تجهیزات لازم
1ـ قالب جوش (قالب جوش دوراهی، قالب جوش سه راهی و قالب جوش چهار راهی) 2ـ پودر جوش ( پودر جوش 90 گرمی یا پودر جوش 115 گرمی) 3ـ پولک انتهایی 4ـ فتیله آتش زن و فندک 5- سیم ارت با مقطع ۱۶mm 6 ـ دستکش، عینک و کفش مخصوص
برای شبکه اتفاقی ولتاژ تماس Zth=Rf/2
برای شبکه اتفاقی ولتاژ گام Zth=2Rf
Rf در فرمول های فوق عبارت است از مقاومت زمین یک پای فرد متصل به شبکه به اهم . البته توجه شود در محاسبات تجزیه و تحلیل شبکه های برق پای انسان به عنوان یک صفحه فلزی هادی محسوب میشود.
پس از اتمام این واحد یادگیری هنرجویان قادر خواهند بود انواع روشهاي همبندي در ساختمان را فرا گرفته و كارهاي عملي مرتبط انجام دهند
همچنين با انواع برقگيرها آشنا شده و به كارگيري آنها را فرا خواهند گرفت
مقدمه
ضرورت رعایت موارد ایمنی و جلوگیری از خطرات ناشی از برق گرفتگی مانند شوک الکتریکی، سوختگی و نظایر آن از مهمترین خطرات احتمالی برقگرفتگی الکتریکی است. روشها و ایده های بسیاری برای جلوگیری از این خطرات مطرح شده است. با اجرای همبندی در ساختمانها میتوان تا حد بسیار زیادی از این خطرات جلوگیری کرد. همچنین در ساختمان های بلند مرتبه تجاری و مسکونی براي جلوگیری از خطر برخورد صاعقه و ایجاد خسارت ميتوان از صاعقه گیر استفاده كرد. صاعقه گير وظیفه کنترل مسیر هدایت صاعقه را بر عهده دارد، كنترل و مهار صاعقه از مهمترین دغدغه ها در ساختمان هاي بلند میباشد
همبندی۳-۱
اگر اسکلت هادی ساختمان (اسکلت فلزی یا میلگردهای بتنی) و بدنه هادی بیگانه (انواع لولهکشیهاي فلزی و نظایر آن) و بدنه هادی تجهیزات الکتریکی ساختمانها را با یک هادی که دارای سطح مقطع بزرگ و مقاومت الکتریکی کم باشد به یکدیگر متصل شود، تمام نقاط همپتانسیل میشود. این نوع اتصال سیستم همبندی نام دارد. همبندیمهمترین روش برای پیشگیری از برقگرفتگی در یک ساختمان است. در شکل یک سیستم همبندی نشان داده شده است.
سوال
اگر به هر دلیلی جریان ناخواسته ای وارد این سیستم شود چه پیامدی خواهد داشت؟
همبندی در ساختمان های مسکونی
یکی از دلایل مهم توجه به همبندی از طرف مهندسان برق، همه گیر شدن استفاده از ساختمانهای مسکونی با سازه های بتنی است روشی که قبالً برای ایجاد اتصال زمین و برای سیستم صاعقه استفاده شده است. سیستم الکترود زمین مستقل (بدون توجه به اجزای ساختمان) برای سیستم الکتریکی بود. این سیستم زمین شامل صفحه فلزی دفن شده، میله کوبیده شده، تسمه فلزی دفن شده و زره کابل است. در این روش سنتی از تشکیل همبندی صرف نظر شده و برای حفاظت در برابر صاعقه نیز یک سیستم مستقل نزولی با استفاده از هادیهای مخصوص ایجاد شده است و در نهایت به سیستم الکترود زمین مستقل مخصوص صاعقه گیر متصل میشد. برای حفاظت بیشتر یک سیستم همبندی بین دو سیستم الکترود زمین نیز ایجاد میشود..
استفاده از بتن به عنوان الکترود ایجاد سیستم همبندی بسیار مهم و مقرون به صرفه است اگر چه در برخی موارد ممکن است به علت بی توجهی به بتن از نظر عبور جریانهای مربوط به اتصال کوتاه یا صاعقه صدمهای شدید به آن وارد شود. سیستم همبندی از نظر استقامت مکانیکی دارای عمر طولانی بوده و نیاز به نگهداری بالایی ندارد
نحوه اجراي سيستم ارت ( سیستم زمین ، چاه ارت ، ارتینگ ) جهت رعايت سيستم TN-C-S در داخل ساختمان و T-T در شبكه عمومي و ايجاد تناسب بين اين دو به نحويكه مشكلي از جهت ايمني ساكنين و شبكه پيش نيايد بشرح بندهای زير عمل می شود.
-لازم است اتصال زمين و لحاظ نمودن آخرين پيشرفتهاي روز در زمينه احداث چاه ارت ( سیستم ارت ، سیستم زمین ، ارتینگ ) (استفاده از بنتونيت و ساير مواد كاهش دهنده مقاومت) با مقاومت حداكثر 2 اهم اجرا شود. IEC-60100) و (VDE-0140 در اينصورت ميتوان با همبندي شمشهاي نول و ارت در محل تابلوي كنتور مشتركين، هم براي ارت كردن سيستم داخلي و هم براي زمين كردن بدنه تابلو، از اتصال زمين واحدي استفاده نمود. -لازم است مقدار مقاومت اتصال زمين توسط مهندس ناظر و نماينده شركت برق اندازهگيري شود و از پذيرفتن ارتهاي با مقاومت بالاتر از 2 اهم جداً خودداري گردد. (به دليل آنكه بيخطر بودن روش فوق بستگي بسيار زيادي به اين مطلب دارد -در داخل ساختمان لازم است همبندي بنحو مؤثري رعايت شود و المانهاي فلزي موجود در سازه با روش مناسب، اتصال الكتريكي مورد نياز را داشته باشند تا در صورت بروز هرگونه اشكال احتمالي روي شبكه عمومي برق، امكان بروز حادثه براي ساكنين وجود نداشته باشد. -لازم است موارد فوق براي تمامي منازل، مغازهها، واحدهاي صنعتي و بطور كلي هرگونه متقاضي (بدون درنظر گرفتن متراژ و تعداد طبقات) انجام شود. -لازم است اندازهگيري مستمر ارتهاي نصب شده در ساختمانها حداقل سالي يكبار انجام گرديده و در صورت بالاتر بودن از استاندارد نسبت به اصلاح ارت اقدام گردد. مسئوليت انجام اين كار با مالك با مالكين است و وي ميتواند بدين منظور از دفاتر مورد تأييد سازمان نظام مهندسي ساختمان استفاده نمايد.
در سیستم IT قویا توصیه می شود که از توزیع هادی خنثا صرف نظر شود. مهمترین علت اینکه توصیه می شود هادی خنثا توزیع نشود این است که هر چه طول هادی خنثا و تعداد لوازمی که به آن مصل می شوند بیشتر شود، احتمال بروز اتصالی بین آن و بدنه های هادی زمین شده بیشتر می شود که در صورت بروز این حالت ظاهرا اتفاق مهمی نخواهد افتاد، اما کل سیستم حفاظتی مختل خواهد شد و در اصل سیستم IT تبدیل به TTیا TN (بسته به نوع اتصال به زمین) خواهد شد.
وضعیتی که در صورت توزیع هادی خنثا در سیستم IT باید مورد توجه قرار گیرد و علت آن ممکن است در نگاه اول خیلی واضح نباشد این است که همه مدارهای سیستم باید مجهز به وسایل کشف اضافه جریان در هادی خنثا باشند که همه هادی های مدار (فاز یا فازها و خنثا) را قطع کند.
کلیدهای چهار قطبی یا کلیدهای دو قطبی که همه قطب های آن مجهز به رله های اضافه جریان می باشند، برای همین منظور مورد استفاده قرار می گیرند. برای پی بردن به اهمیت بحث، شکل زیر را مورد توجه قرار دهید.
اگر مداری که هادی خنثای آن با بقیه برخورد کرده است، مداری با مقطع کوچک باشد و مدار دیگر که فاز آن با بدنه در تماس است مداری با مقطع بزرگ باشد، ممکن است حالتی پیش آید که جریان اتصالی نشان داده شده در شکل، برای قطع رله جریان در فاز مدار بزرگ کافی نباشد در حالی که همین جریان از دید مدار کوچک آنقدر بزرگ باشد که هادی خنثای آن را بسوزاند.
در دو حالت زیر می توان از شرط بالا صرفنظر نمود:
- در صورتی که برای حفاظت هادی خنثای هر یک از مدارها یا چند مدار با هم از وسایل حفاظتی در برابر اتصال کوتاه در طرف تغذیه استفاده شده باشد.
- در صورتی که برای حفاظت از مدار مورد نظر از وسیله حفاظتی جریان تفاضلی استفاده شود، به شرط اینکه جریان نامی تفاضلی عمل آن از 0.15 برابر جریان نامی هادی خنثا بیشتر نباشد. بدیهی است که این وسیله باید همه هادی های مدار از جمله هادی خنثا را قطع کند.
همبندی کمکی برای همولتاژ کردن باید کلیه بدنه های هادی را که همزمان قابل لمس می باشند در برگیرد و حاوی اجزای فلزی ساختمان شامل میلگردهای بتن مسلح باشد، البته اگر در دسترسی به آن ممکن باشد. همچنین همبندی کمکی برای همولتاژ کردن باید به هادی های حفاظتی همه تجهیزات از جمله پریزها، وصل باشد.
اطمینان نسبت به کارآیی همبندی کمکی برای همولتاژ کردن
اگر کوچکترین شکی نسبت به کارآیی سیستم همبندی کمکی برای همولتاژ کردن وجود داشته باشد، لازم است نسبت به صحت رابطه زیر اطمینان حاصل شود:
R<=50/Ia
که در آن:
R= مقاومت بین بدنه های هادی که همزمان در دسترس می باشند و بدنه های هادی بیگانه
Ia= شدت جریانی که سبب عمل وسیله حفاظتی می شود.
در مورد وسایل اضافه جریان: Ia=جریانی است که سبب قطع وسیله حفاظتی در ۵ ثانیه می شود.
مقصود از اجزای فولادی سازه ها، هر نوع قطعات فولادی مربوط به سازه ها است که مستقیما و یا از طریق بتنی که دور آنها ریخته شده است (فونداسیون) با زمین در تماس باشند. بدیهی است دفن اجزای فولادی سازه ها بدون هیچگونه حفاظ، جز در مواردی نادر و با استفاده از فولادهای مخصوص ضد رنگ، انجام نمی شود. بنابراین در اینجا، اجزای فولادی سازه های داخل بتن و از آن میان میلگردهای بتن مورد نظر خواهند بود.
معمولا استفاده از مجموعه بتن و فولاد داخل آن بعنوان الکترود در بیشتر موارد امکانپذیر است. مقاومت الکترود بتن فولاد در اغلب موارد بعلت سطح زیاد آن، بقدری پایین است (کمتر از ۱ اهم) که کمتر الکترود دیگری، حتی با صرف مبالغی زیاد، می تواند با آن رقابت کند. بدیهی است که مقاومت اتصال به زمین بتن / فولاد به جنس و رطوبت زمینی که در آن قرار دارد بستگی خواهد داشت و جز در موارد نادر که زمین محل استقرار بسیار خشک باشد، مقاومت مخصوص در دمای عادی بین ۳۰ الی ۹۰ اهم متر است که از بسیاری از انواع خاک ها کمتر است. با تمام این مزایا لازم است به خورده شدن فولاد در داخل بتن، توجه شود، زیرا محصول خورده شدن بتن حجمی بیش از فولاد دارد و در نتیجه ممکن است سبب ترک خوردن بتن شود. در این مورد باید جریان هایی که بطور دائم از الکترود به زمین نشت می کنند، بررسی شوند. یکی از علل وجود این جریان ها، نبودن سازگاری بین مجموعه بتن / فولاد و اجزای دیگر در تماس با زمین و همبندی شده با آن است.
لازم است توجه شود که جریان متناوب سبب ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن نمی شود یا خرابی ایجاد شده بوسیله آن در محدوده توانایی عبور جریان، ناچیز و قابل اغماض است، ولی یکی از خواص "زمین الکترولیت" این است که بصورت یک نیم هادی هم عمل می کند که نتیجه آن ایجاد جریان یکسو شده بطور دایمی است. هر چند شدت این جریان زیاد نباشد.
اگر مقاومت الکترود بتن / فولاد بقدر کافی کم باشد، در اثر عبور جریان به زمین، در بتن ترک خوردگی ایجاد نخواهد شد.
تعریف:مجموعه تکنیکهایی که جهت فراهم کردن بستری مناسب در زمین بمنظور تخلیه جریانهای ناشی از اتصال بدنه ها ،عدم تقارن بارها و خطوط تغذیه سه فاز،الکتریسیته ساکن ، صاعقه و ... بکار برده میشود ارتینگ نامیده میشود.
کاربرد:
سیستم حفاظت در برابر صاعقه ،حفاظت در برابر برق گرفتگی در زمان اتصال بدنه تجهیزات ،حفاظت تجهیزات در زمان شکست عایقی و اتصال بدنه ،حفاظت در برابر الکتریسیته ساکن و جرقه خطرنک در محیطهای آتشزا مانند جایگاه سوخت گیری و CNG،کاهش نویز پذیری و حفاظت تجهیزات مخابراتی از جمله دیتا سنتر و...
- در سیستم حفاظت در برابر صاعقه نقش سیستم رت بعنوان بستر مناسب جهت تخلیه جریان صاعقه میباشد.بطوریکه صاعقه گیر با دریافت جریان صاعقه از طریق هادی نزولی آن را به سیستم ارت انقال میدهد.در خصوص صاعقه گیر ها موارد زیر قابل ذکر میباشد:
سیستم صاعقه گیر جهت حفاظت و جلوگیری از برخورد مستقیم صاعقه به سازه در دو نوع اکتیو و پسیو طراحی میشود.لزوم نصب صاعقه گیر در هر سازه بر اساس فرمولهای موجود در استانداردهای مربوطه از قبیل :NFC17-102 و BS6651 و... و از طریق نرم افزارهای منطبق بر این فرمولها و استانداردها تحت عنوان ارزیابی احتمال خطر مطرح میگردد.بر اساس این استانداردها و از طریق پارامترهایی نظیر : تراکم برخورد صاعقه در هر منطقه ،سطح جاذب و ابعاد سازه ،تجهیزات داخل ساختمان ،جنس سازه و... نیاز و عدم نیاز هرسازه به نصب صاعقه گیر و در صورت نیاز به نصب ،کلاس حفاظتی سازه تعیین میشود.یکی از این نرم افزار ها ،نرم افزار شرکت سیر پروتک(CIRPROTEC )میباشدکه بصورت آنلاین و از طریق سایت این شرکت در دسترس میباشد.
- در سیستم ارتینگ حفاظتی نقش سیستم ارت بعنوان بستری مناسب است جهت تخلیه جریانهای خطا که معمولا بر اثر شکست عایقی تجهیزات الکتریکی و ظاهر شدن ولتاژ خطا روی بدنه بوجود می آیند.این ولتاؤ ضمن اینکه تهدیدی برای سلامتی افراد در ارتباط با این تجهیزات میباشد ،میتواند به خود تجهیزات نیز آسیب برساند و موجب خسارات مالی شود.
- در آزمایشگاههای الکترونیک و تجهیزاتی که به کالیبراسینون احتیاج دارند و همچنین در انبارهای مواد سوختی و مواد آتشزا نقش سیستم ارت بعنوان بستری مناسب جهت تخلیه الکتریسیته ساکن میباشد.
- در پستهای خطوط انتقال و توزیع سیستم ارت بعنوان یکی از عناصر اصلی و مهم پست مطرح میشود.تخلیه جریانهای خطا ناشی از عملیات سوئیچینگ ،جریانهای اعمال شده بر خطوط با دامنه های بالا بر اساس برخورد مستقیم و غیر مستقیم صاعقه و بطور کلی تخلیه جریانهای ناشی از حوادث اتفاقی روی شبکه مستلزم وجود یک سیستم رات جامع و یکپارچه میباشد.که این سیستم یکپارچه باعث از بین رفتن و کاهش ولتازهای گام و تماس میشود.همچنین جهت اتصال نقطه نوترال شبکه سه فاز به زمین میتوان بر اساس نوع سیستم توزیع محلی(IT,TT,TNS,TNC,TNCS ) از سیستم ارت استفاده کرد.همچنین در ترانسفورماتور خطوط انتقال و توزیع جهت تخلیه جریان های جاری شده در نوترال بر اساس هارمونیکهای شبکه ،نقطه نوترال از طریق سیستم ارت یا امپدانس به زمین مرجع متصل میشود.
یک سیستم ارت جامع و کامل علاوه بر عملیاتی که عمقی از خاک انجام میشود شامل تمامی تکنیکها و روشها و دستورالعملهایی میباشد که منجر به تخلیه جریان خطا از محل خطا تا بستر خاک و زمین مرجع میشود.عملیات همراه با حفاری و دفن فلزات ،هم بندی ها و هم پتانسیل سازی ها ،مسیر های کوتاه تخلیه ،جدا سازیها و عملیات ایزولاسیون ،اجرای تکنیکهای کاهش مقاومت ویژه خاک و ... همه و همه در قالب یک طرح جامع و بر اساس استانداردهای طراحی ارتینگ نظیر :IEC,NFC,UNE,IEEE.BS.ITUT,… بعنوان سیستم ارت جامع مطرح میگردد.شرکت توسعه افق رعد طراح و مجری سییتمهای حفاظت در برابر صاعقه و سیستمهای ارت ،تمامی فعالیتهای خود را بر اساس استانداردهای روز دنیا که به آنها اشاره شد انجام میدهد.همچنین تولیدات این شرکت از جمله :ارت پک ،مواد کاهنده مقاومت زمین(مود پودری- مواد ژله ای-مواد احیاء گر) ،میله های ارت و میله های صاعقه گیر و بست و اتصالات سیستم ارت (بست و کلمپ مسی-قالب جوش احتراقی-پودر جوش احتراقی)کمک شایانی در اجرا و نصب این سیستمها شده است.که همگی بر اساس استانداردهای مربوطه تولید و تست شده اند.
شرکت توسعه افق رعد همگام با دانش روز دنیا و بهره گیری از تجارب پروژه های اجرایی توسط متخصصین فنی و کارآزموده در این زمینه ، به منظور دستیابی به اهداف فوق آماده ارائه خدمات ذیل به هموطنان گرامی می باشد :