یکی از مهمترین روشهای انتخاب و طراحی محل نصب صاعقه گیر ؛ روش زاویه حفاظتی می باشد که بر اساس تعیین و جایابی میله های صاعقه گیر پسیو عمل می نماید. در واقع این روش ساده شده ی روش گوی غلتان می باشد و محل صاعقه گیرها (میله های صاعقه گیر ، میله ها و کابل معلق) طوری مشخص می شود که محدوده حفاظتی مد نظر زاویه حفاظتی برآورده شود.
روش زاویه حفاظتی یکی از سه روش اصلی برای طراحی سیستم حفاظت در برابر صاعقه است که توسط استاندارد بین المللی IEC 62305 تعریف شده است. اولین گام در طراحی سیستم حفاظت در برابر صاعقه ، تعیین و تصمیم گیری در مورد کلاس حفاظتی سیستم از طریق مطالعات ارزیابی ریسک (Risk Assessment) می باشد ، سپس در مرحله دوم طراحی سیستم حفاظتی با یکی از روش های گوی غلتان ، روش مش و روش زاویه حفاظتی . طراحی یک سیستم حفاظتی ، اطلاعاتی از قبیل محل قرار گیری میله های صاعقه گیر و چگونگی همبندی آنها با یکدیگر، هادی های نزولی ، الکترودهای زمین و دگیر تجهیزات مورد نیاز نصب را در اختیار مجری عملیاتی قرار می دهد تا بتواند طبق نقشه ها ، سیستم طراحی شده را پیاده سازی نماید.
بهتر است از روش زاویه حفاظتی ، در ساختارهای ساده و پروژه های غیر پیچیده استفاده شود. بعلاوه روش زاویه حفاظتی تنها تا ارتفاع برابر با شعاع گوی غلتان معتبر است که این شعاع در محاسبات ریسک و تعیین کلاس حفاظتی محاسبه شده است. برای سازه ها و استراکچرهای فلزی برجسته ، روش زاویه حفاظتی به عنوان مکمل روش مش مورد استفاده قرار می گیرد.
به این شکل توجه نمایید ، زاویه محافظ به گونه ای تعیین می شود که هنگام قطع شیب توسط گوی غلتان ، منطقه اضافی زیر زاویه محافظ (در شکل با رنگ سبز نشان داده شده است )
با منطقه ای که اکنون زیر زاویه محافظ نیست (در شکل با رنگ قرمز نشان داده شده است )، برابر باشد. همانطور که در شکل روبرو نشان داده شده است ، این روش از محاسبات گوی غلتان بدست می آید و به همین دلیل است که روش زاویه حفاظتی محدود به اندازه بزرگترین شعاع گوی غلتان متناظر با آن است. بع عنوان مثال سازه ای را به ارتفاع 50 متر در نظر بگیرید ، گوی غلتان به شعاع 45 متر (LPL III) با کناره های سازه مماس خواهد شد ، محدوده هایی که با گوی غلتان بعنوان محدوده ایمن در قسمت بالا مشخص می گردد توسط زاویه حفاظتی LPL III محدوده ای در معرض خطر تشخیص داده می شود. گوی غلتان به شعاع 60 متر در سطح حفاظتی LPL IV با سطح سازه تماس پیدا نمی کند ، به همین دلیل برای تشخیص این مورد که کدام قسمت های روی زمین نیاز به حفاظت دارند می توان از زاویه حفاظتی LPL IV استفاده نمود.
روش زاویه حفاظتی یک مفهوم سه بعدی است که در شکل زیر نشان داده شده است. منطقه حفاظت شده مخروطی است که از نوک میله صاعقه گیر شروع شده و به سطح سازه ختم می شود و یا می تواند بصورت یک چادر مسافرتی باشد که سطح بالای چادر ، کابل معلق قرار گرفته است.
در این شکل زاویه آلفا (a) وابسته به کلاس حفاظتی LPL و ارتفاع میله صاعقه گیر می باشد ، h1 ارتفاع میله راد ، LPZ 0 A منطقه محافظت نشده و LPZ 0 B منطقه محافظت شده توسط روش زاویه حفاظتی می باشد. سازه هایی که دارای زوایا بوده و یا بصورت پلکانی و احجامی با ترکیب های هندسی مختلف هستند را می توان به زبان ساده مانند شکل زیر با این روش دید و مناطق محافظت شده و محافظت نشده را بدست آورد و دید کلی را از نظر بصری فراهم نمود. همچنین برای تکمیل روش مش برای حفاظت از برآمدگی های موجود در در سطح هموار از روش زاویه حفاظتی استفاده می شود که در شکل زیر ترکیب این دو روش نشان داده شده است. این روش برای سطوح شیب دار قابل استفاده است . در این سطوح میله صاعقه گیر نسبت به افق عمودی نصب می شود اما زاویه حفاظتی آن به وسیله خطی که بر سطح محدوده ، عمود است و با نوک میله برخورد میکند بدست می آید.
در شکل زیر نمونه هایی از اجرای روش زاویه حفاظتی نشان داده شده است. دقت نمایید در این شکل a1 متناظر با h1 ارتفاع میله صاعقه گیر است که در بالای منطقه مورد نظر حفاظتی نصب شده است و a2 متناظر با h2 یا (h2=h1+h) می باشد که ارتفاع نوک میله تا زمین یا سطح مرجع است.
همانطور که بیان شد ، در روش زاویه حفاظتی آلفا (a) ، زاویه تحت حفاظت میله صاعقه گیر است که بستگی به کلاس حفاظتی LPS و طول میله دارد و توسط جدول 
در انتهای مقاله تخمین زده شده است. این جدول توسط استاندارد IEC 62305-3 و VDE 0185-3-3 جهت سادگی در کار با روش زاویه حفاظتی ، محاسبه شده است. در جدول روبرو زوایای حفاظتی برای میله های تا 2 متر نشان داده شده است و معمولا نیز در طراحی سیستم های حفاظتی از میله های حداکثر تا 2 متر استفاده می شود.
باید توجه داشت ارتفاع صاعقه گیرها از نوک آنها تا کف محدوده ای محاسبه می شود که قرار است از آن محافظت شود. معمولا در مناطقی که فقط از این روش استفاده می گردد ، چندین میله صاعقه گیر برای کل سازه نیاز است. جدول زیر راهنمای جامع تری برای ارتفاعات مختلف میله پایان دهنده هوایی و زوایای محافظ مربوطه می باشد.
با گسترش روز افزون استفاده از انرژی های پاک مانند انرژی خورشیدی و نصب سیستم های فتوولتاییک بالاخص در پشت بام مراکز صنعتی و اداری و خانگی ، حفاظت از این تجهیزات بسیار حساس و گرانقیمت می بایست در اولویت طراحان LPS باشد. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است می توان به آسانی از سلول های PV و تجهیزات مربوط به آنها در برابر صاعقه و از طریق روش زاویه حفاظتی ، محافظت نمود. تنها باید توجه داشت که ماژول های خورشیدی با یکدیگر و با میله های صاعقه گیر فاصله کافی داشته باشند تا از هرگونه جرقه و تداخل جلوگیری بعمل آید.
برچسب ها : روش زاویه حفاظتی در انتخاب محل نصب صاعقه گیر ، زاویه حفاظتی ، تعیین محل نصب صاعقه گیر به روش زاویه حفاظتی ، محل نصب صاعقه گیر پسیو