آزمایش ایمنی الکتریکی

آزمایش ایمنی الکتریکی

آزمایش ایمنی الکتریکی

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 21

فهرست:

• مقدمه
• آزمون مقاومت ویژه خاک
• اندازه‌گیری مقاومت زمین
• سنجش مقاومت زمین در تاسیسات صنعتی
• اندازه‌گیری مقاومت زمین در سیستم‌های TT
• اندازه‌گیری امپدانس حلقه خطا در سیستم‌های TN
• اندازه‌گیری ولتاژ تماس در سیستم‌های TN (خطاهای زمین و ولتاژ ضعیف)
• اندازه‌گیری ولتاژ گام و ولتاژ تماس در سیستم‌های TN
• اندازه‌گیری‌های اساسی در سیستم‌های IT
•  آزمون پیوستگی هادی حفاظتی
• آزمایش مقاومت عایق‌بندی

1. مقدمه

پارامترهایی که تضمین‌کننده ایمنی الکتریکی در تاسیسات هستند باید مورد آزمایش قرار گیرند تا اطمینان حاصل گردد که خطر برق‌گرفتگی در طراحی الکتریکی کمتر از حد مجاز است. بعضی از آزمون‌ها باید در طول مرحله طراحی انجام شود (مثال: آزمایش مقاومت ویژه خاک)، تا داده‌های ورودی عینی را بعد از نصب سیستم الکتریکی و قبل از عملکرد آن دستگاه داشته باشیم (مثال: آزمایش مقاومت زمین). این داده‌ها به ما این امکان را می‌دهد که بتوانیم بین نتایج و داده‌های طراحی مربوطه که باید در اختیار بازرس باشد، مقایسه‌ای انجام دهیم.

در ایمنی الکتریکی که با توجه به بکارگیری مناسب از اقدامات حفاظتی در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم فراهم می‌گردد، باعث افزایش طول عمر دستگاه و کاهش فرسودگی و کاهندگی سیستم الکتریکی می‌شود. بنابراین آزمایشات دوره‌ای همراه با تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در نهایت لازم هستند تا سطح ایمنی ارزیابی و به حالت اولیه بازگردانده شود. البته روش‌های آزمون نباید افراد را در معرض خطر قرار دهد و یا به اصول آسیب وارد کند و باید با روش‌ها و ابزارهای مطابق با استانداردهای فنی مربوطه انجام گردد.

 2. آزمون مقاومت ویژه خاک

همانگونه که می‌دانیم، مقاومت ویژه خاک در تعیین عملکرد الکترودهای زمین نقش مهمی را ایفا می‌کند، چون عامل مهم و تأثیرگذاری بر روی مقاومت آنها نسبت به زمین می‌باشد. به همین دلیل، قبل از طراحی سیستم‌های اتصال زمین، محل واقعی تاسیسات آن باید آزمایش شود تا این پارامترهای بسیار مهم به دست آیند.

روش Wenner احتمالاً پرکاربردترین تکنیک برای ایجاد مدل‌های خاک می‌باشد. با این روش، چهار میله کوچک در یک خط مستقیم و با فواصل یکسانی با فاصله a از هم در خاک قرار می‌گیرند. این میله‌ها در عمقی بسیار کمتر از a در خاک قرار می‌گیرند. در نتیجه ما می‌توانیم آنها را به عنوان الکترودهای “نقطه‌ای” مد نظر قرار دهیم.

با توجه به شکل 1، یک جریان ثابت مشخص I بین میله‌های خارجی A و D تزریق می‌شود و اختلاف پتانسیل ایجاد شده V_BC بین دو نقطه داخلی B و C سنجیده می‌شود. اجازه دهید اکنون چهار میله را به عنوان الکترودهای نیم‌کروی مساوی در نظر بگیریم که در یک خاک همگن با مقاومت ویژه ρ به فاصله a از هم قرار گرفته‌اند. فرض می‌کنیم که طول شعاع آنها در مقایسه با a بسیار کوچک است. در نتیجه خاک می‌تواند حتی با وجود این نیم‌کره‌ها باز هم به عنوان خاک دست‌نخورده مد نظر قرار گیرد (شکل 2).

[شکل 1: روش Wenner]

[شکل 2: توزیع ولتاژ زمین]

[شکل 3: توزیع ولتاژ زمین کلی]

زمانی که جریان I از الکترود A خارج می‌شود و وارد الکترود D می‌شود (فرض می‌شود از هم مستقل هستند)، همانطور که در شکل 2.14 نشان داده شده است، ولتاژهای زمین ایجاد شده در خاک توسط A و D با هم برابر هستند ولی با علامت مخالف. مقدار ولتاژ زمین کلی به هر اندازه‌ای می‌تواند با انطباق سهم هر کدام از دو الکترود به دست آید. نتیجه برای x که بین الکترودهای B و C متغیر است، در معادله (1.14) ارائه شده و در شکل 3.14 هم به صورت نمودار نشان داده شده است:

V(x) = V_A(x) + V_D(3a – x) = (ρI) / (2πx) – (ρI) / [2π(3a – x)] (1)

در نتیجه، اختلاف پتانسیل V_BC در میان میله‌های B و C توسط یک وسیله اندازه‌گیری سنجیده می‌شود و با جایگزین کردن متغیر x در معادله (1.14) با a و 2a به صورت زیر محاسبه می‌گردد:

V_BC = V(a) – V(2a) = (ρI) / (4πa) + (ρI) / (4πa) = (ρI) / (2πa) (2)

با حل معادله بالا برای مقاومت ویژه زمین ρ، داریم:

ρ = (2πa V_BC) / I = 2πa R (3)

که R مقداری است که به طور مستقیم توسط دستگاه ارائه می‌شود، زیرا I مشخص است و سنجیده می‌شود. بنابراین، مقاومت ویژه خاک می‌تواند با ضرب عدد به‌دست‌آمده توسط دستگاه اندازه‌گیری در 2πa به دست آید.

اگر خاک همگن باشد، روش بالا، صرفنظر از فاصله a بین الکترودها، نتیجه یکسانی را ارائه می‌کند.

در واقعیت، خاک همگن نیست، زیرا از چند لایه متفاوت تشکیل شده است که بر روی هم قرار دارند. در نتیجه، مقاومت ویژه آن بر حسب عمق متغیر می‌باشد. بنابراین همانگونه که در شکل 4.14 نشان داده شده است، مقاومت ویژه‌ای که سنجیده می‌شود می‌تواند به عنوان مقدار میانگین در حجم خاک مد نظر قرار گیرد، زیرا نکات تئوری در اینجا گزارش نشده است.

مشخص است که با افزایش یا کاهش a، می‌توان خاک را در عمق‌های مختلف “پیش‌بینی” کرد. بنابراین تعیین مدل خاک چندلایه‌ای از لحاظ مقاومت ویژه آن امکان‌پذیر می‌گردد.

[شکل 4: مقاومت ویژه اندازه‌گیری شده می‌تواند به عنوان مقدار میانگین یافت شده در مقدار خاک با حجم 183a مد نظر قرار گیرد.]

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی سیستم های ولتاژ خیلی پایین

⇐ سیستم اتصال به زمین TT، TN، IT و TN-C-S

⇐ اثرات جریان های الکتریکی عبوری از بدن و الزامات ایمنی

   

نویسنده: سیروان شیخی

«تجربه در صنعت»، زیربنایِ اشتیاقِ من به دنیایِ HSE است. با بیش از ۱۳ سال فعالیت اجرایی و تخصصی، هدفم در این وب‌سایت، پل زدن میان دانشِ آکادمیک و نیازهای واقعیِ صنعت است. همراه با تیم تخصصی‌ام، می‌کوشیم تا با ارائه محتوای کاربردی و به‌روز، مسیرِ رشد حرفه‌ای شما را هموارتر کنیم. خوشحال می‌شوم در صفحه لینکدین، تجربیاتمان را به اشتراک بگذاریم و در این مسیر تخصصی همراه هم باشیم.