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

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)


محاسبه مقاومت معادل دو سیستم ارت متصل به هم
فرض کنیم برای دو unit کنار هم در پالایشگاه دو سیستم زمین مجزا یکی با مقاومت زمین 1 اهم و دیگری 2.7 اهم موجود باشد. حال در صورتی که این دو سیستم را توسط کابل بدون روکش از چند نقطه به هم متصل کنیم مقاومت زمین معادل چگونه محاسبه می شود؟دو سیستم تقریباً موازی شده اند و:
R total= 1/( 1/2.7+1)= 0.73 Ohm پاسخ بصورت تجربی صحیح است،
 این موضوع در کدام استاندارد مطرح شده است؟
لطفاً مرجع ذکر گردد. 
مطابق IEEE 81 مقاومت الکترود زمین چنین تعریف می شود.

The ohmic resistance between the grounding electrode and a remote grounding electrode of zero resistance.  Note: By “remote” is meant “at a distance such that the mutual resistance of the two electrodes is essentially zero.”

هر گاه بخواهیم دو مقاومت زمین را با اتصال به یکدیگر موازی فرض نمائیم لازم است از عدم تأثیر متقابل آن دو زمین بر هم اطمینان حاصل کنیم. برای مثال مقاومت معادل میله های زمین وقتی به هم متصل شده اند در صورت حفظ فاصله ای معادل طول یک میله به دلیل وجود Mutual earth resistance تنها کسری از حاصل تقسیم مقاومت یکی به تعداد آنها است. در این ارتباط می توان به BS 7430 مراجعه نمود. در IEEE 80 فرمولی به نام شوارتز برای محاسبه مقاومت زمین معادل تعدادی میله که توسط سیم با هم موازی شده اند ارائه شده است.

Schwarz used the following equation to combine the resistance of the buried conductors, rods, and mutual earthing resistance to calculate the total system resistance, Rg .



Where:
R1 : earthing resistance of buried conductors in Ω
R2 :earthing resistance of all earthing rods in Ω
Rm : mutual earthing resistance between the group of buried conductors, R1 , and group of earthing rods, R2 in Ω


همانطور که قابل استنباط است در صورت نزدیکی دو الکترود زمین موازی کردن آنها کمک چندانی به کاهش مقاومت نمی کند. بر همین اساس است که در نواحی محدود با افزایش تعداد میله های زمین و سیم مدفون نمی توان مقاومت زمین را از حد مشخصی پائینتر برد.

مطابق  IEEE 81فاصله 50 متر فاصله معقولی برای فرض استقلال الکترودهای زمین بسیار محدود می باشد و در مورد نواحی وسیع آزمایش میدانی پاسخگو است. در مورد سیستمهای زمین محلی اجرا شده در واحدهای مختلف یک نیروگاه تنها با توجه به ابعاد هر یک از سیستمها و فاصله آنها از یکدیگر می توان نسبت به استقلال آنها نظر داد و نهایتاً انجام آزمایشهای مقاومت زمین به روش VOLTAGE DROP در محل می تواند تعیین کننده باشد.

Figure below shows the effective resistance areas (concentric shells) of the earthing system under test ‘E’ and of the current probe ‘C’. The resistance areas overlap. If readings were taken by moving the potential probe ‘P’ towards either ‘E’ or ‘C’ the readings would differ significantly.



In Figure below, the earthing system under test ‘E’ and the current probe ‘C’ are sufficiently spaced so that the areas of effective resistance do not overlap. Readings taken with ‘P’ located at 50%, 60%, and 70% of the distance to current probe ‘C’ will not be significantly different.



البته حتی در صورت فرض استقلال دو اکترود زمین مقاومت کابل روپوش دار متصل کننده دو سیستم در محاسبه مقاومت معادل باید منظور شود. 

سیستم نوترال ایزوله
سیستم زمین شبکه انتقال برق ایران بصورت مستقیم زمین شده میباشد ، اما در یکی از نیروگاههای قدیمی کشور بدلیل اشتباه مشاور اولیه نقطه نوتر سمت فشار قوی ترانسهای نیروگاهی نسبت به زمین ایزوله در نظر گرفته شده اند در این رابطه چندین سئوال مطرح میگردد .

1 -  آیا امکان پارالل نمودن سالم این نیروگاه با شبکه وجود دارد ؟

2 – بدلیل اشکالات ایجاد شده در هنگام پارالل نمودن، مسئولین نیروگاه قصد دارند تا نقطه نوتر این ترانس ها را مستقیماً به زمین وصل نمایند آیا با توجه به اینکه ترانس برای حالت نوترال ایزوله طراحی گردیده چنین امری برای ترانس ایجاد مشکل نمی نماید .
3 – آیا حوادث و اتصالی های ایجاد شده بر روی خطوط خروجی از این نیروگاه بر روی این ترانس ها در دراز مدت ایجاد عیب نمی نماید .

اساساً ترانسهای منظور شده برای شبکه زمین نشده باید از کلاس عایقی بالاتری نسبت به  ترانسهای مشابه در سیستمهای زمین شده  برخوردار باشند (بویژه از نقطه نظر امپدانسهای پراکنده  موجی مربوط به سیم پیچی ترانس) . ضمناً از نظر تحمل اتصال کوتاه و  پایداری حرارتی نیز باید مشابه ترانسهای دیگر ساخته شوند. بنابراین استفاده از چنین ترانسهایی در سیستمهای زمین شده از نظر فنی بلامانع خواهد بود هر چند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. 

دو پارامتر در زمین کردن از اهمیت خاصی برخوردار است :
1-برای پایین آوردن سطح اتصال کوتاه که باید نوترال با امپدانسی زمین شود(مثل بوبین پترسون یا در موارد خاص تانک رزیستانس)
2-هر گونه ارت فالتی باید سریعا تشخیص داده شود که برای تحقق این امر باید امپدانس مسیر ارت فالت کم باشد تا دامنه ی ارت بزرگ بوده و تشخیص داده شود.
که برای برقراری مصالحه ی مهندسی بین این دو باید از رله های بسیار حساس با تکنولوژی بالا استفاده شود.
حال که امپدانس ارت سیستم قدیمی نیروگاه  اشتباها بزرگ بوده،تنها باعث عمل نکردن صحیح رله های ارت فالت نشتی می شود.
اگر سیستم بصورت محاسبه شده ارت گردد،کلاس حفاظتی سیستم بالا می رود ولی در عوض ممکن است به قابلیت اعتماد سیستم لتمه بزند.
شایان ذکر است که با نقطه ی صفر شبکه سراسری ایران در نزدیکی های شمال (تالش)می باشد.(البته این با توجه به محاسبات دیسپچینگ ملی چند سال پیش می باشد.)
زمین ابزار دقیق و زمین الکتریکی نیروگاه
در سیستم تک نقطه ای می توان از شکل گیری جریانهای چرخشی ناشی از اختلاف پتانسیلهای محلی در نواحی گوناگون ، همچنین اثرات سوء ناشی از پدیده خوردگی ، ارتعاشات و اختلاف دمای نقاط مختلف که در سیستم زمین چند نقطه ای محتمل است اجتناب نمود . با اینحال سیستم مذکور بدلیل طویل بودن مسیر تخلیه جریان زمین برای سیگنالهای بالاتر از 300 کیلو هرتز که در سیستمهای دیجیتالی فعلی متداول است ، توصیه نمی شود . زیرا در سیستمهای چند نقطه ای می توان بدون هیچگونه محدودیتی حتی در اشتراک با سیستم زمین اصلی نیروگاه ، ترمینال زمین هر یک از تجهیزات را از نزدیکترین مسیر ممکن به شبکه زمین وصل نمود .

به نظر شما ارتباط مسیر تخلیه جریان زمین با سیگنالهای بالاتر از 300 کیلو هرتز و اساساً اهمیت طول مسیر تخلیه جریان در ریسک بهره برداری صحیح از سیستم چیست؟  
مسیر های طولانی مثل آنتن عمل می کنند و تحت القاء ولتاژ های دیگر قرار می گیرند که قطعاً پارازیت محسوب می شود  

چنانكه می دانید ، پیوستگی مدارهای الكتریكی ( KCL ) تا جایی برقرار است كه طول مسیر عبور جریان الكتریكی از فاصله دو قله موج یا نصف طول موج سیگنال انتقالی تجاوز نكند . در این شرایط بر اثر تشكیل امواج ساكن در طول هادی ، سیگنالهای الكتریكی از قید هادی انتقالی گریخته و بصورت امواج الكترومغناطیسی تشعشع می نمایند . بر اساس رابطه معروف c = f λ كه در آن c برابر سرعت انتشار نور است ، طول موج سیگنالهای 300 كیلو هرتز حدود 1000 متر است . بنابراین امكان تشعشع سیگنالهای مزبور در طول مسیرهای بیش از 500 متر وجود دارد كه می تواند یك منبع نویز قوی برای سیستمهای دیجیتال درگیر در موضوع باشد ( البته طول مسیر برای فركانسهای بالاتر به مراتب كمتر است) . همچنین چنانكه از تئوری آنتنها می دانید ، هر آنتن فرستنده بطور بالقوه یك آنتن گیرنده در همان حوزه فركانسی انتشار است . بنابراین هادی زمین طویل (در قیاس با طول موج سیگنال انتقالی ) محملی برای دریافت و تجمع سیگنالهای نویز موجود در محیط خواهد بود . ازاینرو توصیه می شود ( IEEE 1050 , Page 31 ) در سیستمهای حاوی سیگنالهای بالاتر از 300 كیلو هرتز حتی الامكان مسیر زمین الكتریكی ، كوتاه انتخاب شود . این مسیر كوتاه می تواند از طریق بدنه تابلو در برگیرنده تجهیزات الكترونیك تأمین شود. بدلیل اتصال بدنه تابلوهای مزبور به زمین بهترین روش تأمین سیستم زمین چند نقطه ای استفاده از سیستم الكتریكی نیروگاه است . بدیهی است سیستم زمین مزبور باید از طرف سازنده سیستم الكترونیكی جهت حصول اطمینان از كنترل مضرات سیستم چند نقطه ای همچنین كنترل ولتاژهای مخرب ناشی از اتصال كوتاه های  سیستم قدرت ، توصیه شده باشد . 

سیستم زمین نیروگاه
در یکی از سایتهای نیروگاهی ، بخشی از سیستم فشار متوسط نیروگاه به دلایل فنی زمین نشده یا Non earthed انتخاب شده است . در طرح اولیه ، بخشهای مختلف سیستم فشار متوسط در ساختمانهای مجزا به نحو پراکنده ای قرار گرفته اند . به هنگام اجرای شبکه زمین این بخش ، الزامات مورد نظر طراح  بطور کامل اجرا نمی شود ، آنهم به این دلیل که در سیستم زمین نشده ، جریان اتصال زمین حتی در صورت بروز خطا به مقادیر بسیار کوچک جریانهای خازنی محدود شده و نیازی به اجرای کامل شبکه مش جهت کنترل اثرات مضر جریان زمین در سیستم نیست .
موضوع در جلسات فنی با حضور مشاور و کارفرما نهایی شده و یک سیستم زمین بسیار محدود در اطراف ساختمانها اجرا می گردد . حتی الزامات مربوط به شن ریزی محوطه نیز در این بخش خاص از نیروگاه جدی گرفته نمی شود .
به هر حال پس از گذشت مدتی از عمر نیروگاه ، روزی یک اتصال کوتاه شدید بین یک کابل فرسوده و زمین اتفاق می افتد ( بر اثر پیر شدگی عایقی ) و با کمال تعجب جریان اتصال کوتاه فوق العاده زیادی از زمین عبور می کند به نحوی که باغبان حاضر در محوطه ساختمانها را که مشغول آبیاری چمن محوطه بوده ( محوطه ای که می باید شن ریزی می شد ) دچار برق گرفتگی می نماید .

به نظر شما چگونه چنین چیزی واقع شده است ، چرا گروه مجری و ناظر در قضاوت فنی خود دچار اشتباه شده بودند ؟

به علت اینکه سیستم، زمین نشده است احتمالا یک فاز با زمین ارتباط پیدا کرده و چون مسیری برای عبور جریان فالت نبوده این خطا تشخیص داده نشد ه است و اگر یک فاز غیر از فاز معیوب نیز با زمین ارتباط پیدا کند جریان اتصال کوتاه از زمین عبور خواهد کرد و باغبان دچار برق گرفتگی خواهد شد. پاسخ درست است، جریان اتصال کوتاه از طریق زمین بین دو فاز مختلف اتفاق افتاده است. اما احتمال وقوع هم زمان دو اتصال کوتاه برای دو فاز مختلف در دو مکان مجزا چقدر است؟ چگونه چنین چیزی اتفاق می افتد؟ ااتصال یک فاز به زمین و بدلیل پایین بودن جریان زمین ازمقدار خطا (بدلیل عدم اجرا زمین خوب )ولتاژهای فازهای دیگر بالا رفته واین ازدیاد ولتاژ باعث شکست عایقی دردوفاز دیگر و اتصال کوتاه دو فازشده.
همچنین عدم اجرای زمین مناسب میتواند عامل بوجود آمدن ولتاژ قدم در یک اتصال تکفاز بازمین باشد که این مورد نیز می تواند باعث حادثه فوق باشد. 
کلا زمانی که اتصال کوتاه در یک پست رخ می دهد ( آنهم نیروگاه که جریان اتصال کوتاه فاز به زمین بسیار بالاست) و جریان به سیستم زمین تزریق می شود، گرادیان سطحی ولتاژ بالا می رود. بهمین دلیل است که در طراحی سیستم زمین پارامتر های ولتاژ سطحی و تماسی را کنترل می نمایند. ریختن سنگ ریزه هم به دلیل مقاومت بالای آن است که می تواند ولتاژ سطحی یا گامی را کاهش دهد. به دلیل عدم وجود سیستم زمین نامناسب و اینکه باغبان احتمالا در چمن های خیس بوده و لوله ی آب نیز در اثر اتصال کوتاه برقدار شده و ولتاژ سطحی نیز بالا رفته، دچار برق گرفتگی شده!  

حداقل سطح مقطع هادی شبکه زمین
با سلام .  بنده در دوران كارآموزی ام در یك محیط صنعتی به مسئله ذیل برخود نمودم .
در مدارك محاسبات سیستم ارتینگ یك كارخانه صنعتی ، حداقل سطح مقطع هادی ارت اصلی سایت 87  میلیمتر مربع به دست آمده است ، كه طبق عرف می بایست نزدیكترین رنج بالاتر از آن یعنی 95 میلیمتر مربع در نظر گرفته شود . اما عنوان شده  است از دو سیم 50 میلیمتر مربع استفاده می گردد.

در ابتدا تصور بر این بود كه از دو سیم 50  م م به صورت موازی در كل سایت استفاده شده است. ( آیا انجام چنین كاری مشكلی ندارد ؟ طبق كدام استاندارد؟)


اما با بررسی كه صورت گرفت متوجه شدم كه سیستم رینگ اصلی ارت كارخانه  توسط یك هادی 50 م م   انجام شده و تنها در نقاط اتصال شبكه ارت اصلی به چاه ارت و یا rod از دو هادی با سطح مقطع 50 م م  استفاده شده است. به نظر شما آیا  این كار اشتباه نبوده است ؟؟محاسبات مربوطه می باید چک شود.

معمولاً جریان اتصال کوتاه راه یافته به زمین در محل اتصال به شبکه یا رینگ گسترده به دو بخش تقسیم می شود، بنابراین سطح مقطع سیم مورد استفاده در شبکه می تواند بر مبنای نصف جریان اتصال کوتاه محاسبه و انتخاب شود. البته این با نصف کردن سطح مقطع سیم محاسبه شده متفاوت است. همچنین تنها سطح مقطع سیم نباید چک شود بلکه اتصالات نیز از اهمیت زیادی برخوردارند. در نقطه اتصال دو کابل 50 به یک رینگ 50 اتصالات می باید برای عبور کل جریان اتصال کوتاه محاسبه و انتخاب شده باشد.

The grounding conductor must also function to conduct the available ground-fault current
(magnitude and duration) without excessive temperature rise or arcing. The use of a large cross-section grounding conductor is not enough. All parts of the fault circuit, including the terminations and other parts, must be capable of carrying the fault current without distress. The installation must also provide a lower impedance fault return path than other possible parallel paths that may have inadequate current-carrying capacity.
طراحی و اجرای شبكه ارت دو كارخانه با شرایط یكسان
در دو كارخانه با سطح ولتاژ و سطح اتصال كوتاه یكسان (33 kv  )شاهد اجرای سیستم ارت ساختمان برق به دو شكل متفاوت هستیم.
در كارخانه شماره یك سیستم ارتینگ  به صورت رینگ ارت در دور تا دور ساختمان برق اجرا شده است .
اما در كارخانه شماره دو سیستم ارتینگ علاوه بر دور تا دور ساختمان برق ، به صورت یك شبكه مش (شطرنجی) در زیر ساختمان برق نیز اجرا گردیده است.
در ضمن سطح توان ترانسهای قدرت كارخانه اول  25 MW  است و سطح توان ترانسهای قدرت كارخانه دوم  40 MW  می باشد.
آیا كسی دلیل این تفاوت را می داند ؟البته سطح اتصال کوتاه در پست مورد اشاره به دلیل تفاوت توان ترانسهای نصب شده نمی تواند یکسان باشد، ولی به هر حال تفاوت سطح اتصال کوتاه نمی تواند دلیل اختلاف مورد اشاره در دو سیستم زمین باشد. فکر می کنم تفاوت را بیشتر باید در خارج از پستهای اشاره شده جستجو کرد. در یک سیستم به هم پیوسته زمین، هم بندی نواحی مختلف می تواند سبب کاهش مقاومت زمین معادل شود. احتمالاً در کارخانه ای که تنها به رینگ زمین اکتفا شده نواحی دیگری نظیر پست اشاره شده وجود داشته که با هم بندی آنها مقاومت زمین به مقدار مورد نظر طراح رسیده است( 2 تا 5 اهم). در مواردی که ناچار به تأمین مقاومت کم در یک ناحیه محدود هستیم، استفاده توأم از شبکه ، میله زمین و یا حتی احداث چاه زمین در اعماق پائین اجتناب ناپذیر خواهد بود.
علیرغم موارد ذکر شده در بالا، می باید به سابقه اجرا و ساخت دو کارخانه نیز توجه نمود . گاهی اوقات بخشی از تأسیسات یک واحد صنعتی نسبت به دیگر بخشها با تأخیر یا تقدم قابل توجه انجام و با قراردادهای مجزا اجرا می شود و یک پیمانکار بنا بر قرار داد مستقل خود مکلف به تأمین یک مقاومت زمین معین بدون توجه به سیستمهای زمین مجاور می شود. بدین ترتیب او ناچار به استفاده از مواد و مصالح بیشتر جهت پاسخگویی به انتظارات قرار داد خواهد بود. محاسبات سیستم ارتینگ باشد ( نظیر :  ETAP    و  SYME  ) .
به نظر شما آیا این پاسخ منطقی به نظر می رسد ؟ 
اما در مورد سوالتان که آیا استفاده از دو نرم افزار مذکور می تواند تا این حد منجر به پاسخهای متفاوت شود مثل این است که بگوییم دو خودکار آبی رنگ و مشکی رنگ یک مطلب را به دوشکل متفاوت می نویسند! خودکار تنها وسیله ای در دست نویسنده است و هر چه او بخواهد می نویسد.
قطعاً نتیجه محاسباتی دو نرم افزار مذکور به داده های طراحی یکسان بسیار نزدیک به هم خواهد بود. ضمناً نرم افزارهای فوق نرم افزار سیمولیشن و محاسباتی می باشند. نتیجه این نرم افزارها نمی تواند یک طرح نهایی باشد. معمولاً طرح بر اساس استانداردها و روشهای اجرایی تجربه شده در ذهن طراح شکل می گیرد و صحت آن توسط نرم افزارهای مختلف ارزیابی می شود.

چاه ارت
بعد از احداث چاه ارت مقاومت معادل پست را چگونه حساب می کنند؟ در کدام استاندارد درباره چاه ارت صحبت شده است؟برخی اشارات در IEEE 80 به موضوع چاه زمین وجود دارد ، اما به عنوان یک استاندارد به جزئیات طراحی آن نپرداخته است. در این استاندارد به چاه زمین در شرایط محدود بودن فضای در دسترس برای اجرای زمین اشاره شده است. برای پرداختن به این گونه جزئیات می باید به هند بوکها و کتب راهنمای طراحی مراجعه نمود. اخیراً نشریه ای از سازمان نظام مهندسی استان اصفهان دیدم تحت عنوان " اتصال زمین و اجرای چاه ارت" که برخی جزئیات مربوط به طراحی و تجربیات موجود در این زمینه را ثبت نموده است.
زمین کردن لوله های above ground در پالایشگاه
با توجه به توصیه استاندارد IEEE مبنی بر زمین کردن کلیه سازه های فلزی، توجیه فنی برای زمین نکردن این لوله ها وجود دارد؟
با توجه به عدم ارتباط لوله های above grround در پالایشگاه با تجهیزات برقی و عدم امکان برخورد صاعقه آیا باید آنها را به سیستم زمین متصل کرد؟ در این صورت آیا موجب خوردگی لوله ها و بی اثر کردن سیستم حفاظت کاتدیک (اکتیو- برق DC) لوله های under ground و تجهیزات دیگر نمی شویم؟
با توجه به توصیه استاندارد IEEE مبنی بر زمین کردن کلیه سازه های فلزی، توجیه فنی برای زمین نکردن این لوله ها وجود دارد؟اگر لوله و یا سازه ای حفاظت کاتدیک شود به هیچ وجه نباید زمین شود . حتی در یک شبکه متشکل از مخازن فلزی ، لوله و " ولو " که بخشی از آن حفاظت کاتدیک شده و بخشی نشده است باید کیت های عایقی بین این دو قسمت گذاشت تا ارتباط الکتریکی نداشته باشند . اگر  سازه ای احتمال برقدار شدن و یا اصابت صاعقه نداشته باشد لزومی به زمین کردن نیست ؛ مشکل در همان " اگر " است.  اساساً حفاظت کاتدیک محدودیت فنی جهت ممانعت از زمین کردن نیست. زمین کردن از الزامات ایمنی در سایتهای مختلف است و بر دیگر امور ارجح است. در سیستمهای حفاظت کاتدیک، تجهیزات مخصوصی جهت ایزوله کردن dc اتصالات زمین موجود است که در عین حفظ پتانسیل dc  موضوع حفاظت، امکان برقراری اتصال زمین که عموماً درگیر ولتاژ و جریانهای متغیر هستند، وجود دارد. همان طور که به درستی اشاره کرده اند اگر فی المثل یک مخزن فلزی هم حفاظت کاتدیک شود و هم در معرض صاعقه باشد باید از Polarization Cell  یا  DC Decoupler  در مسیر ارت استفاده کرد که ولتاژ  DC  را بلوک کند ولی ولتاژ  AC  را عبور دهد .  درست است که با استفاده از تجهیزاتی مثل plarization cell امکان استفاده همزمان از حفاظت کاتدیک و زمین کردن فراهم می شود اما سوال بنده در خصوص لزوم زمین کردن لوله های مذکور بود. در واقع وقتی هیچگونه امکان برقدار شدن آنها وجود ندارد، زمین کردن فقط هزینه های اضافی را به ما تحمیل نمی کند؟ دلیل تاکید استاندارد های مختلف به زمین کردن همه سازه های فلزی(حتی با احتمال برقدار شدن= صفر) چیست؟ 
زمین به عنوان یک هادی بزرگ و مرجع در تمامی سیستم های برقی حضور مؤثر داشته و با بقیه ی سازه ها  ( که پتانسیلی غیر از زمین دارند )تشکیل خازن می دهد ( خصوصاً در مورد پدیده های گذرا مثل انتقال انرژی یک صاعقه یا موج سیار  به زمین و.. و.. )  . ظرفیت این خازن ها در بسیاری موارد ناشناخته و موجب تقسیم ناشناخته و پیچیده ی ولتاژ است . ممکن است به همین دلیل دو سر یک عایق ولتاژ ناشناخته ای بیفتد . بهترین راه برای پرهیز از این مسائل ارت کردن آن سازه هاست . 
سیم اتصال زمین آلومینیومی
چرا در استاندارد  وزارت نیرو حتما باید سیم اتصال زمین ازنوع مس باشد؟ و چرا استفاده از سیم الومینیم با دو مقطع بالاتر مورد تایید نمی باشد.؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟/
اگر با توجه به مقاومت مخصوص سیم زمین مقطع آن را بالا ببریم منعی از این حیث نیست ؛ ولیکن آلومینیم ، منیزیم و روی در جدول نوبل جزو فلزاتی هستند  که فدای فلزات نجیب مثل طلا ، پلاتین و مس می شوند  و احتمال خورده شدن آلومینیم زیاد است . دیده شده است که از فولاد با مقطع شش مرتبه بالاتر نسبت به سیم ارت ( مسی ) معادل  خود  به عنوان ارت استفاده کرده اند  
روش محاسبه مقدار مقاومت NGR
جهت اتصال نول یک ترانس قدرت10MVA 30/5.5KV بنا به سیستم ارت  مورد استفاده در منطقه محل نصب ترانس نیاز به NGR می باشد. اندازه مقاومت NGR چگونه محاسبه می شود؟گروه اتصال ترانسفورماتور باید داده شود . کدام طرف مثلث ؟ کدام طرف ستاره ؟ شاید مراجعه به معمای شماره 7 بخش ماشین های الکتریکی مفید باشد .   همانطور که میدانیم ترانفورماتور ها یا بصورت  solid یا بوسیله NGR زمین میشوند.به فرض اینکه NGR فوق را در طرف ثانویه که ستاره در نظر میگیریم باشد داریم:

Earth fault voltage between Neutral & Earth  5.5 KV/1.732=3.175 KV
Earth Fault current will be limited to :10*106/1.732*6.6=847.8A
N.G.R. value in ohm = V / I = (3.175 x 10³) / 847.8 = 3.75 Ohm
[b>Value of N.G.R. is 847.8 Amp, 3.75 Ohm., 10 Sec[/b>

NGR are inserted On Higher voltage to restrict earth fault current
امیدوارم مقبول واقع گردد
البته VENDOR ها باید ملاحضات دیگری را در طراحی ها منظور کنند از لحاظ TEMP. RISE و .... 
خوب دوستان،یک مساله ای که به آن توجه نکرده بودم راجع به Earth Fault current will be limited to :10*106/1.732*6.6=847.8A
می باشد که در واقع این جریان نامی سیستم است. ما باید جریانی که توقع داریم در زمان خطای زمین داشته باشیم در فرمول لحاظ کنیم (desire earth fault )
به متن انگلیسی توجه کنید :
There are primarily three types of grounding system which are:

(1) Solid grounding – The neutral point of the system is grounded without any resistance. If the ground fault occurs, high ground current passes through the fault. Its use is very common in low voltage system, where line to neutral voltage is used for single phase loads.


(2) Low Resistance grounding (LRG) - This is used for limiting the ground fault current to minimize the impact of the fault current to the system. In this case, the system trips for the ground fault. In this system, the use of line to neutral (single phase) is prohibited. The ground fault current is limited to in the rage from 25A to 600A.


(3) High Resistance Grounding (HRG) - It is used where service continuity is vital, such as process plant motors. With HRG, the neutral is grounded through a high resistance so that very small current flows to the ground if ground fault occurs. In the case of ground fault of one phase, the faulty phase goes to the ground potential but the system doesn't trip. This system must have a ground fault monitoring system. The use of line to neutral (single phase) is prohibited (NEC, 250.36(3)) in HRG system, however, phase to neutral is used with using the additional transformer having its neutral grounded. When ground fault occurs in HRG system, the monitoring systems gives alarm and the plant operators start the standby motor and stop the faulty one for the maintenance. This way, the process plant is not interrupted. The ground fault current is limited to 10A or less.


There are other two types such as Corner Grounding (for Delta system) and Ungrounded system but they are not commonly used

حال اگر به سوال برگردیم باید اول بگوییم چه مقدار میخواهیم جریان اتصال به زمین را محدود کنیم یا  حداکثر جریانی را که میخواهیم در هنگام اتصال زمین از زمین عبور کند چقدر باشد.طبق متن برای LRG  میتوانیم از 25 تا 600 امپر و برای HRG کمتر از 10 آمپر.من سیستم LRG را انتخاب میکنم با 200 آمپر.

  The line to neutral voltage is 55,00/1.732 = 3,175V
The resistance value is 3175/200 = 15.78 ohm or 16 ohm
You have to select the resistance so that it can withstand 200A at least for 10 seconds
  اندازه گیری مقاومت زمین
برای اندازه گیری مقاومت سیستم زمین در مناطق شهری كه امكان كوبیدن میله های دستگاه ارت سنج در داخل زمین وجود ندارد(به دلیل آسفالت معابر) چه روشی پیشنهاد می كنید؟ علاوه بر این مشابه این مشكل را من در یك واحد صنعتی نیز كه چاه ارت آن داخل سوله كار شده بود به دلیل كف بتن سوله داشتم.در دستگاه تستر شما یک عدد سیم یک به دو هست که بجای کوبیدن میله می توان از  یکی از ستونها استفاده کرد 
به طور كلی اندازه گیری سیستم زمین در محیط های با سازه های زیر زمینی وسیع و نیز فضاهای بسته نظیر سطح معابر شهری، فضای داخلی ساختمانها و غیره  از معضلات اصلی اندازه گیری سیستم های زمین هستند. در این زمینه تجربیات خودم را در بیان می كنم:
1- به طور كلی  در صورت عدم امكان كوبیدن میله ها (روش افت پتانسیل) مثلا سطح بتونی می توان از دو توری مسی به جای الكترودهای كمكی استفاده كرد. توری ها را در مكان خود قرار داده و مقداری آب روی آنها بریزید. كمی صبر كنید تا آب جذب بتون گردد. اگر دستگاه شما قابلیت نشان دادن مقاومت تماسی الكترودهای كمكی را دارد با كمی سعی و خطا می توانید نتیجه دلخواه بگیرید. شماتیك این روش در عكس زیر نشان داده شده است.
http://www.electricneutron.com/wp-content/uploads/2011/02/tar-method.jpg

2- راهكار دیگر استفاده از ارت تستر های كلمپی است كه در بازار ایران به وفور یافت می شوند. این ارت تسترها بدون نیاز به كوبیدن میله ها با تزریق جریان به الكترود و اندازه گیری ولتاژ در همان الكترود اندازه گیری را انجام می دهند (كاربرد ویژه در الكترود های تكی و با ابعاد كوچك).

3- راهكار دیگر مبتنی بر ادعای شركت HIOKI است. این شركت ارت تستر مدل 3143 را با بازار داده كه تنها با خواباندن سیم دستگاه روی معبر شهری با آسفالت و اتصال سیم دیگر دستگاه به الكترود كار اندازه گیری را انجام میدهد.
4- یك راهكار دیگر نیز كه معمول است استفاده از یك هادی جریان متصل به زمین نظیر یك الكترود دیگر در مجاورت الكترود مدنظر به عنوان میله كمكی دوردست (میله كمكی تزریق جریان) است.
5- نكته آخر در مورد سوال این دوست عزیز، آنست كه علاوه بر مشكل كوبیدن میله های كمكی و مقاومت تماسی بالای آنها وجود هر نوع سازه مدفون در نزدیكی محل تست (به ویژه اگر گستره باشد) باعث ایجاد نویز در دستگاه و خطای اندازه گیری بالا می باشد(بسته به قدرت فیلتر كردن ارت تستر). گاهی نیز در صورت برخورد الكترود به سازه های زیر زمینی باعث انحراف جریان تزریقی توسط دستگاه گردد. این نیز خود باعث مشكل شدن اندازه گیری می گردد. 

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 :