سیستم ارت و صاعقه گیر (2)

محاسبه مقاومت الکترود زمین

1-میل سطحی:

این میل تشکیل شده از یک یا چند سیم مفتولی یا تسمه و یا طناب فولادی روی اندود که در عمق کم (حدود 50 سانت متر تا 100 سانتی متر) در زمین چال می شود. وممکن است به صورت ساده (خطی),اشعه ای (پنجه ای ),کمربندی,غربالی ویا ترکیبی از آن ها باشد.

طول یا ابعاد میل سطحی بستگی به مقدار گسترده مورد نیاز دارد.

مقاومت گسترده میل سطحی ساده (خطی) را می توان در شرایطی که زمین تا سطح میل یخ زده باشد اگر رابطه زیر را محاسبه کرد:

مقاومت گسترده میل گرد ساده بر حسب اهم R

قطر میل برحسب متر d:طول میل برحسب متر و L

استفاده شود در رابطه فوق bاگر ازمیل تسمه ای به پهنای

مثال: یک میل سطحی از تسمه  تخت فلزی بطول  L=100m وپهنای  b=2 cmکه در عمق یک متری زمین یک متری زمین چال شده است در صورتیکه مقاومت مخصوص زمین  .mΩp=100  باشد برابر با

در صورتیکه سطح مقطع میل سطحی از 100 سانتی متر مربع بزرگتر باشد.میتوان برای تعیین مقاومت گسترده میل از رابطه ساده روبرو استفاده کرد

میل سطحی بهتر است کاملا صاف و افقی در زمین قرار گیرد و در صورتیکه میل دارای انشعاب هایی می باشد (مثل پنجه ای )باید بخاطر جلوگیری از اثر متقابل اشعه ها بر یک دیگر زاویه  بین اشعه ها از 60 درجه کمتر نشود.به عبارت دیگر تعداد اشعه ها نباید از 6 عدد تجاوز کند . معمولا در پست های فشار قوی از 4 اشعه با زاویه 90درجهاستفاده می شود

در این صورت مقاومت  گسترده میل از رابطه زیر بدست می آید.

اگر از میل غربالی یا توری استفاده می شود.بهتر است که عرض توری حداقل برابر صفرنصف طول باشد.

متناسب با خانه های غربال برابر است با K   طول و عرض میل غربالی است و فاکتور B,L  و

2-میل عمقی :

این میل که در اعماق زمین چال می شود بر دو نوع است.میل میله ای و میل صفحه ای.

الف: میل میله ای :

که تشکیل شده از یک میله .لوله- یا هر پروفایل دیگری از آهن سفید که بطور عمودی در زمین کوبیده می شود و طول و تعدادی  آن بستگی به مقاومت گسترده لازم دارد. مقاومت گسترده یک میل میله ای بر حسب اهم برابر است با

که

قطر لوله یا مفتول برحسب متر می باشدD طول میل برحسب متر                                                     h

ب) میل صفحه ای

میله صفحه ای از ورق آن روی اندود(آهن سفید)ویا مسی به ضخامت 3 میلی متر تشکیل شده و بطور عمودی در زمین چال می شود.

می باشد .5m×1m ویا 1m×1m ابعاد آن متناسب با مقاومت گسترده لازم

در موقع قرار دادن صفحه در زمین باید دقت کرد که لبه بالای صفحه حداقل یک متر زیر سطح زمین قرار گیرد. در این صورت مقاومت گسترده میل صفحه ای برابر است

عرض صفحه است A که در آن

ج)الکترود گرافیکی:

الکترود های ارتقاء یافته برای خاک های کم رسانا و هدایت الکتریکی پایین (الکترود گرافیتی ) .گرافیت به علت خاصیت انتقال حرارتی و الکتریکی بالا در برابر مواد شیمیایی غیرقابل آسیب با خنثی عمل می کند.وبعنوان الکترود زمین خوب عمل می نماید.(به علت قابلیت نفوذ یکنواخت آن درون صخره های سنگی ).این الکترود نوعی هسته ی گرافیکی سخت است که بایک لایه املاح (نمک) وپودر گرافیت اطرافش پوشانده شده است ودر عین حال مانع وارد شدن آسیب های مکانیکی در حین نقل وانتقال یا نصب می شود ونیز رسانای الکترود ا بالا می برد.

همین عملکرد در مورد نفوذ پذیری مورد استفاده قرار می گیرد.میله اتصال تست نصب شده درون چاه ارت توسط سیم مسی به قطر 8-10 میلیمتر وبا تسمه  مسی به ابعاد2×30میلیمتر محکم می شود. جهت افزایش دوام وکارایی الکتود گرافیتی .گودال می بایست از خاک گرافیت و پودر خاص گرافیت جهت اتصال زمینی پر شود.

روش های اتصال سیم ارت به زمین

روش کوبیدنی (میله ای- الکترودی)

این روش بیشتر در مکان های که باعث سست بودن خاک و امکان کندن چاه نباشد می توان الکترود را در زمین کوبید در این روش چون امکان کوبیدن یک میله بلند مثلا 10یا 15  متری مشکل است از چند میله کوتاه  که به صورت دایره ای وبه فاصله حداقل 2.5 تا 3 متر می باشد کوبیده و در نهایت آنها ا به صورت موازی به هم اتصال داد.

روش دفنی :

از این روش در زمین هایی که حفر چاه ویا دفن کردن هادی امکان داشته باشد استفاده می شود. وبه دو صورت سطحی و عمقی می باشد.

استفاده از چاه ارت(صفحه ای-مشبک-کلافی)

سطحی که بیشتر در زمین های مردابی ویا به صورت کانال روی زمین (تسمه ای ,پاغازی,سیم خوابیده شده)در این موارد عمیق دفن معمولا 0.5 متر انتخاب می شود

سیم اتصال زمین سیار

از این روش بیشتر در هنگام  کار بر روی شبکه هوایی استفاده می کنند

اتصال زمین های سیار باید از سیم های لخت مسی افشان وقابل انعطاف ساخته شده باشند.ودارای استقامت حرارتی لازم جهت اتصال کوتاه باشند.

سطح مقطع سیم اتصال زمین سیاراز فرمول زیر بدست می آید

حداکثر جریان پایدار اتصال کوتاه دستگاه برحسب آمپر I  سطح مقطع هادی برحسب میلیمتر مربع        s

بیشترین زمان عملکرد رله های دستگاه برحسب ثانیه که به هرحال سطح مقطع مذکور نباید از 25میلیمتر مربع کمتر باشد T

تمام هادی های اتصال زمین سیار (جهت  اتصال کوتاه تمام فاز ها و وصل به سیستم زمین) باید دارای گیره های مخصوص باشد.

1-مجموعه اتصال زمین سیار باید شماره گذاری شوند و درمحل مشخص نگهداری شوند.(به علت اینکه در پایان کار یا در موقع تعمیر اجزایی فراموش نشود)

2- قطع و وصل کردن سکسیونرهای اتصال زمین  و همچنین اتصال سیار باید طبق نقشه اجرایی انجام شود.

3- باز وبست کردن اتصال زمینهای سیار در ایستگاه های با ولتاژبالای 1000ولت باید توسط دو نفر انجام پذیرد.

4- بستن اتصال زمین سیار را بایستی بلافاصله پس از کنترل نبودن ولتاژانجام داد.

شرایط انتخاب میله ها:

درانتخاب نوع میله ها باید به مواد موجود درخاک توجه کرد و آنگاه درمورد گالوانیزه بودن ویا دارای روکش دار بودن ونوع فولادی و….. توجه داشت

مشکلات میله ها:

مشکلات استفاده از الکترود های میله ای عبارت است از

3_کوبیدن آن ها در داخل زمین مخصوصا زمانی که بخواهیم تعداد بیشترویا به طول بزرگ تر در زمین بکوبیم.

4_خورندگی و پوسیدگی آنها باگذشت زمان

5_اثرات املاح و مواد شیمیایی موجود در خاک بر روی آنها

انواع صفحه ها:

صفحات معمولا قبلا از جنس آهن وبعد ها ازجنس مس و گاها” از صفحات  مسی روکش داده شده بابعضی ازآلیاژها استفاده می شود.

روش اتصال سیم به صفحه:

سیم ارت را به روش های ذیل به صفحه اتصال دهند.

1_در گوشه هاو یا در وسط صفحه سوراخی تعبیه می کنند وبعد سیم ارت را به صورت کمربندی از سوراخ گوشه ها عبور داده وبعد در سوراخ وسطی به پیچ و مهره محکم به صفحه می بندند.(باید توجه کرد که برای جلوگیری کردن از خوردگی به دلیل خاصیت قطبی بودن دو فلز مختلف باید جنس پیچ ها از جنس صفحه باشد)

2_محل اتصال بین صفحه وسیم را جوش مخصوص می دهند.

روش های قرار دادن صفحه در چاه:

صفحه را می توان به دو صورت در داخل چاه قرار داد.

1_به صورت عمودی :که بهترین روش می باشد به دلیل اینکه هر دو طرف صفحه همیشه به یک اندازه باخاک در تماس است.

2_به صورت افقی: دراین روش چون نمک ویا ذغال سنگ با گذشت زمان حل می شوند.و درزیر صفحه حفره ای کوچک تشکیل شده و مقاومت آن قسمت زیاد می شود ودر تماس کمی با خاک قرار می گیرد.به همین دلیل از این روش در زمانی که ازنمک و ذغال بکار می رود کمتر استفاده می کنند.

محاسبه تعداد چاه ارت

برای محاسبه تعداد چاه های اتصال زمین لازم است مقاوت حداکثر مجاز سیستم اتصال زمین با الکترود مشخص را از رابطه زیر بدست آورد.

مقاومت هر چاه اتصال زمین برحسب اهمR

مقاومت مخصوص اکتریکی زمین برحسبƿ

قطر الکترود مورد نظر برحسب سانتی مترD

طول الکترود مورد نظر برحسب سانتی مترL

روش پرکردن چاه ارت

چاه ارت را به سه روش می توان پر کرد

1. بااستفاده از نمک وذغال به صورت لایه لایه (وش سنتی)
2. بااستفاده از نمک وذغال به صورت مخلوط (روش سنتی)
3. با استفاده از مواد مخصوص و کاهنده مقاومت زمین(که اخیرا رایج پیدا کده است)

روش کاهش مقاومت  چاه ارت

1-  بااستفاده از موادی که ضریب هدایت آنها بیشتر ا نمک وذغال است

2- با استفاده از حفظ رطوبت خاک

روش های حفظ رطوبت و جلوگیری از افزایش مقاومت چاه

_ احداث چاه در باغچه و محل های چمن کاری شده

_ احداث چاه در زیر ویا نزدیکی ناودانی آب باران

_ قرار دادن اولیه پلیکا به صورت مورب وپر از ماسه و سوراخ دار در داخل چاه

انواع کار برد های چاه ارت

1_  حفاظتی

2_  اکتریکی

2.1_ رعد وبرق

2.2_ میدانهای مغناطیس

چاه ارت

شکل کلی چاه ارت 

جهت جلوگیری از بارهای اضافی ومخرب روی سیستم برقی,سیستم زمین یا ارت باید برقدار شود دراین سیستم,نول واقع یه چاه ارت توسط کابل مسی مرتبط می شود شرایط ایجاد ارت استاندارد به صورت ذیل می باشد:

1_حفر چاه تا رسیدن به خاک نم دار بایستی انجام شود

2_پودر ذغال و نمک (کلیرید سدیم) به نسبت یک به دو (هرکیلو گرم ذغال دوکیلو گرم نمک) به مقدار 40کیلوگرم درچاه ریخته شود (این مواد با مقاومت خاک نسبت عکس دارند وکم وزیاد کردن این مواد مقاومت خاک را زیاد ویا کم می گرداند)

3_صفحه ی مسی به اندازه 50×50 سانتی متر وبه قطر 1 سانتی متر به صورت تیغه ای (عمودی)روی نمک وذغال قرار می گیرد.

4_ سیم مسی به قطر 50میلیمتر توسط کابلشو مسی وپیچ ومهره مخصوص از جنس مس جهت جلوگیری از پوسیدگی و زنگ زدگی به صفحه مسی متصل شود.

5_لوله پلیکا به قطر 4ا 6 سانتی متر در کنار ویا بصورت مورب در چاه قرارمی گیرد.لازم به توجه است.سوراخهای متعددی در بدنه لوله ها ایجاد شده تا اطراف لوله وچاه را مرطوب گداند.

6_در پایان نیز چاه باخاک رس و نرم پر می شود.

7_مقاومت چاه بااستفاده از دستگاه ارت سنج باید زیر 2 اهم باشد.

انواع مواد کاهش دهنده مقاومت چاه

1.لوم

2.مارکونیت

3.ماده سان ارت

4.بنتونیت

الف) بنتونیت میکرونیزه

ب) بنتونیت اکتیب دار

5.خاکستر سفی

GMI.6

1. ژل افزاینده هدایت الکتریکی
2. مواد صاعقه گیر زمین
3. مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین

MEG .10مواد ازاینده اثر زمین

GEM.11

12.خاک کاهنده مقاومت زمین

13.پودر هادی الکترسیته (رسانا)

AZP.14 مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین آذر پاد

16.تونسیل ارت مخصوص چاه ارت

17. نمک و ذغال خاک ذغال موزاک خاک ذغال پود_ نمک

 _نمک صنعتی

 _نمک شکری

 _نمک شکلاتی

سیستم ارت و صاعقه گیر(1)

مبانی سیستم های زمین ارتینگ

اصطلاحات و تعاریف:اصطلاحاتی که در زمین کردن بکاربرده می شود.

بدنه هادی تجهیزات:

بدنه یا اسکلت هادی مربوطه به تجهیزات الکتریکی است که در استرس بوده و می توان آن را لمس کرد.این قسمت ازتجهیز در وضعیت عادی برقدار نیست ولی ممکن است در اثربروز نقصی در دستگاه یا ایجاد اتصال داخلی برقدار شود

زمین شده:

وصل شدن به میله زمین (الکترود)یا وصل به سیستم هادی های گسترده که به جای زمین عمل می کند.

الکترود زمین:

سازه های فلزی مدفون در خاک که می توانند مسیر جریان های سرگردان زمین را تسهیل یا گرادیان پتانسیل زمین ناشی از این جریانها را تغییر دهند الکترود زمین می گویند.

این الکترودها می توانند شامل موارد زیر باشند:

1)لوله آب فلزی دفن شده در زمین

2)شبکه های فلزی ساختمان که بطور موثر در زمین قرار گرفته اند

3)میلگردهای داخل بتن

4)شبکه های مسی موسوم به رینگ زمین یکی از موثرترین الکترود های زمین یک رینگ یا یک شبکه فلزی است که به اسکلت ساختمان در فواصل مناسب متصل گردیده است.

زمین:

زمین دراین مبحث به معنی نوع وجنس زمین است. مثل خاک رس,ماسه+شن+سنگلاخ,باتلاق وغیره

میل زمین(زمین کننده):

میل زمین عبارت است ازهادی یا فلز به هر شکل(صفحه ای ,لوله ای,طنابی,پروفایل) که در زمین چال می شود و با زمین ارتباط برقرار می کند.

زمین هم سطح:

عبارت است از قسمتی از سطح زمین که بین نقاط مختلف آن در اثر عبور جریان اززمین اختلاف پتانسیل محسوس ایجاد نمی شود زمین هم سطح تقریبا 20 متر.

مقاومت زمین:

عبارت است از مقاومت گسترده زمین به اضافه مقاومت سیم زمین.

اختلاف سطح میل :

عبارت است از ولتاژی که در ضمن عبور جریان از زمین کننده بین میل و زمین هم سطح به وجود می آید.

اختلاف سطح زمین:

عبارت است از اختلاف پتانسیل هرنقطه از زمین بین زمین همسطح و میل.

اختلاف سطح تماس:

عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط انسان برداشت می شود.

اختلاف سطح قدم:

عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط فاصله دو پا(تقریبا یک متر) می شودبطوری که قسمتی ازجریان زمین در اثر این ولتاژ ازبدن انسان یا حیوان که دوپا بسته می شود.

مقاومت ویژه:

مقاومت ویژه زمین مقاومتی مکعبی به ابعاد یک متر (در هرضلع) واندازه گیری شده در دو زمینهای گوناگون باهم متفاوت می باشد این تاثیرات سبب همبستگی زمین لبعاد ذرات خاک ,دانسیته بسته بندی , مقدار رطوبت, دمای وبیشترازهمه ترکیب شیمیایی زمین,مربوط به مقدارالکترولیت زمین وهمچنین مقدار آب آن است,دراکثر موارد مخلوط یا طبقاتی از انواع مختلف خاک وجود دارد.

انواع زمین کردن:

1)زمین کردن حفاظتی

1.1)زمین کردن برای ارتینگ

1.2)زمین کردن برای صاعقه

2)زمین کردن الکتریکی

زمین کردن حفاظتی:

عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم (فلز به فلز) با مدار الکتریکی ندارد. این زمین کردن به خصوص برای حفاظت اشخاص در مقابل اختلاف تماس  زیاد بکار برده می شود.بدین منظور در پست های فشار قوی باید تمام قسمت های فلزی که در نزدیکی و همسایگی با فشارقوی قرار گرفته اند وامکان تماس عمدی و سهوی با آنها موجود است به تاسیسات زمینی که برای این منظور احداث شده است (زمین حفاظتی) متصل ومرتبط کرده اند این قسمت ها عبارت اند از ستونها و پایه های فلزی و دربها و نرده های فلزی,قسمتهای فلزی دسترس تمام تمام دستگاهای اندازه گیری ایزولاتورها,مقره های عبوری ,  بخصوص قسمت های فلزی که برای کار کردن با دستگاه باید آنها را لمس کرد و در دست گرفت مثل چرخ های فرمان واقسام تنظیم کننده و رگولاتورها, دسته کلیدها و غیره زیرا دراین قسمت ها دراثر جریان عبور خیلی کم نیز عضلات دست بطوری منقبض می شود که باز کردن و رهائی پیدا کردن از آن غیر ممکن ومحال بنظرمی رسد وعاقبتی وخیم واسفناک برای تماس گیرنده در پیش خواهد داشت.

بدین منظور و برای جلوگیری از هرگونه حادثه ای باید زمین حفاظتی بنحوی تاسیس گردد که قسمتی از مسیر جریان که توسط اعضای بدن انسان اتصالی می شود (دست وپا ویا دو دست وپا) دارای تفاوت پتانسیل یا افت ولتاژ زیاد نباشد افت ولتاژ بستگی به قدرت ونوع ارتباط شبکه با زمین دارد و درهرحال مقدار پست معلوم و ثابت و قابل محاسبه و در ضمن المقدور کوچک نگهداشته شود بطور مثال اگر مقره عبور که در دیوار مرطوبی نصب شده است بشکند وسیم فشار قوی با دیوار تماس پیدا کند وجریان اتصال زمین در این حالت 25 آمپر و مقاومت هر متر دیوار 10 اهم باشدمابین دو نقطه از دیوار که انسان با آن تماس دارد ( فاصله دست و پا تقریبا دو متر) اختلاف سطحی برابر با 500=25×2×10 ولت بوجود می آید که مسلما برای انسان خطرناک است ولی اگر پایه فلزی مقره که به دیوار محکم شده بوسیله یک سیم نسبتا ضخیم به زمین وصل شود.

درموقع اتصال بدنه یا اتصال زمین قسمت عمده جریان اتصال از این سیم عبور خواهد کرد و کلیه قسمتهای دیوار هم پتانسیل سیم در آن نقطه خواهد شد. لذا افت ولتاژ در امتداد دیوار ناچیز شده و برای انسان خطر ایجاد نخواهد کرد.

عامل موثر خطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر جریان می باشد که البته وجود اختلاف سطح است که باعث عبور این جریان می گردد.

ولی در برق گرفتگی فشار قوی جریانهایی از یک تا 100 آمپر و بیشتر ممکن است ازبدن انسان عبور کند. بدون اینکه مستقیما باعث از کار افتادن قلب شود. ولی در عوض این جریانهای شدید باعث خراب کردن و سوزاندن یافتهای بدن بخصوص تجزیه آب بدن می شود وبه کلیه ها آسیب فراوان می رساند در ضمن عبور جریان زیاد از بدن باعث سوزاندن محل ورود وزخم برداشتن عمیق در محل خروج جریان می شود که ممکن است منعاقبا منجرب به مرگ گردد.

بدنیست متذکر شویم که بعضی از حیوانات بخصوص اسبها در مقابل جریانهای زمین حساس تر و مستعد تر از انسان ها می باشند که شاید این مستعد بودن به علت بزرگتر بودن فاصله قدم آنها و اختلاف سطح قدمی که آنها اززمین برداشت می کنند باشد.

زمین کردن الکتریکی:

زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکیو ادوات برقی که جزئی از مدار الکتریکی می باشد. مثل زمین کردن مرکز ستاره سیم پیچی ترانسفورماتور ویا ژنراتور و یا زمین کردن سیم مشترک دو ژنراتور جریان داِم سری شده(MP).

زمین کردن الکتریکی دستگاه ها بخاطر کار صحیح دستگاه ها و جلوگیری از ازدیاد فشار الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فاز ها با زمین می باشد.

زمین کردن مستقیم: 

این نوع زمین مثل وصل کردن مستقیم نقطه صفر ترانسفورماتور و یانقطه ای از سیم رابط بین دو ژنراتور جریان دائم به زمین .

زمین کردن غیر مستقیم: مانند اتصال صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین با اتصال نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمین (سلف بترسن یا پیچک محدود کننده جریان نامی ).

زمین کردن باز:

در این نوع زمین کردن نقطه صفر اصولا هر نقطه از شبکه الکتریکی که دارای پتانسیل نسبت به زمین است توسط یک فیوز فشار قوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود. تاموقعی که مدار فیوز باز است بعضی در حالت کار عادی شبکه ارتباط شبکه با زمین باز است ولی در موقعی که ولتاژ زیادی شبکه را تهدید می کند مدار فیوز به کمک جرقه بسته می شود و شبکه مستقیما با زمین ارتباط برقرار می کند. برق گیرهای فشارقوی انواع این فیوزها می باشد.

انواع سیستم های اتصال زمین

انواع سیستم های اتصال زمین در شبکه های فشار ضعیف

:TNسیستم

 در این سیستم منبع نیرو در پست یا نیروگاه به صورت به صورت مستقیم به زمین وصل شده است و بدنه فلزی تجهیزات توسط هادی

 به زمین متصل می باشد PEN یا PE

 به سه زیر سیستم تقسیم می شودPENسیستم

                                                                                                                         PENیکی می باشد N ,PE هادی حفاظتی     TNC  (1

 جدا باشدN,PE هادی حفاظتی TNS (2

 ابتدا مشترک و سپس جدا می شوندN,PE هادی حفاظتی TNC-S  (3

می باشدTNسیستم اتصال زمین شبکه ی برق ایران

 به صورت مجزا به سیستم زمین متصل شده است PE,Nنکته : درسراسر سیستم هادی

TNC-S

 که هزینه کمتر می باشد TNC-Sاز بین سیستم های گفته شده سیستم

 باید بدون واسطه به زمین متصل گردد PEدر این سیستم هادی حفاظتی

2) سیستم TT:

سیستم نیرو یا منبع انرژی در یک نقطه ارت می گردد وهر یک از قسمت های فلزی از تجهیزات در دسترس به طور محلی ارت می گردد

این سیستم جز در موارد خواص توصیه نمی شود ونیاز به تجهیزات قوی دارد.در بیمارستان ها از این سیستم استفاده می شود برای وسایل های خاص

3)سیستم IT:

در این سیستم منبع انرژی یا نیرو یا به طو کلی ارت نمی گردد یا توط یک امپدانس بزرگ ارت می شود وقسمت های فلزی تجهیزات در دسترس نیز به طور جداگانه ارت می شود استفاده از این سیستم برای شبکه های عمومی برق ممنوع است موارد استفاده از این سیستم در اتاق های عمل و نظایر آن در بیمارستان ها ودر صنعت نیز در مواردی که نیاز است اولین اتصالی منجر به قطع خط تولید نگردد استفاده می شود

ریسک برق گرفتگی را پایین می آورد ولی تجهیزات حفاظتی گرانی دارد

  IT مزایای

محدود شده است IS_C  جریان اتصال کوتاه پایین به دلیل باز گذاشتن نقطه خنثی
 ریسک آتش سوزی و برق گرفتگی برای خطای اول پایین می باشد
بروز خطا باعث بی برق نمی شود

 ITمعایب

1_بهره برداری پیچیده و حفاظت گران

2_برای خطای دوم ایمن نیست

3_تجهیزات در این سیستم گران

اهمیت نقطه زمین وقتی ظاهر می شود که در شبکه های برق یک اتصال فا به زمین اتفاق افتد در این حالت جریان فاز معیوب از طریق زمین به نقطه یخنثی ترانسفورماتور برگشت داده می شود که می توان با وسیله ی حفاظتی ارزان قیمت مانند فیوزها این اتصالی را قطع نماید.در صورت عدم نقطه خنثی به زمین وصل نشده باشد جریان اتصالی به علت وجود عدم مسیر برگش ناچیز و خیلی کم تر از جریان معمولی بوده و فیوزهای به کار رفته مدار قطع نمی کنداین امر موجب بالا رفتن ولتاژهای سالم نسبت به زمین می شود و برای تشخیص خطا ناگذیر به استفاده از وسایل حفاظتی گران قیمت خواهد بود

نکته: عبور جریان عامل اصلی در شدت برق گرفتگی می باشد ومنشع عبور جریان الکتریکی اختلاف پتانسیل بین دو نقطه است

ارت

بدنه هادی تجهیزات:
بدنه یا اسکلت هادی مربوطه به تجهیزات الکتریکی است که در استرس بوده و می‌توان آن را لمس کرد. این قسمت از تجهیز در وضعیت عادی برقدار نیست، ولی ممکن است در اثر بروز نقصی در دستگاه یا ایجاد اتصال داخلی برقدار شود
زمین شده:
وصل شدن به میله زمین (الکترود) یا وصل به سیستم هادی‌های گسترده که به جای زمین عمل می‌کند.
الکترود زمین:
سازه‌های فلزی مدفون در خاک که می‌توانند مسیر جریان‌های سرگردان زمین را تسهیل یا گرادیان پتانسیل زمین ناشی از این جریان‌ها را تغییر دهند الکترود زمین می‌گویند.

این الکترود‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
۱) لوله آب فلزی دفن شده در زمین
۲) شبکه‌های فلزی ساختمان که بطور موثر در زمین قرار گرفته اند
۳) میلگردهای داخل بتن
۴) شبکه‌های مسی موسوم به رینگ زمین یکی از موثرترین الکترود‌های زمین یک رینگ یا یک شبکه فلزی است که به اسکلت ساختمان در فواصل مناسب متصل گردیده است.

زمین:
زمین دراین مبحث به معنی نوع وجنس زمین است. مثل خاک رس، ماسه+شن+سنگلاخ، باتلاق وغیره
میل زمین (زمین کننده):
میل زمین عبارت است ازهادی یا فلز به هر شکل (صفحه‌ای، لوله ای، طنابی، پروفایل) که در زمین چال می‌شود و با زمین ارتباط برقرار می‌کند.
زمین هم سطح:
عبارت است از قسمتی از سطح زمین که بین نقاط مختلف آن در اثر عبور جریان اززمین اختلاف پتانسیل محسوس ایجاد نمی‌شود زمین هم سطح تقریبا ۲۰ متر.
مقاومت زمین:
عبارت است از مقاومت گسترده زمین به اضافه مقاومت سیم زمین.
اختلاف سطح میل:
عبارت است از ولتاژی که در ضمن عبور جریان از زمین کننده بین میل و زمین هم سطح به وجود می‌آید.
اختلاف سطح زمین:
عبارت است از اختلاف پتانسیل هرنقطه از زمین بین زمین همسطح و میل.
اختلاف سطح تماس:
عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط انسان برداشت می‌شود.
اختلاف سطح قدم:
عبارت است از قسمتی از ولتاژ میل که توسط فاصله دو پا (تقریبا یک متر) می‌شودبطوری که قسمتی ازجریان زمین در اثر این ولتاژ ازبدن انسان یا حیوان که دوپا بسته می‌شود.
مقاومت ویژه:
مقاومت ویژه زمین مقاومتی مکعبی به ابعاد یک متر (در هرضلع) واندازه گیری شده در دو زمینهای گوناگون باهم متفاوت می‌باشد این تاثیرات سبب همبستگی زمین لبعاد ذرات خاک، دانسیته بسته بندی، مقدار رطوبت، دمای وبیشترازهمه ترکیب شیمیایی زمین، مربوط به مقدارالکترولیت زمین وهمچنین مقدار آب آن است، دراکثر موارد مخلوط یا طبقاتی از انواع مختلف خاک وجود دارد.

انواع زمین کردن:
۱) زمین کردن حفاظتی
۱. ۱) زمین کردن برای ارتینگ
۱. ۲) زمین کردن برای صاعقه
۲) زمین کردن الکتریکی

زمین کردن حفاظتی:
عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم (فلز به فلز) با مدار الکتریکی ندارد. این زمین کردن به خصوص برای حفاظت اشخاص در مقابل اختلاف تماس زیاد بکار برده می‌شود. بدین منظور در پست‌های فشار قوی باید تمام قسمت‌های فلزی که در نزدیکی و همسایگی با فشارقوی قرار گرفته اند وامکان تماس عمدی و سهوی با آن‌ها موجود است به تاسیسات زمینی که برای این منظور احداث شده است (زمین حفاظتی) متصل و مرتبط کرده اند این قسمت‌ها عبارت اند از ستون‌ها و پایه‌های فلزی و درب‌ها و نرده‌های فلزی، قسمتهای فلزی دسترس تمام تمام دستگاهای اندازه گیری ایزولاتورها، مقره‌های عبوری، بخصوص قسمت‌های فلزی که برای کار کردن با دستگاه باید آن‌ها را لمس کرد و در دست گرفت مثل چرخ‌های فرمان واقسام تنظیم کننده و رگولاتورها، دسته کلید‌ها و ...، زیرا دراین قسمت‌ها دراثر جریان عبور خیلی کم نیز عضلات دست بطوری منقبض می‌شود که باز کردن و رهائی پیدا کردن از آن غیر ممکن ومحال بنظرمی رسد وعاقبتی وخیم واسفناک برای تماس گیرنده در پیش خواهد داشت.

بدین منظور و برای جلوگیری از هرگونه حادثه‌ای باید زمین حفاظتی بنحوی تاسیس گردد که قسمتی از مسیر جریان که توسط اعضای بدن انسان اتصالی می‌شود (دست وپا ویا دو دست وپا) دارای تفاوت پتانسیل یا افت ولتاژ زیاد نباشد افت ولتاژ بستگی به قدرت ونوع ارتباط شبکه با زمین دارد و درهرحال مقدار پست معلوم و ثابت و قابل محاسبه و در ضمن المقدور کوچک نگهداشته شود بطور مثال اگر مقره عبور که در دیوار مرطوبی نصب شده است بشکند وسیم فشار قوی با دیوار تماس پیدا کند وجریان اتصال زمین در این حالت ۲۵ آمپر و مقاومت هر متر دیوار ۱۰ اهم باشد مابین دو نقطه از دیوار که انسان با آن تماس دارد (فاصله دست و پا تقریبا دو متر) اختلاف سطحی برابر با ۵۰۰ = ۲۵ × ۲ × ۱۰ ولت بوجود می‌آید که مسلما برای انسان خطرناک است، ولی اگر پایه فلزی مقره که به دیوار محکم شده بوسیله یک سیم نسبتا ضخیم به زمین وصل شود.

درموقع اتصال بدنه یا اتصال زمین قسمت عمده جریان اتصال از این سیم عبور خواهد کرد و کلیه قسمتهای دیوار هم پتانسیل سیم در آن نقطه خواهد شد؛ لذا افت ولتاژ در امتداد دیوار ناچیز شده و برای انسان خطر ایجاد نخواهد کرد.
عامل موثر خطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر جریان می‌باشد که البته وجود اختلاف سطح است که باعث عبور این جریان می‌گردد.
ولی در برق گرفتگی فشار قوی جریانهایی از یک تا ۱۰۰ آمپر و بیشتر ممکن است از بدن انسان عبور کند. بدون اینکه مستقیما باعث از کار افتادن قلب شود. ولی در عوض این جریانهای شدید باعث خراب کردن و سوزاندن یافتهای بدن بخصوص تجزیه آب بدن می‌شود وبه کلیه‌ها آسیب فراوان می‌رساند در ضمن عبور جریان زیاد از بدن باعث سوزاندن محل ورود و زخم برداشتن عمیق در محل خروج جریان می‌شود که ممکن است منعاقبا منجرب به مرگ گردد.
بد نیست متذکر شویم که بعضی از حیوانات بخصوص اسب‌ها در مقابل جریانهای زمین حساس‌تر و مستعد‌تر از انسان‌ها می‌باشند که شاید این مستعد بودن به علت بزرگتر بودن فاصله قدم آن‌ها و اختلاف سطح قدمی که آن‌ها اززمین برداشت می‌کنند باشد.

زمین کردن الکتریکی:
زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه‌ای از دستگاه‌های الکتریکیو ادوات برقی که جزئی از مدار الکتریکی می‌باشد. مثل زمین کردن مرکز ستاره سیم پیچی ترانسفورماتور ویا ژنراتور و یا زمین کردن سیم مشترک دو ژنراتور جریان داِم سری شده (MP).
زمین کردن الکتریکی دستگاه‌ها بخاطر کار صحیح دستگاه‌ها و جلوگیری از ازدیاد فشار الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فاز‌ها با زمین می‌باشد.

زمین کردن مستقیم:
این نوع زمین مثل وصل کردن مستقیم نقطه صفر ترانسفورماتور و یانقطه‌ای از سیم رابط بین دو ژنراتور جریان دائم به زمین.

زمین کردن غیر مستقیم:

مانند اتصال صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین با اتصال نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمین (سلف بترسن یا پیچک محدود کننده جریان نامی).
زمین کردن باز:
در این نوع زمین کردن نقطه صفر اصولا هر نقطه از شبکه الکتریکی که دارای پتانسیل نسبت به زمین است توسط یک فیوز فشار قوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می‌شود. تاموقعی که مدار فیوز باز است بعضی در حالت کار عادی شبکه ارتباط شبکه با زمین باز است، ولی در موقعی که ولتاژ زیادی شبکه را تهدید می‌کند مدار فیوز به کمک جرقه بسته می‌شود و شبکه مستقیما با زمین ارتباط برقرار می‌کند. برق گیرهای فشارقوی انواع این فیوز‌ها می‌باشد.

 

 

برای خواندن قسمت دوم این متن، سیستم ارت و صاعقه گیر (۲) را مشاهده نمایید.