در دنیای متصل امروز، دکلهای مخابراتی شاهرگهای حیاتی ارتباطات ما هستند. این سازههای بلند فلزی که در بلندترین نقاط شهرها و کوهستانها قد برافراشتهاند، به طور ذاتی یک هدف ایدهآل و بسیار جذاب برای صاعقه محسوب میشوند. برخورد یک صاعقه به یک دکل مخابراتی تنها به معنای آسیب فیزیکی به سازه نیست؛ بلکه میتواند منجر به قطع کامل ارتباطات، از کار افتادن سرویسهای حیاتی و آسیب دیدن تجهیزات الکترونیکی بسیار گرانقیمتی شود که در پای آن دکل نصب شدهاند.
حفاظت از این تاسیسات، یک چالش مهندسی چندوجهی است و راه حل آن فراتر از نصب یک صاعقه گیر مخابراتی ساده است. در واقع، این عبارت به یک سیستم حفاظت یکپارچه اشاره دارد که شامل حفاظت خارجی، داخلی و یک سیستم زمین بسیار دقیق است. در این راهنمای تخصصی از نوآوران برق پارسیان، به تشریح لایههای مختلف حفاظتی لازم برای ایمنسازی کامل یک سایت مخابراتی در برابر صاعقه میپردازیم.
تهدید دوگانه: چرا دکلهای مخابراتی اینقدر آسیبپذیرند؟
یک سایت مخابراتی با دو نوع تهدید اصلی از جانب صاعقه روبرو است:
برخورد مستقیم (Direct Strike): این واضحترین خطر است. به دلیل ارتفاع و ساختار فلزی، دکل به یک پایانه هوایی طبیعی تبدیل شده و صاعقهها را به سمت خود جذب میکند. این برخورد میتواند به آنتنها، کابلها و خود سازه دکل آسیب فیزیکی وارد کند.
ولتاژهای القایی و گذرا (Induced Surges): این تهدید، پنهان اما به مراتب مخربتر است. حتی اگر صاعقه به چند صد متر دورتر از دکل برخورد کند، میدان الکترومغناطیسی قدرتمند آن (LEMP) میتواند ولتاژهای گذرا و بسیار بالایی را روی تمام کابلهای فلزی متصل به دکل (کابلهای کواکسیال، کابلهای برق) القا کند. این موجهای ولتاژ به سمت پناهگاه تجهیزات (Shelter) حرکت کرده و میتوانند تمام دستگاههای حساس مانند فرستندهها، گیرندهها و منابع تغذیه را در یک لحظه از بین ببرند.
بنابراین، یک سیستم حفاظت کامل باید برای مقابله با هر دوی این تهدیدها طراحی شود.
لایه اول: حفاظت خارجی و سیستم زمین (Grounding)
این لایه وظیفه مدیریت برخورد مستقیم صاعقه را بر عهده دارد.
- پایانه هوایی: خود سازه فلزی دکل به عنوان یک پایانه هوایی عمل میکند. با این حال، برای حفاظت از آنتنها و تجهیزات نصب شده در بالاترین نقطه، معمولا یک میله صاعقهگیر ساده (پسیو/فرانکلینی) در نوک دکل و بالاتر از تمام تجهیزات دیگر نصب میشود تا نقطه برخورد را کاملا کنترل کند.
- هادی نزولی: بدنه فلزی خود دکل، بهترین و مستقیمترین مسیر برای هدایت جریان صاعقه به سمت زمین است و به عنوان هادی نزولی عمل میکند.
- سیستم زمین (Earthing System): این بخش برای یک سایت مخابراتی حیاتیترین جزء است. سیستم زمین یک دکل باید دارای مقاومت بسیار پایینی باشد (اغلب زیر 5 اهم و در برخی استانداردهای سختگیرانه، حتی زیر 1 اهم). برای دستیابی به این مقاومت پایین، معمولا یک سیستم زمین پیچیده به نام رینگ زمین (Ring Earth Electrode) در اطراف فونداسیون دکل اجرا میشود. این رینگ از طریق چندین الکترود عمیق و اتصالات متعدد به پایههای دکل متصل میگردد تا یک مسیر کاملا موثر برای پراکنده کردن جریان عظیم صاعقه در خاک فراهم آورد.
لایه دوم: حفاظت داخلی با برقگیر (Surge Protection)
این لایه وظیفه محافظت از تجهیزات حساس در برابر موجهای ولتاژ گذرا را دارد. بدون این لایه، حفاظت خارجی تقریبا بیفایده است. برقگیرها باید در نقاط کلیدی و در ورودی شلتر تجهیزات نصب شوند:
- برقگیرهای خطوط برق (AC/DC Power Lines): اولین و مهمترین، نصب برقگیرهای کلاس I و II بر روی خطوط برق AC ورودی به سایت است. همچنین، پس از یکسوسازها (Rectifiers)، باید از برقگیرهای مخصوص خطوط DC برای حفاظت از تجهیزات تغذیه شونده با برق مستقیم استفاده کرد.
- برقگیرهای خطوط RF و کواکسیال: کابلهای کواکسیالی که از آنتنها به سمت تجهیزات میآیند، یک مسیر مستقیم برای ورود ولتاژهای القایی هستند. استفاده از برقگیرهای کواکسیال که به صورت سری در مسیر کابل و قبل از ورود به دستگاه نصب میشوند، برای حفاظت از فرستنده و گیرندهها کاملا ضروری است. این برقگیرها بدون تاثیر بر روی سیگنال اصلی، ولتاژ اضافی را به زمین منحرف میکنند.
- برقگیرهای خطوط دیتا و تلفن: هرگونه خط دیتا یا تلفن که وارد سایت میشود نیز باید به برقگیر مخصوص خود مجهز باشد.
لایه سوم: همبندی یکپارچه (Equipotential Bonding)
اصل طلایی در حفاظت از یک سایت مخابراتی، ایجاد یک سطح همپتانسیل است. این به آن معناست که در لحظه وقوع صاعقه، هیچ اختلاف ولتاژ خطرناکی بین اجزای مختلف سایت به وجود نیاید. برای این کار، تمام بخشهای فلزی باید به صورت الکتریکی به یکدیگر و به سیستم زمین متصل شوند. این شامل موارد زیر است:
- بدنه دکل
- سینی کابلها
- بدنه فلزی شلتر و رکهای تجهیزات
- لولههای فلزی
- نقطه زمین تمام برقگیرها
این اتصالات معمولا از طریق یک شینه مسی مرکزی به نام شینه اصلی زمین (Main Earthing Bar) در داخل شلتر انجام میشود. این کار تضمین میکند که در لحظه تخلیه جریان، کل سایت با هم بالا و پایین میرود و از ایجاد جرقههای داخلی بین تجهیزات جلوگیری میشود.
سخن پایانی
همانطور که مشاهده شد، صاعقه گیر مخابراتی یک محصول واحد نیست، بلکه یک فلسفه حفاظتی چندلایه و یکپارچه است. این سیستم ترکیبی هوشمندانه از حفاظت فیزیکی خارجی، سیستم زمین بسیار دقیق و حفاظت الکترونیکی داخلی است. هرگونه ضعف یا نقص در هر یک از این لایهها، کل سیستم را آسیبپذیر میکند. حفاظت از زیرساختهای حیاتی مخابراتی نیازمند دانش عمیق از استانداردها و تجربه اجرایی بالاست.
تیم مهندسی نوآوران برق پارسیان با تخصص در طراحی و اجرای سیستمهای حفاظت کامل برای سایتهای حساس مخابراتی و صنعتی، آماده است تا با ارائه راهکارهای مهندسیشده، پایداری و امنیت شبکه ارتباطی شما را در برابر قدرتمندترین تهدیدات طبیعی تضمین نماید.
بدون دیدگاه