بررسی اتصالات مطمئن تجهیزات و ماشین آلات الکتریکی به سامانه اتصال زمین

بررسی اتصالات مطمئن تجهیزات و ماشین آلات الکتریکی به سامانه اتصال زمین

فهرست:

• مقدمه
• سامانه TN
• سامانه TT
• سامانه IT
• الزامات اضافی
• فرم بازرسی تجهیزات الکتریکی ماشین آلات

مقدمه

اتصالات تجهیزات و ماشین آلات الکتریکی به سامانه اتصال زمین بستگی به نوع سامانه اتصال زمین تغذیه (TN, TT,IT) این تجهیزات دارد. این موضوع به علت متفاوت بودن نحوه حفاظت تجهیز موردنظر هنگام وقوع خطا می باشد. به طور کلی، دو روش متفاوت برای حفاظت تجهیزات در این موارد مورد استفاده قرار می گیرد:

1. استفاده از دستگاه قطع خودکار منبع تغذیه
2. استفاده از دستگاه حفاظت جریان پسماند

لذا بخش بندی این بخش با توجه به نوع سامانه اتصال زمین تغذیه تجهیز مورد نظر و روش حفاظت آن هنگام خطا تنظیم شده است.

 سامانه TN

در این سامانه، حفاظت تجهیز به وسیله دستگاه حفاظت در برابر اضافه جریان انجام می پذیرد که به صورت خودکار منبع تغذیه را هنگام بروز خطا اتصال بین یک هادی برق دار و یک قسمت هادی در دسترس، یک هادی حفاظتی در مدار یا تجهیزات در زمان کوتاهی از مدار یا تجهیزات قطع می کند. زمان قطعی که بیشتر از ۵ ثانیه نباشد برای ماشین آلات الکتریکی که دستی یا قابل حمل نیست اند، به اندازه کافی کوتاه در نظر گرفته می شود. در مواردی که نتوان از مدت زمان قطع اطمینان حاصل کرد، باید هم بندی حفاظتی اضافی (مطابق با بند (۲-۲-۷) فراهم گردد تا از ولتاژ تماس احتمالی بیشتر از ۵۰ ولت AC یا ۱۲۰ ولت DC بین قسمت های هادی که به صورت هم زمان در دسترس هستند جلوگیری شود.

جدول (۱) بیشترین زمان قطع که به صورت کافی کوتاه در نظر گرفته می شود را نشان می دهد.

RA×I_d < 50 VAC OR 120 VDC

که در آن R_A مجموع مقاومت بر حسب اهم الکترود زمین و هادی حفاظتی برای قسمت های در دسترس Id جریان خطا بر حسب آمپر از اولین خطای امپدانس ناچیز بین یک هادی خط و یک قسمت هادی در دسترس می باشد.

نکته: استفاده از هم بندی حفاظتی اضافی، از نیاز به قطع منبع تغذیه برای دلایل دیگر (نظیر حفاظت در برابر آتش، فشارهای حرارتی در تجهیزات و غیره)، جلوگیری نمی کند.

جدول ۱. بیشترین زمان های قطع سامانه های TN

الزامات حفاظتی با دستگاه حفاظت در برابر اضافه جریان

مشخصات دستگاه های حفاظت در برابر اضافه جریان و امپدانس های مدار باید به گونه ای باشد که اگر یک خطا امپدانس ناچیز در قسمتی از تجهیزات الکتریکی بین یک هادی خط و یک هادی حفاظتی یا قسمت هادی در دسترس رخ دهد، قطع خودکار منبع در زمان مشخص (به عبارت دیگر کمتر از ۵ ثانیه یا مطابق با جدول ۱) رخ دهد. شرایط کلی زیر این الزامات را برآورده می کنند:

Z_s × I_a ≤ U₀

که در آن:

Z_s امپدانس حلقه خطا شامل منبع، هادی برق دار تا نقطه خطا و هادی حفاظتی بین نقطه خطا و منبع تغذیه
I_a جریانی که سبب عمل خودکار دستگاه حفاظتی قطع کننده در زمان مشخص می شود.
U₀ ولتاژ AC نامی خط به زمین می باشد.

افزایش مقاومت هادی ها با افزایش دما بخاطر جریان خطا باید در معادله زیر به حساب آورده شود:

Z_s(n) ≤ 2/3 × ^U0/_Ia

که در آن Z_n مقدار Z محاسبه شده یا اندازه گیری شده تحت شرایط عملکرد نرمال می باشد.

الزامات حفاظت با کاهش ولتاژ تماس زیر ۵۰ ولت

در مواردی که نتوان از الزامات ارائه شده در بخش ۱-۲-۷- اطمینان حاصل کرد، هم بندی حفاظتی اضافی را می توان به عنوان ابزاری که اطمینان میدهد ولتاژ تماسی از ۵۰ ولت بالا تر نمی رود، انتخاب نمود. این حالت زمانی حاصل می گردد که امپدانس مدار هم بندی حفاظتی (Z) بیشتر از مقدار زیر نشود:

Z_PE≤ ⁵⁰/_U0 ×Z_S

که در آن Z_PE امپدانس مدار هم بندی اضافی حفاظتی بین تجهیزات در هر جای تأسیسات و ترمینال PE ماشین یا بین قسمت های هادی در دسترس و قسمت های هادی بیگانه می باشد.

تأیید این شرط را می توان با استفاده از آزمون بخش ۳-۲-۸ با اندازه گیری مقاومت RPE بدست آورد. شرط حفاظتی موقعی برآورده می شود که R_PE بیشتر از مقدار زیر نباشد:

R_PE≤⁵⁰/_Ia(5S)

که در آن:

I_a(5S) جریان کار دستگاه حفاظتی به مدت ۵ ثانیه
R_PE مقاومت مدار هم بندی اضافی بین ترمینال PE و تجهیزات در هر جای ماشین می باشد.

نکته ۱: هم بندی حفاظتی اضافی به عنوان یک عامل اضافی حفاظت در برابر خطا در نظر گرفته می شود. نکته ۲: هم بندی حفاظتی اضافی ممکن است کل یک ساختمان یک بخشی از ساختمان، یک دستگاه یا مکان را شامل شود.

جدول ۱: مثالی از هم بندی هم پتانسیل برای تجهیزات الکتریکی یک ماشین که شرح اتصالات الکتریکی آن در جدول ۲ آورده شده است.

بازرسی پیوستگی مدار هم بندی حفاظتی

مقاومت بین ترمینال PE (شکل ۱) و نقاط مربوطه که قسمتی از مدار هم بندی حفاظتی اصلی هستند، باید با اعمال جریان بین حداقل ۰/۲ آمپر و تقریباً ۱۰ آمپر با استفاده از یک منبع تغذیه (که از نظر الکتریکی جدا می باشد و دارای ولتاژ در حالت بی باری حداکثر ۲۴ ولت AC یا DC می باشد)، اندازه گیری شود. مقاومت اندازه گیری شده باید در بازه مورد انتظار مطابق با طول و سطح مقطع و جنس ماده مربوطه در هادی های حفاظتی و هادی های هم بندی باشد.

نکته: جریان های بزرگ تر استفاده شده برای آزمون پیوستگی دقت نتایج آزمون را افزایش می دهد به ویژه در حالتی که مقادیر مقاومت پایین (سطح مقطع های بزرگ و طول های کوچک) باشد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ 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)