الحماية من الصواعق وتذبذبات التيار الكهربائي
تعتبر القدرة الكهربائية أبرز تحديات مشاريع الشبكات اللاسلكية في الدول النامية. ففي المواقع التي تتوفر فيها شبكات القدرة الكهربائية غالباً ما يكون التحكم بهذه الشبكات رديئاَ عدا عن التذبذب الشديد في التيار الكهربائي واحتمالات تعرض هذه الشبكات لضربات الصواعق. لذلك لا تقتصر أهمية الحماية من الصواعق على حماية تجهيزات الشبكة اللاسلكية وحسب بل تتعداها أيضاً لحماية جميع التجهيزات الأخرى المتصلة بها.
الصمامات الكهربائية (الفيوزات) وقواطع الدارات الكهربائية
على الرغم من أهمية الصمامات الكهربائية إلا أنها غالباً ما تهمل في الكثير من المشاريع التي تحتوي على تجهيزات كهربائية. لذلك يصعب على الأغلب إيجاد هذه الصمامات في أسواق الكثير من المناطق الريفية وحتى في بعض المناطق الحضرية. قد تحتاج إلى استيراد هذه العناصر من الخارج ولكن حاذر من إهمالها. يقوم الكثيرون بإزالة هذه الصمامات وتركيب أسلاك معدنية عوضاً عنها، وهو ما تسبب في إحدى الحالات إلى إتلاف جميع التجهيزات الإلكترونية في محطة إرسال ريفية نتيجة مرور صاعقة خلال الدارة الكهربائية دون وجود قاطع أو صمام كهربائي لحمايتها.
كيفية التأريض
لا ينبغي أن يكون التأريض بالضرورة عملاً معقداً. يهدف التأريض بشكل أساسي إلى تحقيق هدفين أساسيين: توفير دارة قصيرة لضربات الصواعق وتوفير دارة لتبديد القدرة الإضافية.
تهدف الخطوة الأولى إلى حماية التجهيزات من ضربات الصواعق المباشرة وشبه المباشرة في حين تهدف الخطوة الثانية إلى توفير مسار لتبديد القدرة الإضافية التي قد تتسبب في تجميع الكهرباء الساكنة. قد تؤدي الشحنات الساكنة إلى الإضرار بجودة الإشارة اللاسلكية خصوصاً في أجهزة الإستقبال الحساسة (كأجهزة إستقبال الأقمار الصناعية VSAT على سبيل المثال). يمكن توفير الدارة القصيرة بسهولة حيث يقوم الفني بتركيب المسار الأقصر من أعلى سطح ناقل (كقضيب الصواعق) إلى الأرض. ستسلك القدرة عندما تضرب الصاعقة هذا القضيب المسار الأقصر وبالتالي لن تمر في التجهيزات اللاسلكية. ينبغي أن تتمكن هذه الأرض من تحمل الكمون المرتفع (أي أنك ستحتاج إلى سلك ثخين كسلك نحاسي بعرض 8 gauge).
لتأريض التجهيزات قم بتركيب قضيب الصواعق فوق هذه التجهيزات على برج أو هيكل ما ثم استخدم سلكاً ناقلاً ثخيناً لتوصيل هذا القضيب بشيء مأرض بشكل جيد. تكون الأنابيب النحاسية المطمورة عادة مأرضة بشكل جيد (تبعاً لعمقها، الرطوبة المحيطة بها، الملوحة، كمية المعدن وطبيعة التربة). لا تتوفر هذه الأنابيب في الكثير من المواقع في غرب أفريقيا كما أن تجهيزات التأريض القديمة لا تفي بالغرض نظراً لضعف ناقلية التربة (نتيجة الجفاف الموسمي والتربة الإستوائية). إليك فيما يلي ثلاثة أساليب سهلة لقياس فاعلية الأرض:
أقلها دقة يتلخص في توصيل وحدة عدم انقطاع التيار الكهربائي UPS أو سلك للتغذية الكهربائية يحتويان على ضوء يشير إلى وجود التأريض بالدارة. يضيء هذا المؤشر بواسطة القدرة المارة عبر دارة التأريض. تقوم الأرض الفعالة بتمرير كميات ضئيلة من القدرة إلى الأرض. يستخدم البعض هذه الحيلة لسرقة ضوء خافت مجاني لأن هذه القدرة لا تمر عبر عداد استهلاك التيار الكهربائي.
أحضر مقبس ضوء ولمبة ذات استهلاك منخفض (30 وات) وصل أحد الأسلاك إلى سلك التأريض والآخر إلى القطب الموجب لمصدر التيار الكهربائي. ستشع اللمبة قليلاً إذا كان التأريض جيداً.
أما الطريقة الأكثر دقة فتتطلب قياس الممانعة بين التيار الموجب والأرض.
يتوجب عليك في حال كانت الأرض غير فعالة في موقع تركيب الشبكة دفن صفيحة تأريض على عمق ملائم تحت سطح الأرض (حيث تتمتع التربة بدرجة رطوبة أعلى بالإضافة إلى احتوائها على المزيد من العناصر الطبيعية والمعدنية) أو أن تحاول جعل الأرض أكثر ناقلية للتيار الكهربائي. من الأساليب الشائعة في حال وجود قليل من التربة فقط حفر حفرة قطرها متر واحد وعمقها متران ورمي قطعة معدنية ثقيلة ذات ناقلية عالية. تدعى هذه القطعة أحياناً plomb والتي تعني حرفياً الرصاص لكنها قد تتكون من أية قطعة معدنية ثقيلة يزيد وزنها عن 500 كيلوغرام (كسندان أو دولاب فولاذي). يتم بعد ذلك طمر هذه الحفرة بمزيج من الفحم والملح ومن ثم تغليفها بطبقة من التراب. تغرق المنطقة أخيراً بالماء ليقوم الفحم والملح بالتغلغل حول الحفرة وزيادة ناقلة المنطقة المحيطة بالقطعة المعدنية، وبالتالي زيادة فاعلية الأرض.
يمكن أيضاً إستخدام أسلاك توصيل التجهيزات اللاسلكية لتأريض البرج مع أن فصل التأريض عن الأسلاك يعتبر أكثر سلامة من الناحية الفنية. لتأريض السلك أزل قليلاً من الغلاف العازل البلاستيكي عند النقطة الأقرب من الأرض قبل دخول السلك إلى المبنى واربط هذه النقطة بسلك التأريض إما باستخدام اللحام المعدني أو بواسطة موصل ذو ناقلية جيدة. تأكد من حماية هذه الوصلة من تسرب الماء والرطوبة.
منظمات القدرة الكهربائية
هناك العديد من أنواع منظمات القدرة الكهربائية لكن أغلبها يعمل باعتماد التقنية الرقمية أو الإلكتروميكانيكية. تعتبر المنظمات الإلكتروميكانيكية أقل كلفة وأكثر انتشاراً. يتم تغذية هذا النوع من المنظمات بالقدرة الكهربائية بكمون قدره 220، 240 أو 110 فولت لتستخدم في تشغيل محرك يقوم على الدوام بتوفير فرق الكمون المطلوب (والذي يعادل غالباً 220 فولت). على الرغم من فاعلية هذه التقنية إلا أن هذه المنظمات لا تستطيع حماية الدارة الكهربائية من آثار الصواعق أو التذبذب الشديد للتيار الكهربائي، وغالباً ما تحترق بسرعة عند حدوث أية صاعقة. يمكن تركيب صمام كهربائي لهذه المنظمات بعد احتراقها إلا أنه يتسبب عادة بتغيير قيمة فرق الكمون الناتج.
تقوم المنظمات الرقمية في المقابل بتنظيم القدرة الكهربائية بواسطة مجموعة من المقاومات وغيرها من ا***ونات الإلكترونية. على الرغم من ارتفاع تكاليف هذه المنظمات إلا أنها أقل عرضة للإحتراق.
ننصحك قدر الإمكان باستخدام المنظمات الرقمية، فهي تستحق الكلفة الإضافية وتوفر حماية أفضل لتجهيزاتك. تأكد من تفحص جميع مكونات نظام التغذية الكهربائية (بما فيها المنظم) بعد وقوع الصاعقة في حال حدوثها.
02-06-2011, 11:05 PM
بناء محطة خارجية للشبكة اللاسلكية - الحماية من الصواعق وتذبات التيار الكهربائي 
العرض العادي
