ایمنی سیستم های ولتاژ خیلی پایین

ایمنی سیستم های ولتاژ خیلی پایین

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 10

فهرست:

•  سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین مجزا (SELV)
  • حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم
  • حفاظت در برابر تماس مستقیم
• ۲. سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین حفاظتی (PELV)
  • کاربرد سیستم‌های PELV برای مدارهای کنترل
• ۳. سیستم‌های کاربردی با ولتاژ خیلی پایین (FELV)

1. مقدمه

حفاظت در ولتاژ خیلی پایین، با تامین ولتاژهای بی‌خطر برای سیستم‌های الکتریکی فراهم می‌گردد و مقیاسی برای سنجش تماس مستقیم و غیرمستقیم است که برای تمام موقعیت‌ها مناسب خواهد بود. ولی به طور خاص در مکان‌های مرطوب یا در مواردی که میزان رسانایی کم است مشخص می‌گردد. ولتاژ خیلی پایین نباید بین هادی‌ها یا بین هادی و زمین فراتر از 50V یا 120V بدون تموج d.c باشد.

بر اساس فرضیه‌ها، مقادیر فوق الذکر در شرایط استاندارد، خطری را متوجه انسان‌ها نمی‌کند؛ بنابراین افراد حتی در صورت تماس با قسمت‌های برق‌دار، دچار شوک الکتریکی نمی‌شوند. به عنوان نمونه کاربردهای ولتاژهای خیلی پایین می‌توان به سیستم‌های روشنایی در مکان‌های خاص و تجهیزات الکتریکی ماشین‌ها اشاره کرد. سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• ولتاژ خیلی پایین مجزا (SELV)،
• ولتاژ خیلی پایین حفاظتی (PELV)،
• ولتاژ خیلی پایین عملیاتی (FELV).

یک ولتاژ ثابت که ممکن است موج سینوسی باعث افزایش آن شود، به گونه‌ای که مقدار r.m.s آن از 10% ولتاژ d.c تجاوز نمی‌کند، به طور قراردادی به عنوان بدون تموج تعریف می‌گردد (شکل 1). اگر این موج یک موج سینوسی نباشد، حداکثر مقدار پیک ولتاژ برای سیستم بدون تموج با ولتاژهای اسمی 120V و 60V d.c باید به ترتیب کمتر از 140V و 70V خواهد بود.

شکل 1: ولتاژ بدون تموج (V_rms = 0.1 V_dc)

برای جلوگیری از این که سیستم‌های الکتریکی مجاور با ولتاژهای بالاتر به طور تصادفی در تماس با مدارهای ولتاژ خیلی پایین قرار گیرند، باید از عایق‌های تقویت شده یا عایق‌بندی مضاعف بین آنها استفاده نمود. برای تسهیل این جداسازی، برای مدارهایی که ولتاژ خیلی پایین دارند، اغلب کاندوئیت و جعبه تقسیم‌هایی اختصاص داده می‌شود. سیستم‌هایی که ولتاژ خیلی پایین دارند، به وسیله عایق‌بندی اصلی نسبت به هم عایق می‌شوند. برای سیستم‌های SELV، عایق‌بندی اصلی بین قسمت‌های برق‌دار و زمین هم لازم می‌باشد.

2. سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین مجزا (SELV)

حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم

در سیستم‌های SELV حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم از طریق منبع ولتاژ خیلی پایین و بدون خطر انجام می‌گیرد. این راه حل تنها در صورتی قابل قبول است که هم در هنگام عملکردهای طبیعی و هم در زمان شرایط خطا، یک جداسازی الکتریکی مؤثر از ولتاژهای بالاتر انجام گرفته باشد. منابع قابل قبول برای تغذیه سیستم‌های SELV که تضمین کننده عایق‌بندی الکتریکی مؤثر از مدارهای غیر SELV هستند، به شرح ذیل خواهند بود:

• یک ترانسفورماتور ایزوله ایمن بدون اتصال به زمین (دانسته) که ولتاژ ثانویه آن از 50V تجاوز نمی‌کند.
• یک منبع جریان که درجه حفاظتی آن با ترانسفورماتور ایزوله ایمن برابر باشد (مثلاً موتور – ژنراتور).
• یک منبع الکتروشیمیایی (مثلاً یک باتری) یا منبع مستقل دیگر (مثلاً یک دیزل – ژنراتور).

جداسازی بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه از طریق عایق‌بندی مضاعف یا تقویت شده یا از طریق عایق‌بندی اصلی و قرار دادن یک پرده فلزی یا پوشش زمین شده بین سیم‌پیچ‌ها انجام می‌شود.

ممکن است جداسازی الکتریکی به توسط ترانسفورماتورهای معمولی، به شکل مطلوب‌تری انجام گیرد که مشخصه این ترانسفورماتورها، ولتاژهای اولیه و ثانویه یکسان و عایق‌بندی اصلی بین قسمت ورودی و خروجی می‌باشد. با این وجود، سیستم‌های SELV به ترانسفورماتورهای ایزوله ایمن با عایق‌بندی حفاظتی مضاعف نیاز دارند. در حقیقت، اگر ترانسفورماتور ایزوله ایمن، بین سیم‌پیچ‌های اولیه (به عنوان مثال 230V) و ثانویه فقط عایق‌بندی اصلی را داشته باشد، خرابی آن باعث می‌شود که ولتاژ ورودی به بارهایی که فقط در برابر ولتاژهای خیلی پایین عایق هستند، متصل شود و این باعث خرابی آنی می‌گردد. در این حالت، فقط یک خطا که در ترانسفورماتور رخ می‌دهد ممکن است باعث شود افرادی که در تماس مستقیم با محفظه‌های فلزی تجهیزات سیستم‌های SELV هستند در معرض شوک الکتریکی قرار گیرند. وجود عایق‌بندی مضاعف (یا صفحه فلزی زمین شده) بین سیم‌پیچ‌ها مطابق با قانون کلی مستلزم وجود حداقل دو لایه محافظ برای حفاظت افراد در برابر تماس غیرمستقیم می‌باشد.

شکل 2: ولتاژ بدون تموج غیرسینوسی (V_dc = 120V، V_peck ≤ 140V)

شکل 3: ترانسفورماتور ایزوله ایمن که مجهز به عایق‌بندی مضاعف بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه می‌باشد

صفحه فلزی زمین شده، هر چند به عنوان یک جداساز حفاظتی عمل می‌کند، ولی در مقایسه با عایق‌بندی مضاعف قابلیت اطمینان کمتری دارد. نقص عایق‌بندی بین سیم‌پیچ ثانویه و صفحه فلزی باعث اتصال سیستم به زمین می‌شود (شکل 4).

در این حالت، یک خطای زمین در مدارهای فشار ضعیف برای سیستم‌های SELV تهدید کننده می‌باشد. پتانسیل زمین V_G در بدترین حالت باعث افزایش ولتاژ خروجی ترانسفورماتور ایزوله می‌شود که این مسأله با هدف سیستم‌های SELV در تضاد می‌باشد.

این ولتاژ اضافه در مدتی که وسیله حفاظتی مدار معیوب ولتاژ بالاتر، خطا را رفع می‌کند، باقی می‌ماند. بنابراین، در این آرایش، حفاظت در برابر شوک الکتریکی فقط به سیستم‌های SELV بستگی ندارد، بلکه به اقدامات حفاظتی سیستم فشار ضعیف هم بستگی دارد.

به طور کلی، در سیستم‌های SELV، ECPها نباید به زمین، به سایر ECPهای سیستم‌های زمین شده یا به EXCPها متصل شوند.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

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

⇐ اثرات جریان های الکتریکی عبوری از بدن و الزامات ایمنی

⇐ مقاومت زمین، ولتاژ تماس و ایمنی در برابر خطاهای الکتریکی