خبرنامه

خبرنامه خود را ثبت کنید و از مطالب پر کاربرد ما بهره مند شوید.

به ما اطمینان کنید! ما هم از تبلیغات بیزاریم.

حفاظت الکتریکی

اتصال زمین الکتریکی

ولتاژ ۲۰ کیلو ولت شبکه های توزیع سه فاز، توسط ترانسفورماتور به ولتاژ ۲۰۰ ولت بین دو فاز و ۱۳۱ ولت بین فاز و نول کاسته شده و در اختیار مصرف کننده ها قرار می گیرد (از به هم وصل شدن یک سر سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور نقطه مرکزی  یا نول بوجود می آید). در این نوع ترانسفورماتورها نقطۀ مرکزی (N) به زمین وصل می شود. شکل ۱، شبکۀ سه فاز توزیع و اتصال نقطۀ مرکزی ترانسفورماتور به زمین را نشان می دهد.

 

 

                                                         

 

                                                                     شکل (۱) شبکه توزیع و ترانسفورماتور محلی و چگونگی اتصال نقطۀ نول

 

اتصال یک قسمت از شبکۀ الکتریکی، مستقیماً یا توسط امپدانس را با زمین (اتصال زمین الکتریکی) می نامند.

 

ولتاژ تماس

در ﺻﻮرت اﺗﺼﺎل ﻳﻚ ﻓﺎز ﺑﻪ ﺑﺪنۀ  ﻓﻠﺰي دﺳﺘﮕﺎه اﺧﺘﻼف ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﻴﻦ ﺑﺪﻧﻪ و زﻣﻴﻦ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲآﻳﺪ. ﺣﺎل اﮔﺮ ﺷﺨﺼﻲ ﺑﺪنۀ دﺳﺘﮕﺎه را ﻟﻤﺲ ﻛﻨﺪ ﻣﺪار ﺑﺴﺘﻪ اي ﺷﺎﻣﻞ ﺳﻴﻢ ﻓﺎز، ﺑﺪن ﺷﺨﺺ، زﻣﻴﻦ و اﺗﺼﺎل ﺑﻴﻦ زﻣﻴﻦ و ﻧﻘطۀ  ﻣﺮﻛﺰي ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد. جریان بوجود آمده در این مدار، از بدن شخص عبور می کند و چنانچه مقدار این جریان از ۰٫۰۵ آمپر بیشتر شود، خطرناک خواهد بود و ممکن است سبب برق گرفتگی و مرگ آن شخص شود.

  • هر چه مقدار جریان عبور بدن زیادتر شود خطر مرگ از برق گرفتگی بیشتر می شود.
  • ولتاژ تماس عبارت است از اختلاف پتانسیلی که در بدن شخص در هنگام برق گرفتگی ایجاد می شود.

 

عبور جریان از زمین

ﻛﺮه زﻣﻴﻦ ﻣﺘﺸﻜﻞ از ﻋﻨﺎﺻﺮ و ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن ﺑﻪ ﺧﺼﻮص ﻧﻤﻚ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ و رﻃﻮﺑﺖ اﺳﺖ. ﺣﺠﻢ ﻛﺮه زمین بسیار زیاد و بار الکتریکی آن ﺧﻨﺜﻲ اﺳﺖ ﻫﺮﭼﻪ از ﺳﻄﺢ زﻣﻴﻦ ﺑﻪ ﻃﺮف ﻋﻤﻖ آن ﺑﺮ روي پوسته زﻣﻴﻦ پیش می رویم ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﻓﺰاﻳﺶ رﻃﻮﺑﺖ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ زﻣﻴﻦ ﻛﻤﺘﺮ و درﻧﺘﻴﺠﻪ ﻫﺎدي ﺗﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ ﺑﻪ ﻫﺮ ﻋﻠﺖ ﻳﻚ ﻓﺎز ﺑﺎ زﻣﻴﻦ ارﺗﺒﺎط ﺑﺮﻗﺮار ﻛﻨﺪ (ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﺎً و ﻳﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﺷﺨﺺ)، ﺟﺮﻳﺎن اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ در زﻣﻴﻦ ﺑﺮﻗﺮار ﻣﻲ ﺷﻮد. اﮔﺮ ﺳﻴﻢ ﻓﺎز ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﺎً ﺑﻪ زﻣﻴﻦ وﺻﻞ ﺷﻮد ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻛﻢ ﺷﺪن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺪار ﺷﺪت ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻴﺸﺘﺮي در زﻣﻴﻦ ﺟﺎري ﻣﻲ ﺷﻮد.

 

ولتاژ گام

نقطه ای که سیم فاز با زمین ارتباط برقرار می کند دارای بیشترین پتانسیل الکتریکی است و هرچه از آن نقطه (در جهات مختلف) دور شویم افت پتانسیل بیشتر و در نتیجه پتانسیل الکتریکی کمتر می شود (شکل ۲).

 

 

                                                     

 

                                                           شکل (۲) نحوه توزیع پتانسیل الکتریکی در اطراف نقطۀ تماس سیم فاز با زمین

 

با توجه به شکل ۳، هر چه از محل اتصال دور شویم پتانسیل الکتریکی کمتر می شود و در فاصلۀ تقریباً ۲۰ متری به صفر می رسد. چنانچه شخصی در داخل دایرۀ به مرکز نقطۀ اتصال سیم فاز به زمین به شعاع تقریباً ۲۰ متری ایستاده باشد، بین دو پای این شخص اختلاف پتانسیل V=V1 – V2 برقرار می شود که جریانی را در داخل بدن شخص عبور می دهد. این اختلاف پتانسیل را ولتاژ گام می نامند چنانچه ولتاژ گام از ۶۵ ولت تجاوز کند برای شخص خطر برق گرفتگی شدید ایجاد می شود.

 

                                                   

                                                                            

                                                                                                                    شکل (۳) ولتاژ گام و ولتاژ تماس

 

ﺑﺮﺧﻲ ﻣﻮاﻗﻊ ﺑﺪون ارﺗﺒﺎط ﺷﺨﺺ ﺑﺎ ﺳﻴﻢ ﻓﺎز ﺷﺒکۀ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ، ﺧﻄﺮ ﺑﺮق ﮔﺮﻓﺘﮕﻲ اﻳﺠﺎد ﻣﻲ ﺷﻮد ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل،  ﻣﻲﺗﻮان از اﺻﺎﺑﺖ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺑﻪ زﻣﻴﻦ ﻧﺎم ﺑﺮد. ﻫﻨﮕﺎم اﺻﺎﺑﺖ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺑﻪ زﻣﻴﻦ ﻣﻘﺪار ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎدي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ در ﺟﻬﺎت ﻣﺨﺘﻠﻒ و ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺴﻴﺎر زﻳﺎد در زﻣﻴﻦ ﺟﺎري ﻣﻲ ﺷﻮد و ﭼﻨﺎن ﻛﻪ ﻣﻲداﻧﻴﻢ ﺣﺮﻛﺖ ﺑﺎر ﻫﻤﺎن ﺟﺮﻳﺎن اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ اﺳﺖ. در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﺤﻞ وﻗﻮع ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ را داراﺳﺖ و ﻧﻘﺎط زﻣﻴﻦ، ﺑﻪ ﺗﺪرﻳﺞ ﻛﻪ از ﻣﺤﻞ وﻗﻮع ﺻﺎﻋﻘﻪ دور ﺷﻮﻳﻢ در اﺛﺮ اﻓﺖ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ (در زﻣﻴﻦ) داراي ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻤﺘﺮي ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ ﺷﺨﺼﻲ ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﺎً در ﻣﺤﻞ اﺻﺎﺑﺖ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﻗﺮار ﮔﻴﺮد، ﻣﺮگ او ﺣﺘﻤﻲ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد و ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ در دایرۀ ﺧﻄﺮ ﻣﺤﻞ اﺻﺎﺑﺖ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﻗﺮار ﮔﻴﺮد، وﻟﺘﺎژ ﮔﺎم ﺑﻪ وي اﻋﻤﺎل ﻣﻲ ﺷﻮد. تمامی دستگاه های برقی باید دارای سیستم ارت (سیستم اتصال به زمین) باشند تا بتوانند این پتانسیل زیاد به وجود آمده را به زمین منتقل کرده و ایمن باقی بمانند.

 

 

مقالات مرتبط