تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - سیستم ارت در ساختمانهای مسکونی و تجاری4

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

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

یادآوری : زاویه کوبیدن الکترودها نباید از 60 درجه نسبت به حالت عمودی تجاوز کند .

تغییر قطر میله اثر کمی بر روی مقاومت الکترود دارد

نکات لازم در خصوص جریان عبوری از الکترودهای زمین و شیب ولتاژ در اطراف آنها

بار جریانی الکترودهای زمین

الکترود زمین باید بگونه ای طراحی و انتخاب گردد که ظرفیت انتقال جریان سیستم را داشته باشد . این سیستم باید توانایی تلف کردن انرژی پدید آمده بدون ایجاد خرابی را داشته باشد .

در حالت کلی ، مقاومت الکتریکی خاک ها دارای ضریب حرارتی است . اما اگر رطوبت خاک کم شود ، مقاومت الکترود افزایش می یابد و در این شرایط در صورت افزایش دما ، مقاومت الکترود نیز افزایش خواهد یافت ، در این شرایط اگر در ناحیه ای دما به 100 برسد ، باعث از بین رفتن الکترود خواهد شد . سه حالت در کار سیستم باید مورد نظر قرار گیرند که عبارتند از :

-        بارگذاری طولانی مدت در سیستم در شرایط کار معمول آن

-        جریان زیاد کوتاه مدت در شرایط ایجاد خطا در سیستم مانند اتصال مستقیم به سیستم زمین

-        جریان زیاد طولانی مدت در هنگام خطاهای امپدانس بالا

1- بارگذاری طولانی مدت در شرایط بارگذاری نامتعادل در سیستم باعث خرابی در الکترودهای زمین نمی شود به شرط این که چگالی جریان در سطح الکترود از مقدار 8/3 میلی آمپر بر سانتیمتر مربع تجاوز نکند .

2- زمان خطا در هنگام اضافه بار کوتاه مدت متناسب با عکس مقدار بار است این زمان توسط رابطه  

  i2 p داده شده است که در آن i چگالی جریان در سطح الکترود و p مقاومت مخصوص خاک است . ماکزیمم چگالی جریان مجاز برای خاک با رابطه زیر داده شده است .

t : زمان خطای زمین بر حسب ثانیه

i : چگالی جریان بر حسب آمپر بر سانتیمتر مربع

 p: مقاومت مخصوص خاک بر حسب اهم سانتیمتر

مطالب آورده شده در این بخش قابل استفاده برای الکترودهای صفحه ای نیز می باشند .

شیب ولتاژ در اطراف الکترودهای زمین

در شرایط ایجاد خطا ولتاژ الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین (زمین با فاصله به اندازه کافی دور از الکترود ) افزایش می یابد . اینولتاژ را می توان با استفاده از جریان خطا و مقاومت الکترود زمین محاسبه کرد . این اضافه ولتاژ در ارطاف الکترود باعث ایجاد اختلال در خطوط تلفن و کابلهای فرمان و کنترل خواهد شد . گرادیان ولتاژ در سطح زمین ممکن است در شرایط ایجاد خطا باعث خطرات جانی شود .

این مساله برای مناطق روستایی از شرایطی که خطا سریع برطرف نشود می تواند خطراتی را برای حیوانات اهلی بوجود آورد . همچنین در مزارع اگر الکترود زمین در نزدیکی مزرعه واقع شده باشد .

اگر سر الکترود زمین در زیر خاک مدفون شده باشد ، ماکزیمم گرادیان ولتاژ در فاصله 180 سانتیمتر برای یک الکترود لوله ای با قطر 8/2 سانتیمتر نسبت به پتانسیل کل الکترود حدود 85 درصد کاهش می یابد و اگر سر الکترود در سطح زمین واقع شده باشد این کاهش برای الکترودی که 30 سانتیمتر در زمین فرو رفته حدود %20 و در شرایطی که 106 سانتیمتر در زمین فرو رفته باشد حدود %5 است .

اتصال الکترود به زمین تا حد امکان مناسب باید باشد تا از خطرات جانبی برای افراد جلوگیری کند .

انتخاب جنس فلز برای الکترودهای زمین با توجه به اثرات خوردگی

انتخاب جنس فلز الکترود زمین باید براساس شرایط خاک در محل مورد نظر باشد . در این خصوص نوع خاک ، میزان رطوبت و درجه حرارت محیط باید مورد توجه قرار گیرد . نتایج              آزمایش های متعدد بررسی انواع فلزات پس از 12 سال نصب در ادامه آورده شده است .

- الکترودهای مسی                             2/0 درصد کاهش وزن در سال

- چدن ، فولاد نرم ، آهن نرم        2/2 درصد کاهش وزن در سال

- فولاد نرم با پوشش مس ،                   5/0 درصد کاهش وزن در سال

استاندارد اتصالات و شینه های زمین در تابلوهای برق

تابلو ، اعم از سه فاز یا تک فاز ، علاوه برشینها و ترمینال های مربوط به قسمت های برقدار (فازهاو نول) باید برای وصل هادی های حفاظتی (PE) یک شینه یا ترمینال داشته باشد . قابلیت هدایت الکتریکی شین یا ترمینال هادی حفاظتی باید به اندازه هادی های برقدار باشد . شین یا ترمینال هادی حفاظتی باید نوعی قطعه اتصال دهنده قابل وصل کردن به شین یا ترمینال خنثی داشته باشد .

وصل و پیاده کردن قطعه اتصال دهنده باید فقط به کمک ابزار امکانپذیر باشد . چنانچه مدار تغذیه کننده تابلو دارای هادی مشترک حفاظتی – خنثی باشد ، این هادی به شین حفاظتی وصل و سپس به کمک قطعه اتصال دهنده یاد شده به شین یا ترمینال خنثی اتصال داده می شود . کلیه سیم کشی های داخلی تابلو باید به هادی های مسی عایقدار مناسب با جریان های مجاز وسایل حفاظتی و ولتاژ تابلو انجام شود . چنانچه شین ها به طرزی محکم و ثابت نصب شده باشند می توانند بدون عایق بندی بوده ولی به هر حال باید رنگ آمیزی شده باشند .

علامت گذاری

شین ها و ترمینال ها باید دارای علامت گذاری مناسب ، مشخص و دائمی ، بصورت زیر باشند :

فازها                                      L1 , L2 , L3

خنثی                                                  N

حفاظتی – خنثی                                PEN

حفاظتی                                              PE

بدنه تابلو باید مجهز به ترمینال علامت گذاری شده اتصال زمین باشد و این ترمینال به شین یا ترمینال حفاظتی (PEN) یا (PE) وصل شود .

یادآوری : در تابلوهای بزرگ که کلیه مدارهای ورودی و خروجی آن دارای هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) هستند می توان از نصب شین (هادی) حفاظتی (PE) صرفنظر کرد .


 

پیوست الف :

منحنی 1 : صفحه دایره ای شکل واقع در سطح زمین

منحنی 2 : صفحه دایره ای شکل واقع در عمق 2/1 متری زیر سطح زمین بصورت افقی

 شکل 1 – تغییرات مقاومت الکترودهای صفحه ای نسبت به سطح ، برای یک خاک یکنواخت با مقاومت مخصوص 10000 اهم سانتیمتر

 

 

 

 شکل 2 – اثر تغییر طول و قطر بر مقاومت اتصال زمین الکترود لوله ای در خاک با یکنواخت با مقاومت مخصوص 10000 اهم

 

 

شکل 3- اثر تغییر طول بر مقاومت اتصال زمین بک الکترود تسمه ای که در عمق 46 سانتیمتری زمین دفن شده است در یک خاک یکنواخت با مقاومت مخصوص 10000 اهم سانتیمتر

 

 

 

 

 


 

                          ناودانی                     نبشی                        سپری               ساده

 

شکل 4 – انواع الکترودهای لوله ای

 


 

جدول 1 – مشخصات انواع الکترودها در سیستم زمین ساختمان های مسکونی و تجاری و نکات کاربردی آنها

 

 

نوع الکترود

مشخصات

مرجع

جنس

طول

قطر

ملاحظات

الکترود میله ای

 

استاندارد توزیع

آهنی ، فولادی با روکش مسی یا بدون روکش مسی

 

 

حداقل 45/2 متر

آهنی : حداقل 16 میلیمتر

روکش دار : حداقل 12 میلیمتر

1- در ایران از الکترود میله ای فولادی با روکش مس به قطر 12 میلمتر با طول 45/2 متر استفاده می شود .

2- اگر در هنگام کوبیدن با لایه سنگی برخورد شود ، عمق دفن الکترود می تواند کمتر از 45/2 متر باشد و یا از الکترود دیگری استفاده کرد .

3- اتصال به الکترود حداقل 30 تا 50 سانتیمتر زیر سطح زمین باشد .

4- اگر الکترود در محدوده تجهیزات نصب شده بر روی سکو یا محدوده اتاقک یا چاهک آدم رو باشد ، عمق دفن          می تواند به 3/2 متر کاهش یابد .

 

 

 

استانداردهای دیگر

(IEEE,IEC)

 

 

آهنی ، فولادی با روکش مسی یا بدون روکش مسی

 

 

 

45/2 ، 3 ، 5/3 و 5 متر

 

 

 

5/9 ، 13 ، 19 و 25 میلیمتر

 

 

 

 

الکترود

صفحه ای

مرجع

جنس

طول

قطر

ملاحظات

 

 

 

استاندارد توزیع

 

 

 

آهنی ، فولادی گالوانیزه گرم و مسی

 

 

آهنی حداقل شش میلیمتر گالوانیزه حداقل سه میلیمتر

مسی حداقل دو میلیمتر

 

 

 

حداقل 5/0 مترمربع

( دو طرف )

1- در ایران از الکترود صفحه ای از جنس مس با ابعاد 50×50 سانتیمتر مربع با ضخامت پنج میلیمتر استفاده می شود .

2- اگر صفحه در جهت قائم دفن شود ، فاصله لبه بالایی آن از سطح زمین نباید کمتر از 5/1 متر باشد .

3- عمق دفن بهینه 5/1 تا 5/2 متر است .

4- اگر صفحات بصورت موازی قرار گیرند فاصله آنها نباید کمتر از دو متر  باشد ، قاصله بهینه نه متر است .

استانداردهای دیگر

(IEEE,IEC)

آهنی ، فولادی گالوانیزه گرم و مسی

 

-

 

5/0 تا 9/1 مترمربع

 


 

 

 

 

 

الکترود تسمه ای

مرجع

جنس

طول

سطح کل(دوطرف)

 

استاندارد توزیع

 

 

آهنی ، فولادی گالوانیزه گرم و مسی

 

 

حداقل سه متر

 

حداقل 5/0 مترمربع

 

 

 

الکترود سیمی

مرجع

جنس

قطر

طول

 

استاندارد توزیع

 

 

مسی

 

حداقل چهار میلیمتر

 

حداقل 30 متر

 

 

الکترود داخل بتن

مرجع

جنس

سطح مقطع

طول

 

 

استاندارد توزیع

 

 

میله فلزی سازه فلزی یا سیم فلزی

 

مسی : حداقل 25 میلیمتر

فولاد : حداقل 80 میلیمتر مربع

(قطر کمتر از 10 میلیمتر نباشد )

 

 

 

حداقل شش متر

 

 


 

پیوست ب :

جدول انواع بستها برای اتصال سیستم زمین

جدول 1 – انواع بستها برای اتصال سیستم زمین در مناطق مسکونی و تجاری [20]

 

الکترودهای میله ای

استفاده از پیچ برای الکترودهای میله ای باید بصورتی باشد که قطر اتصال از قطر میله الکترود بیشتر نباشد . برای اتصال سری میله ای بهتر است از کوپلینگ یا بوشن شبیه به بوشن لوله های فلزی آب استفاده کرد . در این شرایط باید سر میله را رزوه نمود .

 

الکترود صفحه ای

هادی زمین با یک کابلشوی مسی با حداقل دو عدد پیچ با مهره های قفل کننده که کابلشو می تواند از نوع پرسی باشد به صفحه متصل می شود .

و یا می توان از اتصالات جوش اکسیژن (لحیم سخت) استفاده کرد .

 

الکترود لوله ای

بست اتصال هادی زمین نباید از جنس آلومینیوم یا آلیاژهای آهن باشد . بست با پیچ محکم به دور لوله بسته می شود .

سیم های مسی

برای سیم های مسی از روش جوش حرارتی یا اتصال فشاری استفاده می شود .

 

 

سازه های فولادسازی

از یک میله فولادی مشابه میلگردهای بتن به کمک جوشکاری یکی از میلگردهای قائم را به آنکربولت اسکلت وصل کند .

سیستم الکتریکی برای وصل به زمین می تواند به کمک جوشکاری یا با استفاده از پیچ برنزی که مهره آن در یکی از عضوهای بدنه اسکلت قلاویز شده است به اسکلت سازه وصل شود .

 

سازه های غیرفولادی

از یک الکترود سیمی یا         میله ای مستقر در داخل حجم بتن استفاده می شود .

یک میله مسی یا حداقل 25 میلیمتر مربع سطح مقطع با میله فولادی اتصال داده شود . سیستمهای قسمت هادی مس توسط یک ماده الاستیک پوشانده شوند .

 


 



[1] - Surface Earth Electrode

[2] - Deep-Driven Electrode

[3] - Natural Earth

[4] - Functional earth

[5] - Potential Grading

[6] - Main Earthing Bar

[7] -  تا تدوین استاندارد ملی به استاندارد 0141 VDE مراجعه شود .

[8] -  تا تدوین استاندارد ملی به استاندارد 0100 VDE مراجعه شود .

به منظور حفاظت افراد و دستگاه ها، اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه که باعث صدمه دیدن دستگاه ها و افراد می شود استفاده از سیستم ارت و حفاظت از تجهیزات بسیار لازم و ضروری است.سیستم ارت که در واقع وظیفه انتقال اضافه ولتاژهای به وجود آمده را به طور امن و ایمن به زمین دارد به شیوه های مختلف از جمله چاه ارت، میله کوبی، ایجاد قفس فاراده، مش و ... انجام می شود.

سیستم ارت چیست؟
سیستم ارت یا زمین کردن یک نقطه از مدار الکتریکی به معنی اتصال آن به هادی حفاظتی است. سیستم زمین یا ارتینگ برای تجهیزاتی به کار می روند که با برق کار می کنند یا با برق کار نمی کنند اما بدنه فلزی دارند. ارت یکی از اصلی ترین ارکان نیروگاهها، پست های برق، ساختمان ها و ... می باشد که به منظور حفظ سلامت افراد، تجهیزات و دستگاه ها در مقابل خطرات ناشی از اتصال کوتاه یا صاعقه طراحی می گردد برای دستیابی به این امر باید کلیه دستگاه ها تجهیزات و سازه های فلزی توسط هادی های مناسب فلزی به شبکه ارت که متشکل از سیمهای مسی، میله ارت، صفحه مسی و ... می باشد متصل نمود تا هنگام برور اتصال کوتاه و یا صاعقه ، جریانات فوق از این طریق به زمین انتقال داده شود و خنثی گردد

الکترود زمین چیست؟
الکترود عبارت است از یک قطعه جسم هادی که در زمین قرارداده می شود و به شکلهای مختلف از جمله میله و صفحه ارت دیده می شود

علل به کارگیری سیستم ارت:
الف. حفاظت و ایمنی جان انسان
ب. حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
پ. فراهم آوردن شرایط ایده آل جهت کار
ت. جلوگیری از ولتاژ تماسی
ث. حذف ولتاژ اضافی
ج. جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
چ. اطمینان از قابلیت کار الکتریکی

اجزای سیستم ارت:
صفحه ارت
میله ارت
خاک ها و مواد کاهنده مقاومت زمین
سیم مسی
کلمپ ها کابلشو ها و سایر یراق آلات

انواع زمین کردن:
1. زمین کردن الکتریکی یا زمین کردن نوترال یا نول کردن یا گراندینگ سیستم
2. زمین کردن حفاظتی یا ایمنی


گراند کردن تجهیزات چیست؟
گراند تجهیزات عبارت است از اتصال تمام قسمت های فلزی یک دستگاه به زمین که در حالت عادی جریانی از آنها عبور نمی کند مانند بدنه لوازم برقی مثل ماشین لباسشویی و ظرفشویی، موتورها و ...
در این صورت زمانیکه بنا به هر دلیلی مثل اتصالی سیم ها در بدنه این تجهیزات برق جریان یابد سریعا فیوز برق متصل به دستگاه قطع خواهد شد و دستگاه از کار می افتد و خطر جانی و مالی وجود نخواهد داشت.
این سیستم درمورد صاعقه گیر ها نیز استفاده می شود و یک مسیر ایمن و غیر مخرب برای عبور جریان برق ناشی از صاعقه ایجاد می شود. در غیر این صورت و در صورتی که یک ساختمان صاعقه گیر نداشته باشد و یا سیستم صاعقه گیر آن درست طرحی و اجرا نشده باشد خطر زیان های مالی و جانی به شدت بالا می رود به ویژه خطر آتش سوزی.


روش های معمول ارتینگ:
حفر چاه ارت: و اجرای سیستم ارت با استفاده از صفحه مسی (به عنوان الکترود)
میله ارت: اجرای سیستم ارت از طریق کوبیدن الکترود به شکل میله در درون زمین

روش اجرای سیستم ارت به روش عمقی
گرچه اجرای سیستم ارت به روش سطحی به این روش برتری دارد اما اجرای عمقی ارتینگ عمومیت بیشتری داشته و بسیار مورد استفاده قرار می گیرد در پاره ای از موارد نیز با توجه به شرایط این روش پیشنهاد می گردد.

کارهای اولیه برای اجرای چاه ارت:

* حفر چاه

* تهیه مواد مورد نیاز اجرا شامل:
صفحه ارت اتمایز
سیم مسی بدون روکش
خاک کاهنده مقاومت زمین
لوله pvc
حوضچه ارت (دریچه بازدید)

برای اجرای سیستم ارت به روش عمقی ابتدا باید چاهی در محل مناسب و با عمق و شعاع مناسب حفر شود. محلی که به آب دسترسی بهتری وجود داشته باشد مثلا زمین های چمن یا باغچه که همواره در معرض رطوبت باشد یا جایی که به نسبت سایر زمین های اطراف پست تر باشد تا دسترسی به رطوبت خاک در عمق کمتری امکان پذیر شود. محل چاه باید با فاصله مناسب از سازه ای که به منظور محافظت از آن می خواهیم سیستم ارت را اجرا کنیم قرار داشته باشد



عمق مناسب چاه ارت رسیدن به نم طبیعی زمین در نظر گرفته شده است عمق چاه نباید کمتر از 4 متر و بیشتر از 8 متر باشد قطر دهانه چاه نیز با توجه به صفحه مورد استفاده متفاوت خواهد بود اما به طور معمول بیشتر از 80 سانتیمتر توصیه نمی شود.

پس از حفر چاه:
1. خاک کاهنده مقاومت زمین را با نسبت 8 به 10 (یعنی 80 درصد وزن خاک) بل آب مخلوط کرده به طوری که به صورت شفته در بیاید.


2. مقداری الکترولیت را با آب مخلوط کرده و کف چاه می ریزیم (این مرحله برای شرایط خاص و زمین های با مقاومت بالا انجام می گیرد و در مورد زمین های معمولی و شرایط عادی نیاز به انجام این مرحله نیست)

3. به ارتفاع 20 سانتیمتر از چاه را با خاک کاهنده شفته شده پر می کنیم.

4. صفحه ارت را که پیش از این از دو نقطه به سیم مسی متصل کرده ایم (جوش احتراقی توصیه می شود) به صورت عمود درون چاه قرار می دهیم و
دور تا دور آن را با خاک کاهنده شفته شده پر می کنیم. ارتفاع خاک کاهنده باید تا 20 سانتیمتر بالاتر از ارتفاع صفحه باشد.


http://bargheaftab.blogfa.com/category/12/%D8%A7%D8%B1%D8%AA

http://www.iranbargh.blogfa.com/post-119.aspx

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 :