چه چیزی فشار تغییر خطای است و چه عللی آن را در سیستم های کم فشار ایجاد می کند؟

ولتی فشار انتقالی

در سیستم‌های توزیع با ولتاژ پایین، نوعی حادثه شوک الکتریکی وجود دارد که مکان وقوع حادثه و محل خطا در سیستم یکسان نیست. این نوع حادثه زمانی رخ می‌دهد که پس از وقوع خطای زمینی در جای دیگری، ولتاژ خطا ایجاد شده از طریق سیم PE یا PEN به پوشش‌های فلزی تجهیزات دیگر منتقل می‌شود. وقتی ولتاژ خطا روی پوشش فلزی تجهیز بالاتر از ولتاژ ایمن بدن انسان باشد، در صورت تماس بدن انسان با پوشش فلزی تجهیز، حادثه شوک الکتریکی رخ می‌دهد. این ولتاژ خطا از جای دیگری منتقل می‌شود، بنابراین به آن ولتاژ خطا انتقالی گفته می‌شود.

دلایل اصلی دو تا است که ولتاژ خطا انتقالی باعث می‌شود محل خطا و محل حادثه یکسان نباشند:

• خطای زمینی در سیستم ولتاژ متوسط باعث ولتاژ خطا انتقالی در سیستم ولتاژ پایین می‌شود؛

• خرابی پوشش یک دستگاه در سیستم TN و زنده شدن آن باعث ولتاژ خطا انتقالی روی پوشش‌های تمام تجهیزات الکتریکی دیگر می‌شود؛

۱. ولتاژ خطا انتقالی از سیستم ولتاژ پایین به سیستم ولتاژ پایین

در سیستم TN، پوشش‌های تمام تجهیزات الکتریکی به هم متصل هستند. در این زمان، اگر یک دستگاه خراب شود و پوشش آن زنده شود، اختلاف پتانسیلی به زمین روی دستگاه‌های دیگر ایجاد می‌شود و منجر به ولتاژ خطا انتقالی می‌شود.

نوع سیستم زمین‌بندی ولتاژ پایین سیستم TN است. هنگامی که خطای تک‌فازی زمینی در مدار خط خروجی تک‌فاز ولتاژ پایین رخ می‌دهد، جریان خطا از محل خطا، زمین و مقاومت زمین‌بندی ترانسفورماتور توزیع عبور کرده و به ترانسفورماتور بر می‌گردد تا یک حلقه تشکیل دهد. به دلیل مقاومت بالا در محل خطا، جریان خطا کم است و کافی نیست تا مداربر قطع کند. جریان خطا از طریق مقاومت زمین‌بندی ترانسفورماتور عبور می‌کند و یک ولتاژ خطا روی مقاومت زمین‌بندی آن ایجاد می‌شود. این ولتاژ خطا از طریق سیم PE به پوشش‌های فلزی تجهیزات منتقل می‌شود و ولتاژ خطا انتقالی ایجاد می‌کند و محل حادثه شوک الکتریکی را مشخص می‌کند؛

۲. انتقال ولتاژ خطا از سیستم ولتاژ متوسط به سیستم ولتاژ پایین

یک ترانسفورماتور توزیع ۱۰/۰.۴ kV باید دو دستگاه زمین‌بندی مستقل داشته باشد: زمین‌بندی محافظ برای ترانسفورماتور و زمین‌بندی عملیاتی برای سیستم ولتاژ پایین. اما برای ساده‌سازی زمین‌بندی و کاهش هزینه‌های ساخت، زمین‌بندی محافظ بیشتر ترانسفورماتورهای توزیع ولتاژ متوسط یک الکترود زمین‌بندی مشترک با زمین‌بندی عملیاتی سیستم ولتاژ پایین دارند. این به این معناست که اگر خطای پوشش تانک در بخش ولتاژ متوسط ترانسفورماتور توزیع رخ دهد، ولتاژ خطا انتقالی در خطوط سیستم ولتاژ پایین و حتی روی پوشش‌های تمام تجهیزات ایجاد خواهد شد.

این خطا اساساً از خطای تک‌فازی زمینی در سیستم ولتاژ متوسط ناشی می‌شود.

هنگامی که خطای پوشش تانک در ترانسفورماتور توزیع رخ می‌دهد، جریان خطا ایجاد می‌شود. اگر سیستم ولتاژ پایین از روش زمین‌بندی TN استفاده کند، زمین‌بندی تکراری سیم PE باعث تقسیم جریان خطا می‌شود. بخشی از جریان خطا از طریق مقاومت زمین‌بندی عملیاتی سیستم ولتاژ پایین ترانسفورماتور به زمین بازمی‌گردد، در حالی که بخش دیگر از طریق مقاومت زمین‌بندی تکراری در طول سیم PE به زمین بازمی‌گردد و سپس به منبع ولتاژ متوسط بازمی‌گردد. جریان خطا از طریق مقاومت زمین‌بندی عملیاتی سیستم ولتاژ پایین عبور کرده و یک کاهش ولتاژ روی این مقاومت ایجاد می‌کند. این باعث اختلاف پتانسیل بین نقطه خنثی منبع تغذیه سیستم ولتاژ پایین و زمین می‌شود. این اختلاف پتانسیل به خطوط توزیع ولتاژ پایین منتقل می‌شود و منجر به ولتاژ اضافی انتقالی می‌شود. در یک سیستم زمین‌بندی TN، این ولتاژ اضافی انتقالی حتی می‌تواند از طریق سیم PE به پوشش‌های تمام تجهیزات ولتاژ پایین منتقل شود.

اندازه جریان خطا بیشتر به روش زمین‌بندی سیستم ولتاژ متوسط و جریان ظرفیتی توزیع شده بستگی دارد. دامنه ولتاژ خطا انتقالی به روش‌های زمین‌بندی هر دو سیستم ولتاژ متوسط و ولتاژ پایین مرتبط است، با اینکه روش زمین‌بندی سیستم ولتاژ متوسط تعیین‌کننده است.

رتبه‌بندی دامنه ولتاژ خطا انتقالی: سیستم زمین‌بندی با مقاومت کوچک > سیستم بدون زمین‌بندی > سیستم زمین‌بندی با لوله خنثی‌سازی قوس؛
یک سیستم ولتاژ متوسط با نقطه خنثی زمین‌بندی شده با مقاومت کوچک و یک سیستم ولتاژ پایین با استفاده از روش زمین‌بندی TN بیشتر معرض خطر حادثه شوک الکتریکی هستند و تهدید قابل توجهی برای ایمنی شخصی کاربران دارند.

نتیجه‌گیری

• ولتاژ خطا انتقالی در دو سناریو اصلی باعث می‌شود که محل خطا و محل حادثه یکسان نباشند: ۱) خطای زمینی در سیستم ولتاژ متوسط ولتاژ خطا انتقالی در سیستم ولتاژ پایین ایجاد می‌کند؛ ۲) پوشش خراب و زنده یک دستگاه در سیستم TN باعث ولتاژ خطا انتقالی روی پوشش‌های تمام تجهیزات الکتریکی دیگر می‌شود؛

• برای این دو نوع ولتاژ خطا انتقالی، محل خطا و محل حادثه شوک الکتریکی یکسان نیست. محل زمین‌بندی سخت است کشف شود و علت اصلی حادثه ولتاژ خطا انتقالی سخت تحلیل می‌شود. با وجود ولتاژ خطا انتقالی روی پوشش‌های فلزی تجهیزات، خطر شوک الکتریکی برای افراد تا حدودی افزایش می‌یابد.