قطع سریع مدار با استفاده از فیوز یا کلید خودکار

332-2- قطع سریع مدار با استفاده از فیوز یا کلید خودکار و انتخاب مسیری با امپدانس کم برای جریان اتصالی

در این حالت به جای وصل بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی به زمین از طریق الکترودمخصوص () که معمولاً مقاومت آن نسبت به جرم زمین زیاد است، بدنه های هادی به اجسام فلزی گسترده یا هادیهای بیگانه به هم پیوسته که در تاسیسات وجود دارند اتصال داده می شوند (هادیهای که بدنه های هادی را به هادیهای بیگانه وصل می کنند، هادی حفاظتی یا (PE) نامیده می شوند) و در عین حال اتصال زمین سیستم (N) نیز به همان اجسام فلزی اتصال داده می شود. هادیهای بیگانه ای که برای این کار مورد استفاده قرار داده می شوند ممکن است یک یا چند نوع از انواع مختلف باشند.

انواع هادیهای بیگانه موجود باید همگی همبندی شوند و سپس به عنوان ” زمین” کم مقاومت مورد استفاده قرار گیرند. در این حالت مانند ان است که یک “جرم زمین” مصنوعی ایجاد شده و وصل شدن به آن بر خلاف “جرم زمین” طبیعی، با مقدار بسیار کوچک انجام می شود.

در شکل 332-4 طرحواره یک سیستم اتصال به “زمین” مصنوعی نشان داده شده است.

در حال حاضر در مورد استفاده از هادیهای بیگانه به عنوان “زمین” کم مقاومت اختلاف نظر وجود دارد. به نظر می رسد IEC نسبت به این موضوع نظر مساعدی ندارد و بحث درباره سیستم TT  را فقط با استفاده از الکترود اتصال زمین (خاک) بازگو می کند.

در هر حال نظر به اینکه در اینجا موضوع در چارچوب سیری در توسعه سیستمها دنبال شده است این بحث را ادامه نمی دهیم تا فرصتی دیگر برای ادامه آن پیدا شود. وانگهی دیده خواهد شد که سیستم قابل اطمینانی وجود دارد که متداولتر و ارزانتر از سیستم TT است.

34-آخرین قدم در راه تامین ایمنی در برابر برقگرفتگی

341-شرح سیستمی که در نهایت به نام TN مشهور گردید

استفاده از هادیهای بیگانه و بدنه های هادی برای ایجاد مسیری با امپدانس کم به منظور بالا بردن جریان اتصال به زمین و قطع سریع مدار صدمه دیده برای رفع خطر برقگرفتگی تا مدتی جوابگوی حفظ ایمنی بود ولی کم کم معایب ان بر ملا گردید.

عیب عمده سیستم از نظر ایمنی این بود که از اجزای غیر الکتریکی، مانند لوله آب، اجزای فلزی ساختمان و بدنه های هادی لوازم الکتریکی و غیر الکتریکی به عنوان مسیر جریان اتصالی استفاده می شد بدون آنکه برخی از اجزای ناقل جریان در اختیار گردانندگان برق باشد اگر مثلاً یک قطع لوله آب مدتها عهده دار عبور جریان اتصال کوتاه بوده ولی بعدها استفاده کنندگان از آن تصمیم به پرچیدن آن و تامین آب از مسیر دیگر بر آمده باشند بدون انکه به بهره بردار برق خبر این تغییرات را بدهند، تکلیف ایمنی الکتریکی چه خواهد شد؟ از این گونه اتفاقات ممکن است برای هر یک از اجزای ساختمانی هم پیش آید.

کم کم اشکال دیگری هم که مربوط به بهره برداری می باشد ظاهر گردید. این اشکال تا توسعه بی حد و حصر وسایل الکترونیکی، زیاد مهم نبود ولی به تدریج که الکترونیک جزو لاینفک زندگی گردید، معلوم شد که عبور جریانهای نشتی و اتصالی از سیستم هادیهای بیگانه در یک ساختمان، سبب ایجاد پارازیت (البته مقصود فقط نوع صوتی ان نیست) و اخلال در کار لوازم الکترونیکی می گردد.

به هر جهت و به هر دلیلی که باشد (عادت و سنت یکی از مهمترین این دلایل است)، بعضی از سیستمها یا کشورها به استفاده از هادیهای بیگانه به عنوان هادیهای حفاظتی ادامه دادند، ولی بعضیها دیگر به این فکر افتادند که خود را از شر اتفاقات غیر قابل پیش بینی در هادیهای بیگانه خلاص کنند و تماماً به سیستم برق متکی شوند. بنابراین

به جای استفاده از هادی بیگانه، از یک هادی که جزو سیستم برقی بوده و همراه با هادیهای فاز و هادی خنثا حرکت می کند، استفاده کردند و این هادی را هادی حفاظتی (PE)  نامیدند و بدنه های هادی لوازم الکتریکی را به ان وصل کردند.

در مرحله اول، هادی حفاظتی تنها به بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی از یک طرف و هادی خنثا (N) وصل می شد که این کار فقط در نقطه شروع تغذیه سیستم برق انجام می شد.

(ایجاد همبندی برای همولتاژ کردنف فکری بود که بعدها پدید امد و اجرا گردید و درباره آن در فصل ششم صحبت خواهد شد).

در شکل 341-1 طرحواره یک سیستم اتصال به هادی خنثا با استفاده از یک هادی مستقل حفاظتی (PE)  نشان داده شده است. در این حالت فرض بر این است که هادیهای بیگانه ساختمان به هیچ یک از هادیهای سیستم با بدنه های هادی تجهیزات وصل نیستند.

شکل 341-1 طرحواره ک سیستم توزیع با اتصال بدنه ها به نقطه خنثا با استفاده از هادی حفاظتی

برای روشن شدن بیشتر مسایل مربوط به برقگرفتگی، شکل 341-2 ارائه شده است که در آن جریانها و ولتاژهای اتصالی و برقگرفتگی نشان داده شده اند.

در هر حال سیستم جدید(TN)  ، سرآمد سیستمها با توجه به سرمایه گذاری اولیه می باشد. در این سیستم استفاده از فیوز که ارزانترین وسیله حفاظتی است و همچنین دیگر وسایل حفاظتی که در اثر شدت جریانهای بالا عمل می کنند (کلیدهای خودکار مینیاتوری و انواع کلیدهای خودکار) ، قابل استفاده می باشند.سیستم قبلی (TT)  در حالت کلاسیک ان احتیاج به کلیدهای جریان تفاضلی (RCD)  گران قیمت دارد و اگر از یک کلید تفاضلی برای چند مدار یا حتی یک آپارتمان استفاده شود، در اثر بروز عییبی در یک مدار، کل تاسیسات خاموش می شود. استفاده از سیستم (IT)  نیز در سیستمهای توزیع عمومی ممنوع است. در هر حال درباره هر یک از سیستمهای سه گانه به تفصیل صحبت خواهد شد.

شکل 2-341 جریانها و ولتازهای اتصل کوتاه و برقگرفتگی مربوط به حالت خاص شکل 341-1