تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - مقاومت مجاز چاه ارت سیستم های مختلف

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

طراحی و اجرای سیستم های ارتینگ

چاه ارت ، شبکه و راود کوبی 

 جوش کدولد 


تاثیر رطوبت خاك بر مقاومت الكتریكی

با درود
درصد رطوبت موجود در خاک اطراف محل اجرای گراند بر روی مقاومت الکتریکی موثر است
به همین خاطر ما در اجرای گراند معمولا از عوامل تطبیق زمین استفاده میکنیم تا 
رطوبت اطراف را افزایش دهد یکی از این عوامل زغال است که در روش سنتی ار آن
استفاده میشد و در حقیقت زغال باعث حفظ رطوبت محیط اطراف الكترود ما میشود همچنین مقاومت الکتریکی را پایین میآورد.که امروزه معمولا از بنتونیت به جای آن استفاده میکنند.
 بنتونیت به خاطر جاذبه رطوبت بودن رطوبت را از فاصله دور جذب می كند و محیط اطراف را نیز مرطوب نگه میدارد .
 با افزایش ۳۰ درصدی در رطوبت زمین مقاومت الكتریكی كاهش نسبتا زیادی می یابد
و این را باید بدانیم كه رطوبت حداقل ۱۰ درصد را ما در بدترین شرایط هم داریم ۰ 

 نكته: رطوبت بالاتر از ۳۵ درصد نیز حالت معكوس پیدا می كند 

در زیر مقاومت های مورد نیاز برخی از سیستم های مختلف که در استانداردهای گوناگون به آن اشاره شده است را ملاحظه می فرمایید:  


- سیستم حفاظت در مقابل صاعقه ،کمتر از10اهم

- پست های برق ،کمتر از 5 اهم

- تابلوهای برق فشارضعیف،کمتر از5 اهم

- دکل های مخابراتی ،کمتر از 3 اهم

- سایت های کامپیوتری،کمتر از2 اهم

- تجهیزات ابزار دقیق،کمتر از 1 اهم

- سایت های مخابراتی کمتر از ۳ اهم

- مراکز مخابرات کمتر از ۱ اهم

در مناطقی که جنس خاک و زمین آن مناسب نبوده و سنگی ،آهکی ،شنی ،خشک و... باشد

 مقاومت الکتریکی زمین بسیار بالا می باشد و با روش های عادی و معمولی نمی توان

سیستم ارت مناسب را مهیا نمود و به مقاومت الکتریکی مطلوب دسترسی پیدا کرد.

 لذا در شرایط فوق از موادی استفاده می کنند که با خصوصیات مختلف کمک به ارتقای

سیستم زمین می نماید .اینگونه مواد اکتیو بوده و با داشتن ترکیباتی خاص این توانایی

رادارا می باشند که با  روش های شیمیایی شرایط سخت اقلیمی را بهبود بخشند و

 به دستیابی به مقاومت الکتریکی مطلوب مورد نیاز سیستم ارتینگ کمک نماید.



از آنجا كه جریان موجود در شیلد یك جریان القایی است ، باید در یك مسیر بسته جاری باشد. در مسیر بسته مذكور می توان رابطه تعادل افت ولتاژ را نوشت. به این ترتیب افت ولتاژ ناشی از عبور جریان از مقاومت معادل شیلد باید با افت ولتاژ ناشی از عبور همان جریان از امپدانس معادل زمین برابر باشد. بنابراین با اندازه گیری دقیق مقاومت شیلد می توان به میزان امپدانس زمین پی برد.



به نظر شما نحوه استدلال مهندس سایت صحیح است؟ آیا مقاومت شیلد با امپدانس زمین در این حالت برابر است؟


پدیده القاء جریان در شیلد کابل به واسطه ی عبور جریان از هادی اصلی به رفتار یک ترانسفورماتور جریان شبیه است. واز آنجا که در مدار شیلد به مثابه ثانویه ترانسفورماتور جریان پدیده القاء یا عنصر اکتیو داریم ، دیگر لزوماً مقاومت شیلد و مقاومت امپدانس دیده شده مساوی نیست 


سازنده عنوان می نمود حاضر است بدون هیچ هزینه اضافی ترانس زمینی به ما تحویل بدهد كه بدون نیاز به مقاومت خارجی قادر به محدود نمودن جریان اتصال كوتاه فاز- زمین در حد انتظار ما باشد و ما می توانیم هزینه مقاومت خارجی را صرفه جویی كنیم.

ضمناً عنوان می شد كه غالب مشتریان حتی مشتریان خارجی از ترانسهای زمین مشابه كه به تنهایی اتصال كوتاه زمین را محدود می كنند استفاده می نمایند. همچنین معتقد بودند كارفرما و مشاورین نیز از این ایده استقبال خواهند نمود. خوب به نظر شما اخلاق حرفه ای در اینجا چه حكم می كند، باید در جهت كاهش هزینه پیشنهادی را كه مشاور یا كارفرمای پروژه نیز می تواند بپذیرد بی درنگ قبول كرد و یا پس از مطالعه دقیق موضوع اتخاذ تصمیم نمود؟



آیا به نظر شما می توان براحتی مقاومت خارجی زمین را حذف كرد؟


یک ترانسفورماتور زمین خوب جریان مغناطیس کننده خیلی کمی دارد و در حالت بدون خطای سیستم جریان خیلی کمی می کشد . ترانسفور ماتور فوق الذکر دارای رآکتانس پراکندگی بالاست و حتی در حالت بدون خطا جریان قابل ملاحظه یی می کشد و این پدیده ی مطلوبی نیست  
 

امپدانس صفر ترانس زمین از دو بخش راكتانسی و رزیستانسی تشكیل شده است كه خاصیت سلفی آن بر خاصیت مقاومتیش غالب است. بنابراین سیستم زمین شده به واسطه ترانس زمین خالص در واقع یك سیستم زمین اندوكتانسی با تمام ویژگیهای مرتبط با پدیده های اضافه ولتاژ اعم از دائمی یا گذرا است و شرایط آن با یك سیستم زمین نسبتاً مقاومتی متفاوت است. یكی از شاخصه های بارز سیستم زمین اندوكتانسی، ظهور امپدانسهای متفاوت در قبال مؤلفه های هارمونیكی متفاوت است، زیرا امپدانس معادل یك سلف با فركانس جریان عبوری از آن تغییر می كند.


برای
اطلاع از امپدانس موجی سیستم زمین پست جهت ملحوظ نمودن آن در محاسبه اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه می توانید به صفحه 264 از كتاب ایزولاسیون و طرح ایستگاه های فشار قوی انتقال انرژی، نوشته مهندس طهماسبقلی شاهرخشاهی مراجعه فرمائید.

در مبحث 13 مقررات ملی ساختمان صفحه 88 اینچنین آمده است:
کل مقامت الکتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثای یک سیستم TN  (برای هر نوع منبع تغذیه ، اعم از ترانسفورماتور یا ژنراتور ) نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو (2) اهم تجاوز کند.
چرا و به چه دلیل؟
در سیستمهای صنعتی ،مقاومت پیشنهادی برای سیستم زمین بین 2 تا 5 اهم است. بر اساس توصیه ABB Switchgear Manual مقدار  2 اهم بدون محاسبه قابل پذیرش است. در صورتی كه بخواهیم مقادیر بزرگتری را اختیار نمائیم می باید محاسباتی به شرح زیر انجام شود.

In TN or TT systems, the total earthing resistance of all functional earths should be as low as possible to limit the voltage rise against earth of all other conductors, particularly the protection or PEN conductor in the TN network if an earth fault occurs on a phase.
A value of 2 Ωis considered sufficient in TN systems. If the value of 2 Ωcannot be reached in soils of low conductivity, the following condition must be met:




In the TT system, the implementation of overcurrent protection devices is problematic because of the required very low continuous earth resistance. In the IT system an earth resistance of <15 Ωis generally sufficient when all metallic enclosures of equipment are connected to a common earthing system.
If a supplementary equipotential bonding is required in an electrical installation, its
effectiveness must be verified by the following condition:



   
معمای سیستم زمین
محاسبات شبکه های ارت در مترو
چگونه یک شبکه مش را طراحی کنم.اینجانب در گروه تاسیسات مترو کار می کنم و می خواهم روش محاسبه تعداد چاه و شبکه مش را بدست آورم .درصورت امکان بصورت جامع توضیح دهید.
بطور کلی مفاهیم اساسی و ترمینولوژی مورد استفاده در محاسبات و طراحی سیستم زمین تأسیسات الکتریکی ، در استاندارد IEEE 80-2000 منعکس است و به وسعت در سیستمهای کاربردی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. استاندارهای ملی مورد استفاده در هر کشور نیز بطور کلی هم راستا با همین استاندارد است. در جدول زیر مجموعه ای از استانداردهای بین المللی و ملی مورد استفاده در یکی از پروژهای مترو  کشور استرالیا آورده شده است.



محاسبات و سیمولیشن سیستم ارتینگ نیز امروزه بوسیله نرم افزارهای اختصاصی انجام می شود. برخی الزامات که معمولاً در این نوع محاسبات منظور می شود برای نمونه به شرح زیر است.


Design calculations incorporate the following:-
- definition an appropriate soil model and associated soil resistivity for the calculations.
- analysis of prospective fault levels and clearance times derived by load flow calculations, to establish the applicable worst-case fault conditions.
- analysis of the fault current distribution (split between ground current and through cable sheaths) at faulted points using CDEGS software module.
- calculation of the EPR at station earth grid for different fault scenarios to obtain a conservative value.
- calculation of tolerable step and touch voltages according to IEEE80 – 2000 and AS 2067 – 2008 standards.
- analysis of step & touch voltages of the proposed earthing system using special software package.
- assessing the performance of the earthing system and identifying any safety limit violations.
The design of earth grids used in the above modelling process will be modified to eliminate the safety limit violations and to achieve 1Ω resistance limit according to AS/NZS 3000. This will be repeated until the design compiles to the allowable limits.
- the requirement of having earth returns (additional earth wires and cable screen support) to eliminate the high EPR at stations was considered.


برخی مفروضات لازم برای انجام محاسبات و مطالعات نیز برای نمونه در زیر آمده است.


- the selected soil resistivity (150Ω•m) is based on data from soil resistivity tests carried out around the Sydney area, at locations close to Western Metro sites and locations with a similar geological and geographical nature.
- Section 5.1 of the HV Modelling report (appendix A, section 8 of The Reference Design report), identifies distance between substations. These distances have been adopted in this report verbatim.
- in the earth grid current calculations, it is assumed that each substation earth grid connected to SMNS2 will have an earth grid resistance of less than the typical 0.61 Ω except the ancillary building sites (assumed 1Ω), which has been adopted in calculations.
- this report assumes that it is acceptable to connect the earth return of HV cables at both ends between the source substation earth grids and remote substation earth grids, in the SMNS2 system. Therefore, it is essential to evaluate the EPR transfer hazards from at the remote substations, should a fault occur at the source substation before finalising the earthing designs.
- the resistance for the utility source substation earth grid feeding the earth fault current is assumed to be 0.1 Ω and all the other utility substation earth grids not feeding the earth faults, 1.0 Ω.
- a single tunnel failure has been assumed as the worst case scenario when selecting number of available cable sheath and separate earth cables (minimum earth return paths).
- the primary and secondary fault clearance times used in safety limit calculations are assumed to be 0.12 and 0.5 seconds, respectively.


برخی مقادیر عددی مرسوم در اینگونه سیستمهای زمین و توصیه های فنی جهت استفاده برای نمونه به شرح زیر قابل توجه است.


The earthing system designed consists of two major parts. Earth Grids (electrodes), to be installed at each substation which carry a part of the fault current through the soil back to the source via the earth (soil) is the first major part. The second major component comprises earth return cable screens, which connect all the station earth grids back to the source substation earth grid.
The earth grid was designed with several of 6m deep electrodes distributed around the perimeter of the caverns together with the horizontal conductors 0.5m below the station cavern surface level as indicated in drawings.
The perimeter of the bottom most (basements) station earth grid was defined such that the outermost conductors are located to the edge of the excavated caverns.
To comply with the AS3000, Energy Australia’s and Integral Energy’s earthing standard requirements, the standalone earth grid resistance needs to be not greater than 1Ω. To keep the surface EPR levels at the neighbourhood boundaries below 430V, it is necessary to have the resistance around 0.61Ω per each earth grid in the Metro HV system.

Earthing system impedance

The calculated earth grid impedance for a station earthing system, considered for the modeling was less than 0.61Ω.
Since the stand-alone earthing system resistance is not greater than 1Ω, HV and LV combined earths can be utilised for stations’ earthing systems. Further the stand-alone resistances of the earth grid satisfy the Australian lightning standard AS 1768 requirement of being not greater than 10Ω. Therefore lightning down conductors can be connected to the earthing system, but the earth grid must not be solely relied upon to dissipate lightning strikes. A separate lightning design study should address the lightning design requirements, wherein interconnections with power frequency earth grids should only be considered as fortuitous connections.

Earth potential rise (EPR)

The simulation EPR values for worst case faults at stations are given in Table below. These values are used to energize the earth grids to calculate the step and touch voltages.



Maximum allowable step and touch voltages

The values of the permissible step and touch voltages calculated in accordance with IEEE STD
80, 2000, AS/NZ 4853:2000 and AS/NZ 2067:2009 are given below. These values are used for deriving safe limits.



It is recommended to keep the earth fault primary clearance time at 0.12 sec. and secondary fault clearance time not greater than 0.5 sec

It should be noted that, for the purpose of the step and touch voltage analysis, AS 2067 prescribes the use of primary protection clearance times, as opposed to back-up clearance times (the latter is to be used for conductor sizing purposes). But ENA EG1-2006 recommends secondary fault clearance time for public locations with high exposure to people.
Therefore station areas and platforms were considered as public locations. Considering the above, the following safety limits were identified.



The impact of EPR on the telecommunication equipment is detailed in AS/NZS 3835:2006, Earth

Potential Rise – protection of telecommunication network users’ personnel and plant. The EPR hazard voltage limits of Category A and B are defined to be 1500/1000V and 1000V for earth fault duration not greater than 0.35 and 0.5 sec, respectively.
Additionally, both categories require a high reliability supply, i.e. via underground cables, HV substations-multiline etc. All HV feeder supplies for Metro are underground cable feeders, which can be considered as highly reliable. Therefore the applicable voltage hazard limit inside stations is 1000V for fault clearing time of 0.5 sec. However, it is informed that Telstra telephone pits can be located around station perimeters and, therefore, surface EPR levels shall be limited not greater than 430V.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :