تجهیزات زمین‌دار: آن چیست و چرا مهم است
زمین‌سازی چیست؟
زمین‌سازی تجهیزات اتصالی است که از طریق پیوند فلزی بین بدنه هر تجهیز الکتریکی یا نقطه خنثی، به زمین عمیق انجام می‌شود. این پیوند فلزی معمولاً از صفحات فولادی، صفحات آهنی و سیم جلفایی تشکیل شده که باید به شبکه زمین زیرزمینی نفوذ کند.
زمین‌سازی تجهیزات بر اساس استاندارد IS:3043-1987 است.
طبقه‌بندی تجهیزات الکتریکی IS: 9409-1980
قوانین مهم برای امنیت و عملیات زمین‌سازی بر اساس قوانین IE 1956
راهنما درباره تأثیرات جریان عبوری از بدن انسان – IS:8437-1997
حفاظت ساختمان‌ها و سازه‌ها از برق‌آتش – IS:2309-1969
زمین: جرم رسانای زمین، که پتانسیل الکتریکی آن در هر نقطه به طور متعارف صفر فرض می‌شود.
الکترود زمین: رسانا یا گروهی از رساناها که با زمین تماس مستقیم داشته و اتصال الکتریکی به زمین ارائه می‌دهد.
مقاومت الکترود زمین: مقاومت الکتریکی الکترود زمین نسبت به جرم عمومی زمین.
رسانا حفاظتی زمین: رسانا حفاظتی که اتصال اصلی زمین را به الکترود زمین یا سایر روش‌های زمین‌سازی می‌کند.
پیوند هم‌پتانسیل: اتصال الکتریکی که اجزای رسانا و بخش‌های خارجی را در پتانسیل تقریباً یکسان قرار می‌دهد.
مثال: اتصال رساناهای حفاظتی، رساناهای پیوستگی زمین و ستون‌های سیستم‌های AC/HV اگر موجود باشند.گرادیان پتانسیل: تفاوت پتانسیل در واحد طول که در جهت ماکسیمم اندازه‌گیری می‌شود.
ولتاژ لمس: تفاوت پتانسیل بین یک ساختار فلزی متصل به زمین و یک نقطه روی سطح زمین که با یک متر افقی جدا شده است.
ولتاژ گام: تفاوت پتانسیل بین دو نقطه روی سطح زمین که با یک متر (گام) از هم جدا شده‌اند.
شبکه زمین: سیستم الکترودهای زمین‌سازی شامل رساناهای متصل شده که در زمین دفن شده‌اند تا زمین مشترکی برای دستگاه‌های الکتریکی و سازه‌های فلزی ارائه دهند.
مات زمین: سیستم زمین‌سازی تشکیل شده از شبکه‌ای از رساناهای دفن شده به طور افقی – برای پخش جریان خطای زمین و همچنین به عنوان سیستم رسانای هم‌پتانسیل.
چرا زمین‌سازی مهم است
زمین‌سازی برای اطمینان از:
امنیت کارکنان
امنیت تجهیزات
جلوگیری یا حداقل کردن آسیب به تجهیزات به دلیل جریان جریان‌های سنگین
بهبود قابلیت اطمینان سیستم برق.
طبقه‌بندی زمین‌سازی
زمین‌سازی به طور کلی به دو بخش تقسیم می‌شود:
زمین‌سازی سیستم (اتصال بین بخشی از تجهیزات در یک سیستم فعال مثل خنثی پایین ولتاژ یک ترانسفورماتور برق و زمین).
زمین‌سازی تجهیزات (زمین‌سازی ایمنی) اتصال بدنه‌های تجهیزات (مثل بدنه موتور الکتریکی، مخزن ترانسفورماتور، جعبه سوییچگیری، میله‌های عملیاتی سوییچ‌های هوایی، بدنه‌های سوییچ‌های پایین ولتاژ، بدنه‌های سوییچ‌های بالا ولتاژ، بدنه‌های سوییچ‌های فیدر و غیره) به زمین.
ارزش‌های مجاز مقاومت زمین
ارزش‌های مناسب برای مقاومت زمین عبارتند از:
ایستگاه‌های تولید برق – ۰.۵ اهم
ایستگاه‌های EHT – ۱.۰ اهم
SS ۳۳KV – ۲ اهم
سازه‌های DTR – ۵ اهم
مقاومت پایه برج – ۱۰ اهم
اصول رسیدن به مقاومت‌های زمین مجاز
بر اساس قوانین IE باید پایه معینی برای آن داشته باشید. بر اساس قوانین IE باید ولتاژ لمس را کمتر از
ارزش ایمنی توصیه شده ۵۲۳ ولت
Ifault = جریان ماکسیمم در شرایط خطا،
جریان خطا ماکسیمم ۱۰۰ KVA جریان در ۱۰۰ KVA حدود ۱۰۰ A است؛ که درصد امپدانس ۴٪ است
برای یک زیراستانداری ۱۰۰ KVA ترانسفورماتور
۰.۲۶ اهم که بسیار کم است، کار با کیفیت بالا در زمان ساخت و ساز باید انجام شود تا ارزش چنین سیستم زمین‌سازی را به دست آورد و هزینه آن بسیار بالا خواهد بود.
بنابراین بازرسان الکتریکی در مورد ۱.۰ اهم اصرار دارند. این مقدار برای مناطق شهری توجیه می‌شود. این مقدار ممکن است در مناطق روستایی ۲ اهم باشد که توسط بیشتر مراجع توصیه می‌شود.ارزش مقاومت الکترود زمین نیز در نظر گرفته می‌شود به منظور حفاظت کامل توسط بلندگری‌های برق‌آتش برای محافظت از برق‌آتش.
ارزش مقاومت الکترود زمین در این مورد با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود
ولتاژ فلش‌اور ۱۱ KV = ۷۵ KV، و جابجایی بلندگری‌های برق‌آتش = ۴۰ KA.
نوع زمین‌سازی
زمین‌سازی نوع صفحه‌ای
در این روش، صفحه آهنی با ابعاد ۶۰۰ میلی‌متر × ۶۰۰ میلی‌متر × ۶.۳ میلی‌متر به عنوان صفحه زمین استفاده می‌شود. این صفحه با نوار زمین اصلی جلفایی با ابعاد ۵۰ میلی‌متر عرض × ۶ میلی‌متر ضخامت × ۲.۵ متر طول با استفاده از مهره، پیچ و واشرهای مورد نیاز متصل می‌شود. نوار زمین اصلی با نوار جلفایی با ابعاد ۴۰ میلی‌متر × ۳ میلی‌متر به طول مورد نیاز بر اساس موقعیت محلی تا اتصال زمین یا خنثی تجهیزات متصل می‌شود.
صفحه زمین با مواد زمین‌سازی (مخلوط زغال و نمک) از تمام شش طرف با ۱۵۰ میلی‌متر پوشانده می‌شود. بقیه حفره با خاک حفاری شده پر می‌شود. همراه با صفحه زمین، لوله PVC سخت با طول ۲.۵ متر نیز در حفره زمین برای مقصد آبیاری به منظور نگه‌داری مقاومت زمین در حد محدوده خاص فراهم می‌شود.
زمین‌سازی نوع لوله‌ای
در این روش، لوله جلفایی با ابعاد ۴۰ میلی‌متر قطر × ۲.۵ متر برای زمین‌سازی تجهیزات استفاده می‌شود. این لوله هر ۱۰۰ میلی‌متر یک بار سوراخ شده و در پایین تیز می‌شود. یک کلاهک در ۱۰۰ میلی‌متر پایین از بالا به این لوله دوخته شده تا اتصال با نوار جلفایی با ابعاد ۴۰ میلی‌متر × ۳ میلی‌متر به طول مورد نیاز بر اساس موقعیت محلی تا اتصال زمین یا خنثی تجهیزات ا
