نحوه بررسی اتصال زمین در پست های برق

نحوه بررسی اتصال زمین در پست های برق

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 7

مقدمه 

مقاومت پایین شبکه زمین در یک پست برق به تنهایی تضمینی برای ایمنی آن نمی باشد. به طور کلی هیچ رابطه ساده ای بین مقاومت سامانه اتصال زمین و بیشترین جریان شوک که یک شخص ممکن است در معرض آن قرار بگیرد وجود ندارد. به عبارت دیگر، یک پست برق با مقاومت زمین نسبتا کم ممکن است خطرناک باشد، در حالی که پست دیگری با مقاومت خیلی بالا ممکن است کمتر خطرناک باشد یا بتوان با  طراحی دقیق آنرا کم خطر ساخت. برای مثال، اگر یک پست برق (شکل 1 الف) از طریق یک خط  هوایی بدون سیم نول یا زمین تغذیه شود، تمامی جریان خطا وارد توده زمین شده و سبب افزایش شدید پتانسیل زمین محلی می شود. در چنین حالتی، مقاومت کم شبکه زمین بسیار مهم بوده و باعث کاهش پتانسیل زمین خواهد شد. حال اگر شبکه تغذیه پست دارای سیم نول یا زمین جداگانه باشد، و یا در پست مربوطه از شینه های عایق بندی شده با عایق یا فیدر کابل زیر زمینی استفاده شده باشد (که غلاف حفاظتی آنها معمولا به زمین متصل است، (شکل 1 ب)، مسیر هدایتی دومی (علاوه بر توده زمین) برای بازگشت جریان خطا ایجاد خواهد شد. در این صورت، بخشی از جریان خطا (IF) از طریق مسیر هدایتی دوم (Ie) مستقیما به منبع برگشته و بقیه جریان (IG) از طریق توده زمین به منبع باز می گردد.

از آنجایی که  مسیر هدایتی دوم یک مسیر موازی امپدانس پایین با مدار برگشتی از توده زمین فراهم می کند، جریان عبوری از  توده جریان (IG) کمتر شده و لذا باعث کاهش پتانسیل زمین محلی خواهد شد. در هر صورت، اثر آن بخش از جریان خطا که وارد توده زمین می شود باید مورد بررسی دقیق قرار گیرد. به عبارت دیگر، اگرچه شبکه زمین یک پست برق دارای ظرفیت کافی برای حمل جریان خطا در دامنه ها و دورههای مجاز رله های حفاظتی کافی می باشد، ممکن است به اندازه کافی مطمئن نباشد. این موضوع به علت تأثیرگذاری هندسه و موقعیت الکترودهای زمین، مشخصات خاک محلی و عوامل دیگر در افزایش شیب ولتاژ در سطح زمین می باشد. با توجه به موضوعات مطروحه فوق، اندازه گیری های میدانی در ارتباط با سامانه اتصال زمین پست برق از  اهمیت بسزایی برخوردار بوده تا از این رهگذر بتوان از کارایی شبکه زمین طراحی و اجرا شده اطمینان حاصل نمود.

شکل 1: پست آسیب دیده الف) با و ب) بدون چندین اتصال زمین

2- اندازه گیری های میدانی شبکه زمین ساخته شده

2-1 اندازه گیری امپدانس شبکه زمین

اندازه گیری دقیق امپدانس شبکه زمین ساخته شده به ویژه وقتی که اندازه گیری های مقاومت ویژه خاک یا تفسیر مدل مناسب خاک مورد سؤال است، لازم می باشد. البته اگر شبکه زمین تحت تأثیر ساختارهای  فلزی مدفون دیگر بوده و یا به آنها متصل باشد، انجام این عمل همیشه کاربردی نیست. در این بخش، شرایط خاص اندازه گیری مقاومت شبکه زمین با روش افت پتانسیل در پست های برق مورد بحث قرار  می گیرد؛

نکته 1: امپدانس یک شبکه زمین بزرگ می تواند پایین باشد (کمتر از 0/5 اهم)، اما می تواند یک بخش بسیار بزرگ راکتیو داشته باشد. اقدامات احتیاطی مطمئن در هنگام اندازه گیری امپدانس فرکانس برق (50هرتز)  یک سامانه اتصال زمین بزرگ، ضروری است. برای چنین اندازه گیری هایی، دستگاه های آزمون در یک فرکانس آزمون که کمی بالا یا زیر فرکانس سامانه برق هستند عمل کنند تا اندازه گیری های دقیق تر به دست آید.

2-2 الزامات اندازه گیری در روش افت پتانسیل

روش افت پتانسیل از متداول ترین روش های اندازه گیری مقاومت زمین می باشد. شایان ذکر است در  اندازه گیری مقاومت شبکه های زمین بزرگ (نظیر پست برق) این روش دچار مشکل شده و نتایج به دست  آمده با خطا همراه خواهد بود. این مشکلات اصولا به خاطر اندازه و ساختار شبکه زمین و ناهمگونی خاک رخ میدهد. (شکل 2) شماتیک روش افت پتانسیل را در اندازه گیری مقاومت شبکه زمین در یک پست برق نشان میدهد. شایان ذکر است اندازه گیری مقاومت زمین شامل اندازه گیری مقاومت شبکه زمین نسبت  به یک الکترود زمین راه دور می باشد. الکترود راه دور به صورت تئوری در فاصله بی نهایت از شبکه زمین در جایی که چگالی جریان زمین به صفر نزدیک می شود، قرار می گیرد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ نحوه بررسی سامانه اتصال به زمین مکان های مرطوب و درمانی

⇐ آشنایی با سیستم اتصال به زمین در ساختمان ها

⇐ اصول اندازه گیری مقاومت های الکترودهای اتصال به زمین (سیستم های ارتینگ)