مزایای خصوصی سیستم

مزاياي سيستم سيم سوم

آئين نامه سيستم اتصال به زمين

فصل اول – تعاريف

اين فصل به تعريف اصطلاحها و کلمه هاي به کار رفته در آئين نامه مي پردازد.

1-:زمين رسانندگي جرم زمين را در صورتي که پتانسيل الکتريکي در هر نقطه از زمين به صورت قراردادي برابر صفر در نظر گرفته شود ، زمين ( اتصال زمین ) مي نامند.

2-سيستم اتصال به زمين : يک يا چند الکترود همراه با سيمهاي اتصال زمین را که قابليت اتصال به ترمينال اصلي داشته باشند سيستم اتصال به زمين مي نامند.

3-الکتروداتصال زمين  : رسانا يا گروهي از رساناهاي متصل به هم است که اتصال الکتريکي به زمين را فراهم مي کنند.

4-مقاومت الکترود اتصال زمین : مقاومت بين ترمينال اصلي زمين و کره زمين است.

5-امپدانس حلقه اتصال به زمين : امپدانس حلقه جريان اتصالي زمين است که شروع و پايان آن نقطه اتصالي است و با Zs نشان داده مي شود . حلقه اتصالي زمين در سيستمهاي مختلف به شرح ذيل است : الف – سيستمهايTN نقطه شروع ( محل اتصالي ) ، از بدنه دستگاه به ترتيب به سيم اتصال زمین، شينه اتصال زمین ، شينه نول ، نقطه ترانس ، سيم پيچ ترانس ، سيم فاز اتصالي و نقطه اتصال به بدنه . ب- سيستمهاي TT و IT نقطه شروع ( محل اتصالي ) ، سيم اتصال به زمين ، الکترود زمين ، زمين ، الکترود سيستم ، شينه نول ، نقطه صفر ترانس ، سيم فاز اتصالي و نقطه اتصالي.

6-اتصالي : حالتي از مدار است که جريان در مسيري غير عادي يا بدون اينکه پيش بيني شده باشد يا در نظر گرفته شود ، جاري مي شود . اين جريان امکان دارد از نقص در عايق بندي يا از بستهاي به کار رفته بر روي عايق رساناها ناشي شود.

7-جريان اتصال به زمين ( جريان اتصال کوتاه ) : اضافه جرياني است که در نتيجه بروز اتصالي با امپدانسي قابلا چشم پوشي بين هاديهايي با پتانسيلهاي مختلف در شرايط عادي کار برقرار شود.

8-جريان نشتي زمين : جريان جاري به زمين يا رساناهاي ديگري را که مدار الکتريکي آنها به زمين راه دارد ، جريان نشتي زمين مي نامند . در صورت استفاده از خازن در مدارها ، امکان دارد جريان مذکور داراي مقداري جزء خازني هم باشد.

9-سيم اتصال به زمين  : سيم حفاظتي را گويند که ترمينال اصلي اتصال زمین تاسيسات را به الکترود اتصال زمین يا ساير قسمتهاي اتصال به زمين وصل مي کند.

10-سيم خنثي ( نول ): سيمي متصل به نقطه خنثي در سيستم ( صفر زمين ) که قادر است انرژي الکتريکي را انتقال دهد.

11-هادي حفاظتي (PE ) در بعضي از اقدامات حفاظتي براي تامين ايمني در برابر برق گرفتگي لازم است با استفاده از هادي حفاظتي قسمتهاي زير به همديگر وصل شوند :

بدنه هاي هادي ؛

قسمتهاي هادي بيگانه ؛

ترمينال اصلي زمين ؛

الکترود زمين ؛

نقطه صفر ترانس ( نقطه خنثي )

12-سيم غلافدار فلزي به منظور زمين کردن : يک نوع سيستم سيم کشي است که در سر تا سر طول يک يا چند سيم عايق دار توسط نوار يا غلاف فلزي پوشانده شده و مانند هادي PEN عمل مي کند.

13-سيم مشترک اتصال زمین – نول ( PEN ) سيمي را که به طور مشترک ، هم کار سيم اتصال به زمين و هم کار سيم نول را انجام دهد ، سيم PEN مي نامند.

14-قسمتهاي بي حفاظ ( رو باز ) هادي : قسمت بي حفاظ از تجهيزات را که قابل لمس بوده و حامل برق نيست ، اما امکان برقدار شدن در شرايط اتصالي را دارد ، قسمت بي حفاظ هادي مي نامند.

15-ترمينال اصلي اتصال به زمين  : ترمينال يا شينه اي را گويند که براي اتصال به سيمهاي محافظ تهيه شده و سيمهاي هم پتانسيل کننده و سيمهاي اتصال به زمين اتصال زمین ، يا هر وسيله اي که به عنوان اتصال به زمين  به کار مي رود ، به آن وصل مي شوند.

16-قسمتهاي برقدار : سيم يا قسمتهايي از رسانا را که براي استفاده هاي معمولي برقدار شده اند ، قسمتهاي برقدار مي نامند . سيم نول نيز شامل اين قسمتهاست ، اما طبق قرارداد سيم PEN ( سيم اتصال زمین – نول ) به عنوان قسمت برقدار محسوب نمي شود.

17-پتانسيل زمين ( اتصال زمین) : پتانسيل الکتريکي ايجاد شده نسبت به جرم موجود زمين يا نسبت به سطح زمين اطراف الکترود اتصال زمین را هنگامي که جريان الکتريکي از الکترود به زمين جاري شود ، پتانسيل زمين مي نامند.

18-گراديان پتانسيل ( در يک نقطه از زمين ) : اختلاف پتانسيل اندازه گيري شده بر واحد طول يک نقطه را در جهتي که پتانسيل بيشترين مقدار را داشته باشد ، گراديان پتانسيل مي نامند.

19-دستگاههاي سيار ( قابل حمل ) : دستگاههاي الکتريکي را مي نامند که در حال حرکت کار مي کنند يا اينکه مي توانند به آساني از محلي به محل ديگر حرکت داده شوند .در حالي که به پست توزيع برق متصل هستند.

20-قسمتهايي که به طور همزمان با هم قابل دسترسي هستند : سيمها يا قسمتهاي رسانا که به طور همزمان در موقعيتهاي مخصوصي قابل لمس هستند . اين قسمتها شامل بدنه هاي برقدار ، قسمتهاي بدون حفاظ (رو باز) ، هاديهاي بيگانه ، سيم اتصال زمین و الکترودهاي اتصال زمین هستند.

21-دستگاه پس ماند جريان (RCD ) : دستگاه سوئيچينگ مکانيکي يا مجموعه اي از دستگاهها که در شرايط مشخصي سبب باز نگه داشتن اتصالات در مواقعي مي شوند که پس ماند جريان به مقدار معيني رسيده باشد.

22-هادي بيگانه : قسمتي از رساناها را که احتمال ايجاد پتانسيل ، به ويژه پتانسيل اتصال زمین در آنها وجود دارد و قسمتهاي شکل يافته اي از تجهيزات الکتريکي نيستند ، هادي بيگانه مي نامند.

23-وسايل قطع وصل و کنترل ( قبل يا بعد از تابلو ) : تجهيزاتي است که براي وصل يک مدار الکتريکي با هدف ذيل پيش بيني مي شود

حفاظت

کنترل

جدا کردن

انجام عمليات قطع و وصل

24-تابلو ( مجموعه اي از تجهيزات قطع و وصل و کنترل ) ترکيبي است از فيوزها ، لوازم قطع و وصل و رله هاي کنترل که کليه اتصالات الکتريکي و مکانيکي بين آنها و نيز وسايل اندازه گيري مانند آمپر متر يا ولتمتر را نيز شامل مي شود.

25-حصار : حفاظي است که از تماس مستقيم با ولتاژ هاي خطر ناک جلوگيري مي کند . مانند حصار ترانس پست برق فشار قوي.

26-باتري : يک سيستم الکتروشيميايي است که قادر به ذخيره انرژي الکتريکي دريافتي به صورت شيميايي است و آن را از طريق تبديل ، باز پس مي دهد.

27-کانال کابل : محفظه يا پوششي است که بالاي زمين يا داخل آن قرار دارد و در بعضي موارد داراي تهويه است و ابعاد آن اجازه ورود افراد را به داخل آن نمي دهد ، ولي امکان دسترسي به هاديها يا کابلها در تمامي طول آن امکان پذير است.

28-سيني کابل : تکيه گاه پايه داري براي کابل است که لبه هاي آن برگشته و بدون پوشش است و ممکن است داراي منافذ پرس شده باشد.

29-تونل کابل : محفظه اي است به شکل راهرو و آدم رو ، حامي سازه هاي نگهدار براي هاديها يا کابلها و مفصلها که دسترسي آزاد براي افراد در تمام طول آن ممکن باشد.

30-مدار ( برقي در يک تاسيسات ) : مجموعه اي از تجهيزات الکتريکي که از منبعي واحد تغذيه کنند و در برابر اضافه جريانها به کمک وسيله واحدي حفاظت شوند.

31-مدار توزيع ( از يک تاسيسات ) : مداري است که يک تابلوي برق را تغذيه مي کند.

32-کليد خودکار : وسيله مکانيکي قطع و وصل است که قادر است در شرايط عادي مدار جريانها را قطع يا وصل کند ودر شرايط غير عادي مانند اتصال کوتاه ، جرياني را به مدت کوتاه از خود عبور دهد يا قطع کند.

33-جريان طراحي ( يک مدار ) : شدت جرياني است که پيش بيني مي شود در حالت عادي از مدار عبور کند.

34-جريان مجاز حرارتي ( يک هادي ) : حداکثر شدت جريان است که مي تواند به طور دايم و در شرايط معين از هادي عبور کند ، بدون آنکه دماي دائمي آن از مقدار مشخص تجاوز کند.

35-اضافه جريان : هر شدت جرياني که از مقدار اسمي تجاوز کند . در مورد هاديها مقدار اسمي برابر جريان مجاز حرارتي است.

36-جريان اضافه بار ( يک مدار ) : اضافه جريان در مداري است که خرابي الکتريکي ندارد.

37-شدت جريان عملياتي قراردادي ( مربوط به يک وسيله حفاظتي ) : شدت جريان معيني است که سبب مي شود وسيله حفاظتي در مدت مشخصي که به آن زمان قراردادي گويند ، عمل کند.

38-تماس مستقيم : تماس افراد يا احشام است با قسمتهاي برقدار ، مانند تماس با سيم فاز يا تماس با سيم فاز و نول

39-تماس غير مستقيم : تماس افراد با قسمتهاي معيوب الکتريکي مانند تماس با کليد يا پريز معيوب يا بدنه فلزي برقدار شده که در حالت عادي برقرار نيستند.

40-ترمينال اصلي زمين ( شينه اتصال زمین ) : ترمينال يا شينه اي است که براي وصل هاديهاي حفاظتي که شامل هاديهاي همبندي براي هم ولتاژ کردن و هاديهاي مربوط به اتصال زمين عملياتي ( در صورت وجود ) به سيستم زمين است ، پيش بيني مي شود .

41-تجهيزات الکتريکي : شامل هر نوع مصالح و لوازم و وسايل و تجهيزاتي است که در توليد ، تبديل ، انتقال ، توزيع يا مصرف انرژي الکتريکي مورد استفاده قرار مي گيرد ، مانند ترانسفور ماتورها ، وسايل اندازه گيري ، وسايل حفاظتي ، تجهيزات سيستمهاي سيم کشي و وسايل مصرف کننده انرژي الکتريکي مانند لوازم خانگي و غيره

42-تجهيزات مصرف کننده جريان : تجهيزاتي است که براي تبديل انرژي الکتريکي به نوعي انرژي ديگر در نظر گرفته مي شود . مانند لامپها ، بخاريهاي برقي و دينامها

43-فيوز : وسيله اي است که به نحو مخصوصي طراحي و تناسب يافته و در صورتي که در يک مدار الکتريکي شدت جريان برق در مدت زمان معيني از مقدار کافي بيشتر شود از طريق ذوب يک يا چند المان ، آن مدار را حفظ مي کند.

44-تاسيسات الکتريکي : مجموعه اي از تجهيزات الکتريکي مرتبط با هم است که هدف يا هدفهاي معيني را که داراي مشخصات هماهنگ هستند تامين مي کنند.

45-سرويس ورودي تاسيسات الکتريکي : نقطه اي است که در آن انرژي الکتريکي به ساختمان ، کارگاه يا کارخانه تحويل مي شود.

46-عايق بندي : عايق بندي به قسمتهاي برقدار اعمال مي شود تا در برابر برق گرفتگي ايمني ايجاد کند.

47-عايق بندي کابل : مواد عايقي هستند که که در ساختار کابل به کار مي رود و کار اصلي آنها مقاومت در برابر ولتاژ است.

48-مفصل : وسيله اي است براي اتصال بين دو کابل که يک مدار مداوم را تشکيل مي دهد.

49-سپر ( شيلدينگ کابل ) : لايه فلزي و زمين شده روي کابل است تا ميدان الکتريکي کابل را به داخل آن محدود يا کابل را در برابر تاثير عوامل الکتريکي خارج ، حفاظت کند .(غلافهاي فلزي ، زره ها و هاديهاي هم مرکز زمين شده ممکن است به عنوان سپر نيز به کار رود ).

50-کليد قطع بار : وسيله مکانيکي قطع و وصل است که قادر به وصل ، عبور دادن و قطع جريان برق مدار در شرايط عادي است . شرايط عادي ممکن است شامل وضعيتي با اضافه بارهاي مشخص باشد و همين طور براي مدتي مشخص جريانهايي را در شرايط غير عادي مدار ، مانند اتصال کوتاه تحمل کند.

51-ولتاژ تماس : ولتاژي است که به هنگام بروز خرابي در عايق بندي بين قسمتهايي از هاديها ، بدنه هاي هادي ، قسمتهاي هادي ، قسمتهاي هادي بيگانه و غيره که به طور همزمان در دسترس هستند ، ظاهر مي شود .( شکل 1)

52-ولتاژ تماس احتمالي: حداکثر ولتاژ تماس است که احتمال دارد در صورت بروز اتصال کوتاهي با امپدانس ناچيز ، در تاسيسات الکتريکي ظاهر شود.

53-ولتاژ گام: ولتاژي است که بر اثر برخورد هادي فاز با زمين ايجاد مي شود . اين برخورد ممکن است در اثر پارگي هاديهاي فاز برق فشار ضعف يا فشار قوي به وجود آمده و يا اينکه در اثر از بين رفتن عايق بندي سيمها يا کابلهاي برقدار و نشت جريان برق به زمين حادث مي شود ( شکل 1 )

54-اضافه ولتاژ صاعقه : اضافه ولتاژگذرايي درنقطه اي ازسيستم است که به علت اصابت صاعقه اي بامشخصات معين ظاهرمي شود

55-سيستم سيم کشي: مجموعه اي است متشکل از کابل و سيم يا کابلها و سيمها و يا شينه کشي و همچنين قسمتهايي که آنها را نگهداري مي کند ( لوله هاي پوليکاي توي کار ، روي کار ، داکت ها ، سيني ها و کانالها )

56-استاندارد رنگ سيمها : رنگ سيم فاز : قرمز – مشکي – قهوه اي رنگ سيم نول : آبي رنگ سيم اتصال به زمين : زرد – سز – زرد / سبز فصل دوم – مفاهيم بنيادين سيستم اتصال به زمين ماده 1-اتصال به زمين از دو نظر مهم است :

1-حفظ سلامت و ايمني افرادي که از سيستم برق استفاده مي کنند .

2-حفظ سلامت سيستم ، صرفنظر از مسايل مربوط به ايمني .

ماده 2-اتصال به زمين از نظر انجام کار صحيح و سالم سيستم ، دو هدف را دنبال مي کند :

1-ايجاد شرايطي که در آن ، سيستم از نظر فني درست عمل کند . اين هدف با برقراري مسيري از طريق زمين به منبع تغذيه و اتصال به زمين با استفاده از رله هاي حساس به دست مي آيد

 2-ايجاد شرايطي که در آن عايق بندي سيستم سالم مي ماند : در ساده ترين تحليل ممکن ، يک سيستم از رساناها و عايقها تشکيل مي شود . رساناها بايد تا جايي که ممکن است جلوي عبور جريان برق از مسيرهاي ناخواسته را بگيرند . به عبارت ديگر ، عبور جريان برق بايد در مسير دلخواه برقرار گردد و در ساير جهات از آن جلوگيري به عمل آيد . عايقها حساس تر از هاديها هستند و علاوه بر دماي زيادي که سبب انهدام عايق مي شود ، بالا رفتن بيش از حد ولتاژ و اثر آن به مدت طولاني ، مخصوصا در دماي بالا ، عايق را زودتر از بين برده و سبب بروز خرابي در سيستم مي شود . به طور خلاصه صرفنظر از اثر دما در تحليل اوليه ، عمر عايق بندي بستگي به شدت ميدان و مدت زمان برقراري آن دارد . اگر شدت ميدان کمي از مقدار مجاز آن بيشتر باشد ، ممکن است پس از چند سال سبب خرابي عايق بندي شود و اگر اين مقدار مجاز باشد ، در ظرف چند دقيقه يا ثانيه سبب از بين رفتن عايق بندي در ضعيف ترين نقطه سيستم مي گردد . در شکل (2) منحني تغييرات ايستادگي عايق بندي يک کابل با توجه به تنش ميدان الکتريکي و مدت زمان برقراري آن نشان داده شده است . مشاهده مي شود که تغييرات شدت ميدان نسبت به زمان به گونه اي است که شدت ميدان با خط افقي مجانب است و اين مقداري است که در مدتي طولاني ، عايق بندي در آن شدت ميدان را نشان خواهد داد . قابل ذکر است که در دماهاي مختلف محل خط مجانب تغيير خواهد کرد .

ماده 3-تغييرات ولتاژ در سيستمي که به زمين وصل نيست : در اين بخش به بررسي اثر ولتاژها در حالت واقعي مي پردازيم . شکل (3) وضعيت ولتاژها را در صورت وصل نبودن يک نقطه از سيستم به زمين نشان مي دهد : ولتاژ نقطه خنثي (N ) نسبت به زمين در صورت سالم بودن سيستم ، به علت وجود خازنهاي طبيعي بين فازهاي سيستم و زمين ، برابر صفر است و در اين هنگام ولتاژهاي موجود هيچ تنش اضافي را روي عايق بندي هادي خنثي و هاديهاي فازها در سر تا سر سيستم ، به وجود نخواهد آورد . U N-E=0 UL1-E=U0=230 V UL2-E=U0=230V UL3-E=UO=230V اما اگر به سبب بروز سانحه اي در سيستم ، يکي از فازها ( L1 ) به زمين وصل شود ، وضعيت ولتاژهاي سيستم به صورت ذيل خواهد بود : ولتاژ نقطه خنثي (N ) نسبت به زمين در سيستمي که يک فاز آن به زمين وصل شده است ، ديگر برابر صفر نبوده و برابر U0 خواهد بود . در اين هنگام ولتاژهاي موجود تنشي را روي عايق بندي هاي خنثي و هاديهاي فازها در سر تاسر سيستم به وجود خواهند آورد : U N-E=0=230 V UL1-E=U=0 UL2-E=U=400V UL3-E=U=400V

همچنين مقدار ولتاز ممکن است در زماني طولاني عايقي را که براي آن پيش بيني نشده است ، از بين ببرد. از طرف ديگر ، قبل از اينکه عايق بندي در اثر بالا رفتن ولتاژها خراب شود ، ممکن است باعث جرقه زدن بين نقاطي از سيستم شود که ولتاز آنها نسبت به هم بيشتر از دوام عايق آنهاست .