دانلود مقاله زمین شناسی

اهداف اصلی زمین کران حفاظت جانی و مالی در حوادث زیر است: 1- خطاهای 50HZ (short circuit & Earth Fault) 2- حوادث طبیعی گذار (Lighting & Switching operatron) نمای کلی از یک سیستم زمین کامل همراه با سطح مقطع های تجهیزات برای LV و HV ساختمان و سرویسهای مختلف ساختمان در شکل 5-8 نشان داده شده است.

همچنین شمای سه بعدی مربوط به سیستم زمین یک پست در شکل 7-1 و نمای زمین یک ساختمان الکتریکی (Electrical room) در شکل 7-2 و نمای اتصالات مربوط به سیستم زمین در شکل 7-3 نشان داده شده است.

2- قوانین، تعریفات و مشخصات 1-2- استانداردهای رایج مورد استفاده در Earthing عبارتنداز: -DIN VDE 0100 part 410 Installation of power system with nominal voltages to 1000 V, protective measures,protection against electric shouk.

-DIN VDE 0100 part 540 Installation of power system with nominal voltages to 1000 V, Seleetion & Installation of electrical equipment, earthing,protective conductors,equpotential bonding con doctors.

-DIN VDE 0151 Materials and minimum dimensions of earth electrodes with reference to corrosion.

-DIN vde 0101:2000-01 Power installation exceeding AC 1 kv -DIN VDE 0800 PART 2 telecommunications, Earthing and equpotentron(boundy) -IEC 60621-2 Electrical installation for outdoor sitey under heavy-dvty conditions.

Part 2:General protection requirements.

-IEC TRS 60479-1 effects of current passing on human being & live stock -IEEE std.

80-1986 TEEE Gvid For safty in AC substation Earthing.

2-2- تعریفات مهمترین تعریفات مربوط به سیستم زمین عبارتند از: -زمین (Earth) : زمین یک اصطلاح است که به یک موقعیت مکانی و توده ای ازماده مثل شن و سنگریزه ، آبرفت،رس یا غیره اشاره می کند.

- زمین مرجع یا زمین نول (Reference earth neutral earth) قسمتی از زمین است که خارج از محدوده نفوذ یک الکترود زمین یا هر سیستم زمین دیگری قرار دارد بطوریکه بین دو نقطه متفاوت و انتخابی آن هیچ ولتاز مشخصی وجود نداشته باشد.

-الکترود زمین(Earth electrode) یک هادی الکتریسیته است که داخل زمین دفن می شود و با زمین ارتباط الکتریکی دارد یا یک هادی که در داخل بتونی که در یک سطح بسیار گسترده با زمین در ارتباط است( مثل فونداسیون) دفن شود.

- هادی زمین( arthing conducteor) هادی است که یک قسمت از سیستم را به الکترود زمین منتقل می کند و ممکن است در طول مسیر با زمین ارتباط الکتریکی داشته باشد و عایق باشد.

چنانچه سیم نول از الکترود زمین ایزوله باشد یک سکسیونر(Disconector switch ) یک کویل earth poult که بین الکترود زمین و ترمینال زمین نصب می شود بعنوان کلید است و هادی زمین شناخته می شود.

هادی اصلی زمین (marn earthing conductor) یک هادی است که دیگرهادیهای زمین به آن متصل می شوند این هادی شامل موارد زیر نمی شود: 1- هادی ارتی که قسمت های مختلف زمین یک تجهیز سه فاز مثل ترانسفورماتور را به یکدیگر وصل می کند.

2- هادی اتمی که قسمت های زمین چند متغیر مختلف را به هم وصل می کند و بعد به یک هادی زمین دیگر متصل می شود.

- سیستم زمین(Earthing system ) یک سیستم شامل اجزاء بالا که بدنه تجهیزات و همچنین قسمتهای فلزی ساختمان را به زمین منتقل می کن و زمین کردن به معنی متصل کردن بدنه هادی تجهیزات به یک سیستم زمین است.

- مقاومت ویژه زمین(Specifie earth resistivy ) مقاومت ویژه زمین را دارد اندازه گیری می شود و نشاندهنده مقاومت بین دو نقطه مقابل یک مکعب مربع به ضلع 1m از خاک است.

- مقاومت پراکنده (Dispatron Resistance ) مقاومت بین الکترود زمین و زمین مبنا است.

امپرانس زمینEarth Impedance امپرانس Ae بین سیستم زمین و زمین در فرکانس کامل است از موازی کردن و امپرانس کابلهای زمین مقدارا مپرانس زمین بدست می آید برای مثال کابلهای هوایی است و هادیهایی که بعنوان الکترودهای ارت استفاده می شوند با هم را می سازند.

مقاومت ایمپالس زمین (Impulse earthing Resistance ) مقاومتی که جریان حاصله از صاعقه بین یک نقطه از سیستم زمین وزمین مبنا از آن می گذرد.

زمین کردن حفاظتی(Protective earthing ) زمین کردن قسمت های هادی است که جزء آب مدار اصلی نیستند( مثل بدنه فلزی تجهیزات یا قسمتهای فلزی ساختمان) بمنظور خفاظت افراد در مقابل ولتاژهایی که در شرایط نرمال در دسترس فرد نیستند.

زمین کردن سیستمی( system earthing ) زمین کردن یک نقطه از مدار اصلی است( مثل مرکز ستاره ترانسفورماتور) برای بدست آورد و ایمن عمل کردن سیستم که به دو صورت انجام می گیرد.

1- مستقیم(Direct ): چنانچه هیچ امپرانسی در نقطه زمین قرار نگیرد.

2- غیرمستقیم(indirect ) چنانچه یکی امپرانس( مقاومتی، سلفی یا خازنی در نقطه زمین قرار داده شود.) زمین کردن حفاظتی(lightning protecting ear thing) زمین کردن قسمت های فلزی است که جزء مدار اصلی نیستند بمنظور جلوگیری کردن از انتقال اضافه ولتازهای بالا(Flashover ) به هادیهای مدارهای اصلی ولتاژ زمین( Earthing voltage ) ولتاژی است که بین سیستم ارت و زمین مبنا می افتد.

پتانسیل لمس(touch voltage) قمستی از ولتاژ زمین است که می تواند روی بدن فرد بیفتد.

و مسیر جریان خود را در بدن فرد از دست به پا یا از دست به دست دیگر ببندد.

ولتاژ گام( Step voltage ) قسمتی از ولتاژ زمین است که می تواند با بدن فردی یا طول گامهای 1m موازی شود و مسیر جریان خود را در بدن فرد از یک پا به پای دیگر ببندد در استانداردهای IEEEوDim VDE 0101 هیچ محدوده خامی برای مقدار ولتاژ تعیین نشده است.

کنترل پتانسیل( Potential control ) عبارت است از کنترل پتانسیل زمین مخصوصاً پتانسیل سطحی زمین بمنظور کاهش ولتاژ تماس و ولتاژ گام در محیط های outdoor( مثل پست) بمنظور حفظ جان افراد.

خطای زمین (Earth fault) یک ارتباط الکتریکی است بین یک هادی از مدار اصلی با زمین یا یک قسمتی که در اثر نقص زمین می شود.

ارتباط الکتریکی ممکن است در اثر ساعقه ایجاد شود.

جریان خطای زمین( Earth fault currant ) جریانی است که در اثر خطای زمین در یک نقطه از سیستم به زمین مبنا جاری می شود که این جریان شامل انواع زیر است.

1- جریان خطای خازنی که در شبکه هایی با نول ایزوله جاری شد.

2- جریان زمین باقی مانده() در شبکه هایی با خطای زمین جبران شده جاری می شود.

3-جریان توالی صفر() در شبکه هایی که نول آنها بامقاومت پائین زمین شده است جاری می شود.

- جریان ارت( Earthing currart ) جریان کلی است که از طریق امپرانس زمین در زمین جاری می شود.

جریان ارت یک قسمت از جریان خطای زمین است که باعث افزایش در پتانسیل یک سیستم زمین می شود.

3-2 مشخصات 1-3-2 انواع الکترود زمین: از انواع الکترود زمین که براساس موفقیت قرارگیری دسته بندی می شوند.

موارد زیر برجسته تر و متداول تر هستند.

1-الکترودهای سطحی زمین( Surface earth electrodes ) الکترودهایی هستند که عموماً در موقعیتهای کم عمق حدود 1m قرار می گیرند آنها می توانند رشته ای میله ای یا کابلهای رشته رشته شده باشند.

که یک قطاع دایره یا یک شبکه از الکترودهای ارت را تشکیل دهند.

گاهی نیز الکترود ارت ترکیبی از موارد ذکر شده بالاست.

2- الکترودهای زمین عمقی(deep earth electrodes ) الکترودهایی هستند که بطور عمودی در عمق زیاد زمین قرار می گیرند و می توانند لوله های توپر گرد( و یا هر سطح مقطع دیگری) و لوله های توخالی باشند.

دسته بندی الکترودهای زمین براساس شکل و سطح مقطع.

مدار زیر کاربردی تر و برجسته تر هستند.

رشته ها کابلهای استاندارد و لوله های زیرزمینی الکترودهای زمین نول قسمت های فلزی مرتبط با زمین یا آب که ارتباط آنها یا مستقیم است یا از طریق بتون و هدف اصلی از زمین شدن آنها زمین کردن نبوده اما بعنوان الکترودهای زمین استفاده می شوند.

مثل لوله ها.

دیوارهای زیر آب پایه های تقویت شده بتون قسمت های فلزی ساختمان و ....

کابلهای با اثر زمین کابلهایی که شیار فلزی یا غلاف فلزی یا آرموز فلزی دارند.

فونداسیون ارت هادی ها هستند که در بتون دفن می شوند( بتون در سطح گسترده با زمین درارتباط است) بر فونداسیون ارت همانند این است که هادی ها در خاک قرار داده شده اند.

الکترود میله ای جایی استفاده می شود که خاک دارای رسانایی متغیر باشد و طول این میله معمولاً 3 متر است که در لایه های مختلف خاک نفوذ می کند.

3- طرح های مختلف اتصال به زمین 1-3- طریقه نمایش طرح های اتصال به زمین اولین حرف وضعیت سیستم نول نسبت به زمین را مشخص می کند.

:T اتصال مستقیم نول به زمین :I عدم وجود ارتباط بین نول و زمین و یا ارتباط از طریق یک امپرانس واسط دومین حرف وضعیت بدنه تجهیزات را مشخص می کند.

:T اتصال بدنه ها با یک اتصال جداگانه به زمین :N اتصال بدنه ها به سیم نول 2-3- طرح های اتصال به زمین( اقتباس از MERLIN-GERIN ) 1-2-3 نول زمین شده( سیستم TT ) در این روش نول سیستم مستقیماً زمین می شود و بدنه تجهیزات نیز جداگانه زمین می شوند.

محافظت اشخاص در این سیستم به کمک حداقل یک رله دیفرانسیل در ورودی سیستم انجام می گیرد.

مشخصات اصلی این سیستم عبارتند از: 1- روش ساده چه از جهت آموزش چه از جهت نصب 2- احتیاجی به مراقبت ویژه نیست 3- وجود رله دیفرانسیل با جریان باقی مانده() با حساسیتی کمتر از 300mA از نظر آتش سوزی جلوگیری می کند.

4- آن بخش از سیستم که دچار نقص می شود با استفاده از رله های متعدد می تواند دارای به گزینی بیشتری باشد.

5- مصرف کننده یا بخشهایی از تجهیزات که دارای تنش قابل توجهی هستند باید تحت اندازه گیری های دقیقی قرار گیرند تا از قطع بی موقع جلوگیری شود( استفاده از ترانسفورماتور جداکننده یا با تنظیم بالا).

6- در طرح TT محافظت افراد در برابر تماس های غیر مستقیم توسط یک دیزنکتور با رله دیفرانسیل حساس به جریان باقی مانده(DDR ) با حساسیت متوسط و پایانی انجام پذیر است.

حفاظت اجباری حداقل در مقابل خطای ناشی از تجهیزات: ولتاژ حد قراردادی مقاومت اتصال زمین مربوط به بدنه ها فرمان نامی رله دیفرانسیل 2-2-3 اتصال به زمین به روش اتصال به زمین به روش به سه شکل اجرا می شود: روش TNC .

روش TNC و روش TN-C-S – در روش TVC هادی نوترال و هادی محافظ یکی می شود در واقع در این روش بدنه ها و نول به هم وصل شده و زمین می شود به هادی نولی که تنش نول را نیز ایفا می کند PEN می گویند.

در این روش ترتیب توسط حفاظت جریان زیاد شل فیوز یا دیزکتور در اولین خطای عایق رخ می دهد.

مشخصات اصلی سیستم TNC : 1-اقتصادی شدن تجهیزات وحذف یک هادی و یک پل 2- استفاده از کابل کشی ثابت و کابل تک رشته ( استاندارد NFC 15100 ) 3- لزوم حضور پرسنل نگهداری کاملاً آموزش دیده 4- لزوم کنترل دوره ای پیوستگی هادیها 5- لزوم توزیع همگن اتصالات زمین در یک مجموعه 6- لزوم یک بازرسی اجباری بعد از هر قطع ناشی از بروز اولین خطا 7- افزایش خطر آتش سوزی به دلیل بالارفتن میزان جریان خطا.

- در طرح TN-C-S از ترکیب دو طرح TN,C-S استفاده می شود.

نکته ای که باید در این طرح لحاظ شود این است که استفاده از یک طرح TNC بعد از یک طرح TNS ممنوع می باشد.

استفاده از یک طرح TNC ردپایین است یک طرح TNS ممنوع است.

همچنین استفاده از طرح TNC برای سطح مقطع های پائین تر از و به عنوان مدارهای پائین سیستم TNS ممنوع است.

در طرح TN : حفاظت اشخاص در برابر تماس های غیر مستقیم از طریق دستگاههای حفاظتی جریان زیاد.

مثل فیوز و انژکتور تأمین می شود.

در روش IT در صورت بروز اولین خطای خایق یک سیگنال خطا توسط المان شماره 2 کنترل کننده دائمی عایق در اولین خطا ترتیب رخ نمی دهد و تداوم در بهره برداری از شبکه وجود دارد.

چنانچه دو خطای اتصال به زمین همزمان در سیستم رخ دهد آنگاه منبع تریپ می خورد.

در طرح IT رعایت موارد زیر لازم است.

1- ایجاد ارتباط 4 و زمین کردن تمام بدنه ها 2- نظارت بر بروز اولین خطا توسط کنترل کننده دائمی عایق 3- قطع مدار در صورت بروز دومین خطا توسط حفاظت جریان زیاد فیوز یا دیزنکتور 4- روش IT بهترین راه حل از نظر حفظ پیوستگ در بهره برداری است.

5- لزوم وجود پرسنل نگهداری برای نظارت در بهره برداری 6- لزوم ایجاد سطح عایقی معین در شبکه 7- درصورت قطع مدار درواقع بروز دو خطای عایق همزمان بایستی مدار از نظر عایقی مورد بررسی دقیق و اندازه گیری قرار گرفته و پس از آن اقدام به وصل مجدد گردد.

در طرح IT( خطای مضاعف) حفاظت پرسنل در برابر تماس غیر مستقیم توسط وسایل حفاظتی جریان زیاد تأمین می گردد.

جریان خطای سری : حد ولتاژ قراردادی : مقاومت اتصال زمین بدنه ها * شامل جریان نشتی مجموعه هم می شود.

حفاظت الکتریکی در تماس غیر مستقیم در تأسیسات زیر V 1000 مطابق استاندارد DIN VED 0100-410 خطر لمس ولتاژ در اثر نقص مدارات برق دار مطابق استاندارد DIN VED 0100-410 توسط چندین روش مختلف می تواند کاهش یابد.

دو روش رایج حفاظتی در اینجا شرح داده می شود: 1-1 حفاظت توسط تریپ اتوماتیک منبع تغذیه مقادیر ولتاژی زیر محدوده ایمنی افراد در مقابل تماس ولتاژ با بدن فرد را مشخص می کند.

مقادیر پائین تر استفاده های خاص دارند.

حفاظت توسط تریپ منبع تغذیه این اطمینان را می دهد که ولتاژ های لمس خطرناک توسط تجهیزات حفاظتی تداوم نخواهند داشت.

لازمه این حفاظت این است که بین تجهیزات حفاظتی و سیستم زمین همـآهنگی لازم وجود داشته باشد.

این همآهنگی به صورت کلی در شکل های زیر و شماتیک هایی که از مدارات مختلف در صفحات قبل آورده شده است نشان داده شده است.

این همآهنگی باعث می شود تا تجهیزاتی که خطا روی آنها رخ داده است درزمان تعیین شده( از تا ) مطابق جدول زیر( جدول 1-5) از مدار جدا شوند بدنه فلزی تجهیزات بایستی به مسیر محافظ یاارت متصل شوند.

حفاظت توسط تریپ نیاز به یک سیستم همپانیل دارد که تمامی قسمت های هادی در ساختمان را به یکدیگر وصل کند.

مثل هادی اصلی زمین ارت صاعقه، لوله های اصل آب و گاز و دیگر لوله های فلزی و قسمت های فلزی اسکلت ساختمان.

چنانچه در یک سیستم IT فقط یک خطا رخ بدهد و چنانچه شرایط تریپ گفته شده در جدول 1-5 حاصل نگردد احتیاجی به تریپ سیستم نیست اما در صورتی که خطایی هم رخ بدهد شرایط تریپ در سیستم IT و TN فراهم می گردد.

سیستم هم پتانسیل مکمل در جایی مورد نیاز است که شرایط مشخص شده ترتیب در دسترس نباشند و یا طبق استاندارد استفاده از آن اجباری باشد.

مثل اتاقهایی که داخل آن ریزش آب یا حمام وجود دارد.

تمامی قسمت های فلزی که می توانند همزمان لمس شوند هادی های حفاظتی پایه های فلزی نگهدارنده بتون( حتی اگر دور از دسترس باشد) بایستی به سیستم هپانیل مکمل تجهیز شوند.

تجهیزت زیر بعنوان تجهیزات حفاظتی سیستم استفاده می شوند.

1- تجهیزات حفاظت اضافه جریان(Over current ) - در فیوزهای LV مطابق با استانداردVDE 0636 part 10 FF - فیوزهای مییناتوری مطابق با استاندارد VDE 0820 part 1 FF 2- کلیدهای مینیاتوری مطابق استاندارد VED 0641 part 2 FF 3- کلیدهای مدار شکل(circuit Breaker) مطابق با استاندارد VDE 0660 part 100FF 4- کلیدهای حساس به جریان باقی مانده Residual current ) مطابق با VDE 0664 part 10 FF 5- تجهیزات مونیتورینگ عایق Insulation monitoring Device مطابق با VDE 0413 part 2,8,9 در سیستم های TT, TN مقاومت کل تجهیزات ارت بایستی به اندازه ای پائین باشد که بتواند افزایش ولتاژ هادی های ارت را در هنگام خطا در محدوده مجاز نگه دارد.

محصوصاً چنانچه در یک سیستم TN یک خطای فاز به زمین روی هادی DEN رخ دهد.

مقدار در سیستم TN مقدار مناسبی است و چنانچه مقاومت در خاکهایی که رسانایی خوبی ندارند قابل دسترسی نباشد شرایط زیر باید احراز شود.

: total Earthling resistance of all parallel parts of the system.

: assumed lowest earth restance of conductive parts not conneeted to a protective conductor over wich an earth fault con oceur :rated voltage(r.m.s) against earth در سیستم TT.

تنظیم و تکمیل تجهیزات اضافه جریان (Overcurent protection (device مسئله ساز است چرا که این سیستم مقاومت زمین بسیار ناچیزی را می خواهد.

در سیستم IT مقاومت زمین مناسب زیر مناسب است وقتی که تمامی قسمت های فلزی به سیستم ارت متصل باشند چنانچه یک سیستم همپانسیل در یک سیستم الکتریکی جهت حفاظت نیاز باشد بایستی شرایط زیر را احراز کند.

Resistanc Between metallic enclosure and other conductive parts that can e touched of the same time.

: current that effects the ovetomatic tripping the protections device within the set time When a residual current opertad device is used,is the rated fault current .

2-1- حفاظت توسط تجهیزات ایمنی کلاس II یکی دیگر از راه های رایج در کاهش خطر لمس غیر مستقیم ولتاژ توسط شخص استفاده از تجهیزات ایمنی کلاس II است که تجهیزاتی که با این وسایل و مواد عایق شده باشند با علامت مشخص شده اند.

جهت اطلاعات بیشتر به استانداردهای زیر مراجعه شود: DIN VED 0106 part 1 DIN VED 60439 – 1 2- هادی های حفاظتی هادی های PEN هادی های هم پتانسیل ملزوماتی که توسط استاندارد VED 0100 Part 540 تعیین شده است موارد زیر ممکن است بعنوان هادی های حفاظتی بکار روند.

1- هادی ها در کابلهای چند سیمه یا سیمها 2- هادی های عایق یا لخت مثل لوله ها یا گذرگاههای فلزی کابل 3-هادی های عایق یا لختی که به صورت دائمی نصب می شوند.

4- پوشش های فلزی مثل ورقها یا شیله های فلزی کابل 5-لوله های فلزی یا هر پوشش فلزی دیگری مثل گذرگاههای کابل و نردبانها 6- قسمت های خارجی کاتد و سیمها 7- کانالهای فلزی زیرزمین چنانچه اجزاء اسکلت ساختمان با قسمت های هادبی بیرون آن بعنوان هادی زمین در نظر گرفته شوند میزان رسانایی آن بایستی با سطح مقطع تعیین شده تناسب داشته باشد و ارتباط الکتریکی دائمی آنها نباید توسط استراکچرهای موقتی یا با تأثیرات مکانیکی، شیمیایی یا الکتروشیمیایی قطع نشود.

سیم های مهار، سیم های معلق، لوله های فلزی خرطومی و موارد مشابه نباید بعنوان هادی های ارت بکار روند.

سطح مقطع هادی های زمین بایستی از جدول 5-2 انتخاب شود و یا با فرمول زیر محاسبه می گردد( حداکثر زمان مجاز قطع خطا در فرمول زیر است.

S: minimum cross sector in I: r.m.s value of the found currentin A which can flow through the protective device in the event of dead short circuit.

T: response time In s for the tripping device.

h: material coefficient which depends on; -the conductor material of the protective conductor -the material of the insulation - the material of the other parts -the initial and finial termperature of the protective conductor sec table 5-3 and 5-4.

جداول زیر مقادیر K ( ضریب جنس material coefficrent ( که بستگی به جنس هادی، جنس عایق و دمای اولیه و نهایی هادی است را مشخص می کند.

هادی های PEN ترکیب هادی های حفاظتی و هادی های نول هستند که رد سیستم های TN مجاز هستند و بایستی بصورت دائمی نصب شوند و حداقل سطح مقطع را داشته باشد.

عملکردحفاظتی هادی PEN نسبت به عملکرد نول آن تقدم دارد.

اگر یک هادی مرکزی از یک کابل با سیم متحدالمرکز بعنوان هادی های PEN انتخاب شود در صورتیکه تمامی اتصالات آن در طول مسیر دوبل شود.

سطح مقطع آنرا می توان تا کاهش داد هادی PENبایستی دوبرابر ولتاژهای بالا عایق شود ولتاژهای بالایی که در سوئیچ گیر خاصی که روی آن کار می شود مورد انتظار است.

بعد از اینکه هادی PEN به دو هادی نول و هادی محافظ تقسیم شده دوباره نباید این دو هادی به هم وصل شوند و یا هادی نول نبایستی زمین گردد هادی PEN به ترمینال هادی محافظ وصل می شود.

سطح مقطع هادی هم پتانسیل در جدول 5-5 آورده شده است.

وقتی یک هادی عایق داد بعنوان هادی PEN یا هادی محافظ استفاده می شود و رنگ روکش آن در طول مسیر بایستی زرد و سبز باشد باستثنای هاد ی های عایق دار تک رشته ای یا غلاف دار که در این موارد بایستی مارکتهای مقاوم با رنگ سبز و زرد در دو انتهای کابل نصب شوند.

هادی های هم پتانسیل ممکن است با رنگ سبز و زرد مشخص شوند.

هادی های بدون عایق یا لخت احتیاجی به داشتن مارک های سبز و زرد ندارند .

مارک کردن توسط رنگ سبز و زرد فقط برای موارد فوق مجاز است و نه هادی های دیگر.

انتخاب نحوه اتصال به زمین( کتاب مرکع برق بخش 3-4) از نظر محافظت اشخاص رد صورتی که تمام قوانین مربوط به نصب و بهره برداری رعایت گردد هر سه طرح معادل یکدیگرند (TN,TT,IT ) در نظر گرفتن مشخصات ویژه درهر روش دیگر نمی توان از روش بهتر سخن گفت.

انتخاب روش نتیجه حصول توافق بین طراح و بهره بردار شبکه در موارد زیر است.

1- مشخصات مجموعه 2- الزامات بهره برداری تصور استفاده از یک شبکه با تول عایق شده در بخش از مجموعه تجهیزاتی که بنا به طبیعتشان دارای سطح عایق ضعیفی هستند( حدود چندهزارم اهم) اشتباه است.

مثلاً در تجهیزات قدیمی گسترده یا خطوط هوایی...

همانطور متناقض خواهد بود اگر در یک مجموعه یا جایی که تداوم در تولید الزامی بوده و یا خطرات آتش سوزی قابل ملاحظه است از تغذیه ای استفاده شود که نول داشته باشد.

در صورتی که مجموعه از طریق قوانین و استانداردهای مشمول توصیه یا اجباری خاص از نظر نحوه اتصال به زمین باشد می توان به کمک جدول زیر و جداول صفحات بعد نحوه ارت کردن سیستم و تجهیزات را انتخاب نمود.

راهنمای انتخاب تجهیزات حفاظتی در ابتدای مسیر توزیع برحسب نوع اتصال به زمین( اقتباس از MERLIN- GERIN ) در این صفحه و صفحات بعد مدارات نمونه از طرح های مختلف اتصال به زمین آورد شده است.

و حداقل تجهیزاتی که طبق استاندارد استفاده از آنها اجباری است نشان داده شده است.

4.4 تجهیزاتی که در ابتدای مسیر توزیع نصب می گردد( اقتباس از MERLIN- GERIN ) امکان تغییر رژیم نول: رژیم TT : قراردادن یک ترانسفورماتور با سیم پیچی های مجزا روی شبکه 2 پیش بینی رله دیفرانسیل جریان باقیمانده(DOR ) (مثال: تهویه مطبوع) رژیم IT : نصب یک ترانسفورماتور با سیم پیچی مجزا روی شبکه 2 پیش بینی یک کنترل کننده دائم عایقی (c rl) (مثال: خط تولید روبوتی یا هر کاری که پیوستگی در بهره برداری را نیاز داشته باشد.) حالتهای خاص اجباری: (a رله دیفرانسیل با حساسیت بالا کمتر از 30Ma برای موارد زیر اجباری است: * مدارها ی پریز با جریان نامی کمتر از 32A * مدارهای تغذیه استخر ها و رختشویخانه ها * تغذیه بعضی مجتمع ها مانند کارگاه در جایی که خطر PE وجود داشته باشد.

* بعضی مدارهای دیگر تذکر رله کنترل کننده دائمی موتور نظارت دائمی بر عایق موتور داشته درصورت هرگونه خطا در آن فرمان قطع می دهد.

(b در مکانهایی با خطر آتشسوزی ترکیب رله ویزی رکس.

با دیزنکتور با بلوک ویژی( تنظیم روی 300mA که جریان خطای بالای حدود 300mA می گردد.

(c طول زیاد کابل در این حالت جریان خطا محدود است.در این حالت یک سر دیزنکتور کمپاکت G با دیزنکتور مولتی gیا منحنی B با دیزنکتور دیفرانسیل مینی کمپاکت یا ویزکمپاکت یا رله ویزی رکس با تنظیم کمتر جریان خطا و رله قطع کننده.

(d بدنه دور از محل دیژنکتور و بدون اتصال متقابل، خطر افزایش ولتاژ خطر افزایش ولتاژ خطا رله ویزی رکس یا دیژنکتور ویزی کمپاکت یا دیژنکتور دیفرانسیل با تنظیم کوچکتر یا مساوی که ظرفیت مینیمم غیرمتغیر را نیز دربر دارد.

(a رله دیفرانسیل با حساسیت زیاد اجباری برای مدارهای: پریزهای برق با جریان نامی کمتر از 32A آمپر مدارات تغذیه استخرهای سرپوشیده و رختشویخانه ها تغذیه بعضی از تأسیسات مانند کارگاه و غیره که در آنها خطر PE وجود داشته باشد.

و غیره b) در مکانهایی با خطر آتش سوزی یک رله دیفرانسیل با یک دژنکتور مولتی gبا بلوک دیفرانسیل مربوطه( تنظیم روی 300mA ) که جریان خطای بالاتر از 300Ma را مانع می گردد.

c )در مواقعی که با حساسیت بسیار زیاد مورد نیاز باشد رله دیفرانسیل با تنظیم 10mA (dبدنه از دور محل دیژنکتور و بدون اتصال متقابل در این حالت خطرامکان افزایش ولتاژ خطا به میزان خطرناک وجود دارد.

لذا رله دیفرانسیل با دیژنکتور دیفرانسیل مولتی g با تنظیمی پائین تر از ولتاژ زیاد بیش از زمانی که توسط منحنی مربوطه تعیین می گردد می شوند.

(a رله دیفرانسیل با حساسیت بالا تنظیم کمتر از 30mA برای موارد زیر اجباری است.

* مدارهای پریز با جریان نامی کمتر از 32A * مدارهای تغذیه استخرها و رختشویخانه ها * تغذیه بعضی از مجتمع ها مانند کارگاه ها در جایی که خطر قطع PE وجود دارد.

* بعضی مدارهای دیگر (b در مکانهایی با خطر آتشسوزی یک ربه دیژی رکس با دیژنکتور ویزی کمپاکت یا دیژنکتور مولتی g با بلوک بلوک ویژی( با تنظیم روی 300Ma ) که جریان خطای بالای 300Ma را مانع می شود.

(c طول زیاد کابل، دراین حالت جریان خطا محدود است یک دیژنکتور کمپاکت G یا ST با دیژنکتور مولتی g منحنی B با دیژنکتور دیفرانسیل مینی کمپاکت با ویژی کمپاکت با رله ویژی رکس با تنظیم کمتر از جریان خطا که فرمان قطع می دهد.

(d بدنه دور از محل دیژنکتور وبدون اتصال متقابل احتمال افزایش ولتاژ به حدی خطرناک وجود دارد رله ویژی رکس یا دیژنکتور ویژی کمپاکت یا دیژنکتور دیفرانسیل مولتی g با تنظیمی پائین تر یا مساوی که حفاظت در تقابل های غیرمستقیم را نیز تأمین می نماید.

شبکه با جریان دائم( عایق شدن نسبت به زمین) استاندارد اجباری رله ای برای تولید سیگنال با صدور فرمان قطع به دلیل بروز یک خطای ساده باید درنظر گرفته شود.

از فرمان قطع به ندرت استفاده میشود نیاز به پیوستگی در بهره برداری از شبکه اغلب استفاده از آن را ناممکن می نماید.

برای کنترل کافی عایق و ایجاد سیگنال با فرمان قطع بدلیل بروز خطای ساده در شبکه با ولتاژ مستقیم ثابت( مثل شبکه متصل به باطری و یا ولتاژ) مستقیم متغیر( مثالژنراتور جریان مستقیم و یا مجموعه ترانسفورماتور یکسوکننده تریستوری) یک کنترل کننده دائمی عایق و به اضافه تشخیص دهنده های XD 1و XD12 لازم است.

برای آنکه تشخیص محل خطا در حضور ولتاژ( جهت بهبود شرایط بهره برداری) امکان پذیر باشد: جریانی متناوب با فرکانس پائین( معمولاً 10 هرتز) به شبکه تزریق میشود.

خواه توسط کنترل کننده همیشگی عایق همراه با تشخیص دهنده های XD1 و XD12 برروی خروجی ها خواه توسط کنترل کننده همیشگی عایق همراه با تشخیص دهنده های XD1 و XD12 و یا تعیین کننده های محل خطای XL 108 یا XL16 .

خواه توسط یک کنترل کننده همیشگی عایق و همزمان تعیین کننده؛ محل خطا جریان خطا به کمک ترانسفورماتورهای حلقه ای که برروی همه فیوزهای خروجی نصب شده و رله های XD1 یا XD12 خروجی آسیب دیده را اعلام کرده و سطح مخالفی را اندازه می گیرد.

تذکر: وسیله اندازه گیری دستی RM 10N و گیرنده های جریانی اش قابل استفاده با تمام وسایلی است که دراین صفحه تشریح شده اند.

Earting Material (ABB swi manual) جنس و سایر الکترودهای ارت سایر الکترودهای ارت در زمین و هادی هایی ارت در روی زمین بایستی طوری انتخاب شود که تحمل فشارهای مکانیکی را داشته باشد و درمقابل پوسیدگی مقاوم باشند جدول حداقل این ابعاد را مشخص می کند.

انتخاب جنس الکترودهای ارت بطوریکه در مقابل خوردگی مقاوم باشند ممکن است با توجه به نکات زیر انجام شود( استاندارد DIN VED -015 ) فولاد گالوانیزه(Hot dip galvanized steel) : در مقابل انواع مختلف خاک بادوام است همچنین برای دفن شدن در بتن نیز مناسب است.

مس: یک جنس مناسب برای الکترود ارت است در سیستم های قدرتی که جریان خطای آنها زیاد است چرا که مس رسانای بسیار بالاتر از فولاد دارد و مس برهنه و بدون پوشش عایق یا رسانایی با دوام خوبی در خاک دارد.

مس پوشیده شده از قلع یا روی مثل مس برهنه از دوام خوبی در خاک برخوردار است.

و پوشش قلع برروی مس از هرگونه فرآیند الکتروشیمیایی به روی مس جلوگیری می کند.

مس یالاله روکش سربی، سرب منجر به شکل گیری یک حفاظت خوب از مس در زیر خاک می شود با این وجود سرب در محیط های قلیایی خورده می شود به این دلیل است که لایه های سربی نباید دربتن دفن شوند.

همچنین لایه های سربی چنانچه زخمی شوند در خاک می پوسند.

جدول 6-5 سیستم ابعاد الکترودهای زمین را در جنسهای مختلف بیان می کنند.

جدول 7-5 چگونگی ارتباط بین جنسهای مختلف را براساس DIN VED 0151 بیان می کند.

قانون مساحت(Area rule ) نسبت مساحت قسمت آند() مثل فولاد به مساحت قسمت کاتد() مثل مس تأثیر زیادی در خوردگی و فرسودگی المانهای ارت دارد.

کم شدن نسبت باعث افزایش در خوردگی آند می شود و به همین دلیل لوله های فولادی وقتی یک سیستم ارت مسی وصل شوند در معرض خطر خوردگی قرار می گیرند به دلیل اینکه نسبت سطح فولاد به مس در نقطه ای که خط اصلی لوله های فولادی رخ می دهد نسبت مطوبی نیست و باعث خوردگی سریع می شود اتصال این لوله ها به الکترود زمین مسی مطابق استاندارد DIN VED 0151 مجاز نیست.

ح: اندازه گیری سیستم ارت سطح مقطع الکترودهای ارت و هادیهای ارت بایستی اندازه گیری شود.

طول عمر تجهیزات ارت در اثر جریان خطای و (در شبکه هایی که نول آنها با مقاومت کم زمین شده است) کاهش می یابد سطح مقطع مناسب از رابطه زیر محاسبه می گردد.

Fould current Duration of fauld currant : :material coefficient ضریب جنس مس(k) در رابطه زیر بدست می آید برای سایر ماد جداول 5-4,5-3 را ببینید.

Innitral temperature (max.

ambrant temperature) Permitted final temperature جدول 5-8 حد نهایی دمای مجاز را نشان می دهد.

سطح مقطع استاندارد لازم برای مس برهنه بستگی به جریان خطای فاز طول مدت تداوم خطا دارد که در جدول 5-9 داده شده است.

حفاظت پرسنل در مقابل خطای اتصال کوتاه وقتی به خطر میافتد که ولتاژهای مس(touch voltage ) و گام (step votltage) از محدوده تعیین شده در استاندارد( مثلاً DIN- VED 0101 ) تجاوز کند.

این ولتاژ ها فقط توسط برنامه های کامپیوتری در سیکل های پیچیده محاسباتی بدست میآیند.

مطابق استاندارد DIN VED 0101 ولتاژ لمس(touch ) در محیطهای out door وقتی قابل قبول است که سر ترواز یر همان برقرار باشند.

وجود آب الکترود زمین سطحی به شک لیک رینگ تمام سیستم را احاطه می کنند داخل رینگ یک شبکه ارت وجودداشته باشد که سایز آن حداقل باشد و هرتجهیزی از پست که خارج از رینگ باشد بایستی به الکترود زمین متصل شود.

مدت زمان تداوم جریان خطا حداکثر باشد.

ولتاژ ارت (Earting voltage) حداکثر 3000v باشد ولتاژ ارت در شبکه های ارت شده با مقاومت پائین بطور تقریبی از رابطه زیر محاسبه می شود.