رعدو برق و صاعقه در اثر تخلیه در ابرها ایجاد می‌شود . اگر این تخلیه بین دو ابر باشد آذرخش یا رعد و برق و اگر بین ابر و زمین باشد صاعقه نامیده می‌شود . ابرها هنگام حرکت دارای بارهای الکتریکی مثبت و منفی می‌شوند و به دنبال مکانی می گردند که بار الکتریکی خود را تخلیه کنند در مسیر به ساختمان های بلند و یا درختان بلند و یا جاهای نوک تیز که تجمع بار الکتریکی بیشتر است می رسند و تخلیه بار را انجام می‌دهند تا به زمین برسند .
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: سالانه در تمام دنیا بودجه زیادی صرف پژوهش بر روی صاعقه و مسائل پیرامون آن می شود پس شایسته است در مورد آن بیشتر بدانیم تا بتوانیم از انرژی حاصل از آن استفاه بیشتری کنیم. رعد و برق چگونه به وجود می آید؟ چگونه از آن در امان باشیم؟ گوی های آذرخش چیست؟ برق گیر چگونه عمل می کند؟ ذخیره انرژی حاصل از آن؟ در اینجا قصد داریم تا در این باره صحبت کنیم.

رعد و برق قادر است صدماتی جدی وارد آورد، می‎تواند به راحتی انسان و یا حیوان را از پای درآورد، زیرا از جریان الكتریكی بسیار بالایی برخوردار است كه مدت آن كم بوده ولی قدرت آن زیاد است.
براساس مطالعات و بررسی‎های به عمل آمده توسط متخصصین امر تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنیا بین ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بار می‎باشد. به عبارت دیگر حدود ۶۰۰۰ جرقه الكتریكی در هر دقیقه در دنیا زده می‎شود. شدت جریان الكتریكی در رعد و برق ممكن است بین ۱۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ آمپر باشد (درحالی كه حداكثر شدت جریان قابل تحمل معمولاً ازچند صد آمپر تجاوز نمی‎كند).
تخلیه بار الكتریكی که از یك ابر به ابر دیگر و یا به زمین بوجود می ‎آید، می‎تواند قلب انسان را از كار بیاندازد، شش‎ها را پاره كند و یا سبب سوختگی‎های جدی در بدن شود. هوایی كه نور برق از میان آن می‎گذرد به شدت گرم می‎شود. جریان الكتریكی شدید میزان حرارت هوا را در كانالی كه برق از آن عبور می‎كند برای مدت یك میلی‌ثانیه از ۳۰۰۰۰ درجه سانتیگراد بالاتر می‎برد.

رعد و برق چرا به صورت خط راست نیست ؟


رعد و صاعقه در اثر تخلیه در ابرها ایجاد می‌شود . اگر این تخلیه بین دو ابر باشد آذرخش یا برق و اگر بین زمین باشد صاعقه نامیده می‌شود . ابرها هنگام حرکت دارای بارهای الکتریکی مثبت و منفی می‌شوند و به دنبال مکانی می گردند که بار الکتریکی خود را تخلیه کنند در مسیر به ساختمان های بلند و یا درختان بلند و یا جاهای نوک تیز که تجمع بار الکتریکی بیشتر است می رسند و تخلیه بار را انجام می‌دهند تا به زمین برسند .
از آنجا که ابرهای باردار در مسیر یکسان محل تخلیه بار را پیدا نمی‌کنند بنابراین تا وقتی که همه بار الکتریکی خود را از دست نداده اند کاملا به زمین نمی رسند و بالا می روند . بنابراین به صورت شاخه ای دیده می‌شوند .از طرفی هنگامی که ابرها بالا هستند . در اثر برخورد و تابش های فرابنفش (تغییرات حوی) باردار می‌شوند و مقاومت هوا را که عایق است می شکنند و در نتیجه ها رسانا می‌شود و سپس تخلیه الکتریکی صورت می گیرد که ممکن است این تخلیه بین دو ابر یا ابر و زمین باشد .
مقاومت هوا در قسمت های مختلف متفاوت است مثلا در بعضی نقاط رطوبت هوا کمتر و در بعضی نقاط دیگر بیشتر می باشد و یا عوامل دیگر که باعث تغییر این مقاومت می‌شوند در نتیجه انتشار جریان الکتریکی به صورت مستقیم نیست و کنگره ای می‌شود .

اصول حفاظت از صاعقه
حفاظت یک ساختمان بطور کامل شامل موارد زیر است:
 

۱-حفاظت جلد خارجی ساختمان از ضربه های مستقیم صاعقه
۲-حفاظت داخلی و تجهیزات نصب شده داخل ساختمان در مقابل آثار ثانویه صاعقه

۱-حفاظت جلد خارجی ساختمان

منظوراز حفاظت خارجی ،حفظ بدنه واستراکچر ساختمان از آتش سوزی وانهدام در اثر اصابت صاعقه است. کلیه تجهیزات(مانند برقگیر) که جهت جذب وهدایت صاعقه از پشت بام تا سیستم زمین نصب می شوند،طبق استانداردIEC -۶۱۰۲۴ شناسایی می گردند.

۲-حفاظت تجهیزات نصب شده در داخل ساختمان

توسعه کاربرد سیستم های الکتریکی در جهان ،موجب افزایش شدید آمار صدمات وارده به این دستگاهها در اثرصاعقه و اضافه ولتاژهای ناشی از آن شده است।لازم به ذکر است که تنها بخشی از اضافه ولتاژها دراثر صاعقه بوده وبخش عمده آنها ناشی از عملیات سوئیچینگ وحوادث تغذیه می باشند.برای این بخش از حفاظت،کاهش اثر میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه مد نظر قرار می گیرد.
پس از بر خورد صاعقه به زمین یا ساختمان،وسایل الکترونیکی داخل ساختمانهایی که تا شعاع ۱۵km از محل برخوردودر محدوده میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده قرار دارند،در معرض خطر خواهند بود ،حفاظت موثر این تجهیزات در مقابل ولتاژهای القایی حاصله،وقتی امکان پذیر است که کلیه سیستم های حفاظت داخلی همراه با حفاظت خارجی ساختمان تواماٌ نصب شده باشند.حفاظت داخلی ازصاعقه عبارتست از تهیه وسایلی که به کمک آنها بتوان اثرات اضافه ولتاژهای القایی حاصل از جریانهای صاعقه رابرروی تجهیزات داخل ساختمان خنثی کرد.واز تئوری منطقه بندی جهت حفاظت داخلی ساختمان استفاده می شود. ضمناٌ برای کسب اطلاعات دقیق تربه استاندارد IEC-۶۱۶۴۳ که در این زمینه تدوین شده است مراجعه گردد.


یك سیستم صاعقه اساساً از سه قسمت اصلی تشكیل شده است كه از :
۱- آنتن برقگیر Air termination
۲- هادی ها Conductor
۳- الكترود یا سیستم اتصال به زمین Earth termination
 

آنتن های برقگیر : عبارتند از جسم نوك دار با الكترود لوله ای در اندازه مشخص و یك پایه كه دارای یك زمینه هدایت كنندگی می باشد. وظیفه آنتن برقگیر این است كه تخلیه الكتریكی صاعقه را كه احتمال دارد در ساختمان تحت حفاظت صورت گیرد ، به طرف خود منحرف نموده و به طرف زمین بارهای مربوطه را هدایت می نماید. محل نصب آنتن برقگیر در بلندترین نقطه ساختمان می باشد.
هادی ها : كه سبب ارتباط الكتریكی آنتن های برقگیر به زمین و به یكدیگر و نیز به اجسام فلزی مجاور می گردد. وظیف هادی ها تخلیه بارهای صاعقه از آنتن برقگیر به زمین می باشد. هادی ها می توانند بصورت تسمه ای یا كابلی شكل باشند.
سیستم اتصال به زمین : عبارت است از یك یا چند الكترود منفرد یا مرتبط كه بارهای الكتریكی را از آنتن توسط هادی های نزولی به زمین منتقل می كنند.
رابط ها عبارتند از پیوند الكتریكی مابین دو یا بیشتر قسمت های سیستم حفاظتی.
اتصالات : عبارتند از هادی هایی كه به منظور فراهم نمودن اتصال الكتریكی مابین حفاظت صاعقه و قسمت های فلزی دیگر و مابین قسمت های مختلف اخیر برقرار شده است.
بست ها : كه جهت محكم نمودن هادی ها به ساختمان به كار می روند. این بست ها برای اندازه های مختلف تسمه باید طراحی گردد.

۱- سیستم حفاظت بر سوله ها ( یا بام های مسطح ) : در این سیستم از روشی موسوم به سیستم حفاظت فاراده استفاده می نمایند. آنتن برقگیر بصورت لوله های كوتاهی است با نوك تیز كه در چند متری یكدیگر دور تا دور پشت بام یا در خط الراس سقف سوله قرار دارند.
قطر و ضخامت آنتن برقگیر در صورت استفاده از میله باید مطابق با جدولی كه ابعاد اجزاء تشكیل دهنده سیستم حفاظت صاعقه را می دهد اجرا شود.
۲- بام های با شیب تند : حداكثر فاصله بین میله های برقگیر در خط الرآس بام های با شیب تند ، ۶ تا ۸ متری باشد.
تذكر : سقف ها با شیب ملایم آنهایی هستند كه عرض آنها چنانچه مساوی یا كمتر از ۴۰ فوت ( ۱۲ متر ) باشد شیب آنها كمتر از یك هشتم ، چنانچه متجاوز از ۴۰ فوت ( ۱۲ متر ) باشد ، شیب آنها كمتر از یك چهارم باشد.
۳- سقف با شیب ملایم : چنانچه عرض آنها از ۱۵ متر بیشتر باشد ، باید علاوه بر آنكه دارای آنتن های اضافی در خط الرآس و نقاط لازم دیگر باشند ، كه فاصله آنها از ۱۵ متر تجاوز نكند ، دور تا دور آنها نیز آنتن هایی به فواصل ۶ تا ۸ متر باید نصب گردد.
فاصله آنتن های برقگیر از انتهای بام یا خط الرآس سوله یا تغییر مسیر هر بام باید در حدود ۲ فوت ( ۶۰ سانتی متر ) باشد.
طول آنتن ها حداكثر ۱۵۰ و حداقل ۳۰ سانتی متر می باشند.
آنتن های برقگیر باید در قسمت های اساسی و محكم و در بلندترین نقطه ساختمان نصب گردند و سطح مقطع نقطه اتكا حداقل باید با سطح مقطع یكی باشد و طوری باید محكم گردند كه احتمال واژگون شدن به وسیله باد را نداشته باشند. آنتن های برقگیر با ارتفاع متجاوز از ۶۰ سانتی متر ، باید نگهداری آنها از نقطه ای باشد كه ارتفاع آن كمتر از ارتفاع نصب آنتن نباشد.
هواكش ، دودكش ، مخازن آب و سایر برجستگی های دیگر پشت بام كه احتمال آسیب ناشی از شوك دارند باید به آنها اتصال الكتریكی ( به وسیله هادی های فرعی ، آنها را به هادی اصلی متصل نمود ) ایجاد نمود و یا ممكن است به وسیله یك هادی خارجی به یكدیگر متصل و سپس به اسكلت ساختمان وصل شوند كه تعداد این اتصالات نباید از تعداد اتصال های زمین كمتر باشد.