیر‌های اکتیو، صاعقه گیر‌هایی بودند که برای یونیزه کردن هوای اطراف خود، نیاز به مبنع انرژی خارجی داشتند، که امروزه بطور کامل منسوخ شده اند.

ب- دسته بندی صاعقه گیر‌های اکتیو خود کفا بر اساس روش یونیزاسیون هوا: صاعقه گیر‌های اکتیو خود کفا بر اساس روشی که برای یونیزه کردن هوا دارند، به دسته‌های مختلفی طبقه بندی می‌شوند.

۱- صاعقه گیر‌های اتمی

این دسته از صاعقه گیر‌ها جهت انجام عملیات یونیزاسیون وابسته به تشعشعات اتم سزیم بودند که در داخل آن قرار داشت. این صاعقه گیر امروز بنا به دلایل زیر دیگر تولید نمی‌شوند:

• وجود اثرات زیست محیطی شدید به علت تشعشعات یک عنصر اتمی
• عدم وابستگی عملیات یونیزاسیون صاعقه گیر با اتصال سیستم صاعقه گیر با الکترود زمین به نحویکه اگر اتصال سیستم صاعقه گیر با الکترود زمین قطع هم می‌شد، شدت عملیات یونیزاسیون نه تنها متوقف نمی‌شد، بلکه کاهش نیز نمی‌یافت؛ بنابراین فضای اطراف را بدون وجود اتصال به سیستم زمین یونیزه می‌کرد و ضمن دعوت صاعقه به سمت سایت، محلی برای تخلیه آن فراهم نبود.
• وابستگی صاعقه گیر‌های اتمی با نیمه عمر عنصر اتمی که در آن به کار رفته بود.

۲- صاعقه گیر‌های خورشیدی و صاعقه گیر‌های بادی

این دسته از صاعقه گیر‌ها نیز برای یونیزه کردن هوا نیاز به انرژی خورشید یا وزش باد داشتند.
بدیهی است نقطه ضعف این صاعقه گیر‌ها همین وابستگی به شرایط طبیعی است که ممکن است در لحظه وقوع صاعقه فراهم نباشد، بطور مثال باد نوزد.
اینک به توضیح عملکرد هر یک از این صاعقه گیر‌ها بصورت مجزا می‌پردازیم.

الف) صاعقه گیر‌های بادی یا پیزو الکتریک

این نوع صاعقه گیر از یک محفظه خالی با مسیر ورود و خروج دوکی شکل آیرو دینامیک ساخته شده که ورود و خروج هوا از آن طی یک سیکل و مسیر مشخص صورت می‌پذیرد و سبب ارتعاش یک الکترود عمودی می‌شود.
الکترود موصوف به یک سلول پیزوالکتریک متصل است. نوسانات الکترود سبب ایجاد الکتریسته ساکن در سلول می‌شود و این انرژی ذخیره شده بین الکترود و جداره خارجی صاعقه گیر تخلیه شده و سبب یونیزاسیون هوای اطراف خواهد شد. تکنیک فوق، خود کفا، اما بسیار حساس و آسیب پذیر است. چراکه ورود یک جسم خارجی و عدم خروج آن به سبب مسیر دوکی شکل ممکن است باعث انسداد مسیر و از کار افتادن دستگاه شود.
ضمن اینکه وزش هر نوع باد (که لزوماً صاعقه‌ای به دنبال ندارد) باعث شارژ شدن بی مورد دستگاه و کاهش طول عمر سلول پیزوالکتریک و عملکرد ارتعاشی آن می‌شود.

ب) صاعقه گیر‌های خورشیدی

این نوع صاعقه گیر مجهز به باتری و تعدادی سلول خورشیدی دریافت کننده انرژی است که در تابش نور آفتاب سبب شارژ شدن باتری و ذخیره الکتریسیته ساکن در آنهاست. این انرژی بایستی در لحظه مناسب باعث تخلیه و یونیزاسیون هوا شود. صرف نظر از مکانیسم عمل آن، این نوع صاعقه گیر‌ها هم بعلت وابستگی شدید به باتری فتوسل (طول عمر باتری و زمان محدود ذخیره انرژی) عملاً مکانیسم مناسبی برای تضمین ایمنی نیست چراکه هیچ اطمینانی وجود ندارد که هوای ابری و غیر آفتابی کمتر از ساعات شارژ ماندن باتری طول خواهد کشید و اگر بیشتر باشد، قطعاً از صاعقه گیر فوق کاری ساخته نیست.

۳- صاعقه گیر‌های پالسی - خازنی

این دسته از صاعقه گیر‌های الکترونیکی برای یونیزاسیون هوا دارای عناصر پسیوی می‌باشند که تلفیق این امکانات و شرایط طبیعی محیط در زمان وقوع صاعقه، عملیات یونیزاسیون هـوا را به بهتـرین نحتو فراهـم می‌کند.
این صاعقه گیر‌ها نیز با توجه به امکاناتی که برای یونیزاسیون هوا دارند به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، مثل صاعقه گیر‌های خازنی و ...