تاسیسات برقی فشارضعیف

👌 بدانیم یک روش جهت کنترل گرادیان ولتاژ اطراف الکترود زمین,انتخاب میله ارت بلندتر و عایق نمودن قسمت بالایی میله ارت ( قسمت نزدیک به سطح زمین) است ( یا برای مثال میله ارت را در عمق بیشتر دفن کرده و هادی اتصال زمین را از نوع عایق انتخاب نمود). با این کار توزیع پتانسیل در اطراف میله زمین مطابق شکل فوق اصلاح می شود و ولتاژ گام در اطراف میله زمین کمتر خواهد شد (با تغییر توزیع گرادیان ولتاژ در اطراف الکترود زمین می توان خطر ولتاژ گام را محدود نمود و تنها فواصل بسیار نزدیک به الکترود زمین از این حیث می تواند خطرناک باشد). از این روش عموما در مکانهایی که توزیع پتانسیل در اطراف الکترود می تواند ولتاژ گام ایجاد نموده و برای افراد خطرناک باشد استفاده میشود ( مثلاً در اطراف الکترود زمین سیستم حفاظت صاعقه) البته همانطور که مشاهده میشود با این کار ولتاژ تماس در فاصله بسیار نزدیک الکترود افزایش می یابد که از اشکالات آن است و لازم است با ایجاد موانع و حفاظ، دسترسی افراد به فواصل نزدیک به الکترود محدود گردد.

👌 بدانیم در شکل تاثیر PH خاک بر میزان خوردگی فلز روی (Zn) نشان داده شده است. با توجه به شکل استفاده از الکترود زمین فولاد گالوانیزه در خاک با PH کمتر از ۵.۵ و بیشتر از ۱۲ باعث خوردگی شدیدی در فلز روی (Zn) شده و بدین جهت استفاده از آن در این شرایط مجاز نیست.

👌 بدانیم نوع دوم SPD ها نوع قطع کننده ولتاژ (VOLTAGE SWITCHING) هستند (مانند اسپارگ گپ ها و GDT) که نحوه عملکرد آنها در ایمپالس اعمالی در شکل نشان داده شده است. البته عموما SPD ها را بصورت ترکیبی از دو نوع تکنولوژی گفته شده می سازند و بر این اساس خروجی های متفاوتی برای ایمپالس اعمال شده حاصل میشود.

👌 بدانیم تجهیزات حفاظت گذرا(SPD) از منظر تکنولوژی ساخت در دو دسته قرار میگیرند، دسته اول نوع محدود کننده ولتاژ (VOLTAGE LIMITING) هستند (مانند SPD های ساخته شده از وریستورها) که نحوه عملکرد آنها در شکل فوق نشان داده شده است.

👌 بدانیم زمانی که فرد در معرض برخورد مستقیم صاعقه قرار میگیرید جریان ایمپالسی که از بدن فرد عبور میکند از مقدار کم در زمانی حدود ۵۰ میکروثانیه به حداکثر رسیده و سپس در حدود ۲۰۰ میکروثانیه صفر می شود. بدن در این وضعیت مانند یک مقاومت عمل میکند و در نتیجه اختلاف پتانسیلی بین محل برخورد صاعقه (احتمالا سر) و محل خروج جریان از بدن (احتمالا پاها) بوجود می آید. زمانی که این اختلاف پتانسیل به مقدار حدی مشخصی می رسد منجر به جاری شدن جریان خزشی از روی پوست فرد می شود.از آنجا که امپدانس این مسیر خزشی به مراتب کمتر از امپدانس داخلی بدن است لذا مقدار زیادی از جریان صاعقه از این طریق تخلیه می شود (در واقع باعث میشود جریان عبوری از بدن کمتر باشد). این پدیده با عنوان تخلیه سطحی شناخته میشود. جالب است بدانیم ولتاژ لازم جهت آغاز پدیده تخلیه سطحی به عوامل زیادی مانند پوشش فرد بستگی دارد. به همراه داشتن اشیا فلزی می تواند باعث کاهش ولتاژ لازم جهت آغاز تخلیه سطحی شده و در واقع باعث شود جریان کمتری از اندام حیاتی فرد عبور کند (مثلاً به همراه داشتن گردنبند ممکن است در این مواقع باعث نجات جان فرد شود 😐)

👌 بدانیم در شکل طرح پیشنهادی SP energy برای سیستم زمین یک پست توزیع کامپکت (پست توزیع زمینی با بدنه فلزی) نشان داده شده است. اجرای یک هادی افقی مدفون در خاک با فاصله مناسب (۱ متر از بدنه) بدین منظور الزامی است. جهت کاهش امپدانس سیستم زمین ممکن است اجرای ارت راد نیز ضروری باشد( برای نمونه در چهار کنج ارت افقی اجرا شده در دورتادور پست). نکته دیگر اتصال الکترودهای زمین به میلگردهای بتن مسلح فونداسیون است که حداقل در دونقطه مطابق شکل (ترجیحاً در چهار کنج) انجام شده است. واضح است به عنوان همبندی بدنه فلزی پست حداقل در چهار کنج( یا حداکثر در فواصل ۲۰ متر در پستهای بزرگ) به شبکه زمین متصل می شود (تابلوها و بدنه ترانسفورماتور نیز باید دارای اتصال مناسبی با شبکه زمین باشند)

👌 بدانیم هماهنگی عملکرد در اتصال آبشاری SPD ها بدین جهت دارای اهمیت است که در زمان تخلیه جریان گذرا لازم است قسمت اعظم جریان و انرژی حاصله از طریق SPD نوع ۱ تخلیه گردد و جریانی بیش از ظرفیت از SPD نوع ۲ عبور نکند. این مسئله لازم میدارد که فاصله بین SPD های نوع ۱ و ۲ کمتر از ۱۰ متر نباشد تا اختلال در عملکرد آنها رخ ندهد.

👌 بدانیم یکی از دلایل ایجاد اضافه ولتاژهای کلیدزنی در تاسیسات استفاده از فیوزهای محدود کننده جریان (CLF) در حفاظت مدارهاست،این تجهیزات به دلیل قطع سریع جریان باعث ایجاد اضافه ولتاژهای گذرای قابل توجهی در سیستم میشوند. همانطور که میدانیم استفاده از SPD ها باعث کاهش گذراهای کلیدزنی شده و تجهیزات حساس را حفاظت مینماید. اضافه ولتاژهای کلید زنی اگرچه از نظر سطح انرژی با اضافه ولتاژهای صاعقه تفاوت دارند ولی به دلیل آنکه به کرات اتفاق می افتند گاها تخریب بیشتری ایجاد میکنند و لازم میشود برای حفاظت در برابر آنها چاره ای اندیشید.

👌 بدانیم اگر به هر دلیلی (برای نمونه پارگی هادی فاز و افتادن آن روی زمین مطابق شکل) هادی PEN برقدار شود بدنه های هادی تجهیزات نیز دارای ولتاژ خواهند شد که این اتفاق در داخل ناحیه همبندی (داخل ساختمان) خطری برای ساکنین ندارد ولی برای افراد در خارج از حوزه همبندی خطر برقگرفتگی وجود دارد (در اتفاق نشان داده شده در شکل RCD عملکردی نخواهد داشت). این خطر در خطای پارگی هادی PEN بسیار جدی است و به همین دلیل استفاده از سیستم TN-C-S برای تغذیه بارها خارج از حوزه همبندی ایمن نیست. به همین دلیل است که استاندارد BS 7671 استفاده از سیستم فوق را در اتوکاروانها، کارگاههای ساختمانی و ... که امکان اجرای همبندی همپتانسیل کننده ممکن و عملی نیست ممنوع اعلام کرده است. ضمنا در بند ۶۲۱-۳-۷ راهنمای طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمانها نیز ممنوعیت فوق آمده است.