انواع سیستم های ارتینگ

 

  • سیستم ارتینگ چیست ؟

سیستم های توزیع برق با استفاده از کابل های زیر زمینی یا شبکه های هوایی نیروی برق را از نیروگاه های برق به سمت مصرف کنندگان هدایت می کنند. این سیستم ها برحسب تعداد سیم ها به تک فاز دو سیم، تک فاز سه سیم، سه فاز سه سیم، سه فاز چهار سیم و … تقسیم می شوند.  در این مقاله قصد داریم انواع سیستم ارتینگ را بررسی کنیم. سیستم های توزیع برق برحسب چگونگی اتصال الکتریکی به زمین یا ارتینگ به ترتیب زیر تقسیم بندی می شوند : 

 

سیستم های توزیع برق

 

الف- سیستم توزیع برق زمین شده

در این سیستم، یک نقطه سیستم توزیع، معمولاً نقطه خنثی سیستم مستقیماً یعنی بدون اینکه امپدانس قابل توجه ای در سر راه آن قرار داده شود، به زمین وصل می شود. اگر به جای نقطه خنثی سیستم، یک فاز به زمین وصل شود در صورت اتصالی یکی از فازها به زمین، ولتاژ سایر فازها نسبت به زمین برابر ولتاژ بین فازها خواهد بود.

 

ب- سیستم توزیع برق زمین نشده

 در سیستم توزیع برق زمین نشده هیچ نقطه ای از سیستم زمین نشده یا نقطه ای از آن معمولاً نقطه خنثی، از طریق امپدانس محدود کننده جریان اتصالی زمین، به زمین وصل شده است. در سیستم زمین نشده، در صورت اتصالی یکی از فازها به زمین، ولتاژ سایر فازها نسبت به زمین، برابر ولتاژ بین فاز-فاز است.


بیشتر بخوانید :

طراحی انواع سیستم های توزیع برق 

تحلیل اثر بار الکتریکی در شبکه توزیع


برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


 

  • انواع هادی ها در سیستم ارتینگ

  • هادی نول

هادی نول، هادی است که به نقطه خنثی (نول) سیستم متصل شده است این نقطه معمولاً نقطه ستارۀ سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور است. هادی نول قادر است در انتقال توان الکتریکی مشارکت کند. در این صورت ولتاژی غیر از ولتاژ فاز به فاز نیز در سیستم به وجود خواهد آمد. در شرایط خاصی ممکن است هادی نول و ارت یکی شوند (سیستم TNC)

  • هادی PEN

هادی است که به طور همزمان وظیفۀ ارت حفاظتی و نول را انجام می دهد.

  • هادی ارت حفاظتی PE

هادی است که برای حفاظت در برابر شوک الکتریکی احتمالی، ناشی از قسمت های برقدار تعبیه می شود و ممکن است به یکی از نقاط زیر متصل باشد:

  • الکترود ارت
  • ترمینال اصلی اتصال زمین
  • بدنه های هادی قابل دسترس
  • نقطۀ ارت منبع و یا نول مصنوعی
  • بدنه های هادی که ممکن است به طور ناخواسته لمس شوند.

 

  • انواع سیستم ارتینگ

معمولاً برای نشان دادن چگونگی اتصال زمین سیستم توزیع برق یا سیستم ارتینگ و تأسیسات برق مصرف کننده از دو یا چند حرف لاتین استفاده می شود. حرف اول نشان دهنده چگونگی اتصال زمین سیستم توزیع نیروی برق و حرف دوم نشان دهنده چگونگی اتصال زمین تأسیسات برق مصرف کننده است. حروف دیگر نشان دهنده یکی بودن یا یکی نبودن سیم حفاظتی و سیم نول در سیستم های TN است. سیستم های معمول عبارتند از: TT، TN و IT

  • نقش هادی حفاظتی در سیستم ارتینگ

سیستم های TT , TN و IT  هادی حفاظتی یا PE دارند. همه قسمت های فلزی در دسترس و قابل دسترسی تجهیزات برقی مصرف کننده که می توانند به هنگام ایجاد اتصالی برقدار شوند، در این سیستم ها به نحوی مطمئن به سیم حفاظتی متصل می شوند. در تجهیزات برقی مصرف کننده ترمینال ویژه ای برای اتصال سیم حفاظتی وجود دارد که با علامت مشخص می شود. برای جلوگیری از شل شدن سیم حفاظتی در ترمینال ویژه، باید همه پیش بینی های ضروری را در نظر داشت.

اثر شوک الکتریکی

 

 

سطح مقطع سیم حفاظتی، برای سیم مسی تا ۱۶ میلیمتر مربع و برابر سطح مقطع سیم های فاز گرفته می شود. مانند سیم های فاز، حفاظت شده و با احتیاط و مراقبت قرار داده می شود. برای چند مدار جداگانه می توان از یک سیم حفاظتی استفاده کرد. در این صورت سطح مقطع سیم حفاظتی را برابر با بزرگترین سطح مقطع سیم فاز مدارها می گیرند.

محفظه تجهیزات برقی مصرف کننده برق یا قسمت هایی از ساختار فلزی آن ها را هم می توان به عنوان هادی حفاظتی به کار برد مشروط بر آنکه اتصال الکتریکی مطمئنی را تأمین کنند. استفاده از لوله های فلزی شبکه لوله کشی آب به علت استفاده از قطعات واسط عایقی در آن ها به عنوان هادی حفاظتی مطمئن و جایز نیست. همچنین استفاده از لوله های گاز و شوفاژ برای هادی حفاظتی مجاز نیست.

در سیم کشی ثابت و سیار، سیم سبز – زرد مخصوص سیم حفاظتی است. پس از پایان کار، ترمینال ها، اتصالات و سطح مقطع سیم حفاظتی باید کنترل شود. در هر ساختمان یک سیم پتانسیل ساز اصلی برای هم بندی هادی های زیر باید در نظر گرفته شود:

  • سیم حفاظتی (هادی حفاظتی)، یا نول حفاظتی
  •  لوله ورودی آب
  •  لوله ورودی گاز
  • لوله رفت شوفاژ – تهویه مطبوع
  • اسكلت فلزي ساختمان و سایر لوله کشی های فلزی، در صورت امکان سطح مقطع سيم هم پتانسیل ساز نصف سطح مقطع سیم حفاظتی و حداقل ۶ میلیمتر مربع است.

سطح مقطع بیشتر از ۲۰ میلیمتر مربع برای سیم مسی یا سطح مقطع سیمی غیر از مس دارای ظرفیت انتقال جریان معادل برای سیم هم پتانسیل ساز ضروری نیست. اقدامات حفاظتی برای تجهیزات مصرف کننده برق باید بدون اتصال به سیم هم پتانسيل ساز هم مؤثر باشد.

هادی حفاظتی

  • تجهیزات حفاظتی در سیستم ارتینگ

تجهیزات حفاظتی که معمولاً در سیستم های TT, TN و IT بکار می رود عبارتند از:

– وسایل حفاظت در برابر اضافه جریان شامل فیوز و کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک با دو جریان اسمی (IN و جریان عمل (Ia)

محافظ جان که برای جریان اتصالی طراحی می شود. رله جریان پس ماند برای جریان متناوب و جریان متناوب سینوسی یکسو شده است. باید در نظر داشت که محافظ جان برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه نیست و برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه باید وسیله حفاظت مناسب نصب شود. ترکیبی از رله جریان پس ماند و کلید خودکار (مینیاتوری) ساخته شده که حفاظت در برابر خطر برق گرفتگی، حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را تأمین می کند.

– وسيله ناظر بر عایق بندی که در سیستم IT، عایق بندی سیم های سیستم توزیع نیرو را نسبت به زمين کنترل می کند. اگر مقاومت عایقی بین هادی های خط و زمین از مقدار معینی کمتر شود، با علائم صوتی با تصویری هشدار داده می شود.

محافظ جان اشنایدر 4 پل
                محافظ جان اشنایدر

 


برای دریافت قیمت و خرید محافظ جان، کلید اتوماتیک و کلید مینیاتوری اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


 

  • منظور از ولتاژ تماس چیست ؟

قبل از اینکه به انواع سیستم ارتینگ بپردازیم باید با یک تعریف ساده و خیلی مهم به نام ولتاژ تماس آشنا شویم:

ولتاژ تماس به ولتاژی گفته می شود که به هنگام وجود اتصالی و تماس انسان با دو قسمتی که همزمان در دسترس اند، به انسان اعمال می شود. براساس همه پرسی کمیته بین المللی الکترونیک IEC از کشورهای مختلف، برای ولتاژ متناوب با مقدار موثر کمتر از ۵۰ ولت، در شرایط عادی برای انسان حادثه ای جدی ثبت نشده است. از این رو حد قراردادی ولتاژ تماس برای ولتاژ متناوب (برای انسان ۱۲۰ ولت است). حد قراردادی ولتاژ تماس برای دام در محیط باز ۲۵ ولت گرفته می شود. در شرایط مرطوب مثلاً حمام حد مجاز ولتاژ تماس پایین تر گرفته می شود.

بر حسب تعریف، هر مقدار ولتاژ تماس بالقوه باید در ظرف زمان معینی قطع شود تا آثار زیان باری از خود برجای نگذارد. مثلاً حداکثر زمانی که در ظرف آن ولتاژ تماس ۲۳۰ ولت متناوب باید قطع شود، در حدود پنج صدم ثانیه است. جدول زیر حداکثر زمان برقرار ولتاژ تماس بالقوه را نشان می دهد.

 

جدول (۱) حداکثر زمان برقراری ولتاژ تماس بالقوه

حداکثر زمانی که در طی آن عمل قطع باید پایان پذیرد (بر حسب ثانیه)

ولتاژ تماس بالقوه

ولتاژ مستقیم بر حسب ولت

مقدار موثر ولتاژ متناوب بر حسب ولت

۵

 

۱۲۰

۵۰

۱

۱۴۰

۷۵

۰٫۵

۱۶۰

۹۰

۰٫۲

۱۷۵

۱۱۰

۰٫۱

۲۰۰

۱۵۰

۰٫۰۵

۲۵۰

۲۲۰

۰٫۰۳

۳۱۰

۲۸۰

 

ولتاژ تماس بالقوه برای جریان مستقیم برای ولتاژهای عاری از موج مانند ولتاژ باتری است. در صورتی که ولتاژ مستقیم از یکسو کردن ولتاژ متناوب به دست آمده باشد، مقادير مربوطه به ولتاژ متناوب معتبر است. شکل موج ولتاژ تماس بالقوه تجهیزات ولتاژ مستقیم می تواند از شکل موج ولتاژ مستقیم سیستم توزیع ولتاژ مستقیم، متفاوت باشد. این شکل موج به پارامترهای مدار اتصالی وابسته است. ولتاژ تماس بالقوه ممكن است بین یک هادی در دسترس تجهیزات برقی مصرف کننده و یک هادی بیگانه (مثلاً زمین) برقرار شود. یا بین هادی در دسترس دو قلم از تجهیزات برقی مصرف کننده که همزمان در دسترس قرار دارند، برقرار شود.

سیم کشی بدون عایق

 

  • سیستم نیروی TN

سیستم نیروی TN معمول ترین اقدام حفاظتی در فشار ضعیف است و در سیستم های توزیع نیروی برق زمین شده، قابل اجرا است. برای جلوگیری از ایجاد ولتاژ تماس خطرآفرین در بدنه تجهیزات برقی قسمت های هادی در دسترس بدنه از طریق سیم حفاظتی یا نول حفاظتی به نقطه زمین شده سیستم توزیع نیروی برق، وصل می شود.

در صورت ایجاد اتصالی در تجهیزات برقی، وسیله حفاظت مربوطه، برق تجهیزات دچار اتصالی را قطع می کند. یکی از مزایای این سیستم این است که هنگام اتصال کوتاه بودن فاز نول، ولتاژ فاز نسبت به زمین تقریباً نصف می شود، مثلاً از ۲۲۰ ولت به تقريباً ۱۱۰  ولت می رسد، از این رو خطر برق گرفتگی به کمتر از یک چهارم کاهش می یابد. برای تأمین حفاظت به وسیله سیستم های TN باید همزمان شرایطی در سیستم توزیع نیروی برق و شرایط هماهنگ دیگری در تأسیسات برق مصرف کننده برقرار باشد. سیستم های TN دارای گونه مختلف است.

در این سیستم منبع انرژی (ترانس پست یا ژنراتور برق) در یک یا چند نقطه زمین می شود و قسمت های هادی در دسترس و قسمتهای هادی بیگانۀ تأسیسات، تنها از طریق سیم های ارت به نقطه یا نقاط زمین شدۀ منبع متصل می شوند. به عبارت دیگر، مسیری رسانا برای عبور جریان های اتصال به زمین تأسیسات به نقطه یا نقاط زمین شدۀ منبع وجود دارد.

 

شرایطی که باید در سیستم نیروی TN برقرار باشد : 

نقطه ای از سیستم توزیع نیروی برق، در اتصال ستاره معمولاً مركز ستاره ترانسفورماتور یا ژنراتور مستقیماً زمین می شود، در صورت موجود نبودن یا در دسترس نبودن نقطه ستاره می توان یک سیم فاز را هم زمین کرد. در این حالت سیم حفاظتی باید در سراسر سیستم توزیع نیروی برق از سیم فاز جدا باشد.

سطح مقطع سیم ها از ترانسفورماتور یا ژنراتور تا فيوزهای تقسیم در اماکن چنان انتخاب می شود که در صورت اتصال کوتاه شدن سیم فاز و سيم نول در نقطه ای از سیستم توزیع نیرو، حداقل جریانی برابر جریان عمل (دو برابر جریان اسمي IN × ۲) نزدیکترین وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان در سیستم توزیع نیروی برق عبور کند تا وسيله حفاظت در برابر اضافه جریان عمل کند. اگر این امر در نقطه ای از سیستم توزیع نیروی برق تأمین نباشد، استفاده از سیستم TN در سراسر سیستم توزیع نیروی برق، مجاز نیست.

در سیستم های TN یا سیم حفاظتی PE يا نول حفاظتی PEN وجود دارد. برای اینکه در حالت وجود اتصالی سیم حفاظتی یا نول حفاظتی در سراسر سیستم توزیع نیرو حتی الامكان با زمین هم پتانسیل بماند، لازم است این سیم ها بلافاصله بعد از ترانسفورماتور یا ژنراتور و در طول سیستم توزیع نیرو و حتی المقدور در فاصله های مساوی و همچنین در ورود به اماکن مستقیماً زمین شود.

در هر حال كل مقاومت زمین سیستم توزیع نیرو باید مقداری باشد که در صورت ایجاد اتصالی سیم فاز به زمین، ولتاژ بین نقطه خنثی و هر یک از الکترودهای زمین، از ۵۰ ولت بیشتر نشود. برای این منظور در بعضی از استانداردها حداكثر مقاومت کل زمين Ω۲ و حداكثر مقاومت زمین هر الكترود برابر  ۵ Ω گرفته می شود.

 

شرایطی که در تاسیسات برق مصرف کننده باید برقرار باشد : 

همه قسمت های هادی در دسترس تجهیزاتی که حفاظت آنها مورد نظر است، مستقیماً یا پس از هم بندی حفاظتی، به سیم حفاظتی یا نول حفاظتی وصل می شود. در صورت ایجاد اتصالی، برق تجهیزات دچار اتصالی توسط وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان، قطع می شود. فیوز یا کلید خودکار (حفاظتی) و سطح مقطع سیم ها از جعبه تقسیم ورودی به اماکن تا وسيله مصرف کننده برق چنان انتخاب می شود که در صورت ایجاد اتصالی بین سیم فاز و سیم حفاظتی یا سیم فاز و نول حفاظتی یا خراب شدن عایق بندی پایه وسیله مصرف کننده برق، وسيله حفاظت در ظرف زمان مورد نظر قطع کند. در موارد استثنایی مثلاً در انتهای خط ها می توان از رله جریان پس ماند استفاده شود. مقدار ولتاژ تماس بالقوه از ولتاژ سیستم توزیع نیرو نسبت امپدانس سیم حفاظتی به امپدانس حلقه اتصالی محاسبه می شود.

سیستم TN به سه دستۀ TN-S، TN-C و TN-C-S تقسیم میشوند که در ادامه توضیح داده می شوند.

 

  • سیستم ارتینگ TNC

در سیستم ارتینگ TN-C هادی های خنثی (نول) و حفاظتی (ارت) در تمام سیستم، یکی هستند و به عنوان هادیPEN  مشخص میگردند. در این سیستم، سیم زمین و نول مشترک هستند. به عبارت دیگر، سیم نولی که از شین نول تابلوی اصلی به مصرف کننده ها برده می شود، هم به عنوان نول مورد استفاده قرار می گیرد و هم به عنوان سیم زمین در نظر گرفته می شود. کابل های هم مرکز زمین شده یا کابل های غلاف دار فلزی زمین شده که مسیر برگشتی برای عبور جریان اتصال به زمین را فراهم میآورند، نمونههایی از این سیستم هستند.

در سیستم TN، سيم نول که زمین شده نقش سیم حفاظتی را هم بر عهده دارد. سیم نول زمین شده، نول حفاظتی با PEN نامیده می شود. استفاده از این سیستم در صورت برآورده بودن شرایط در سیستم توزیع نیرو به سادگی با گرفتن انشعاب از سيم نول حفاظتی و بردن آن مثلاً به کنتاکت حفاظتی پریز، انجام می شود.

عیب عمده این سیستم در این است که در صورت قطع شدن نول حفاظتی، بین هادی های در دسترس تجهیزات برقی سالم و زمین (در سیستم توزیع تک فاز) ولتاژی برابر بين سیم فاز و سيم نول برقرار خواهد شد. از آنجا که قطع شدن سیم نول در محل اتصال ها و ترمینال امکان پذیر است و عملاً هم پیش می آید، سیستم TN-C برای تأسیسات با سیم کشی ثابت که سطح مقطع سیم های مسی آنها از  ۱۰ میلی مترمربع یا سیم های آلومینیومی آنها از  ۱۶ میلی مترمربع کمتر است، مناسب نیست.

درصورت استفاده از کابل های هم محور و اتصالات مضاعف استفاده از سیم های دارای سطح مقطع ۴ میلی مترمربع در این سیستم اشکالی ندارد. برای جلوگیری از قطع شدن سیم نول باید همه احتمالات درنظر گرفته و همه امکانات به کار گرفته شود.

اتصال ها و ترمینال ها باید با دقت تمام کنترل شوند. باید در نظر داشت که استفاده از یک ترمینال برای ایجاد اتصال الکتریکی بین چند سیم خطرناک است. بهتر است برای اتصال دادن از پیچ و مهره ضامن شونده یا جوشکاری استفاده شود. برای جلوگیری از جریان هرز و احتمال آتش سوزی باید سیم نول حفاظتی را مانند سیم های فاز عایق بندی کرد.  در سیستم TN-C سيم نول حفاظتی به عنوان قسمتی از زمین محسوب می شود و عایق بندی کردن آن در داخل ادوات قطع و وصل و کنترل، ضروری نیست. استفاده از رله جریان پس ماند در این سیستم مجاز نیست.

سیستم TN-C
                                                                           سیستم TN-C

 

  • سیستم ارتینگ TN-C-S

در سیستم ارتینگ TN-C-S، تنها در بخشی از آن (معمولاً در ابتدا)، سیستم نول و ارت با یکدیگر مشترک هستند و از آن نقطه به بعد، سیم پنجمی از نول منشعب شده و جداگانه به بدنۀ دستگاه های مصرفکننده اتصال داده می شود.

در مواردی که قسمتی از سیستم از مبدأ تا نقطۀ تفکیک، هادی توأم حفاظتی – خنثی PEN دارند و از آن به بعد، دو هادی حفاظتی PE و خنثی N از هم جدا می شوند از هر دو حرف C و S استفاده خواهد شد؛ به نحوی که چنین سیستمی به صورت TN-C-S مشخص می شود.

در سیستم TN-C-S با قطع شدن سیم PEN یعنی نول حفاظتی ولتاژی برابر ولتاژ بین فاز و نول بين قسمتهای هادی در دسترس تجهیزات و زمین برقرار می شود.

 

سیستم TN-C-S
                                                                          سیستم TN-C-S

 

  • سیستم ارتینگ TNS

درسیستم ارتینگ TN-S یک نقطه مستقیماً به زمین وصل شده و بدنه های هادی تأسیسات الکتریکی از طریق هادی های حفاظتی (ارت) به آن نقطه وصل میگردند.

در سیستم TN-S سیم نول و سیم حفاظتی در سراسر توزیع نیرو از یکدیگر مجزا هستند و در محل تابلوی اصلی برق علاوه بر شین نول، شین دیگری به نام شین زمین (ارت) وجود دارد که سیم زمین اصلی از الکترودهای زمین به آن وصل شده و از آنجا به موازات سیم های نول و فاز ها به صورت پنج سیمه تا دستگاههای مصرف کننده برده شده و به بدنۀ هادی آنها متصل میشود.. مزیت عمده سیستم TN-S در این است که تنها قطعی سیم حفاظتی نمی تواند باعث خطر به علت خود اقدام حفاظتی شود. یک قطعی و همزمان با آن خراب شدن عایق بندی پایه می تواند خطر آفرین باشد که این امر احتمال خطر را بسیار کم می کند. عایق بندی سیم نول نسبت به زمین در این سیستم احتمال آتش سوزی را کاهش می دهد. به علت وجود سیم حفاظتی مجزا، امکان استفاده از وسایل حفاظت دیگر مانند رله نشتی جریان (محافظ جان، رله ارت فالت) وجود دارد.

محافظ جان-یا-RCD-اشنایدر
                          محافظ جان (RCD) اشنایدر الکتریک
رله-ارت-فالت-اشنایدر-الکتریک
                                               رله ارت فالت اشنایدر الکتریک

 

در پایان کار و تحویل برای بهره برداری سیستم های TN باید با بازرسی مو شکافانه بی عیب بودن این سیستم از نظر عدم وجود پارگی در سیم نول و سیم حفاظتی، عوض نشدن سیم ها با یکدیگر و عدم وجود اتصالی به زمین سیم نول و غیره باید محقق شود. بالاخره موثر بودن سیستم های TN باید با اندازه گیری جریان اتصالی کوتاه سیستم توزیع نیروی برق وجريان اتصال کوتاه تأسیسات برق مصرف کننده و آزمون عملکرد وسایل حفاظتی، جای هیچ شکی از خود برجای نگذارد. در سیستم های TN ممكن است که سیم فاز با زمین اتصالی کند، مثلاً در خطوط هوایی، در این صورت باید شرایطی برقرار باشد که ولتاژ نقطه خنثی نسبت به زمین از ۷۵۰ بیشتر نشود.

سیستم TN-S
                                                                   سیستم TN-S
  • سیستم ارتینگ TT

در سیستم ارتینگ TT، مرکز ستاره ترانسفورماتور توزیع، مستقیماً به زمین وصل شده و بدنه های هادی تأسیسات الکتریکی، مستقل از اتصال زمین سیستم، به زمین وصل می شوند. در این سیستم، شبکه و تأسیسات دارای دو زمین مجزا از یکدیگرند ؛ به طوری که نقطۀ صفر ستارۀ ترانس، مستقیماً به زمین وصل می شود (زمین الکتریکی) و یک سیم از آن جهت استفاده به عنوان نول سیستم به خارج هدایت می گردد.

در صورت خراب شدن عایق بندی پایه و برقدار شدن قسمت های هادی در دسترس تجهیزات برقی، وسیله حفاظت عمل می کند و برق تجهیزاتی را که دچار اتصالی اند قطع می کند. در سیستم های TT می توان وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان و رله جریان پس ماند را بکار برد.

 

سیستم-اتصال-زمین-در-سیستم های-برق رسانی-TT-و-TN

 

در این حالت، بدنۀ دستگاه ها و وسایل الکتریکی به الکترود زمین دیگری (زمین حفاظتی ارت) وصل می شوند. این سیستم در مواردی قابل استفاده است که شرایط برای استقرار آن مناسب باشد و یا وسایل حفاظتی مانند محافظ جان استفاده شود.

 

کلید-محافظ جان-در-مدار-برای-حفاظت-از-برق گرفتگی-غیر مستقیم

 

  • حفاظت از سیستم TT با محافظ جان

   یکی از عوامل اصلی در بروز خسارت مالی، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی، مراکز اداری، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق است. به منظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی، از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی (محافظ جان) استفاده می شود.

 
 
 

محافظ جان اشنایدر بر اساس حساسیت خود به دو نوع خانگی (تک فاز) و صنعتی (سه فاز) تقسیم می شوند و علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر خواهد بود. کلید محافظ جان اشنایدر به دو دسته کلی زیر تقسیم می شود:

  • محافظت انسان در برابر تماس مستقیم با قطعات الکتریکی (۳۰ میلی آمپر)
  • محافظت قطعات الکتریکی در برابر خطر آتش سوزی (۳۰۰ میلی آمپر)

برای آشنایی با انواع و ویژگی های محافظ جان اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


  • سوئیچینگ و حفاظت های نول

همه قسمت های هادی در دسترس تجهیزات برقی مصرف کننده که مشتركاً توسط یک رله جریان باقی مانده حفاظت می شوند مستقیماً یا پس از همبندی به سیم حفاظتی وصل می شود. سیم حفاظتی به یک الكترود زمین مناسب وصل می شود.  در شرایط محیطی ویژه، ولتاژ تماس مجاز برای انسان از این مقدار هم کمتر اختیار می شود. در شرایط معمولی ولتاژ تماس مجاز برای دام، ۲۵ ولت است. هنگام ایجاد اتصالی اگر جریان اتصالی به مقدار جریان عمل رله  IΔ N برسد، محافظ جان در ظرف ۰٫۲ ثانیه عمل می کند و تمام قطب برق تجهيزات دچار اتصالی را قطع می کند.

معمولاً از سیستم TT با رله جریان پس ماند در مواردی استفاده می شود که از سیستم TN به علت پایین بودن مقدار کل مقاومت زمین نتوان استفاده کرد. در صورتی که برای حفاظت هریک از تجهیزات برقی از یک رله جریان پس ماند مجزا استفاده شود، می توان از یک الكترود زمین مشرکت استفاده کرد. 

عملکرد محافظ جان اشنایدر

عمل کردن ناخواسته محافظ جان در اثر اضافه ولتاژهای دارای منشأ جوی و غيره توسط تعاونی حرفه ای مکانیک و الکتروتکنیک آلمان و شرکت برق رسانی اتریش مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی ها نشان می دهد که قطع ناخواسته رله جریان پس ماند در سیستم های TT بیشتر از سیستم های TN است. قطع ناخواسته در خطوط هوایی بیشتر از خطوط کابل زیرزمینی است. در شرایط جوی آلمان و اتریش، حداکثر قطع ناخواسته در سیستم TT تا ۴۱ درصد و در سیستم TN تا ۳۳ درصد بوده است.

وجود یک اتصالی توسط وسيله ناظر بر عایق بندی هشدار داده می شود. حفاظت با اخبار حالت وجود اتصالی برای اماکنی است که حفاظت با قطع خودکار برق در حالت وجود اتصالی برای آنها مجاز نیست، مانند اطاق عمل و بعضی از تأسیسات صنعتی.

 


بیشتر بخوانید

اتصال زمین

انواع الکترود زمین و روش های نصب الکترود

روش های اندازه گیری مقاومت زمین

 

 

  • سیستم ارتینگ IT

 در سیستم ارتنیگ IT اتصال مستقیم بین سیم نول با زمین وجود نداشته، اما بدنه های تأسیسات الکتریکی با سیم حفاظتی (ارت) به زمین وصل میشوند. سیم صفر ترانس یا نسبت به زمین کاملاً عایق است و یا با یک مقاومت بزرگ به زمین وصل می شود.

سیستم IT در سیستم های توزیع برق زمین نشده قابل اجراست. نقطه ستاره سیستم توزیع نیروی زمین نشده است و یا برحسب ضرورت برای میراندن اضافه ولتاژها یا کاهش نوسان ولتاژها از طریق یک امپدانس بزرگ، به زمین وصل می شود.

هادی های در دسترس تجهیزات مصرف کننده برق و هادی های بیگانه، تک تک، گروه گروه، یا پس از هم بندی حفاظتی از طریق سیم حفاظتی به الكترود زمین مشترک وصل می شود. مقاومت این هادي ها نسبت به الكترود زمین نباید از ۲۰ Ω زیادتر باشد.

یک وسیله ناظر بر عایق بندی بین سیم های فاز سیستم توزیع نیرو و سیم حفاظتی وصل می شود. وسیله ناظر بر عایق بندی کاهش عمده تراز عایق بندی تأسیسات را با علائم های صوتی یا تصویری خبر می دهد. بدین ترتیب با شنیدن با دیدن علامت وسيله ناظر، باید بلافاصله برای رفع اتصالی اقدام کرد. وسيله ناظر بر عایق بندی علاوه بر این هشدار دهنده، برای تجهیزاتی است که عایق بندی آن ها برای ولتاژ بین فاز و زمین طراحی شده و در حالت وجود تک اتصالی در سیستم IT ولتاژی برابر ولتاژ بین فاز – فاز به عایق بندی آن ها اعمال می شود.

در سیستم IT قطع برق تجهیزات در حالت وجود اتصالی ضرورتی ندارد. ولی اگر در حالت وجود اتصالی، اتصالی مستقل دیگری هم پیش آید، وسیله حفاظت مناسب باید برق تجهيزات دچار اتصالی را قطع کند، شرایط برای قطع این وسیله باید همان شرایطی باشد که برای سیستم TN گفته شد. در صورت توزیع سيم نول در سیستم IT تجهیزات که بین فاز و نول وصل می شوند، باید برای ولتاژ بین فاز – فاز عایق بندی شود.

در سیستم IT می توان با ایجاد اولین اتصالی برق تجهيزات مصرف کننده را به وسیله حفاظت مناسب قطع کرد. در این صورت این گونه IT هم نوعی حفاظت برای قطع خودکار برق در برابر اتصالی است. سیستم IT برای اماکن یا ناحیه ای به کار می رود که دارای ژنراتور یاترانسفورماتور مخصوص به خود باشد.

سیستم IT
                                                                    سیستم IT

به عبارتی در سیستم IT هنگامی که عایق بندی سالم است اتصال به هر یک از هادی های فاز یا نول موجب برق گرفتگی نمی شود. در صورت اتصال یک فاز به زمین اتصال به فازهای دیگر و یا نول باعث برق گرفتگی می شود. همچنین در این سیستم اتصال یک هادی برق دار (فاز یا نول) به زمین باعث قطع تجهیزات حفاظتی نمی شود.

به طور خلاصه از مزایای سیستم IT این است که اتصال اتفاقی یک فاز به زمین موجب برقراری جریان قابل ملاحظه و سبب قطع جریان برق و خاموشی نمی شود. دیگر اینکه در صورت تماس بدن شخصی که روی زمین قرار داشت با یکی از فازها به علت برقرار نشدن جریان خطرناک، شخص دچار برق گرفتگی نمی گردد.

این سیستم به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص در آن، جز در مواردی که ضرورت ایجاب کند، توصیه نمی شود. در این سیستم، نقطه خنثی میتوانند نسبت به زمین، عایق بوده و یا از طریق یک امپدانس به زمین وصل شده باشد. 

وسایل حفاظتی که در این سیستم می توانند مورد استفاده قرار گیرند، وسایل کنترل دائمی، عایق بندی وسایل حفاظتی (که در اثر اضافه جریان عمل می کنند)، وسایل حفاظتی مانند محافظ جان است.

 

سوال الیکا الکتریک سیستم IT در چه مکان هایی کاربرد دارد ؟

  •  معادن رو باز و زیرزمینی
  •  خطوط زنجیره ای تولید
  •  برق رسانی چراغ های ایمنی 
  •  اتاق عمل ونظایر آن در بیمارستان ها

 تاسیسات برقی بیمارستان ها را بر اساس سیستم TN-S طراحی می کنند و سیستم نیروی اتاق عمل بیمارستان ها سیستم IT است. به علاوه استفاده از سیستم TN-C در مکان هایی نظیر بیمارستان ها ممنوع است و در صورتی که سیستم این مکان TN-C باشد باید به سیستم TN-S تبدیل شود یعنی هادی حفاظتی – خنثی از هم جدا شوند.

  • توزیع نول در سیستم IT

استاندارد مخالف توزیع نول در سیستم هایIT  است، اگر نول توزیع شود باید برای هر یک از مدارها نول را مستقیماً حفاظت کرد و در صورت بروز عیب کلیه هادی ها را در آن قسمت قطع کرد (فاز ها و نول با هم)

در شرایط زیر نیازی به حفاظت نول نیست:

  • اگر نول در قسمت های بالا دست سیستم دارای حفاظت در برابر اتصال کوتاه باشد.
  • اگر سیستم دارای حفاظت جریان نشتی با تنظیم در عددی کوچکتر از ۰٫۱۵ برابر جریان مجاز هادی نول باشد، که در صورت بروز عیب کلیه هادی ها را قطع می کند.

چنانچه شرایط زیر برقرار باشد می توان حتی از حفاظت نول هم صرف نظر کرد:

  • حداکثر جریان عادی نول در شرایط عادی از میزان جریان مجاز آن کمتر باشد.
  • روی هادی های فاز حفاظت هایی وجود داشته باشد که به طور تلویحی حفاظت نول هم توسط آنها انجام گردد.

                                                                                 

استفاده از سیستم IT در بیمارستان ها

  • نکات کلیدی در انتخاب سیستم ارتینگ مناسب

از انواع سیستم های که در این مقاله ذکر شد، تنها استفاده از سیستم اتصال به زمین نوعTN  در کارخانه ها و کارگاه ها الزامی است؛ مگر آنکه نوع کارخانه یا کارگاه، استفاده از سیستمهای TT ‏یا IT را ایجاب کند که در این صورت لازم است با ذکر دلایل، اجازۀ مخصوص برای استفاده از این سیستم ها گرفته شود. از سه گونه ای که برای سیستم TN ذکر شد، سیستم TN-C-S متداول ترین آنها است؛ اما از آنجایی که برای اجرای این سیستم از نقطه نظر اقتصادی، هزینۀ زیادی باید صرف شود و در همه جا شبکه های تک فاز به صورت سه سیمه و شبکه های سه فاز به صورت پنج سیمه علاوه بر سیم معابر باید طراحی و اجرا شود، عملاً مقرون به صرفه نیست.

 با توجه به اینکه شبکه های موجود در ایران از نوع سیستم TN است و در آنها سیم نول مشترکاً به عنوان هادی حفاظتی و نقطۀ خنثی به کار میرود، احتیاج به دقت و رعایت نظم زیادی داشته و لازم است شرایط آن، هم از طرف شبکۀ توزیع و هم از طرف مصرف کننده ها به دقت رعایت شود زیرا در غیر این صورت، حادثه ساز خواهد بود.

مقاومت زمین حفاظتی برای تأسیسات فشار قوی و یا تأسیسات با ولتاژ بزرگتر از یک کیلو ولت، حدوداً پنج اهم در نظر گرفته می شود. در سیستم TN و TT مقاومت زمین مرکز ستارۀ ترانس باید حتی الامکان کوچک نگاه داشته شود تا در مواقع اتصال یک فاز به زمین، اختلاف سطح فازهای سالم، به خصوص سیم حفاظتی زمین و در سیستم TN سیم PEN نسبت به زمین، خیلی بالا نرود.

بدین منظور مجموع کل مقاومت مجاز زمین الکتریکی (مرکز ستاره ترانس یا ژنراتور)، دو اهم ذکر شده است هادی خنثی N و هادی حفاظتی PE باید از یکدیگر مجزا باشند و فقط در یک نقطه (نقطۀ مبدأ) به یکدیگر وصل شوند. همچنین نباید از محل جدا شدن هادی های خنثی و حفاظتی، آنها را در نقطۀ دیگری به یکدیگر وصل کرد. علت این امر آن است که در صورت اتصال مکرر سیم نول و ارت به یکدیگر، حلقه ایجاد می شود که جریان چرخشی ناشی از آن در سیستم های مخابراتی و الکترونیکی، پارازیت و نویز ایجاد میکند.

اگر اتصالی در سیم رخ دهد ممکن است هادی نول نسبت به زمین دارای ولتاژ شود. چنین ولتاژی ممکن است در اثر اتصال کوتاه فاز به نول پیش آمده یا در اثر جدا شدن هادی نول از نقطۀ نول به دنبال عملکرد حفاظت های تک فازی همچون فیوز یا کلید منجر شود. اگر در یک سیستم چهار سیمه، فقط نول را قطع کنیم ولتاژ بارهای تک فاز تغییر خواهد کرد بنابراین برای پیش گیری از این مسأله نباید از حفاظت های تکی روی هادی نول استفاده گردد.

در سیستم های TN-C ولتاژ هادی نول در شرایط فوق می تواند خطرات جانی ایجاد کند. زیرا هادی نول و ارت یکی است و لذا هر ولتاژی روی نول داشته باشیم به بدنه های هادی هم راه پیدا می کند در عین حال نصب هر گونه حفاظت تک پل یا چند پل که فقط نول را قطع نماید ممنوع است.

در مجموع لزوم حفاظت یا قطع هادی نول، بستگی مستقیم به ساختار توزیع نول و ارت در سیستم دارد.


به طور کلی وقتی می توان از کلید یا وسیله حفاظتی در مسیر نول استفاده کرد که کنتاکت مربوط به نول قبل از سیم های فاز یا فازها وصل شود (در وصل شدن ابتدا نول وصل شود بعد فاز) و در موقع قطع، ابتدا فاز قطع شود بعد نول. در غیر این صورت استفاده از کلید کلید یا وسیله حفاظتی در مسیر نول ممنوع است.


در سیستم های TN-S اگر این اطمینان وجود داشته باشد که پتانسیل هادی نول صفر باقی می ماند، نیازی به ایجاد این امکان که نول قطع و وصل شود، نیست. در مورد سیستم TN-C نول کار هادی ارت را نیز انجام می دهد و لذا نمی توان آن را قطع کرد اگر این اتفاق بیفتد در بدترین حالت ممکن است حتی بدنه های هادی دارای ولتاژی در حد ولتاژ فاز سیستم شود.

یادآوری: در تمامی سیستم های توزیع نیرو چنانچه قطع و وصل نول مد نظر باشد باید دقت داشت که:

  • هادی نول پیش از هادی فاز وصل نگردد.
  • هادی نول پیش از  های فاز قطع نشود.

 


بیشتر بخوانید

اتصال زمین

مقاومت ویژه خاک

 

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

2 نظرات

  1. فرشاد گرامی

    پاسخ دادن

    سیستم توزیع برق خانگی در ایران از کدام سیستم استفاده کرده است ، TN و یا سیستم دیگر؟

    ۱۴ شهریور ۱۳۹۹

نظرات