-
سیستم اتصال زمین
سیستم اتصال زمین:
اساس زمین کردن بر این است که جرم بزرگ زمین به عنوان نقطه صفر در نظر گرفته شود و تمام قسمت هایی که به زمین وصل شده اند هم پتانسیل زمین شوند یا به عبارتی پتانسیل صفر زمین را بگیرند.
زمین كردن به دو علت انجام میگیرد،یكی كار كردن و رفتار صحیح سیستم های الكتریكی، به بیان دیگر حفاظت از وسایل برقی(زمین الكتریكی)و دیگری حفاظت اشخاصی كه به نوعی با دستگاه های برقی ارتباط دارند(زمین حفاظتی).
زمین كردن الكتریكی در تاسیسات فشار قوی معمولا" از وظایف توزیع كننده برق (وزارت نیرو) است اما در تاسیسات فشار ضعیف تا ۱۰۰۰ ولت خصوصیات وعملكرد صحیح سیستم زمین الكتریكی و حفاظتی باید هر دو با هم در نظر گرفته شود،نوع زمین در تاسیسات الكتریكی ونگه داشتن حداقل مقاومت زمین بستگی به نوع شبكه انتخاب شده و سیستم های حفاظتی دارد.ما در بحث انواع سیستم نیرو از لحاظ زمین كردن سه نوع سیستم نیرو داریم:سیستم TN,TT,IT كه در ادامه به بررسی انها می پردازیم.
ازلحاظ ایمنی به منضور حفاظت از جان افراد و كاركنانی كه از وسایل و ابزارها و دستگاه های برقی استفاده میكنند در برابر برق گرفتگی باید اقدامات زیر صورت گیرد:
1-نقطه نول سیم پیچ مولد های برق در نیروگاه های برق و هم چنین نقطه نول سیم پیچ ترانسفورماتور در پست های برق وسیم نول شبكه خطوط هوایی در ابتداء و انتهای خطوط به الكترود سیستم اتصال زمین مر بوطه متصل شود. نقطه خنثی مركزترانس در محل پست ترانس باید زمین شود.
2-بدنه یا محفظه فلزی كلیه وسایل، ابزارها،تابلو های برق و همچنین اسكلت واجزای فلزی هر یك،كه حامل جریان برق نمی باشد باید به سیستم اتصال زمین مربوطه متصل گردد.
3-در نیروگاه ها و پست های برق ،سیستم اتصال زمین و همچنین سیستم اتصال زمین بدنه تابلو های فشار قوی باید كاملا" از یكدیگر جدا باشند و استفاده از یك سیستم اتصال زمین با الكترود مشترك مجاز نمی باشد .
4-سیستم هایی كه مجهز به برقگیر هستند،سیستم اتصال زمین مربوط به برقگیر باید از سیستم اتصال زمین تاسیسات برقی فشار ضعیف یا فشار قوی كاملا" جدا بوده واز سیستم اتصال زمین مشترك استفاده نشود.
5-هادی های حفاظتی باید كلیه بدنه های هادی تاسیسات را به نقطه زمین شده سیستم نیرو وصل نماید(این هادی های حفاظتی كه به رنگ سبز و زرد هستند همان سیم ارت هستند كه به لاینPE متصل میشوند و این لاین در انتها به محل زمین سیستم نیرو متصل میشود).سیم نول در انتهای شبكه ودر انتهای كلیه شاخه های فرعی حتما" باید زمین گردد(سیم نول شبكه تحت هیچ شرایطی نباید فیوز داشته باشد).
6-در زمین كردن حفاظتی،اتصال بدنه فلزی دستگاهها به زمین، بدون اینكه بدنه دستگاهها به سیم نول یا سیم حفاظتی شبكه PE وصل شده باشد ممنوع است یعنی زمین كردن بدنه فلزی دستگاه هابه صورت مستقیم ممنوع است و بدنه های انها باید به لاین حفاظتی وصل شود كه ان لاین به زمین سیستم نیرو متصل است.
*نحوه عمل یك سیستم اتصال زمین باید با احتیاجات سیستم الكتریكی و تجهیزاتی كه به ان وصل خواهند شد مطابقت داشته باشد،اتصال زمین ممكن است به عنوان اتصال زمین حفاظتی (PE) باشدكه غبارت است اززمین كردن كلیه قطعات فلزی تاسیسات الكتریكی كه ارتباط مستقیم با قسمت الكتریكی تاسیسات ندارندكه این كار برای حفاظت اشخاص در قبال اختلاف سطح تماس زیاد به كار گرفته میشود ،یا اتصال زمین الكتریكی(N) سیستم باشد كه زمین كردن نقطه ای از دستگاه های الكتریكی و ادوات برقی كه جزیی از مدار الكتریكی میباشد مثل زمین كردن مركز ستاره سیم پیچ ترانس یا ژنراتور كه این كار به خاطر كار صحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار الكتریكی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یكی از فازهای دیگر با زمین است .
انواع سیستم های نیرو از نظر اتصال به زمین:
مفهوم حروف اختصاری بكار رفته در سیستمهای توزیع نیرو به شرح زیر میباشد:
حرف اول از سمت چپ مشخص كننده نوع رابطه سیستم نیرو با زمین است،
T:یك نقطه از سیستم مستقیما" به زمین وصل است (معمولا نقطه خنثی)
I:قسمتهای برق دار سیستم نسبت به زمین عایق هند و با یك نقطه از سیستم از طریق امپدانسی به زمین وصل است.
حروف دوم از سمت چپ مشخص كننده نوع رابطه بدنه های هادی تاسیسات با زمین است،
T:بدنه های هادی از نظر الكتریكی بطور مستقیم و مستقل از اتصال زمین سیستم نیرو به زمین وصل اند.
N:بدنه های هادی از نظر الكتریكی مستقیما"در نقطه زمین شده سیستم نیرو وصل میشوند.
علاوه بر دو حرف اصلی تععین كننده نوع سیستم نیرو در مورد سیستم های TN برای مشخص كردن نحوه استفاده از هادیهای حفاظتیPE وخنثی N از حروف اضافی استفاده میشود.
S:در سرتاسر سیستم بدنه های هادی از طریق یك هادی مجزاءPE به نقطه خنثی N در مبدا سیستم وصل اند.
C:در سرتا سر سیستم بدنه های هادی به هادی مشترك حفاظتی خنثی PEN وصل اند .
در مواردی كه قسمتی از سیستم از مبداء تا نقطه تفكیك، هادی توام حفاظتی –خنثی PEN دارند و از ان به بعد دو هادی حفاظتی PE وخنثیN از هم جدا می شوند از هر دو حرف C و S استفاده خواهد شد به نحوی كه چنین سیستمی به صورت TN-C-Sمشخص میشود.
- سیستم نیروی نوع TN-S:
در این سیستم یك نقطه مستقیما" به زمین وصل شده و بدنه های هادی تاسیسات الكتریكی از طریق هادیهای حفاظتی(ارت) به ان نقطه وصل می گردند.در این سیستم هادی های خنثی و حفاظتی در تمام سیستم مجزاء میباشند یعنی نول و ارت مجزاء از هم هستند.
- سیستم نیرو نوع TN-C-S:
در این سیستم هادی های خنثی(نول)و حفاظتی(ارت)در قسمتی از تاسیسات توام میباشند یعنی قسمتی از سیستم از مبداء تا نقطه تفكیك، هادی توام حفاظتی –خنثی PEN دارند و از ان به بعد دو هادی حفاظتی PE وخنثیN از هم جدا میشوند.
- سیستم نیروی نوع TN-C:
در این سیستم هادی های خنثی(نول)و حفاظتی(ارت) در تمام سیستم توام میباشند وبه عنوان هادی PEN مشخص میگردند.
- سیستم نیروی نوع TT:
در این سیستم یك نقطه مستقیما"به زمین وصل شده وبدنه های هادی تاسیسات الكتریكی مستقل از اتصال زمین سیستم، به زمین وصل میشوند ، در این سیستم شبكه و تاسیسات دارای دو زمین مجزا از یكدیگر میباشند،به طوری كه نقطه صفر ستاره ترانس مستقیما" به زمین وصل میشود(زمین الكتریكی)و یك سیم از ان برای استفاده صفر (نول)به خارج هدایت میگرددو بدنه دستگاه ها و وسایل الكتریكی به میل زمین دیگری (زمین حفاظتی ارت)وصل میشوند.
این سیستم جزء در موارد خاصی كه شرایط محلی برای استقرار ان مناسب باشد ویا وسایل حفاظتی مخصوص(كلیدهای جریان باقی مانده)بهره برداری از ان را ممكن كند،قابل استفاده نیست.در این سیستم ها استفاده از وسایل حفاظتی نوع جریان باقی مانده،وسایل حفاظتی نوعجریان تفاضلی و همچنین كلیدFI ترجیح داشته و وسایل حفاظتی نوع ولتاژاتصالی نیز ممكن است مورد استفاده قرار گیرند.
- سیستم نیروی نوع IT:
در این سیستم اتصال مستقیم بین هادیهای برق دارفاز با زمین وحتی سیم صفر نول با زمین وجود نداشته،اما بدنه های تاسیسات الكتریكی به زمین وصل میشوند با سیم حفاظتی(ارت).سیم صفر ترانس یا نسبت به زمین كاملا" عایق است یا با یك مقاومت بزرگ و یا توسط برقگیر به زمین وصل میشود.
این سیستم علت لزوم استفاده از وسلیل حفاظتی مخصوص در ان جز در مواردی كه ضرورت ایجاب كند به صورت گسترده مورد استفاده نخواهد بود.در این سیستم نقطه خنثی میتواند نسبت به زمین عایق بوده ویا از طریق یك امپدانس به زمین وصل شده باشد وسایل حفاظتی كه در این سیستم میتوانند مورد استفاده قرار گیرند،وسایل كنترل دایمی عایق بندی-وسایل حفاظتی كه در اثر اضافه جریان عمل میكنند-وسایل حفاظتی كه در اثر جریان باقی مانده عمل می كنندوكلیدFU .
از سه گونه ای كه برای سیستم TN ذكر شد سیستم TN-C-S متداول ترین انهاست .
مقاومت زمین حفاظتی برای تاسیسات بزركتر از ۱كیلو ولت:
برای مقاومت زمین حفاظتی در تاسیسات فشار قوی حدودا" ۵ اهم در نظر گرفته میشود.
مقاومت زمین مركز ستاره ترانس در سیستم TN,TT :
در این دو سیستم باید حتی الامكان مقاومت زمین مجموع تاسیسات زمین های الكتریكی كوچك نگاه داشته شود تا در موقع اتصال یك فاز به زمین،اختلاف سطح فازهای سالم و به خصوص سیم حفاظتی زمین ود سیستم TN سیم PEN نسبت به زمین خیلی بالا نرود،بدین منظور مجموع كل مقاومت مجاز زمین الكتریكی(مركز ستاره ترانس یا ژنراتور)۲ اهم ذكر شده است
انواع روشهای زمین كردن :
1-Isolated:روشی است كه تقریبا" منسوخ شده است امپدانس بین نقطه خنثی(neutral) و زمین
(earth) بینهایت است .به این سیستم در اصطلاح ungrounded هم میگویند،در واقع نقطه خنثی ایزوله شده است و با زمین اتصالی ندارد.
2- Grounding with resistor:این روش دو حالت دارد،یا low resistance است یا high resiatanceاست. در این روش بین نقطه خنثی(neutral) و زمین(earth)مقاومت میگذارند.این روش در MV كاربرد دارد.كه به آنneutral grounding resistor:NGR))هم میگویند.
*درMV طریقه زمین كردن ثانویه ترانس قدرت وقتی ستاره است توسط NGR امكان پذیر است اما وقتی كه ثانویه ترانس قدرت مثلث است، در واقع نقطه نوترال در دسترس نیست توسط ترانس زمین كه یك ترانس با سیم پیچی زیگزاك است آن را زمین میكنند،سیم پیچ مثلث آن را به ترانس زیگزاگ وصل كرده و نقطه نوترال سیم پیچ زیگزاگ را توسط NGR زمین میكنند.
3- Grounding with reactance:در این روش از سلف برای زمین كردن استفاده میكنند وبین نقطه نوترال و زمین سلف میگذارند.
4-Solidy grounded:در این روش كه در LV مورد استفاده قرار میگیرد نقطه نوترال مستقیم زمین میشود.این سیستم برای تخلیه كردن اضافه ولتاژ ایده ال است.
در ادامه برای دوستانی که علاقه مند هستند درباره روشهای زمین کردن اطلاعات بیشتری کسب کنند چند لینک مفید برای آنها انتخاب کردم که میتوانند به این لینک ها مراجعه کنند.
