چرا در برق، زمین‌گیری مسیر بازگشت ندارد

در سیستم‌های برق، زمین‌سازی (گراندینگ) به طور اصلی برای فراهم کردن مسیری ایمن برای جریان‌های خطا به سمت زمین، برای حفاظت از تجهیزات و پرسنل استفاده می‌شود. با این حال، زمین‌سازی مسیر بازگشت نرمال جریان نیست زیرا تفاوت‌های مشخصی در عملکرد و طراحی بین زمین‌سازی و مسیر بازگشت نرمال وجود دارد. در اینجا برخی از دلایل کلیدی آورده شده است:

1. هدف ایمنی

1.1 پخش جریان خطا

• حفاظت از خطا: هدف اصلی زمین‌سازی فراهم کردن مسیری با مقاومت کم برای جریان‌های خطا به سمت زمین است، به نحوی که دستگاه‌های محافظ (مانند برش‌بردارها یا گرمکن‌ها) را فعال کند و مدار خراب را قطع کند، از صدمات تجهیزات و شوک الکتریکی جلوگیری کند.

• زمین‌سازی ایمنی: با زمین‌سازی پوشش تجهیزات و قسمت‌های فلزی، مطمئن می‌شویم که حتی اگر خطا داخلی رخ دهد، پوشش در پتانسیل زمین باقی می‌ماند و از این طریق پرسنل محافظت می‌شود.

2. مسیر عملیاتی نرمال

2.1 مسیر بازگشت نرمال جریان

• رسانا خنثی: در سیستم‌های سه‌فازی یا یک‌فازی نرمال، مسیر بازگشت جریان از طریق رسانا خنثی (خنثی) است. رسانا خنثی به نقطه خنثی منبع برق متصل می‌شود و یک حلقه بسته تشکیل می‌دهد تا مطمئن شود جریان می‌تواند به منبع برق بازگردد.

• هدف طراحی: رسانا خنثی طراحی شده است تا مسیری با مقاومت کم فراهم کند تا مطمئن شود جریان تحت شرایط عملیاتی نرمال به صورت هموار جریان یابد و افت ولتاژ یا عدم تعادل جریان قابل توجهی رخ ندهد.

3. کاهش تداخل الکترومغناطیسی

3.1 کاهش تداخل الکترومغناطیسی

• TEGRITY سیگنال: در دستگاه‌های الکترونیکی و سیستم‌های کنترل، زمین‌سازی به طور اصلی برای کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و تداخل رادیویی (RFI) استفاده می‌شود، که از تمامیت و ثبات سیگنال‌ها محافظت می‌کند.

• نقطه مرجع: زمین‌سازی پتانسیل مرجع پایداری فراهم می‌کند تا مطمئن شود سیگنال‌ها در حین انتقال از تداخل خارجی تأثیر نپذیرند.

4. جلوگیری از عدم تعادل جریان

4.1 تعادل جریان

• سیستم‌های سه‌فازی: در سیستم‌های سه‌فازی، رسانا خنثی جریان‌های بین سه فاز را متعادل می‌کند، تا توزیع جریان یکنواخت باشد و جلوگیری از جریان خنثی بیش از حد که می‌تواند افت ولتاژ و گرم شدن بیش از حد تجهیزات را ایجاد کند.

• سیستم‌های یک‌فازی: در سیستم‌های یک‌فازی، رسانا خنثی نیز به عنوان مسیر بازگشت عمل می‌کند و حلقه بسته‌ای بین بار و منبع برق فراهم می‌کند.

5. مقررات و استانداردها

5.1 الزامات قانونی

• کدهای برق: کدهای ملی و بین‌المللی برق و استانداردها (مانند NEC، IEC) به طور واضح استفاده و الزامات طراحی رساناهای زمین و خنثی را برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم‌های برق مشخص می‌کنند.

• مطابقت: رعایت این کدها و استانداردها اطمینان از مطابقت و ایمنی سیستم‌های برق را فراهم می‌کند و از ریسک‌ها و حوادث بالقوه جلوگیری می‌کند.

خلاصه

زمین‌سازی در سیستم‌های برق به طور اصلی برای حفاظت ایمنی و کاهش تداخل الکترومغناطیسی استفاده می‌شود، نه به عنوان مسیر بازگشت نرمال جریان. مسیر بازگشت نرمال جریان توسط رسانا خنثی فراهم می‌شود که طراحی شده است تا تحت شرایط عملیاتی نرمال جریان به صورت پایدار جریان یابد و عدم تعادل جریان و افت ولتاژ را جلوگیری کند. زمین‌سازی و رسانا خنثی وظایف و طراحی‌های متمایزی دارند که با هم کار می‌کنند تا عملکرد ایمن و پایدار سیستم‌های برق را تضمین کنند.