سیستم زمین

 


خلاصه مقاله

اهداف مبحث سیستم زمین :

سیستم TT

سیستم IT 

انواع سیستم TN


 

اتصال به زمین در سیستم های برق رسانی به منظور حفاظت در برابر برق گرفتگی و حفاظت سلامت سیستم و عایق بندی آن استفاده می شود. طبق استاندارد IEC سیستم های برق رسانی از نقطه نظر ایمنی با علائم اختصاری زیر مشخص می شوند:

     زمین T:Terra          خنثی N:Neutral          مشترک C:Common          مجزا S:Seprate          جدا از هم I:Isolated

 

  • سیستم TT

در این سیستم، 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 یکدیگر می باشند؛ 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.

 

سیستم زمین TT
                                  سیستم  TT

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.

  • سیستم TT با وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان

همه هادی های در دسترس تجهیزات که مشتركاً توسط یک وسیله حفاظت می شوند، مستقیماً یا پس از همبندی حفاظتی به سیم حفاظتی وصل می شوند. سیم حفاظتی به یک الكترود زمین مناسب وصل می شود. قسمت های هادی که می توانند همزمان در دسترس باشند باید به همدیگر و الكترود زمین مشترک وصل شوند. ولتاژ تماس ۵۰ ولت حد مجاز قراردادی ولتاژ تماس برای انسان و در شرایط محیطی معمولی است. در شرایط محیطی ویژه، ولتاژ تماس مجاز برای انسان از این مقدار، کمتر اختیار می شود. در شرایط محیطی معمولی حد ولتاژ تماس برای دام، ۲۵ ولت است.

مقاومت زمین در حدود یک اهم تنها به وسیله شبکه لوله های فلزی آب یا غلاف سربی شبکه کابل ها دست یافتنی است. به علت استفاده از قطعات عایقی واسط در شبکه لوله کشی آب، استفاده از این شبکه به عنوان زمین مطمئن جایز نیست. از آنجا که زمین کردن تأسیسات برق مصرف کننده با مقاومت الکتریکی پایین مشکل یا قابل حصول نیمه ، سیستم TT با وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان در فشار ضعیف کاربرد و اني ندارد و در مواردی که استفاده از آن ناگزیر باشد از هم پتانسيل سازی تكمیلی استفاده می شود.

 

  • سیستم TT با محافظ جان

همه قسمت های هادی در دسترس تجهیزات برقی مصرف کننده که مشتركاً توسط یک رله جریان پس ماند 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

 

  • سیستم IT

 در این سیستم 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 و یا توسط برقگیر به زمین وصل می شود.

سیستم IT
                                         سیستم IT

 

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.

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.

محافظ جان اشنایدر 4 پل
                                  محافظ جان

 


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


 

   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)

 

   موارد استفاده سیستم IT شامل:

 

  •  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.

                                                                                                                                                                                 

استفاده از سیستم IT در بیمارستان ها

 

         

  • سیستم TN

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 توزیع نیروی برق 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 ترانسفورماتو 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 تامین 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 TN-S

در این سیستم 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 این سیستم، هادی خنثی و حفاظتی در تمام سیستم و مجزا می باشند؛ یعنی نول و زمین، مجزا از هم 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.

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

در این سیستم هادی های خنثی (نول) و حفاظتی (ارت) در تمام سیستم، یکی می باشند 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.

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

در این نوع سیستم، 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.

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

 

از انواع سیستم های مذکور، 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 بایستی 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 بایستی طراحی و اجرا شود، عملاً مقرون به صرفه نیست.

 با توجه به اینکه شبکه های موجود در ایران از نوع سیستم TN می باشد 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.

 

 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

6 نظرات

  1. آریا کارا

    پاسخ دادن

    سلام. سیستم هایی که برای ساختمان ها استفاده می‌شود عموما از چه نوعی هستند؟

    ۳۱ تیر ۱۳۹۸
    • الیکا الکتریک

      پاسخ دادن

      با توجه به مبحث سیزدهم در مقررات ملی ساختمان در طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمان ها سیستم TN از نوع TN-S یا TN-C-S باید در ساختمان ها استفاده شود. در ساختمان ها از عموما از سیستم IT استفاده نمی‌شود چون به وسایل حفاظتی مخصوص احتیاج دارد و بیش تر در ساختمان هایی کاربرد دارد که لازم باشد اولین اتصال به زمین باعث قطع مدار تغذیه نشود مثل اتاق عمل در بیمارستان ها که تدام تغذیه در آن ها ضروری است.

      ۳۱ تیر ۱۳۹۸
  2. الکتروشارپ

    پاسخ دادن

    از سیستم های TT در چه جاهایی استفاده می‌شه؟

    ۳۱ تیر ۱۳۹۸
    • الیکا الکتریک

      پاسخ دادن

      سیستم TT جز در موارد خاصی که شرایط برای اعمال این سیستم مناسب باشد یا وسایل حفاظتی مناسب مثل کلید جریان باقی مانده موجود باشد برای ساختمان ها قابل استفاده نیست.

      ۳۱ تیر ۱۳۹۸
  3. کنترل سازان

    پاسخ دادن

    سلام . توضیحات کاملی بود.
    سوال من اینه که می‌شه در سیستم TN-C-S بعد از جدا کردن هادی حفاظتی و هادی نول دوباره جایی این دو هادی رو به هم متصل کرد و PEN رو ایجاد کرد؟

    ۳۱ تیر ۱۳۹۸
    • الیکا الکتریک

      پاسخ دادن

      با توجه به قوانین مقررات ملی ساختمان در مبحث سیزدهم، اگر در نقطه ای از تاسیسات، هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) تفکیک شده و از آن به بعد هادی های حفاظتی و خنثی به طور جداگانه کشیده شوند، نباید در هیچ نقطه دیگری بین این دو هادی تماس برقرار شود.

      ۳۱ تیر ۱۳۹۸

نظرات