منو
بستن

ارت و استانداردهای سیستم گراند

ارت و استانداردهای سیستم گراند

فلسفه و تاریخچه ارت :

بین سال های ۱۸۸۰ تا ۱۸۹۲ خطوط انتقال و توزیع برق بدون اینکه نقطه نوترال یا نول زمین شده داشته باشند احداث می شدند و هیچ نقطه ای از شبکه و تجهیزات ، ارت نمی شدند و اساساً مفهومی به نام ارت وجود نداشت.مشکلات برق گرفتگی و آتش سوزی در منازل و اماکن عمومی و صنعتی وجود داشت بدون اینکه فیوزهای حفاظتی نصب شده در شبکه عیوب را تشخیص بدهند . مشکلات ادارات بیمه جهت جبران خسارت بیشتر و بیشتر می شد و به طور موازی تحقیقاتی جهت کاهش این خطرات به عمل می آمد.

در سال ۱۹۲۴ انجمن مهندسان برق (IEE) در انگلستان اتصال بدنه فلزی وسائل برقی به زمین یا همان ارت کردن را اجباری نمود هر چند اینکار ساده نبود و مشکلات فراوانی داشت.در سال ۱۹۲۳ فرانسه نیز در استانداردهای ملی کشورش ارت کردن بدنه تجهیزات برقی را الزامی نمود.

در سال ۱۹۲۷ فرانسه بحث ارت کردن نقطه نول ترانسفورماتورها را نیز تصویب نمود.در سال ۱۹۳۵ استانداردهای جامع حفاظت اشخاص و تجهیزات تدوین و اجرائی شد و از آن سالها به بعد ارتینگ همگانی شد.

تعریف سیستم زمین :

سیستم زمین یا گراندینگ GROUNDING یا ارتینگ EARTHING عبارت است از اتصال الکتریکی (با سیم ) تجهیزاتی که :

الف-  با برق کار می کنند و بدنه فلزی دارند.

ب-  با برق کار نمی کنند ولی بدنه فلزی و هادی دارند.

ج-  حتی در بعضی موارد و در کاربردهای خاص با برق کار نمی کنند و بدنه فلزی هم ندارند و عایق هستند .

به درون زمین جهت :

۱٫       تامین حفاظت جانی انسان ها

۲٫       عملکرد مناسب دستگاه ها

۳٫        کنترل نویز

گراند صاعقه گیر ( برق گیر ) :

ایجاد یک مسیر ایمن و غیر مخرب برای عبور جریان ناشی از صاعقه که مستقیماً روی ساختمان یا تجهیزات فلزی در محوطه تخلیه می شود را از بام تا زمین گراند صاعقه گیر گویند. در صورتی که صاعقه به طور مستقیم به ساختمان یا تجهیزات فلزی روی بام یا  کنار ساختمان بخورد و ساختمان سیستم گراند برق گیر نداشته باشد و یا این سیستم درست طراحی و اجرا نشده باشد جریان صاعقه به جای عبور از مسیر امن گراند از طریق دیگر تجهیزات فلزی مثل مخزن آب ، آنتن ، دودکش ، ناودانی ، راه پله فلزی و غیره به زمین می رسد و این تخلیه جریان که در بعضی اوقات در حد کیلو آمپر است می تواند خطرات زیادی را برای افراد و تجهیزات داشته باشد.

گراند صاعقه گیر شامل ۵ بخش به شرح زیر می باشد:

۱- هادی های برقگیر ( صاعقه گیر ) (Air terminals )

۲- هم بند بام ( Roof  Ring )

۳- هادی های نزولی (Down Conductors  )

۴- رینگ پایین (Earthing mesh )

۵- سیستم زمین چاهی یا میله ای ( ارتینگ ) (Earthing System )

اصول حفاظت در برابر صاعقه :
حفاظت یک ساختمان بطور کامل شامل موارد زیر می شود :
۱-  حفاظت جلد خارجی ساختمان از ضربه های مستقیم صاعقه
۲-  حفاظت تجهیزات نصب شده داخل ساختمان در مقابل آثار ثانویه صاعقه
الف – حفاظت جلد خارجی ساختمان :
منظور از حفاظت خارجی ، حفظ بدنه و استراکچر ساختمان از آتش سوزی و انهدام در اثر اصابت صاعقه است .
استانداردهای موجود در این بخش به شرح زیر می باشد  :

 

eart

ب- حفاظت تجهیزات نصب شده در داخل ساختمان:
منظور از حفاظت داخلی ، اجرای سیستم هم پتانسیل درداخل ساختمان و نصب ارسترهای حفاظت در مقابل فراتاخت های ولتاژ (ناشی از صاعقه و سو ییچینگ ) بر روی کابلهای تغذیه ، دیتا ، تلفن و RF تجهیزات حساس می باشد.

استانداردهای موجود در این بخش به شرح زیر می باشد:

  • IEC 61024
  • IEC 61312-1,2,3,4
  • VDE 0675 , VDE0185

الزامات چاه ارت :

جنس صفحه و میله ارت :
انتخاب الکترودهای میله‌ای یا صفحه‌ای و … باید براساس مقتضیات محل، انجام گیرد. مقاومت الکترودهای میله‌ای تقریباً برابر می‌باشد که r مقاومت ویژه خاک و L طول میله است. برای میله‌های معمول که مقدار L برابر ۱٫۵ تا ۲٫۴۵ متر می‌باشد، ملاحظه می‌شود که الکترود میله‌ای بدون اتخاذ تدابیر تکمیلی به هیچ عنوان قادر به ایجاد مقاومت زیر ۲ اهم نیست. لذا باید از الکترولیت مناسبی مانند بنتونیت یا الکترولیتهای دیگری که خواص الکتریکی و شیمیایی آنها به تأیید مراجع ذیصلاح رسیده است استفاده کرد. در مورد الکترود صفحه‌ای مقاومت با رابطه تقریبی تعیین می‌شود که L محیط صفحه الکترود است.

جنس صفحه و میله :
بنا به توصیه VDE-0140 الویت در بین الکترودهای موجود به ترتیب زیر است:
۱ فولاد گالوانیزه
۲ آهن روکش شده با سرب
۳ مس خالص
۴ میله فولادی کاپر ولد شده
۵ میله فولادی با روکش مس (اکسترود شده)

لذا لازم است از میله فولادی که دارای روکش گالوانیزه گرم به ضخامت حداقل ۹۰ میکرون باشد، بعنوان الکترود میله‌ای و از صفحه مسی با درجه خلوص ۹۹٫۹ % بعنوان الکترود صفحه‌ای استفاده شود. تجربه نشان می‌دهد الکترودهای صفحه‌ای نتایج بهتری نشان می‌دهند.

نحوه اتصال سیم زمین به الکترود ارت :
با توجه به اینکه چگونگی این اتصال نقش بسیار محسوسی در مقاومت نهایی و دوام الکترود دارد ترجیحاً از جوش انفجاری             (CadWeld) استفاده شود.

مقطع سیم اتصال دهنده به صفحه :
طبق توصیه VDE و با توجه به شرایط، مقطع سیم رابط بین الکترود و بدنه از رابطه I²k1 بدست می‌آید که  ماکزیمم جریان اتصال کوتاه تک فاز است. چنانچه محاسبه این جریان به هر دلیل امکان‌پذیر نباشد، می‌توان از سیم نمره ۳۵ که حائز حاشیه اطمینان لازم است، استفاده نمود. در مهندسی برق، واژه زمین یا ارت با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است. زمین در یک مدار الکتریکی می‌تواند نقش یک نقطه مبدا را داشته باشد که بر طبق آن بقیه ولتاژهای الکتریکی را اندازگیری می‌کنند. واژه زمین همچنین به مسیری کلی برای بازگشت جریان به منبع نیز اطلاق می‌شود. این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد. در مدارهای قدرت این اتصال‌ها معمولاً برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه‌ها از تاثیرات معیوب بودن عایقکاری هادی‌ها ایجاد می‌شود. اتصال به زمین در مدارهای قدرت از آسیب دیدن عایق‌های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری کرده و این ولتاژ را در یک حد معین محدود می‌کند. از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایش الکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند.

دیدگاه