حفاظت در برابر جریان الکتریکی

 

حفاظت در برابر جریان الکتریکی

  • حفاظت در برابر اضافه جریان

هر اضافه جریان احتمالی که در قسمت های برق دار ایجاد شود، نباید موجب خسارت یا صدمه به اشخاص یا دستگاه ها و وسایل شود. بنابراین حفاظت در برابر اضافه جریان ضروری است و به یکی از روش های زیر صورت می گیرد:

  • از طریق قطع خودکار تغذیه هنگام بروز اضافه جریان قبل از رسیدن اضافه جریان به میزان خطرناک (با توجه به مدت زمان برقراری اضافه جریان)
  • ایجاد محدودیت برای حداکثر اضافه جریان به میزان بی خطر (با توجه به مدت زمان برقراری اضافه جریان)

اغلب برق گرفتگی در مواقعی که پوشش سیم های برق پاره شده و یا معیوب بوده و یا شکافی در آن ایجاد شده باشد اتفاق می افتد. همچنین، ممكن است پوشش سیم های داخلی موتورها با دستگاه های الکتریکی سائیده یا سوخته شود و در اثر تماس با بدنه دستگاه خطراتی ایجاد کند. این مورد بیشتر در موتورهای الکتریکی یا دستگاه هایی که متحرک باشند پیش می آید.

 

 

جدا کردن سیم برق از فرد آسیب دیده

 

اگر شدت جریان عبوری از بدن ۳۰ میلی آمپر تجاوز کند در هنگام عبور جریان الکتریکی از بدن سبب مرگ فرد خواهد شد مقاومت بدن فرد در مقابل عبور جریان الکتریکی متفاوت است و از ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ اهم و بیشتر می باشد.

این اختلاف مقاومت به طبیعت فرد و شرایط محیطی که در آن قرار گرفته بستگی دارد. به طور مثال اگر پوست فرد خشک باشد مقاومت بدنش در مقابل عبور جریان الکتریکی بیشتر از زمانی است که پوست وی مرطوب می باشد. در شرایط نامناسب و در مواردی که تدابیر حفاظتی کامل اتخاذ نشده باشد، یک اختلاف پتانسیل ۱۵ تا ۲۰ ولت ممکن است برای شخص خطرناک باشد ، البته مدت عبور و نوع جریان الکتریکی نیز در شدت برق گرفتگی دخالت دارد.

اگر در دستگاه هایی که با فشار ضعیف (۲۴ ولت) کار می کنند اتصال بدنه به وجود آید ممکن است به افرادی که به جریان الکتریکی حساسیت دارند، آسیب برساند.

زیرا اگر مقاومت بدن فرد در حدود ۵۰۰ اهم باشد جریانی معادل ۰/۰۴۸ آمپر از بدن عبور کرده و چون میزان آن از حد ۰/۰۳۰ آمپر بیشتر است باعث مرگ او خواهد شد.

 

حفاظت-در-برابر-جریان-الکتریکی

  • انواع خطاهای ناشی از جریان برق

 خطاهای ناشی از جریان برق را عمدتا به ۳ دسته می توان تقسیم نمود:

۱- اتصالات بدنه که عبارت است از اتصال یکی از سیم های جریان برق به بدنه دستگاه.

۲- اتصال کوتاه که عبارت است از اتصال ۲ سیم لخت که نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشند به یکدیگر.

٣- اتصال زمین که عبارت است از اتصال یکی از سیم های حامل جریان به زمین.

 

خطاهای گفته شده در بالا معمولاً به دو صورت کامل و ناقص می تواند اتفاق بیافتد اگر چنان چه اتصال کامل باشد به این معنی است که در محل اتصالی مقاومت وجود ندارد و جریان زیاد از این نقطه عبور می کند. اما اگر اتصال ناقص باشد در محل اتصالی مقاومتی وجود دارد بنابراین جریان خط نسبت به حالت قبل کمتر است. این نوع اتصالی اغلب خطرناک می باشد زیرا به راحتی قابل تشخیص نیست در هر مورد از خطاهای گفته شده باید سیستم حفاظتی خاصی به کار برد.

  • حفاظت الکتریکی در حالات مختلف

منظور از حفاظت الکتریکی عبارت است از اقداماتی که باید در تأسیسات الکتریکی به عمل آورد تا اینکه خطرات ناشی از جریان برق باعث صدمه زدن به اشخاص، حیوانات، دستگاه ها، مولدها، مصرف کننده ها و سیم های حامل جریان نگردد.

١- حفاظت سیم ها و کابل ها

تمامی سیم های و کابل ها بایستی در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت شوند برای حفاظت سیم در برابر اضافه بار می توان از کلیدهای حرارتی (بی متال) و یا فیوزهای ذوب شونده استفاده نمود.

۲- حفاظت مصرف کننده ها و دستگاه ها الکتریکی

مصرف کننده ها و دستگاه های الکتریکی بایستی در مقابل خطاهای احتمالی از قبیل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت شوند جهت حفاظت این دستگاه ها معمولاً قبل از مصرف کننده یا دستگاه مورد نظر از فيوزهای ذوب شونده و کلیدهای مغناطیسی یا حرارتی که مطابق با جریان نامی آن دستگاه انتخاب شده استفاده می شود.

۳- حفاظت اشخاص 

یکی از مهمترین نکاتی که باید در قسمت حفاظت الکتریکی به آن توجه نمود مسئله برق گرفتگی انسان است.

 

اضافه جریان

تجهیزات حفاظت در برابر اضافه جریان به منظور حفاظت هادی ها در مقابل جریان های اضافه و رله های اضافه بار حرارتی به منظور حفاظت تجهیزاتی مانند تجهیزات موتوری استفاده می شوند. این قطعات حفاظتی جهت جریان در مدار را در یک سطح مطمئن نگه می دارند و به این ترتیب باعث می شوند از ایجاد اضافه حرارت در مدار جلوگیری شود.

جهت حفاظت اضافه جریان در شرایط اتصال کوتاه معمولاً از رله هایی استفاده می شود که بر اساس ظرفیت حرارتی واحد مورد حفاظت در زمان معین و کوتاه عمل کند.

استفاده از وسایل حفاظتی که به منظور حفاظت اضافه بار طراحی شده اند، جهت تأمین ایمنی در شرایط اتصال زمین فقط زمانی مجاز است که جریانی که قرار است در مدار جاری شود حداقل سه برابر ظرفیت نامی فیوز محافظ مدار یا حداقل ۱/۵ برابر ظرفیت نامی کلید خودکار محافظ مدار (به طور مثال کلید مینیاتوری) باشد.

 

  • حفاظت اضافه جریان در هنگام اتصال کوتاه

با اتصال کوتاه دو هادی غیر عایق به یکدیگر، اتصال کوتاه رخ می دهد. در این حالت مقاومت نزدیک به صفر می شود. این جریان چندین برابر جریان کاری عادی است. جریان ایجاد شده هنگام بروز اتصال کوتاه باید بلافاصله قطع شود. به طور کلی جریان اتصال کوتاه در یک مدار معیوب در اثر اتصال یک یا چند هادی از مدار که در حالت عادی دارای اختلاف پتانسیل مختلف هستند، از طریق امپدانس بسیار کم به هادی های دیگر بروز می کند.

در ضمن جریان اتصال کوتاه معمولاً از ارت عبور می کند. بنابراین باید حتماً به طراحی صحیح هادی حفاظتی PE (ارت) دقت نمود.

هادی های هم بندی و هادی های ارت و دیگر قطعاتی که به منظور هدایت جریان اتصالی پیش بینی شده اند باید جریان را بدون ایجاد دمای زیاد هدایت کنند.

 

  •  استفاده از رله مغناطیسی جهت حفاظت اضافه جریان در هنگام اتصال کوتاه

جهت قطع سریع جریان هنگام بروز اتصال کوتاه از رله مغناطیسی و تجهیزاتی که در ساختار خود دارای رله مغناطیسی هستند استفاده می شود.

رله های مغناطیسی از یک هسته آهنی به همراه سم پیچی به دور آن تشکیل شده است، که این سیم پیچ ها سر راه فاز قرار می گیرند.

عبور جریان اتصال کوتاه از سیم پیچ ها باعث ایجاد میدان مغناطیسی شدیدی می شود که حرکت هسته آهنی و در نهایت حرکت اهرم قطع را به دنبال دارد. تیغه قطع نیز در مدار مانند شستی STOP عمل می کند.

رله های مغناطیسی به همراه رله های حرارتی در کلیدهای مینیاتوری، کلیدهای اتوماتیک کمپکت و … وجود دارند.

 

  • مواقع بروز اضافه بار در مدار

هنگامی که تعداد وسایلی که در یک مدار کار می کنند زیاد شود و یا یک دستگاه بالاتر از میزان طراحی شده، جریان بکشد اصطلاحاً اضافه بار ایجاد شده است. به طور مثال یک موتور که در شرایط عادی ۱۰ آمپر جریان مصرف می کند، در شرایط اضافه بار ۲۰ تا ۳۰ آمپر جریان بکشد. این جریان باعث داغ شدن موتور می شود و در صورتی که رله اضافه بار باعث قطع مدار نشود، موتور در کوتاه مدت آسیب دچار آسیب می شود.

جریان اضافه بار در یک مدار سالم ممکن است به دلایلی مانند اشتباه در محاسبه و انتخاب نادرست تجهیزات مدار در طراحی و اجرا، رشد بار با گذشت زمان، اشکال در دستگاه (به طور مثال افزایش اصطکاک در یاتاقان ها) و … ایجاد شود.

 

کلید اتوماتیک اشنایدر
                        کلید اتوماتیک اشنایدر
کلید حرارتی اشنایدر
          کلید حرارتی اشنایدر
بی متال اشنایدر
         بی متال اشنایدر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • اضافه بار موقتی هنگام جریان راه اندازی

جریان راه اندازی موتورهای الکتریکی بیشتر از مقدار جریان نامی موتور است. کلید حفاظتی که به منظور حفاظت موتور انتخاب می شود باید بتواند جریانی اضافه تر از مقدار نامی را برای مدت کوتاه از خود عبور دهد. در غیر این صورت با هر دفعه راه اندازی موتور، مدار قطع شده و موتور از مدار خارج می شود.

رله های اضافه بار برای استفاده وسایل موتوری که نیاز به جریان راه اندازی دارند، استفاده می شود و دارای ویژگی های زیر هستند:

  • اضافه بارهای موقتی ناشی از راه اندازی بدون قطع مدار می توانند عبور کنند.
  • اگر جریان در یک زمان معین از جریان نامی بیشتر شود، تریپ کرده و مدار را باز می کنند.
  • پس از برطرف شدن اضافه بار ریست می شوند.
  • کلید مینیاتوری مناسب حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار

کلید مینیاتوری اشنایدر یا کلید اتوماتیک مینیاتوری در اصل نوعی کلید خودکار است که هر دو مشخصه قطع کنندگی زیر بار و مجزا کنندگی را دارد و وظیفۀ آن قطع مدار در زمان اتصال کوتاه یا اضافه بار می باشد. کلید مینیاتوری از سه قسمت رله مغناطیسی برای حفاظت اتصال کوتاه، رلۀ حرارتی یا رلۀ بی متال برای حفاظت اضافه بار و مجزا کننده تشکیل شده است. این کلید از دو قسمت مغناطیسی (جریان زیاد در مدت زمان کم) و حرارتی (افزایش تدریجی جریان) تشکیل شده است.

کلیدهای مینیاتوری کلاس C از جمله کلیدهای هستند که مناسب حفاظت وسایل موتوری هستند. این کلیدها جریان بیشتر از ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی را قطع می کنند. یعنی به عبارتی جریان راه اندازی موتور را تحمل می کنند.

 

کلید-مینیاتوری-سه-پل-اشنایدر-الکتریک
                                           کلید مینیاتوری سه پل اشنایدر الکتریک

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کلیدهای مینیاتوری اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

  • کلید حرارتی یا بی متال به منظور حفاظت در برابر اضافه بار

یکی دیگر از قطعاتی که تجهیزاتی مانند موتور را در برابر اضافه بار محافظت می کند رله بی متال است. ساختار کلید بی متال متشکل از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت است که با عبور جریان و افزایش انبساط طولی یکی بیشتر از دیگری است و دو فلز خم شده و در نتیجه این حرکت به اهرم قطع منتقل می شود و مدار را قطع می کند.

 

بی متال-اشنایدر-الکتریک-سری-D
                                         بی متال اشنایدر الکتریک

 

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های بی متال اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

 

  • کلید محافظ موتور

این کلید از جمله قطعاتی است که موتور را در مقابل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می کند. در صورت افزایش جریان به بیشتر از میزان تنظیم شده، رله حرارتی عمل نموده و مدار را قطع می کند که این عمل سریع و در مدت زمان کوتاه صورت می گیرد.

 

کلید-محافظ-موتور-رله-حرارتی-مغناطیسی-اشنایدر-الکتریک
                                کلید محافظ موتور (رله حرارتی-مغناطیسی) اشنایدر الکتریک

 

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کلیدهای محافظ موتور اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

 

  • رله ارت فالت (رله نشتی جریان)

رله ارت فالت به منظور آشکارسازی و فرمان قطع مدار در صورت بروز خطای اتصال زمین یا جریان نشتی به کار می رود. این رله به وسیله ترانس حلقوی کوربالانس جریان باقی مانده بیش از حد مجاز را تشخیص داده و در این حالت خروجی رله فعال می شود. رله شنت یا رله آندر ولتاژ، کنتاکتور یا کلید اتوماتیک در مسیر رله قرار می گیرند تا در صورت بروز خطا، مدار تغذیه را قطع کند.

   رله ارت فالت همراه ترانس جریان یا CT کوربالانس به صورت مکمل یکدیگر به کار می روند و جریان نشتی را تشخیص می دهند. با تشخیص نشتی جریان، رله ارت فالت عمل می کند و به کنتاکتور یا کلید اتوماتیک فرمان قطع می دهد.

 

رله-ارت-فالت-(رله-نشتی-جریان)-اشنایدر-الکتریک
                                                                                      دو نمونه رله ارفالت اشنایدر الکتریک

 

ترانس-جریان-کوربالانس-CBCT-اشنایدر-الکتریک
                          ترانس جریان کوربالانس CBCT اشنایدر الکتریک

 

به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های رله ارت فالت و ترانس جریان کوربالانس اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

  • حفاظت اشخاص در برابر برق گرفتگی

حفاظت در برابر برق گرفتگی را با روش های زیر می توان برای افراد ایجاد نمود:

– تامین حفاظت از طریق لباس و کف پوش عایق

یکی از روش های اساسی حفاظت کارگران، جدا نمودن فرد به وسیله دست کش، کلاه، لباس و کفش حفاظتی که از مواد عایق ساخته شده و فرد را در مقابل ورود جریان الکتریکی به بدن محافظت می کند. همچنین برای جلوگیری از خروج جریان الکتریکی از بدن، کف محل کار را با مواد عایق مانند فرش لاستیکی پوشانیده و یا از زیر پایی یا چهار پایه با پایه های عایق استفاده گردد.

 

حفاظت-در-برابر-جریان-الکتریکی-با-رعایت-پوشش-عایق

 

 


بیشتر بخوانید:

 

حفاظت اشخاص در برابر خطر برق گرفتگی

حفاظت در مقابل اضافه ولتاژ


 

– هم بندی به منظور هم ولتاژ کردن

در هر ساختمان هم بندی اصلی با اتصال الکتریکی هادی های ارت و نول و PEN، لوله های اصلی آب، گاز، لوله های فلزی اصلی رایزرها و لوله های فلزی تأسیسات، قسمت های اصلی فلزی فوندانسیون، الکترودهای اصلی و فرعی اتصال زمین به یکدیگر انجام می پذیرد. هم چنین هم بندی اضافی به منظور هم ولتاژ کردن، از طریق اتصال الکتریکی کلیه قسمت های فلزی قابل دسترس در محل، بدنه های فلزی دستگاه های برقی و غیر برقی و قسمت های هادی بیگانه به سیم ارت صورت می گیرد.

 

همبندی لوله ها با سیستم اتصال زمین

 

(حفاظت به وسیله اتصال دستگاه ها به یکدیگر با سیم هادی)

اگر دو یا چند دستگاه الکتریکی نزدیک به هم ، به علل مختلف مانند اتصال بدنه، دارای اختلاف پتانسیل گوناگونی شوند و دست کارگر در یک زمان به هر دو آنها تماس پیدا کند در این صورت با وجود مجهز بودن به کفش عایق جریان خطرناک از بدن کارگر عبور خواهد کرد.

شدت جریان عبوری دستگاه ها را به وسیله سیم هادی به یکدیگر متصل نمود تا در موارد بالا، اختلاف پتانسیلی بین آن ها وجود نداشته باشد.

 

– تامین حفاظت به وسیله جدا کردن سیم نول ترانسفورماتور از زمین 

برای این که شدت جریان الکتریکی موجود در یک جسم هادی، که به منبع تولید جریان الکتریکی متصل شده است از بدن فرد عبور کند، کافی است که مدار جریان آن بسته شود و بسته شدن مدار در این مورد فقط با اتصال سیم خنثی (نول) ترانسفورماتور به زمین عملی می شود. بهترین راه جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از بدن، حذف سیم زمین ترانسفورماتور می باشد.

این مهم زمانی عملی می شود که کارخانه یا محل کار دارای یک ترانسفورماتور مخصوص به نام ترانسفورماتور جداساز باشد و تغذیه کلیه دستگاه ها مستقیماً به وسیله این ترانسفورماتور انجام گیرد.

همچنین، ممکن است ترانسفورماتورهایی را به اسم ترانسفورماتورهای جدا ساز روی مدار تغذیه هر یک از دستگاه های مورد نظر نصب نمود. ولی در این مورد اگر در نقطه ای از شبکه اتصال زمین ایجاد گردد، چون مداری بسته از راه زمین ایجاد می شود خطر برق گرفتگی پیش می آید.

برای جلوگیری از خطر برق گرفتگی، شبکه باید در تمام طول خط کاملاً عایق باشد و دستگاه های برقی روی پایه های عایق نصب شده باشند. و اگر روپوش عایق سیم های حاوی جریان (فاز با نول) دارای عیبی مانند پارگی ،سائیدگی و … باشد، بلافاصله باید به تعمیر و یا تعویض آن ها اقدام گردد.

در شکل زیر، مشاهده می شود که اگر سیم نول یا یکی از فازهای ترانسفورماتور به زمین اتصال پیدا کند و در داخل دستگاه نیز سیم هادی به بدنه متصل شود در این حالت چنانچه دست کارگر به بدنه دستگاه برخورد کند مدار بسته ای ایجاد شده و کارگر دچار برق گرفتگی خواهد شد.

 

ترانسفورماتور جداساز به زمین اتصال دارد و خطرناک است

 ترانسفورماتور جداساز به زمین اتصال دارد و خطرناک است

 

نمونه دیگر در شکل زیر نشان داده شده است. اگر در نظام جداساز در دستگاه الف اتصال بدنه ایجاد شود ، کارگری که با دستگاه ب و دستگاه الف در یک زمان تماس پیدا کند، دچار برق گرفتگی نخواهد شد، چون سیم نول ترانسفورماتور به زمین اتصال ندارد و مداری بسته را ایجاد نمی کند. ولی اگر دستگاه ب هم اتصالی بدنه پیدا کند چنانچه فرد در یک زمان با این دو دستگاه تماس حاصل کند جریان الکتریکی از بدن او عبور خواهد کرد. برای رفع این خطر بدنه دستگاه های الف و ب را باید به وسیله یک جسم هادی یا یک سیم ضخیم به یکدیگر متصل نمود.

 

 

ترانسفورماتور جداساز

 

 ترانسفورماتور جداساز

 

 

– تامین حفاظت افراد به وسیله محافظ جان

محافظ جان وسیله ای است که در ورودی تابلو ها نصب شده و در صورت وجود اختلاف بین جریان ورودی و خروجی دستگاه، عمل کرده و چنانچه اتصال بدنه در دستگاه ایجاد شود و به فرار جریان به زمین منجر گردد، میزان جریان خروجی دستگاه کمتر از جریان ورودی خواهد شد. جریان ورودی و خروجی در دو سیم پیچ که در جهت مخالف یکدیگر پیچیده شده، وارد می شوند در حالت عادی که اتصال بدنه وجود ندارد. جریان در هر دو سیم پیچ یکسان بوده ، میدان مغناطیسی ایجاد نمی گردد، ولی در اثر اختلاف بین دو جریانی که در این دو سیم پیچ وارد می شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده و هسته مغناطیسی باعث قطع مدار می گردد.

زمان قطع مدار در حدود ۳۰ میلی ثانیه بوده و به این طریق اتصال به بدنه در این مدت کوتاه قطع می گردد و اگر فرد با دستگاهی که به این وسیله مجهز است تماس پیدا کند، از خطر برق گرفتگی محافظت می گردد.

 

محافظ جان دو پل و چهار پل اشنایدر
                         محافظ جان دو پل و چهار پل اشنایدر

 

 

رله دیفرانسیل

روش عملکرد محافظ جان

 

 

نصب-محافظ-جان-اشنایدر

                                                                                                                 نصب محافظ جان اشنایدر در تابلو برق

– حفاظت به وسیله عایق کردن

در این روش تمام قسمت در دسترس مصرف کننده را که در صورت اتصال به بدنه می توانند نسبت به زمین ولتاز داشته باشند عایق می نمایند برای این کار می توان تمام بدنه دستگاه را عایق نمود و یا اینکه تمام قسمت های الکتریکی مانند کلید و ترمینال ها و موتور را توسط جسم عایق از بدنه و چرخ دنده و… جدا نمود. سیم عایقی که بدین منظور به کار می رود باید مقاوم بوده، فرسوده نشده و صدمه نبیند.

دستگاه هایی که به وسیله عایق کردن حفاظت می شوند دارای سیم های رابط بدون سیم حفاظتی می باشند (مانند دستگاه های متحرک خانگی از قيبل جاروبرقی، رادیو و …) می توان با عایق کردن اطراف محل قرار گرفتن دستگاه مانند کف زمین و دیوار نیز اشخاص را در برابر ولتاژ تماس نسبت به زمین حفاظت نمود، باید توجه داشت که چنین حفاظتی تنها برای دستگاه هایی که در یک محل ثابت هستند می توانند اجرا شوند این نوع حفاظت دارای علامت مشخصهحفاظت به وسیله عایق می باشند.

 

 


بیشتر بخوانید:

انواع حفاظت الکتریکی

عایق بندی حفاظتی

درجه حفاظت تجهیزات الکتریکی IP


 

– حفاظت توسط سیم زمین

روش دیگر برای پیش گیری از خطر برق گرفتگی ایجاد سیم اتصال به زمین می باشد. در مورد تمام دستگاه های الکتریکی که ممکن است در اثر معیوب شدن روپوش سیم و اتصال به بدنه جریان خطرناک ایجاد شود با اجرای اتصال به زمین، اگر بدن فرد با این دستگاه معیوب تماس پیدا نماید، در انشعاب قرار می گیرد و مقدار شدت جریانی که به طور موازی از بدن عبور می کند جزیی از جریان خطرناک اصلی می باشد و اگر سیم اتصال به زمین به گونه ای درست و مقاومت کم نصب شده باشد، شدت جریانی که از بدن عبور می کند به میزان خطرناک ۰/۰۳۰ آمپر نمی رسد.

در سیستم اتصال زمین بدنه هادی تمام تجهیزات الکتریکی از طریق هادی حفاظتی ارت به شینه اتصال زمین در تابلو توزیع متصل می شوند. هادی هم بندی  نیز به شینه اتصال زمین در تابلو متصل می شود. پس از آن شینه اتصال زمین تابلو توزیع فرعی از طریق سیم ارت به شینه اتصال زمین در تابلو توزیع اصلی وصل می شود که این شینه نیز از طریق سیم ارت به ترمینال اصلی اتصال زمین وصل می شود. در نهایت این ترمینال از طریق هادی اتصال زمین به الکترود زمین متصل می شود.

 

حفاظت توسط سیم زمین نوعی از حفاظت است که در آن قسمت های هادی دستگاه که با شبکه تغذیه ارتباط الکتریکی ندارند توسط سیم به زمین وصل می شوند تا موقعی که اتصال بدنه در دستگاه الکتریکی وجود نداشته باشد. قسمت های حفاظت شده دستگاه هم پتانسیل با زمین بوده و اگر قسمت های الکتریکی دستگاه به بدنه آن اتصال پیدا کند جریانی از بدنه دستگاه به نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور شبکه از طریق سیم وصل شده به زمین و به زمین جاری می شود.

 

اتصال-ایمن-ارت

 

مقدار این جریان به اندازه ای باشد تا جریان خطا باعث قطع سريع وسیله حفاظتی (مثلاً فيوز) شده و ولتاژ تماس قطع گردد. این جریان را جریان قطع نامند و مقدار آن بستگی به جریان مجاز فيوزی که در سر راه دستگاه قرار گرفته است دارد.

 

انواع-مقاومت-زمین

 


 بیشتر بخوانید:

اندازه گیری مقاومت زمین

              سیستم زمین

            مقاومت ویژه خاک

               انواع الکترود

 

 

  • الکترود زمین

 الکترود زمین عبارت از یک قطعه جسم هادی است که در زمین قرار داده می شود و سیم زمین به آن متصل می شود. الکترودها به اشکال مختلف ساخته می شوند که اهم آنها از این قرار است:

الف) میله های مسی معمولاً به قطر ۱۶ میلی متر که با چکش در زمین کوبیده می شوند. این میله ها دارای نوک تیز فولادی هستند که فرو رفتن در زمین را آسان می کنند. پس از کوبیدن یک میله می توان میله دیگری به آن پیچ کرد و کوبیدن را ادامه داد تا میله ای با طول مورد نظر تا حدود ۳ متر به دست آید.

ب) صفحه های مسی که در عمق ۶۰ سانیتمتر یا بیشتر به صورت افقی خوابانده می شود. به این ترتیب زمین بسیار مناسبی ایجاد می شود ليكن اجرای این روش با زحمت بیشتری همراه است.

پ) استفاده از لوله های آب شهری در گذشته بسیار معمول بوده است ولی امروزه که بیشتر از لوله های پلاستیکی استفاده می شود این روش قابل استفاده نیست.

ت) غلاف یا زره فلزی کابل های زیرزمینی امروزه بیشتر به عنوان الكترود زمین و سیم زمین مورد استفاده قرار می گیرد. غلاف و زره کابل در پست به نوترال متصل هستند. در این سیستم ها در صورت اتصال، جریان از غلاف یا زره عبور می کند و به زمین نفوذ نمی کند.

ث) سیم زمین در سیستم های توزیع هوایی گاهی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش در توزیع هوایی علاوه بر سیم های سه فاز و نوترال سیم پنجمی کشیده میشود که در پست به نوترال متصل می گردد و در طی مسیر نیز در نقاطی به زمین متصل می شود و در نقاط مصرف به عنوان الكترود زمین مورد استفاده قرار می گیرد.

ج) زمین کردن نوترال در نقاط متعدد در مکان هایی که مقاومت ویژه زمین زیاد است و یا در فصول مختلف به علت تغییرات میزان رطوبت تغییرات فاحش دارد مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش که در ایران نیز معمول است در سیستم های توزیع، سیم نول را در طی مسیر در فواصل معین (سه تیر در میان) به الكترودی در زمین متصل می کنند. در این روش در صورت بروز اتصالی، جریان دارای دو مسیر است یکی از طریق سیم نول و دیگری از طریق زمین که مقاومت را کاهش می دهد.

چ) در بسیاری از موارد برای کاهش مقاومت زمین، مجموعه ای از میله ها مورد استفاده قرار می گیرد که با اتصال الکتریکی آن ها به یکدیگر آن ها را به صورت الکترود واحد مورد استفاده قرار می دهند.

مقاومت ویژه زمین مقاومت بین الکترود و زمین بستگی به مقاومت ویژه زمین دارد که خود بسته به جنس زمین و میزان رطوبت آن تغییر می کند. خاک های سطحی به علت داشتن رطوبت کمتر دارای مقاومت ویژهی بالاتری هستند. برای کاهش مقاومت الکترود، در این موارد از الکترودهای بلندتر استفاده نموده و یا با اضافه کردن املاح هادی در اطراف الكترود مقاومت ویژه زمین را کاهش می دهند. 

الکترود-زمین

  • کار ایمن با دستگاه های الکتریکی پرتابل

این یک واقعیت است که اغلب تصادفات در ارتباط با دستگاه های الکتریکی، در اثر استفاده نادرست از آن ها و نگهداری آن ها می باشد. سهل انگاری در آشنایی با دستگا ه ها، بی دقتی، بی توجهی و بالاخره کافی نبودن آموزش افراد از دلایل مهم می باشد. الکتریسیته به خودی خود خطرناک نیست و تا جائیکه دستگاه های الکتریکی سالم، به طور صحیح بکار برده شوند هیچ گونه خطری به وجود نمی آید ولی در محل هیچ گاه این چنین نیست و اشکالات موجود در دستگاه ها و سیستم های برق رسانی مسائلی را به همراه خواهند داشت. هنگامی که در یک دستگاه الکتریکی اشکالی به وجود می آید و برای عبور الکتریسیته در سه راه مختلف پیدا می شود.

الکتریسیته همواره سعی دارد از راهی که دارای مقاومت کمتری است خود را به زمین رسانده و مدار طبیعی خود را کامل نماید برای حفاظت در مقابل این عمل الكتریسیته سه راه وجود دارد:

۱- ایجاد یک اتصال زمینی برای هر دستگاه الکتریکی که طبیعتاً بایستی دارای مقاومت کمتری باشد. 

معمولاً برای سیم های دستگاه های الکتریکی رنگ یا کد رنگی تعیین و ثابت شده است. فاز قهوه ای رنگ، نول آبی و اتصال زمین به رنگ سبز با نوارهای زرد رنگ می باشد در دستگاه های الکتریکی پرتابل مثل دریل برقی باید نه فلزی و معمولی (بنام single in sulated) سیم اتصال زمین در داخل دستگاه به بدنه وصل است و سر سیم به دو شاخه برق متصل شده که با زدن دو شاخه به پریز خط اتصال زمین ساختمان متصل می شود.

البته برای حالات بالا رفتن ناگهانی جریان در خط فاز همیشه در داخل دو شاخه فیوزی نصب شده که بلافاصله سوخته و جریان را قطع می کند و در نتیجه برای اپراتور ایمن است در صورت توجه به نکات ذیل این سیستم از نظر ایمنی خوب است (ناسالم بودن سیستم اتصال زمین زنگ زدگی در محل های اتصال یا پاره شدن سیم در داخل دیوار و همچنین به علت اشتباه بستن سیم های فاز ، نول و اتصال به زمین).

 

 ۲- به كار بردن منبع نیرو با ولتاژ کمتر که اصولاً ولتاژ خطرناکی برای انسان نباشد. 

  • حفاظت از طریق ولتاژ کم 

استفاده از ولتاژ کم همیشه توسط مسئولین ایمنی توصیه شده است و در بعضی مواقع به صورت قانون اجباری شده است. ۵۰ ولت (ولتاژ ایمن نمی تواند قدرت و کارآئی ولتاژ ۲۴۰ یا (۲۲۰) را داشته باشد ولی ۱۱۰ ولت این اشکال را ندارد. لذا در بعضی از کشورها ولتاژ شبکه شهری ۱۱۰ ولت است باید توجه نمود که دو شاخه های ۱۱۰ ولتی مخصوص و مشخص باشد که به اشتباه در پریزهای ۲۲۰ ولت زده نشود برای دستگاه های ۱۱۰ ولتی ترانسفورماتور پرتابل لازم است این ترانسورماتور مانند کاهنده بایستی دارای بدنه و پایه عایق باشد و دارای اتصال زمین نیز باشد که این اتصال زمین از وسط سیم پیچ به زمین وصل می شود این اتصال زمین برای سیستم ۱۱۰ ولتی است و در حالتی که اتصال زمین دستگاه نیز سالم باشد هیچ گونه برق گرفتگی برای اپراتور حاصل نخواهد شد اگر اتصال زمین خراب باشد یا قطع شده باشد آن وقت حداکثر ولتاژ که از بدن اپراتور رد خواهد شد به جای ۱۱۰ ولت ۵۵ ولت است.

بنابراین ایمنی اپراتور بیشتر در دست مسئولین قوانین و سازندگان دستگاه ها و سیم اتصال زمین می باشد. به هرحال ولتاژ ۲۲۰ ولت می تواند کشنده باشد منتهی شرایطی چون کف چوبی، پوشیدن چمه های لاستیکی و غیره … اثرات آن را کمتر می سازد.

 

به هرحال برای حفاظت کامل بایستی آموزش افراد کافی بوده و سیستم همیشه مورد تست قرار گرفته باشد. چک کردن دائم و مرتب دستگاه های الکتریکی از راه های ایمنی بایستی توسط افراد آموزش دیده انجام گیرد . چک کردن یعنی جواب دادن به سوالاتی از قبیل:

۱- آیا ولتاژ مجاز در صفحه مشخصات دستگاه با ولتاژ سیستم ما یکی است یا نه و اگر نه چه فرقی دارد؟

۲- آیا دو شاخه سالم و از نوع خوب است یا نه؟

 ۳- آیا سیستم سیم به هنگام خروج از دستگاه نسبت به بدنه فلزی آن با حلقه لاستیکی مقاوم حفاظت شده یا نه؟

 ۴- آیا سیم بطور کلی سالم است؟ پارگی یا زدگی ندارد؟

 ۵- آیا کلید خود دستگاه کلید قبل از پریز در حالت قطع قرار دارد یا نه؟

۶- آیا سیم بطور کلی بالاتر از ارتفاع سر کارگر در محل کار قرار دارد یا نه؟

 

  • چک لیست مکانیکی دستگاه الکتریکی

 ۱- آیا قبل از هرگونه کاری مثل تنظیم تیغه یا سفت کردن سه نظام و غیره دو شاخه از برق خارج شده است یا نه؟

 ۲- آیا در بدنه دستگاه شکستگی یا خرابی وجود دارد یا نه؟

 ۳- آیا قسمت های متحرک مثل مته ثابت شده اند یا نه؟

 ۴- آیا قسمت های چرخنده با دست به آرامی می چرخند؟

 ۵- آیا قطعه کار خوب نگهداری می شود؟

 

 

در صورتی که سوالی در خصوص مطالب بیان شده دارید می توانید در قسمت نظرات از ما بپرسید یا با ارائه پیشنهادات خود، ما را در بالا بردن کیفیت مقالات یاری کنید. 

مقالات مرتبط

نظرات