نظارت بر اجرای سیستم اتصال زمین

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/08/09 10:45:55 0 نظرات مطالب برقی,

نظارت بر اجرای سیستم اتصال زمین


بین سال های 1880 تا 1892 خطوط انتقال و توزیع برق بدون اینکه نقطه نول زمین شده داشته باشند، احداث می شدند و تجهیزات به سیستم اتصال زمین وصل نمی شدند. از سال 1920 تا 1923 مطالعه روی سیستم زمین انجام و در سال 1924 اجرای سیستم زمین در انگلستان و فرانسه اجبار شد. به دلیل حفظ پایداری شبکه برق و دیگر مسائل، در سال 1924 به بعد اتصال نول به زمین اجباری و در سال 1935 استاندارد سیستم زمین تهیه شد. مشخصات، مفاهیم اولیه و پارامترهای مورد نیاز تجهیزات سیستم اتصال زمین در استانداردهای زیر تعریف شده اند:
IEEE Std.80, IEEE std.81, IEEE Std.142, BSi 7430, DIN-VDE0151, NEC2014


کره زمین را می توان به عنوان یک مرجع پتانسیل ثابت (پتانسیل صفر) در نظر گرفت. این پتانسیل صفر به تمام بخش هایی به صورت هادی به زمین وصل هستند اعمال می گردد. در عمل بخش های هادی تجهیزات الکتریکی به طور مستقیم به این پتانسیل صفر متصل می شوند. در صورت بروز یک اتصال کوتاه در هادی، ناحیه اطراف اتصال زمین (سیستم اتصال زمین) نیز تقریباً دارای همان ولتاژ می گردد و در نتیجه از ایجاد ولتاژ تماس خطرناک، جلوگیری می شود.
سیستم اتصال زمین برای تأمین حفاظت جانی انسان ها، حفاظت از تجهیزات الکتریکی و کنترل نویز اجرا می شود. بنابراین قوانین مربوط به سیستم اتصال زمین برای تمامی منازل، مغازه ها، واحدهای صنعتی و به طورکلی هرگونه متقاضی برق (بدون در نظر گرفتن متراژ و تعداد طبقات) لازم الاجراست.
روال طراحی سیستم های اتصال زمین به این صورت است که ابتدا مقاومت مخصوص خاک (ρ) اندازه گیری می شود. سپس با استفاده از فرمول های مربوط به انواع الکترودها بهترین طرح، با در نظر گرفتن توجیه اقتصادی و محدودیت های اجرایی، ارائه می شود. سپس توسط افراد ذی صلاح با رعایت اصول صحیح اجرا و مصالح مرغوب اجرا می شود. در مرحله آخر اندازه گیری متناوب در فواصل زمانی مناسب، ضروری است. البته باید در نظر داشت در برق ساختمان برای انشعابات زیر 60 آمپر روی تک فاز، الزامی به اندازه گیری الکترود درج نشده است. با ایجاد یک زمین خوب، هنگام هنگام بروز اتصالی، از افزایش ولتاژ در سیستم جلوگیری می شود، اتصالات و اشکالات به وسیله رله های خفاظتی کشف شده و عیوب سیستم بلافاصله برطرف می گردد و ایمنی افراد تضمین می شود.


چرا باید سیستم اتصال زمین ایجاد شود؟
اساس زمین کردن شبکه ها و تأسیسات، این است که جرم بزرگ زمین به عنوان نقطه صفر در نظر گرفته شود و تمام قسمت هایی که به زمین وصل شده اند هم پتانسیل با زمین شوند تا بدین وسیله ایمنی افراد و تجهیزات که هدف اصلی سیستم است، برقرار گردد.
زمین کردن عبارت است از برقرار کردن ارتباط الکتریکی، بین یک هادی و الکترود زمین. این هادی ممکن است جزئی از مدار الکتریکی باشد (زمین کردن الکتریکی) و یا ممکن است در حالت عادی هیچ گونه ارتباطی با مدار الکتریکی نداشته باشد (زمین کردن حفاظتی). در تأسیسات فشار ضعیف تا 1000 ولت برای عملکرد صحیح سیستم، زمین الکتریکی و حفاظتی باید هر دو با هم در نظر گرفته شود.

زمین کردن الکتریکی
زمین کردن الکتریکی به معنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی است که جزئی از مدار الکتریکی هستند. دلایل عمده برای این کار عبارتند از:
1. زمین کردن سیم نول یا مرکز ستاره ترانفورماتور و ژنراتور
2. کاهش تنش الکتریکی ناشی از اثرات کلیدزنی و صاعقه
3. کنترل جریان اتصالی در حد قابل قبول
4. کاهش عدم تعادل ولتاژ
5. محدود کردن ولتاژ نقطه نول (صفر کردن)

زمین حفاظتی یا ایمنی
زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن بدنه هادی تمامی تجهیزات الکتریکی که در داخل آنها جریان الکتریکی وجود دارد. این نوع زمین کردن برای ایجاد ایمنی افراد، در زمان برقدار شدن بدنه های هادی (در اثر عیوب عایقی و غیره) انجام می شود.


الکترود زمین
الکترود زمین عبارت است از یک قطعه جسم هادی که برای ایجاد اتصال الکتریکی مطلوب با زمین در داخل آن کوبیده یا دفن می گردد. جنس الکترود در میزان مقاومت آن تأثیری ندارد ولی بدلیل بحث خوردگی و دوام آن باید در انتخاب جنس، ملاحظات لازم رعایت شود. استفاده از آلومینیوم به عنوان الکترود زمین ممنوع است به دلیل اینکه خوردگی آلومینیوم در خاک بسیار زیاد است. بهترین گزینه برای الکترود و هادی اتصال زمین، مس است. فلز مس از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار زیادی برخوردار است. ولی به دلیل گران بودن آن در بسیاری از الکترودها از روکش مس استفاده می شود. برای جلوگیری از خوردگی، ضخامت روکش مس باید مطابق با ضوابط  VDE0151 یا IEC60364 باشد. هر خلل و فرج داخل روکش، باعث نفوذ هوا در کمترین ضخامت سطح و در نهایت خورده شدن سریع الکترود می شود. 
شایان ذکر است که توپر و خالی بودن الکترود در کاهش مقاومت الکترود زمین تأثیری ندارد. ولی این مسئله را از لحاظ خوردگی و عمر الکترود باید مورد بررسی قرار داد.

 

حوزۀ مقاومتی
هر الکترود زمین دارای محدوده ای در اطراف خود می باشد که در هنگام بروز خطا و جاری شدن جریان در الکترود زمین، دارای گرادیان ولتاژ می شود که به این محدوده، حوزۀ مقاومتی می گویند. باید دو الکترود زمین در حوزه مقاومتی یکدیگر قرار نداشته باشند. برای نیل به این هدف دو الکترود زمین باید تا حد ممکن از هم دور باشند. در بعضی موارد قرار گرفتن یک الکترود در حوزه الکترود دیگر ، مانند الکترود زمینِ فشار ضعیف ترانسفورماتور و الکترود زمینِ فشار قوی فاجعه آفرین است. در مواردی که دو الکترود مربوط به یک سیستم اتصال زمین است، رعایت نشدن حداقل فاصله باعث می شود که پس از متصل کردن دو الکترود به یکدیگر، کاهش موردنظر در مقاومت کل به دست نیامده و مقاومت حاصل شده، بیشتر از R1llR2 شود. 

 

 

ارسال نظر