سیستم زمین

 

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

 

۱- 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.

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 زمین TT
                                  سیستم  TT

۲- 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.

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.

   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

                                                                               سیستم IT   

                                                                                                                         سیستم IT

۳- 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.

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

۴- 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

۵- سیستم TN-C

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

۶- 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.

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 نمی باشد.

لذا 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.

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

 

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