به نام خدا
سیستم زمین
مقدمه
سیستم اتصال به زمین ( ارتینگ ) جزئی از تاسیسات الکتریکی است از همین رو برای نیروگاه‌های آنگرید ( متصل به شبکه ) احداث چاه زمین و سیم‌کشی ارت الزامی است. این نوشته برگرفته از جزوه وزارت کار درباره سیستم زمین الکتریکی و تجربیات موجود در سایت شرکت‌های فعال است تا اطلاعات لازم درباره این بخش از نیروگاه خورشیدی را در اختیار مخاطبین عزیز هورایش قرار دهد.
مقدمه
سیستم اتصال به زمین ( ارتینگ ) جزئی از تاسیسات الکتریکی است از همین رو برای نیروگاه‌های آنگرید ( متصل به شبکه ) احداث چاه زمین و سیم‌کشی ارت الزامی است. این نوشته برگرفته از جزوه وزارت کار درباره سیستم زمین الکتریکی و تجربیات موجود در سایت شرکت‌های فعال است تا اطلاعات لازم درباره این بخش از نیروگاه خورشیدی را در اختیار مخاطبین عزیز هورایش قرار دهد.
اهداف سیستم زمین
سیستم اتصال به زمین ( ارتینگ ) دو هدف را دنبال میکند:
1-حفظ جان افرادی که با وسایل الکتریکی در ارتباط هستند: ایجاد یک مسیر از بدنه تجهیزات الکتریکی به زمین به عنوان جسمی که مقاومت پایین پیدا کرده است سبب میشود در صورت اتصال الکتریکی بخشی از مدار به بدنه، جریان بجای عبور از بدن اشخاص، از مسیر با مقاومت کمتر عبور کند تا بدین وسیله جان افراد از جریان برق مصون بماند.
2-حفظ سلامت سیستم صرف نظر از مسائل ایمنی: وسایل الکتریکی بطور کلی از دو بخش رسانا و عایق تشکیل شده است در حالت کارکرد نرمال مدار، تمام جریان باید از رساناها عبور کنند و مواد عایق جریانی نداشته باشند. عایق‌ها حساس‌تر از هادی‌ها هستند و با افزایش دما و افزایش ولتاژ مستهلک می‌شوند. سیستم اتصال زمین در سالم نگه داشتن عایق تاثیرگذار است. اتصال به زمین منبع تغذیه در بهبود عملکرد سیستم تاثیرگذار است.
1-حفظ جان افرادی که با وسایل الکتریکی در ارتباط هستند: ایجاد یک مسیر از بدنه تجهیزات الکتریکی به زمین به عنوان جسمی که مقاومت پایین پیدا کرده است سبب میشود در صورت اتصال الکتریکی بخشی از مدار به بدنه، جریان بجای عبور از بدن اشخاص، از مسیر با مقاومت کمتر عبور کند تا بدین وسیله جان افراد از جریان برق مصون بماند.
2-حفظ سلامت سیستم صرف نظر از مسائل ایمنی: وسایل الکتریکی بطور کلی از دو بخش رسانا و عایق تشکیل شده است در حالت کارکرد نرمال مدار، تمام جریان باید از رساناها عبور کنند و مواد عایق جریانی نداشته باشند. عایق‌ها حساس‌تر از هادی‌ها هستند و با افزایش دما و افزایش ولتاژ مستهلک می‌شوند. سیستم اتصال زمین در سالم نگه داشتن عایق تاثیرگذار است. اتصال به زمین منبع تغذیه در بهبود عملکرد سیستم تاثیرگذار است.
انواع سیستم‌های زمین ( ارت )
سیستم‌های فشار ضعیف به دو دسته کلی تکفاز و سه‌فاز تقسیم بندی می‌شوند:
برای مشخص کردن هادی‌های فاز از L (Live) ، هادی خنثی N از (Neutral) ، هادی زمین از PE (Protective Earth) و هادی مشترک خنثی و زمین از PEN(PE + N) استفاده می‌کنیم.
انواع سیستم زمین تکفاز:
✅ سیستم دو سیمه L1 + L2 , L1 + N , L1 + PEN
✅ سیستم سه سیمه L1 + N + P
انواع سیستم زمین سه‌فاز :
✅ سیستم سه سیمه L1 + L2 + L3
✅ سیستم چهار سیمه L1 + L2 + L3 + (N , PE , PEN)
✅ سیستم پنج سیمه L1 + L2 + L3 + N + PE
انواع سیستم‌های زمین :
✅ سیستم ارت TN شامل انواع TN-C ، TN-S و TN-C-S
✅ سیستم ارت TT
✅ سیستم ارت IT
برای مشخص کردن هادی‌های فاز از L (Live) ، هادی خنثی N از (Neutral) ، هادی زمین از PE (Protective Earth) و هادی مشترک خنثی و زمین از PEN(PE + N) استفاده می‌کنیم.
انواع سیستم زمین تکفاز:
✅ سیستم دو سیمه L1 + L2 , L1 + N , L1 + PEN
✅ سیستم سه سیمه L1 + N + P
انواع سیستم زمین سه‌فاز :
✅ سیستم سه سیمه L1 + L2 + L3
✅ سیستم چهار سیمه L1 + L2 + L3 + (N , PE , PEN)
✅ سیستم پنج سیمه L1 + L2 + L3 + N + PE
انواع سیستم‌های زمین :
✅ سیستم ارت TN شامل انواع TN-C ، TN-S و TN-C-S
✅ سیستم ارت TT
✅ سیستم ارت IT
سیستم TN
1-سیستم زمین TN-C
در این سیستم نول و ارت مشترک هستند. در این سیستم شینه نول به چاه ارت متصل میشود و بعد از آن به وسیله سیم PEN هم به عنوان سیم خنثی استفاده میشود و هم به بدنه برای حفاظت زمین متصل می‌شوند .
2-سیستم زمین TN-S
در این سیستم نول و ارت از هم جدا هستند. اما هنوز سیم خنثی به چاه ارت متصل خواهد بود منتها فقط در ابتدا و در شینه .
3-سیستم زمین TN-C-S
در این سیستم نول و ارت در ابتدا یک سیم PEN مشترک هستند و از جایی به بعد تبدیل به دو سیم جداگانه PE و N می‌شوند.
سیستم زمین TT
در این سیستم زمین علاوه بر جدا بودن سیم‌های نول و ارت، شینه‌های آنها هم، به هم متصل نیست و به چاه‌های جداگانه متصل می‌شوند یعنی سیستم زمین هیچ اتصالی به سیستم الکتریکی ندارد.
سیستم زمین IT
در این سیستم زمین یا منبع انرژی ارت نشده یا بوسیله یک امپدانس بزرگ زمین شده است. مانند حالت سیستم زمین TT سیستم نول و ارت مجزا هستند.
احداث چاه سیستم زمین ( ارت )
شاید بتوان چاه‌های سیستم اتصال زمین را براساس نوع الکترود آنها طبقه بندی کرد. الکترود صفحه‌ای ، الکترود میله‌ای و الکترود تسمه‌ای بر اساس مقاومت زمین و نوع خاک انتخاب می‌شوند .
برای سرزمین‌های سنگلاخ که امکان احداث چاه به سادگی فراهم نیست الکترود تسمه‌ای استفاده میشود. برای خاک‌های با مقاومت کم میله یا راد می‌تواند مناسب باشد. برای مناطق با مقاومت معمولی ( نه کم و نه زیاد ) احداث چاه همراه با الکترود صفحه‌ای یا میله‌ای به تناسب شرایط صورت می‌پذیرد. تجهیزات مورد نیاز برای احداث انواع چاه‌ها به توصیه سایت تهران ارت آورده شده است :
به عنوان نمونه مراحل احداث یک چاه ارت با الکترود صفحه‌ای مورد نظر قرار می‌گیرد.
احداث چاه ارت ( سیستم زمین ) با الکترود صفحه‌ای
در ابتدا حفر چاه تا رسیدن به رطوبت زمین ادامه می‌یابد. در انتهای چاه به عمق 20 تا 30 سانتی متر از مواد بتونیت یا نمک صنعتی با توجه به مقاومت خاک استفاده میشود. بعد از آن صفحه‌ی مسی که در سه نقطه سیم مسی به آن جوش خورده است، بصورت عمودی بر روی مواد کاهنده قرار می‌گیرند. بعد از آن دوباره اطراف صفحه مسی مواد بتونیت ریخته میشود تا نه تنها دور آن بلکه 20 تا 30 سانتی متر روی آن نیز از مخلوط بتونیت و آب پر میشود. در این مرحله می‌توان یک لوله پولکا برای تزریق آب بصورت دوره به بتونیت‌ها نصب کرد. بعد از آن روی این مخلوط خاک رس یا خاک الک شده خود چاه پوشانده می‌شوند. بعد از آنکه چاه تا سطح زمین کامل شد می‌توان از حوضچه ارت و شینه استفاده کرد. در زیر تصویر چاه را مشاهده می‌کنید:
جمع‌بندی
سیستم زمین ( ارت ) ، بخش اصلی حفاظت یک نیروگاه متصل به شبکه ( آنگرید ) خورشیدی است از این جهت آشنایی مختصر با انواع این سیستم زمین و نحوه اجرای آن هدف این نوشته بوده است. شهرهای مختلف کشور استانداردهای مختلفی برای سنجش سیستم‌های ارت ( سیستم اتصال به زمین ) دارند که از 5 اهم تا 2 اهم را شامل میشود. برای سیستم‌های برقی تاسیسات معمولا 2 اهم برای کارخانجات و 5 اهم برای خانه‌های مسکونی در نظر گرفته میشود .
نویسنده: مهندس رضا فرجی داور ( فارغ التحصیل برق شریف )
🔷محصولات فروشگاه برق خورشیدی هورایش⏬
نظرات
ارسال نظر
مقالات مرتبط
