طـراحـي پستـهاي فشـار قـوي سيستم زمين
فهرست مطالب
طـراحـي پستـهاي فشـار قـوي (سيستم زمين) 1
اتصال زمين يا ارت 1
ارت يا زمين كردن 2
هر سيستم اتصال زمين يا ارت داراي دو قسمت جدا ولي مرتبط مي باشد: 2
استفاده از زمين به منزله يك سيم براي برگشت جريان 3
شكل شماره 21ـ برگشت جريان از طريق زمين 3
شكل شماره 22ـ برگشت جريان اتصالي به منبغ تغذيه از طريق زمين 4
هدف از به كار بردن اتصال زمين (ارت) 5
5ـ حفاظت دستگاههاي الكتريكي. 5
انواع زمين كردن يا ارت 5
در تاسيات برقي دو نوع زمين كردن (ارت) وجود دارد: زمين كردن حفاظتي و زمين كردن الكتريكي 5
زمين كردن حفاظتي 5
زمين كردن الكتريكي 6
مقاومت مخصوص زمين 6
مقاومت اتصال زمين 6
مقاومت بين دو الكترود يا ميل زمين 7
شكل شماره 23ـ جريان زمين بين دو الكترود 8
1ـ مقاومت الكترودهاي فلزي: قابل اغماض 8
4ـ مقاومت زمين بين الكترودها: قابل اغماض 8
1ـ يكي از دو سيم ثانويه ترانسفورماتور تك فاز دو سيمه 8
4ـ مركز ستاره ترانسفورمانور سه فاز 8
دليل زمين كردن شبكه فشار ضعيف و ثانويه ترانسفورماتور 8
الكترود اتصال زمين 9
اگر اين سطح مقطع را براي طول dr به كار ببريم در نتيجه: 9
شكل شماره 24ـ نيمكره فلزي الكترود زمين 10
اتصال زمين چند ميله اي 11
استفاده از سيم يا تسمه به عنوان الكترود زمين 11
شكل شماره 26: مقاومت تسمه يا نوار دفن شده افقي 13
الكترود صفحه اي 13
جايكه R مقدار ثابت اندازه گيري مي باشد. 14
شكل (27 ـ الف): اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك 14
ب) اندازه گيري مقاومت زمين (ارت): 14
1ـ بوسيله دستگاه اندازه گيري زمين يا ارت سنج 14
شكل (27 ـ ب): اندازه گيري مقاومت الكترود زمين 15
2ـ بوسيله يك ولتمر و آمپرمتر 15
شكل (27 ـ ج): اندازه گيري بوسيله ولتمتر و آمپرمتر 16
هادي هاي حفاظتي 16
روش هاي اتصال زمين 18
1ـ الكترودهاي ميله اي فولادي يا كاپرولد با حداقل قطر 15 ميلي متر 18
استفاده از الكترود ميله اي 18
شكل شماره 29 ـ مسير عبور جريان اطراف الكترود 19
شكل شماره 29 ـ مسير عبور جريان اطراف الكترود 20
روش هاي كاهش مقاومت زمين 20
شكل شماره 30 ـ مقاومت خاك نسبت به درصد نمك 21
شكل شماره 31 ـ درمان شيميايي خاك 21
اثر رطوبت خاك 21
شكل شماره 32 ـ منحني مقاومت زمين نسبت به درصد رطوبت 22
شكل شماره 33 ـ مقاومت زمين مسبت به درجه حرارت 23
اثر عمق زمين 23
شكل شماره 34 ـ مقاومت زمين نسبت به عمق ميله اتصال زمين 23
اثر طول الكترود 23
اثر قطر الكترود زمين 24
شكل شماره 35 ـ مقاومت زمين بر حسب قطر ميله 24
شرايط يك اتصال زمين خوب 24
4ـ دوام و طول عمر بيش تر. 25
سيستم هاي اتصال زمين در توزيع نيروي برق 25
انواع سيستم زمين 26
1ـ سيستم TT 26
شكل شماره 36 ـ سيستم TT 26
2ـ سيستم TN 26
شكل شماره 37 – سيستم IT 27
3ـ سيستم IT 27
شكل شماره 38 ـ سيستم IT 27
اتصال زمين تجهيزات الكتريكي 27
شكل شماره 39 ـ بدنه اطراف موتور زمين نشده و داراي ولتاژ خطرناك 28
شكل شماره 40 ـ اتصال بدنه به سيم نول 28
شكل شماره 41ـ هنوز اتصال بدنه به سيم نول خطرناك است. 29
شكل شماره 42 ـ يك هادي زمين به منظور ايمني بيشتر به بدنه اتصال يافته است. 29
مقاومت اتصال زمين منبع Rs= 29
ولتاژ بين فاز و نول سيستم Uph= 29
شكل شماره 43 – سيستم IT 30
شكل شماره 44 ـ سيستم TN 31
شكل شماره 45 ـ نول چند زميني 32
سطح مقطع هادي نول 32
مشكلات اساسي و راه حل ها 34
1- مقاومت مخصوص خاك در بر گيرنده هاديهاي زمين 34
1- تعيين كردن مقاومت مخصوص خاك 36
3-محاسبه ولتاژهاي تماس ، گام و انتقالي 36
* مقاومت زمين پست برق 37
* مقاومت پاي دكل 37
تعيين مدل خاك : 37
روش ميله كوبيده شده 41
بحث در مورد اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك : 42
محاسبه مقاومت هاي زمين 44
افزايش پتانسيل زمين ماكزيمم 46
شكل 8-5 سيستم نمونه براي مطالعه افزايش پتانسيل زمين 47
بحث در مورد افزايش پتانسيل زمين 50
جستجوي ولتاژهاي تماس وگام 52
8-6-1 تعيين ولتاژهاي تماس وگام ماكزيمم 52
جستجوي نقاط خاص خطرناك 56
ولتاژهاي انتقالي به سازه‌هاي فلزي مجاور 57
بحث در مورد ولتاژهاي تماس و گام 61
مدل كامپيوتري اطلاعات زير را تهيه مي‌كند: 61
ارزيابي ايمني 61
تصحيح ولتاژهاي تماس و گام 64
تغييرات در طرح سيستم زمين پست برق 65
نمونه‌هاي طراحي 65
طرح نمونه يك پست توزيع برق 68
طـراحـي پستـهاي فشـار قـوي (سيستم زمين)
اتصال زمين يا ارت
بسياري از خطرات براي اشخاص و تاسيسات الكتريكي بر اثر وجود سيستم اتصال زمين ضعيف يا عدم وجود اتصال زمين تجهيزات الكتريكي به وجود مي آيد. يك سيستم فشار ضعيف زمين شده نسبت به يك سيستم زمين نشده حوادث كمتري براي كاركنان در بر دارد. در يك سيستم زمين نشده با وجود متعادل بودن ولتاژ فازها ، تماس عمدي يا اتفاغي با هر كدام از فازها ممكن است خطر شوك الكتريكي جدي در بر داشته باشد.
مادامي كه يك اتصالي به زمين (ارت فالت) روي يك فاز سيستم زمين نشده يا سيستم زمين شده رخ مي دهد، شخصي كه با يكي از فازهاي ديگر سيستم و زمين تماس مي‌گيرد، تحت ولتاژي برابر برابر ولتاژ سيستم داراي نول زمين شده قرار مي گيرد.
از ديگر خطرات عدم وجود سيستم اتصال زمين مناسب، خطر آتش سوزي و خسارت سنگين تجيهزات و تاسيسات است پس يكي از راههاي پيش گيري از حوادث جاني و تاسيساتي داشتن اتصال زمين مناسب مي باشد.
ارت يا زمين كردن
اتصال زمين يا ارت شامل يك اتصال مصنوعي برق به زمين است كه مقاومت بسيار كمي براي عبور جريان دارد. در حقيقت كلمه «زمين» د ركارهاي برقي به زمين داراي پتانسل صفر اطلاق مي شود وقتي كه يك نقطه از شبكه زمين شود آن را تك زميني و وقتي كه در نقاط مختلفي زمين شده باشد، آن را چند زميني مي نامند.
زمين كردن و يا ارت نمودن يك سيستم الكتريكي، فرايند اتصال همه قطعات فلزي يا بدنه هاي فلزي دستگاههاي الكتريكي( به غير از هادي هاي اصلي مدار برق) به زمين مي باشد و هدف از آن انتقال هر نوع نشتي انرژي الكتريكي در بدنه فلزي دستگاهها به زمين به منظور حفاظت جان كاركنان يا تجهيزات است
هر سيستم اتصال زمين يا ارت داراي دو قسمت جدا ولي مرتبط مي باشد:
الف ـ يك هادي يا سيم كم مقاومت براي همبندي يا اتصال بدنه هاي فلزي دستگاههاي الكتريكي
ب ـ يك الكترود يا دسته اي از الكترودهاي قرار داده شده در زمين
دستيابي به يك سيستم اتصال زمين خوب يا داراي مقاومت استاندارد ممكن است مشكل باشد ولي عوامل اصلي تعيين كننده شامل شكل و جنس الكترود و مقاومت مخصوص خاك است و در حقيقت زمين هادي الكتريسته است و مقاومت آن بستگي به نوع تركيبات خاك دارد مثلا در قسمتي كه شن و ماسه خشك و قلوه سنگ مي باشد مقاومت زمين خيلي زياد بوده ولي خاك مرطوب و رس داراي مقاومت كم است
استفاده از زمين به منزله يك سيم براي برگشت جريان
اگرچه مقاومت زمين به طور نسبي زياد است ولي هادي جريان بوده، آن را در جهات مختلف نقاط زمين عبور مي دهد همين امر باعث مي شود كه سطح مقطع مسير عبور جريان افزايش يابد و مقدار شدت جريان كمتر شود به اين ترتيب افت ولتاژ نيز كمتر مي شود. (V=IR)
از خاصيت هدايت زمين جهت برگشت جريان در سيستم هاي توليد و انتقال نيرو استفاده مي شود و جريان بارهاي نامساوي از طريق زمين به منبع توليد نيرو برگشت مي كند براي مثال، در شكل زير اگر جريان فاز A بيشتر از دو فاز ديگر باشد جمع برداري جريانها در نقطه N (نول) صفر نبوده جريان اضافي از طريق زمين به منبع نيرو برگشت مي نمايد.
