مانع الصواعق

مانع الصواعق (أو عازل الصواعق ) هو جهاز يُستخدم في أنظمة نقل الطاقة الكهربائية والاتصالات لحماية العوازل والموصلات من أضرار الصواعق . يتكون مانع الصواعق عادةً من طرف للجهد العالي وطرف للتأريض. عندما تنتقل موجة صاعقة (أو موجة تحويل، وهي مشابهة جدًا) عبر خط الطاقة إلى مانع الصواعق، يتم تحويل التيار الناتج عنها عبر المانع، وفي معظم الحالات إلى الأرض .

في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية ، يُركّب مانع الصواعق عند مداخل الأسلاك إلى المباني، لحماية الأجهزة الإلكترونية داخلها وضمان سلامة الأفراد القريبين منها. أما الأنواع الأصغر من موانع الصواعق، فتُسمى موانع الصواعق ذات الجهد العالي ، وهي أجهزة تُوصل بين كل موصل في أنظمة الطاقة والاتصالات والأرض. تمنع هذه الموانع تدفق تيارات الطاقة أو الإشارة العادية إلى الأرض، لكنها توفر مسارًا لتدفق تيار الصواعق عالي الجهد، متجاوزًا المعدات المتصلة. والغرض منها هو الحد من ارتفاع الجهد عند تعرض خط اتصالات أو خط طاقة لصاعقة أو قربه من منطقة صاعقة.

في حال فشل الحماية أو غيابها، فإن الصواعق التي تضرب الشبكة الكهربائية تُولّد آلاف الكيلوفولتات التي قد تُلحق الضرر بخطوط النقل، وقد تُسبب أيضًا أضرارًا جسيمة للمحولات وغيرها من الأجهزة الكهربائية والإلكترونية. كما أن الارتفاعات المفاجئة في الجهد الكهربائي الناتجة عن الصواعق في خطوط الطاقة الواردة قد تُلحق الضرر بالأجهزة المنزلية الكهربائية أو حتى تُسبب الوفاة. ^{[ 1 ]}

تُستخدم مانعات الصواعق لحماية الأسوار الكهربائية . وهي تتكون من فجوة شرارة ، وأحيانًا ملف حث متصل على التوالي . يُستخدم هذا النوع من المعدات أيضًا لحماية أجهزة الإرسال التي تغذي مشعاعًا مثبتًا على الصاري . في هذه الأجهزة، عادةً ما يحتوي ملف الحث المتصل على التوالي على لفة واحدة فقط.

يمكن أن تشكل مانعات الصواعق جزءًا من المحولات الكهربائية الكبيرة، وقد تتفتت أثناء تمزق المحول. وتُعدّ حواجز الحريق في محولات الجهد العالي ضرورية لصد المقذوفات الناتجة عن الأسلحة الصغيرة، بالإضافة إلى المقذوفات المتطايرة من جلبات المحولات ومانعات الصواعق، وفقًا لمعيار NFPA 850 .

يُظهر الشكل هدفًا محتملاً لضربة صاعقة ، مثل هوائي تلفزيون خارجي ، مُتصلًا بالطرف المُشار إليه بالحرف A. أما الطرف E فهو مُتصل بقضيب طويل مدفون في الأرض. في الوضع الطبيعي، لا يمر تيار كهربائي بين الهوائي والأرض نظرًا للمقاومة العالية جدًا بين الطرفين B وC، وكذلك بين الطرفين C وD. مع ذلك، فإن جهد ضربة الصاعقة أعلى بكثير من الجهد اللازم لتحريك الإلكترونات عبر الفجوتين الهوائيتين. ونتيجةً لذلك، تمر الإلكترونات عبر مانعات الصواعق بدلًا من أن تصل إلى جهاز التلفزيون وتُتلفه.

قد يكون مانع الصواعق عبارة عن فجوة شرارة أو قد يحتوي على كتلة من مادة شبه موصلة مثل كربيد السيليكون أو أكسيد الزنك . "الثايريت" هو الاسم التجاري الذي استخدمته شركة جنرال إلكتريك لمركب كربيد السيليكون المستخدم في منتجاتها من موانع الصواعق والمقاومات المتغيرة. ^{[ 2 ]} بعض فجوات الشرارة مفتوحة للهواء، لكن معظم الأنواع الحديثة مملوءة بمزيج غازي دقيق، وتحتوي على كمية صغيرة من مادة مشعة لتشجيع الغاز على التأين عندما يصل الجهد عبر الفجوة إلى مستوى محدد. تستخدم تصاميم أخرى لموانع الصواعق أنبوب تفريغ متوهج (يشبه إلى حد كبير مصباح النيون) موصولًا بين الموصل المحمي والأرض، أو مفاتيح الحالة الصلبة التي يتم تنشيطها بالجهد والتي تسمى المقاومات المتغيرة أو MOVs.

تُعدّ مانعات الصواعق المستخدمة في محطات الطاقة الفرعية أجهزة كبيرة الحجم، تتكون من أنبوب خزفي يبلغ طوله عدة أقدام وقطره عدة بوصات، وعادةً ما يكون مملوءًا بأقراص من أكسيد الزنك. ويوجد منفذ أمان على جانب الجهاز لتصريف الانفجارات الداخلية العرضية دون تحطيم الأسطوانة الخزفية.

تُصنّف مانعات الصواعق حسب ذروة التيار التي يمكنها تحمّلها، وكمية الطاقة التي يمكنها امتصاصها، وجهد الانهيار اللازم لبدء التوصيل. وتُستخدم كجزء من نظام الحماية من الصواعق، بالاشتراك مع أطراف هوائية وتوصيلات أرضية.

• مانعة الصواعق
• مانع الصواعق
• مكثف تبديل الثايرستور
• قفص فاراداي

• " الأجهزة الكهربائية وكيفية عملها، الجزء 14: مانعات الصواعق " (مقال عن مانعات الصواعق وكيفية استخدامها في أنظمة توزيع الطاقة الكهربائية المبكرة، التيار المتردد والتيار المستمر)، مجلة العلوم الشعبية الشهرية، فبراير 1919، 5 صفحات غير مرقمة، تم مسحها ضوئيًا بواسطة كتب جوجل
• أداة OSHA الإلكترونية للطاقة الكهربائية: مسرد مصور: مانعات الصواعق
• قاموس شامل للمصطلحات المستخدمة مع أجهزة الاحتجاز على موقع ArresterWorks.com
• تاريخ أجهزة الاعتقال على موقع ArresterWorks.com
• رسم بياني يوضح كيفية عمل مانع الصواعق
• معهد الحماية من زيادة التيار الكهربائي التابع لـ NEMA