سیستم ارت، حفاظت از صاعقه، تابلو برق

مفاهیم بنیادین سیستم اتصال به زمین ( فصل دوم آیین نامه سیستم اتصال به زمین )

ماده -۱ اتصال به زمین از دو نظر مهم است
۱- حفظ سلامت و ایمنی افرادی که از سیستم برق استفاده میکنند.
حفظ سلامت سیستم صرف نظر از مسایل مربوط به ایمنی
ماده ۲ -اتصال به زمین از نظر انجام کار صحیح و سالم سیستم دو هدف را دنبال میکند:
ایجاد شرایطی که در آن سیستم از نظر فنی درست عمل کند.
این هدف با برقراری مسیری از طریق زمین به منبع تغذیه و اتصال به زمین با استفاده از رله های حساس به دست می آید.
۲- ایجاد شرایطی که در آن عایق بندی سیستم سالم می ماند.
در ساده ترین تحلیل ممکن یک سیستم از رساناها و عایقها تشکیل میشود رساناها باید تاجایی که ممکن است جلوی عبور جریان برق از مسیرهای ناخواسته را بگیرند.
به عبارت دیگر، عبور جریان برق باید در مسیر دلخواه برقرار شود و در سایر جهات از آن جلوگیری به عمل آید عایق ها حساس تر از هادی ها هستند و علاوه بر دمای زیادی که سبب انهدام عایق میشود بالا رفتن بیش از حد ولتاژ و اثر آن به مدت طولانی مخصوصاً در دمای بالا عایق را زودتر از بین برده و سبب بروز خرابی در سیستم می شود.
به طور خلاصه صرف نظر از اثر دما در تحلیل اولیه عمر عایق بندی بستگی به شدت میدان و مدت زمان برقراری آن دارد.
اگر شدت میدان کمی از مقدار مجاز آن بیشتر باشد ممکن است پس از چند سال سیب خرابی عایق بندی شود و اگر این مقدار چند برابر مقدار مجاز باشد در ظرف چند دقیقه یا ثانیه سبب از بین رفتن عایق بندی در ضعیف ترین نقطه سیستم میگردد .

منحنی تغییرات ایستادگی عایق بندی یک کابل با توجه به تنش میدان الکتریکی و مدت زمان برقراری آن نشان داده شده است.

تغییرات ایستادگی عایق بندی یک کابل با توجه به تنش میدان الکتریکی و مدت زمان برقراری آن مشاهده می شود که تغییرات شدت میدان نسبت به زمان به گونه ای است که شدت میدان با خط افقی مجانب است و این مقداری است که در مدتی طولانی عایق بندی در آن شدت میدان را نشان خواهد داد قابل ذکر است که در دماهای مختلف محل خط مجانب تغییر خواهد کرد.
تغییرات در سیستمی که به زمین وصل نیست :
در این بخش به بررسی اثر ولتاژها در حالت واقعی میپردازیم.
شکل (۳) وضعیت ولتاژها را در صورت وصل نبودن یک نقطه از سیستم به زمین نشان میدهد.
ولتاژ نقطه خنثی (N) نسبت به زمین در صورت سالم بودن سیستم به علت وجود خازن های طبیعی بین فازهای سیستم و زمین برابر صفر است و در این هنگام ولتاژهای موجود هیچ تنش اضافی را روی عایق بندی هادی خنثی و هادی های فازها در سرتاسر سیستم به وجود نخواهد آورد.

اگر به سبب بروز سانحه ای در سیستم ، یکی از فاز ها به زمین وصل می شود ، وضعیت ولتاژ ها سیستم به صورت ذیل خواهد بود :
ولتاژها نقطه خنثی نسبت به زمین در سیستم که یک فاز آن به زمین وصل شده است ، دیگر برابر صفر نبوده و برابر u خواهد بود .
در این هنگام ولتاژهای موجود تنشی را روی عایق بندی هادی خنثی در سرتاسر سیستم به وجود خواهند آمد:

آیین نامه ایمنی سیستم اتصال به زمین ارتینگ)
میزان ولتاژ ممکن است به مرور زمان آسیبی به عایقی وارد کند که برای چنین شرایطی طراحی نشده است.

علاوه بر این، پیش از خراب شدن عایق به دلیل افزایش ولتاژ، ممکن است جرقه‌هایی بین نقاطی از سیستم که ولتاژ بالاتری نسبت به توان تحمل عایق دارند، ایجاد شود.

ماده ۴: انواع سیستم‌های توزیع فشار ضعیف

۱. سیستم‌های سه فاز با هادی خنثی

۲. سیستم‌های تک‌فاز منشعب از سه فاز با هادی خنثی

زبان:

خودکار

دو سیستم مطرح‌شده جزء روش‌های رایج در ایران هستند؛ با این حال، انواع متنوع دیگری از سیستم‌های توزیع نیز وجود دارند که به صورت شماتیک در شکل (۴) نمایش داده شده‌اند.

این نمودارها نمونه‌هایی از چنین سیستم‌هایی را برای آشنایی بهتر کاربران ارائه می‌دهند. در ماده ۵، که به شناسایی هادی‌ها در سیستم‌های جریان متناوب پرداخته شده است، اصول و قواعد خاصی برای تفکیک و شناسایی این هادی‌ها ذکر شده است:

۱) برای مشخص کردن هادی فاز از حرف L استفاده می‌شود. این حرف، برگرفته از اولین حرف واژه Live به معنی "زنده" یا "دارای جریان" است و به نقش هادی فاز در انتقال انرژی الکتریکی اشاره دارد.

۲) هادی خنثی با حرف N مشخص می‌شود که برگرفته از واژه Neutral، به معنی "خنثی" است. این هادی وظیفه برقرار کردن تعادل در شبکه و بازگشت جریان به منبع را به عهده دارد.

۳) هادی حفاظتی با استفاده از حرف PE شناخته می‌شود که مخفف عبارت Protective Earthing است. این هادی به عنوان مسیری مطمئن برای جریان‌های نقص زمین عمل کرده و ایمنی تجهیزات و کاربران را تضمین می‌کند.

۴) در برخی موارد، از هادی مشترکی که خصوصیات حفاظتی و خنثی را ترکیب کرده است، استفاده می‌شود. این هادی با حروف PEN مشخص شده که برگرفته از کلمات Protective Earth Neutral است.

براساس این نشانه‌گذاری‌ها، سیستم‌های جریان متناوب تک‌فاز می‌توانند به انواع زیر تقسیم شوند:

الف) سیستم‌های دو سیمه با ترکیب‌های L+N یا L+PEN

ب) سیستم‌های سه سیمه شامل L+N+PE

به همین ترتیب، سیستم‌های سه فاز نیز در دو دسته‌ی اصلی جای می‌گیرند:

۱) سیستم‌های سه سیمه مانند L1+L2+L3 ۲)

سیستم‌های چهار سیمه شامل L1+L2+L3+N ۳)

سیستم‌های پنج سیمه با ترکیب L1+L2+L3+N+PE

این دسته‌بندی‌ها به منظور شناسایی دقیق نوع و کارکرد هادی‌ها در قالب استانداردهای معتبر انجام شده‌اند و هدف، ایجاد هماهنگی و همچنین تضمین عملکرد بهینه در سیستم‌های برق‌رسانی است.