میانبر زمین

در سیستم زمین‌بندی میانه، نقطه میانه سیستم الکتریکی، صرف نظر از اینکه مربوط به ماشین چرخان یا ترانسفورماتور باشد، به زمین متصل می‌شود. زمین‌بندی میانه عنصر حیاتی در طراحی سیستم قدرت است، زیرا تأثیر قابل توجهی بر جنبه‌های مختلف عملکرد سیستم دارد، از جمله پاسخ سیستم به خازن‌ها، پایداری کلی آن و کارآمدی اقدامات محافظتی. یک سیستم الکتریکی سه‌فازی می‌تواند در یکی از دو پیکربندی متمایز عمل کند:

• بدون زمین‌بندی میانه

•  با زمین‌بندی میانه

سیستم بدون زمین‌بندی میانه

در سیستم بدون زمین‌بندی میانه، نقطه میانه به زمین متصل نمی‌شود؛ بلکه به صورت الکتریکی از زمین جدا می‌ماند. به همین دلیل، این نوع سیستم غالباً به عنوان سیستم میانه جدا شده یا سیستم میانه آزاد نیز شناخته می‌شود، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است.

سیستم زمین‌بندی شده

در سیستم زمین‌بندی میانه، نقطه میانه سیستم الکتریکی به طور عمدی به زمین متصل می‌شود. به دلیل مشکلات مختلف موجود در سیستم‌های بدون زمین‌بندی میانه، زمین‌بندی میانه‌ها به روش استاندارد در بیشتر سیستم‌های الکتریکی با ولتاژ بالا تبدیل شده است. این رویکرد به کاهش ریسک‌ها و افزایش قابلیت اطمینان، ایمنی و عملکرد عملیاتی شبکه قدرت کمک می‌کند.

برخی از مزایای کلیدی زمین‌بندی میانه عبارتند از:

• محدود کردن ولتاژ: این روش ولتاژ فاز‌ها را به ولتاژ خط به زمین محدود می‌کند و محیط ولتاژی پایدارتری در سیستم الکتریکی فراهم می‌کند.

• حذف خازن‌های القایی: با زمین‌بندی میانه، ولتاژهای سنگین ناشی از خازن‌های القایی به طور موثر حذف می‌شوند و خطر آسیب به تجهیزات الکتریکی کاهش می‌یابد.

• کاهش ولتاژهای بیش از حد ناشی از برق‌آذرین: زمین‌بندی میانه مسیری برای ولتاژهای بیش از حد ناشی از ضربه‌های برق‌آذرین فراهم می‌کند تا به صورت ایمن به زمین تخلیه شوند و سیستم را از جرقه‌های الکتریکی خطرناک محافظت کند.

• افزایش ایمنی: این روش به طور قابل توجهی ایمنی کارکنان و تجهیزات را با کاهش ریسک شوک الکتریکی و کاهش احتمال آتش‌سوزی‌های الکتریکی و خطرات دیگر افزایش می‌دهد.

• بهبود قابلیت اطمینان: این روش زمین‌بندی به بهبود قابلیت اطمینان خدمات کمک می‌کند و فراوانی و شدت قطعی‌های برق و اختلالات سیستم را کاهش می‌دهد.

روش‌های زمین‌بندی میانه

روش‌های معمول زمین‌بندی میانه سیستم عبارتند از:

• زمین‌بندی محکم (یا زمین‌بندی مؤثر): این رویکرد شامل اتصال مستقیم میانه به زمین با استفاده از هادی با مقاومت و واکنش قابل چشم‌پوشی است.

• زمین‌بندی مقاومتی: در اینجا، یک مقاومت بین میانه و زمین قرار داده می‌شود تا جریان خطا محدود شود.

• زمین‌بندی واکنشی: در این روش، یک راکتور (واکنش القایی) برای اتصال میانه به زمین استفاده می‌شود که به کنترل اندازه جریان خطا کمک می‌کند.

• زمین‌بندی با کویل پیترسن (یا زمین‌بندی رزونانسی): از یک کویل پیترسن (راکتور با هسته آهنی) استفاده می‌شود که بین میانه ترانسفورماتور و زمین متصل می‌شود تا جریان خطا القایی را محدود کند.

انتخاب روش مناسب زمین‌بندی بستگی به عوامل مختلفی دارد، از جمله اندازه واحد الکتریکی، سطح ولتاژ سیستم و طرح حفاظتی خاصی که پیاده‌سازی خواهد شد.