صاعقه چیست

صاعقه چیست

lightning

صاعقه

صاعقه یکی از شگفتی های طبیعت است که بشر از سالهای دراز با آن درگیر بوده است. صاعقه حاصل از تخلیه الکترواستاتیکی بین ابرها و زمین است این ابرها که به کومولونیمبوس Cumulonimbus معروفند طی فرآیندی خاص متشکل از ذرات آب دارای بار منفی و ذرات یخ با بار مثبت می شوند. عمدتا شاهد هستیم که بار مثبت به لایه های فوقانی و بار منفی به سطح زیرین نقل مکان ودر آنجا متمرکزمی شود این خاصیت سبب تراکم بار مثبت زمین زیر سایه ابر عظیم الجثه می شود.
                                        انیمیشن تشکیل بار در ابرانیمیشن تشکیل بار در ابر
این حالت به سبب ارتفاع زمین و دوری نزدیکی سطح به ابر سبب ایجاد محیط کرونا Corona می شود.

کرونا در اصلاح یونیزاسیون هوا در نتیجه شکستن خواص عایقی هواست که به صورت هاله ای بنفش رنگ در سطح خارجی هادی دیده می شود.
                                                                             پدیده کرونا
با افزایش پتانسیل الکتریکی ابر نسبت به زمین، یک جریان جلو رونده از الکترون ها با حرکتی نردبانی از ابر به سوی زمین سرازیر می شود و کانال ارتباطی اولیه صاعقه را تشکیل می دهد. هوای اطراف این کانال طی انتقال کاملا یونیزه می باشد. طول شاخه های این نردبان گاهی به حدود ۵۰ متر نیز می رسد و بار زیادی را با خود حمل می کند که سبب افزایش شدت میدان الکتریکی جو و شکست مقاومت عایقی هوا می شود. در این حالت سرعت حرکت کانال نزدیک شونده به سطح زمین بیش از ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه (km/s) است.
                                                                        حرکت نردبانی صاعقه
در ادامه با افزایش شدت میدان الکتریکی در سطح زمین، یک جریان الکتریکی پیش رونده به سمت بالا نیز از سطح زمین بسوی ابر پیش می رود. پس از اصابت این دو نیزه انرژی به یکدیگر، کانال جریان بسته شده و ضربه ی اصلی صاعقه حادث می شود بدین ترتیب جهت خنثی سازی بارهای مخالف ابر و زمین، جریان بسیارزیادی در مدتی کوتاه در این دو کانال به هم پیوسته برقرار می شود.

صاعقه از نظر تخلیه بار دارای انواع مختلف است که رایج ترین آنها از نوع صاعقه منفی نزولی و خطرناکترین آنها نوع مثبت صعودی می باشد.

صاعقه از نظر مکان اصابت انواع مختلفی دارد که می توانند بین ابری، ابر به زمین و زمین به ابر باشند.
                                                                        صاعقه
پس از برخورد صاعقه به زمین یا ساختمان، تجهیزات الکترونیکی تا شعاعی در حدود 1 کیلومتر از محل برخورد تحت میدان الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه ایجادشده قرارمی گیرند، پس در معرض خطر قرار خواهند داشت. حفاظت مفید از این تجهیزات در مقابل ولتاژ القایی وقتی امکانپذیر خواهد بود که یک سیستم حفاظت داخلی به طور توامان با حفاظت خارجی یا همان سیستم ارتینگ صاعقه گیر نصب شده باشند.

حفاظت داخلی از صاعقه را می توان منوط به تهیه وسایلی کرد که به کمک آنها بتوان اثرات ناشی از اضافه ولتاژهای القایی صاعقه را، برروی تجهیزات الکتریکی حساس خنثی کرد.

از جمله عواملی که در اثر اصابت صاعقه در صورت فقدان یک سیستم ارتینگ مناسب می تواند به تجهیزات الکتریکی صدمه شدید وارد کرده این تجهیز را عملا از کار انداخته و نابود کند عبارتند از:

اضافه ولتاژ حاصله از تخلیه الکترو استاتیکی بین ابر و زمین و اعمال آن به شبکه

اضافه ولتاژ ناشی از قطع و وصل مدارات جریان در طی و بعد از اصابت صاعقه

اضافه ولتاژ ناشی از اصابت مستقیم صاعقه به تجهیز و یا موضع قرارگیری