پتانسیل های زمین و ولتاژهای گام و تماسی

پتانسیل های زمین و ولتاژهای گام و تماسی

فهرست:

• اهداف
• انواع ولتاژهای گام و تماسی
• روش اندازه گیری اندازه گیری ولتاژ های گام، تماسی و انتقال
• حدود ولتاژ گام و تماسی

اهداف

اندازه گیری اختلاف پتانسیل های محلی جهت موارد زیر انجام می شود:

• رصد کردن ولتاژهای گام و تماسی در یک سایت موجود جهت مقایسه با مقادیر قابل تحمل بدن
• تأیید محاسبات طراحی ولتاژهای تماسی و و گام در یک سایت جدید.

به منظور تخمین های مختلف این ولتاژها می توانند از مقادیر اندازه گیری شده در سامانه مدل شده متفاوت باشند. در حالت کلی شبکه زمین یک پست برق برای محدود کردن ولتاژهای گام و تماسی روی زمین در محدوده قابل تحمل طراحی می شود. بسته به فرضیات یک طراحی ولتاژهای گام و تماسی واقعی در حالت بروز خطا ممکن است با مقادیر طراحی شده متفاوت باشد. برای اطمینان بیشتر از این که یک شبکه زمین اهداف طراحی خود را برآورده می کند ولتاژهای گام و تماسی به صورت عملی با تزریق یک مقدار مشخص جریان به زمین از طریق یک الکترود زمین با فاصله دور و اندازه گیری شیب ولتاژ، اندازه گیری می شوند. مقدار واقعی ولتاژهای گام تماسی و انتقال را می توان با افزایش جریان خطای پست به دست آورد.

انواع ولتاژهای گام و تماسی

لیست زیر انواع مختلف ولتاژهای گام و تماسی را تعریف می کند:

۱- ولتاژ گام: اختلاف پتانسیل سطحی که یک شخص میتواند با پل کردن یک فاصله یک متری با پا و بدون تماس با اشیا زمین شده به هنگام عبور جریان خطا از سامانه اتصال زمین تجربه کند.

٢- ولتاژ تماسی: اختلاف پتانسیل بین شی فلزی زمین شده و پای شخص در تماس با آن هنگام عبور جریان خطا از سامانه زمین. انواع مختلف ولتاژ تماسی به صورت زیر می باشد:

1. ولتاژ تماسی سازه: ولتاژ تماسی سازه بین سازه زمین شده شی فلزی و سطح خاک در فاصله ۱ متری از هم اندازه گیری می شود. بیشترین مقدار معمولاً در ساختارهای نزدیک لبه شبکه زمین رخ می دهد
2. ولتاژ تماسی مش: ولتاژ تماسی مش بین شبکه زمین و سطح خاک در فضای شبکه زمین اندازه گیری می شود. بیشترین مقدار معمولاً در نزدیکی مرکز مش و حاشیه شبکه رخ می دهد.
3. ولتاژ تماسی دیوار: ولتاژ تماسی دیوار بین یک دیوار فلزی و سطح خاک در فاصله یک متری اندازه گیری می شود. برای یک دیوار زمین شده بیشترین مقدار معمولاً در سطح خارجی در دورترین گوشه از مرکز شبکه رخ می دهد. ۴ ولتاژ تماسی دروازه
4. ولتاژ تماسی دروازه: بیشترین اختلاف پتانسیل بین یک دروازه فلزی و سطح خاک در فاصله ۱ متری برای همه حالات نوسان دروازه میباشد بیشتر دروازه ها بین یک کمان با شعاع ۳ متر نوسان میکنند بنابراین نقاط تا فاصله ۴ متر از سطح در بسته باید در نظر گرفته شوند. در غیر این صورت ممکن است ماده کنترل کننده ولتاژ شیب نتواند به اندازه کافی ولتاژ شیب را در حالتی که دروازه باز باشد، کاهش دهد.
5. ولتاژ تماسی انتقالی: سایت ولتاژ تماسی سایت بیشترین اختلاف پتانسیل بین یک شی متصل و خارج شده از شبکه زمین و خاک در فاصله یک متر از شی میباشد مثال ،شامل ابزار برق متصل به زمین استفاده شده در شبکه، غلاف کابل برق هم بند شده با میله رایزر شیر خاموش کننده خارجی برای لوله آب رسانی که به شبکه وصل می شود، ریل راه آهن متصل به شبکه .
6. ولتاژ تماسی انتقال یافته از راه دور: ولتاژ تماسی انتقال یافته از راه دور بیشترین اختلاف پتانسیل بین یک هادی هم بند در فاصله دور و خاک در فاصله یک متر در مجاورت یک سایت می باشد مثال های شامل یک شیر آب در منطقه مسکونی مجاور هم بند شده به نول توزیع زمین که در چندین نقطه زمین شده است یا غلاف کابل که در فاصله دور زمین شده است.

روش اندازه گیری ولتاژهای گام، تماسی و انتقال

مراحل مختلف اندازه گیری به صورت زیر می باشد: جریان بین یک نقطه دور و شبکه تحت آزمون برای شبیه سازی حالت خطا به گردش در می آید. معمولاً اختلاف های پتانسیل های محلی همراه با امپدانس زمین سایت آزمون می شود.

پتانسیل ها را می توان به صورت مجزا با استفاده از یک جفت سیم پیچ متصل به دو پراب (ولتاژ گام) یا یکی متصل به یک پراب و دیگری مستحکم شده به ساختار فلزی مجاور (ولتاژ تماسی)، اندازه گیری کرد. همچنین می توان با اندازه گیری دو مورد ولتاژ تماسی در مکانهای با فاصله یک متر از هم و به دست آوردن اختلاف ولتاژهای تماسی ولتاژ گام را به دست آورد.

مطمئن شوید پراب ها اتصالات خوبی با زمین دارند. به منظور تأیید کوچک بودن مقاومت آنها در مقایسه با امپدانس داخلی دستگاه اصلی آزمون می توان با استفاده از یک اهم متر ac مجزا (با تغذیه باتری) مقاومت بین پراب و زمین پست را اندازه گیری کرد.

میله نسبتاً باریک (۶ میلی متر قطر) نسبت به میله های دائمی زمین (۱۸ میلی متر قطر) به راحتی فرو می روند و تقریباً همان مقدار مقاومت را فراهم می کنند. از میله های سخت صاف و ضد زنگ استفاده کنید. نفوذ تا لایه خاک زیرین مرطوب کافی میباشد (معمولاً ۱۵۰ میلی متر). حفظ اتصالات ترمینال هایی که روی بعضی از میله ها فراهم شده اند می تواند دشوار باشد یک گیره باتری متصل به هادی آزمون بهترین کارکرد را دارد. ارتباط بی سیم بین شخصی که پراب را نصب کند و شخصی که اندازه گیری را انجام میدهد به تسریع آزمون کمک می کند.

با استفاده از یک نوار مدرج (متر) و نصب چندین پراب یا با استفاده از سامانه موقعیت یاب جهانی، خطای پتانسیل را کاهش دهید. ولتاژ تماسی یا گام معمولاً به عنوان یک ولتاژ نسبت به یک پراب ولتاژ زمین قرار گرفته در راه دور یا نسبت به شبکه زمین اندازه گیری می شود و جریان آزمون ثبت می شود .  برای تعیین ولتاژ تماسی و گام، ولتاژ اندازه گیری شده به وسیله جریان خطا که ممکن است وارد سامانه اتصال زمین، بشود، مقیاس بندی می شود. جهت ارزیابی، ایمنی ولتاژ تماسی و گام اندازه گیری شده با حدود قابل تحمل مقایسه می شود. سنگ های سطحی محیط معمولاً به دلیل تداخل توسط خاک رس، رشد علف ها و یا آلودگی به وسیله ذرات ریز، تخریب می شوند. یک آزمون مقاومت ویژه از مواد سطحی برای تعیین حد ولتاژ قابل تحمل کمک خواهد کرد. توجه روش های مختلف اندازه گیری ولتاژ تماسی در پیوست ذکر گردیده است.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ نحوه بررسی نقشه های توزیع برق و تعیین نوع سامانه اتصال زمین

⇐ هدف، کاربرد، مسئولیت ها و تعاریف سیستم اتصال به زمین

⇐ آشنایی با سیستم اتصال به زمین در ساختمان ها

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

⇐ مرجع کاربردی ایمنی و سیستم های اتصال به زمین (ارتینگ)