سیستم های توزیع برق

 

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. علاوه بر این، سیستم های توزیع برق برحسب چگونگی اتصال الکتریکی به زمین 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 مستقیما 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.

 


برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


 

  • انواع سیستم توزیع برق

معمولاً برای نشان دادن چگونگی اتصال زمین سیستم توزیع برق 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

 

 


 بیشتر بخوانید:

سیستم زمین


 

  • هادی حفاظتی

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 بکار 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

  • وسایل حفاظتی سیستم زمین

 وسایل 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


 

  • ولتاژ تماس

بر حسب تعریف، ولتاژ تماس بالقوه حداکثر مقدار ولتاژی است که ممکن است به هنگام وجود اتصالی کامل در تأسیسات برق، بین قسمت هایی که هم زمان در دسترس اند، برقرار شود. هر مقدار ولتاژ 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 ۲۲۰ ولت متناوب باید قطع شود، در حدود پنج صدم ثانیه است.

 

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

 

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.

 

  • سیستم  TN

سیستم های 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.

  • سیستم TNC

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 بکار 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 TN-C-S

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 TNS

در سیستم TN-S سیم نول و سیم حفاظتی در سراسر توزیع نیرو از یکدیگر مجزا هستند. 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 وجود دارد.

در پایان کار و تحویل برای بهره برداری سیستم های TN باید با بازرسی موشکافانه 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 TT

سیستم TT در سیستم های توزیع زمین شده اجرا می شود، برای جلوگیری از برقراری ولتاژ تماس خطر آفرین در قسمت های هادی در دسترس تجهیزات برقی است. 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 زمین TT
                               سیستم TT

 

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.

 

  • سیستم IT

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 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 بکار می رود که دارای ژنراتور یاترانسفورماتور مخصوص به خود باشد.

سیستم IT
                                                                    سیستم IT

 

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