حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از قطع خودکار مدار

(4)- کلاس (Chass III) – III 

       تجهیزاتی هستند که در آنها حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از منابع با ولتاژهای ایمنی خیلی پایین SELV و یا مدارهای با ولتاژ حفاظتی PELV تامین می شود و ولتاژهای بالاتر از ایمن در این تجهیزات وجود ندارند . برای FELV,PELV,SELV ، قسمت 63 دیده شود.

اینک می توان شکل 620-1 “روشهای حفاظت در تماس غیر مستقیم” و جدول 6-1 “مشخصه های اصلی تجهیزات بر حسب کلاسبندی IEC را ترکیب کرد تا در یک نطر روابط بین نوع تجهیزات و انواع سیستمها و روشها را از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم ملاحظه نمود. شکل 620-2 را ببینید.

621- حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از قطع خودکار مدار

621-0- کلیات

     برای جلوگیری از آثار زیان بار و مرگبار برقگرفتگی باید با مطالب فصل پنجم آشنایی حاصل نمود تا علل دستورات وضع شده برای قطع خودکار مدار، روشن شوند.

در همه سیستمهای سه گانه IT-TT-TN ، برای قطع خودکار مدار، وجود الکترود اتصال به زمین ضروری است. مشخصه های این اتصال زمین برای سیستم، مخصوص آن سیستم است و یک اتصال زمین که مناسب یکی از سیستمها است الزاماً برای دیگر سیستمها قابل استفاده نخواهد بود. شکل 621-2 را ببینید. بین الکترود اتصال زمین و هادی اتصال زمین نیز باید هماهنگی کامل برقرار باشد.

شکل 621-1 حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با قطع خودکار تغذیه، مهمترین موضوع در مبحث حفاظت است 0)بر اساس IEC 364441)

621-1- اصول کلی

        اصولی کلی باید در مورد همه انواع سیستمهای الکتریکی اعمال شوند و علاوه بر اینها درمورد هر یک از سیستمها باید مقرارت اضافی نیزرعایت شوند.

621-1-1- قطع خودکار مدار (خواسته عمومی)

     یک وسیله حفاظتی در برابر تماس غیر مستقیم باید منبع یا مدار تغذیه را در صورت بروز اتصالی بین فاز و بدنه هادی قطع کند به نحوی که ولتاژ تماس احتمالی اگر از حد ولتاژ قرار دادی بیشتر شود، به مدت زمانی که منجر به صدمه یا مرگ می شود، برقرار نماند.

حد ولتاژ قرار دادی ، در مورد جریان متناوب 50 ولت موثر و در مورد جریان مستقیم 120 ولت بدون تموج است.

 

در بعضی موراد صرفنظر از مقدار ولتاژ تماس و با توجه به نوع اتصال زمینسیستم حداکثر زمان قطع به مدت 5 ثانیه مجاز می باشد.

یاد آوریها

  • در سیستمهایی مانند نیروگاهها و پستها ممکن است حد ولتاژ قراردادی و حداکثر زمان قطع پیش از مقادیر گفته شده در بالا انتخاب شوند.
  • در مورادی دیگر مانند استخرها و غیره ممکن است حد ولتاژ قراردادی و حداکثرزمان قطع کمتر از مقادیر گفته شده در بالا انتخاب شوند.
  • در مورد سیستم IT قطع خودکار در زمان وقوع اولین اتصالی الزامی نیست.
  • خواسته های بالا در مورد جریان متناوب با فرکانس 15تا 1000 هرتز قابل استفاده است.
  • جریان مستقیم بدون تموج جریانی است که مقدار تموج موجود در آن 10% موثر تجاوز نمی کند و مقدار یک آن از 140 ولت بیشتر نمی شود.

 

621-1-2- اتصال زمین (خواسته عمومی)

    بدنه های هادی باید با توجه به خصوصیات هر سیستم به یک هادی حفاظتی وصل شود و آن بدنه هایی که همزمان قابل لمس می باشند باید به سیستم اتصال زمین واحد وصل شوند.

شکل 621-2 خواستهای عمومی برای قطع خودکار مدار به صورت مصور

621-2- همبندی برای همولتاژ کردن (خواسته عمومی)

621-2-1 همبندی اصلی برای همولتاژ کردن

    در هر ساختمان، در نقطه ورودی سرویس برق باید اجزای هادی زیر به یکدیگر اتصال داده شوند و همبندی اصلی برای همولتاژ کردن بوجود آید (شکلهای 621-3و621-4و621-5 دیده شوند):

  • هادی اصلی حفاظتی MPB؛
  • ترمینال اصلی زمین(شینه اصلی زمین)MEB ؛
  • کلیه لوله کشیهای فلزی در داخل ساختمان(آب،گاز،حرارت مرکزی و تهویه،غیره) C؛
  • اجزای فلزی ساختمان (اسکلت فلزی،میلگردهای بتن مسلح)C ؛
  • هادیهای حفاظتی PE؛
  • هادی اصلی زمین یا ترمینال اصلی زمین E

 

همبندی اصلی برای همولتاژ کردن مهمترین روشی است که برای پیشگیری از برقگرفتگی در یک ساختمان وجود دارد.

اگر اسکلت هادی ساختمان (اسکلت فلزی یا میلگردهای بتنی) و بدنه های هادی بیگانه (انواع لوله کشیها و نظایر آن) و بدنه هایهادی تجهیزات الکتریکی ساختمانها (هادی حفاظتی PE و هادی اصلی زمین E) با یک هادی که دارای سطح مقطعی بزرگ است (کم مقاومت) به همدیگر وصل شوند. بین اجزای ذکر شده در بالا حتی اگر جریانهای زیاد برقرار شده باشند.

اختلاف پتانسیل قابل ملاحظه ای وجود نخواهد داشت تا باعث برقگرفتگی شود. همبندی حوزه همولتاژ در حجم ساختمان بوجود می آورد که بزرگی آن بستگی به وسعت ساختمان دارد.

به عبارتی دیگر، هدف از ایجاد همبندی اصلی برای همولتاژ کردن جلوگیری از تشکیل ولتاژهای خطرناک است بین اجزای مختلفی که ممکن است به وسیله یک نفر به طور همزمان لمس شوند.در اینجا هم نباید نقش زمین فراموش شود. بنابراین برای اینکه همبندی موثر باشد، باید پتانسیل اجزای همبندی شده خیلی نزدیک به پتانسیل زمین باشد. نتیجه وارد کردن هادیهای بیگانه و اجزای فلزی ساختمان در همبندی، همین است.

ممکن است که در بعضی از شرایط اتصالی، ولتاژ نقطه اصلی همبندی برای همولتاژ کردن نسبت به جرم کلی زمین از حد مجاز بالاتر رود (مانند حالتی که یکی از فازها از طریق یک قسمت هادی بیگانه که در همبندی منبع اصلی شرکت ندارد با زمین اتصال کوتاه شود شکل621-8 را ببینید). اما چون در داخل حوزه همبندی شده همه ولتاژها به علت وجود همبندیبا هم برابر یا نسبت به هم خیلی کم تفاوت دارند، فردی که در داخل حوزه قرار دارد دچار برقگرفتگی نخواهد شد. برقزدگی در اثر تماس همزمان بدن با دو نقطه ای که دارای پتانسیلهای مختلف اند بروز می کند و یک پتانسیل هیچگاه سبب برق زدگی نمی شود. نکته ای ابتدایی که اغلب به فراموشی سپرده می شود.

شکل 621-3 طرحواره یک نمونه همبندی برای همولتاژ کردن در سیستم (TT) TN 

درساختمانهای کوچک تک واحدی، داشتن یک حوزه همولتاژ کافی خواهد بود، در حالی که در ساختمانهای بزرگ ممکن است لازم شود چند حوزه همولتاژ تشکیل گردد. اگر چند ساختمان از یک منبع تغذیه کنند، در محل ورود سرویس به هر کدام از ساختمانها باید یک سیستم همولتاژ کننده بوجود آید و بنابراین هر ساختمان دارای یک حوزه همولتاژ مستقل خواهد بود. اگر ساختمان وسیعی چند نقطه ورودی سرویس داشته باشد، حوزه همولتاژ کننده باید در هر یک از این نقاط بوجود آید. در این گونه ساختمانها مخصوصاً در انواع بلند مرتبه، ترمینالهای اصلی اتصال به زمین را با یک هادی که هادی حفاظتی اصلی (MPE) است به همدیگر وصل می کنند. شکل 621-5 را ببینید.

سیستم همبندی برای همولتاژ کردن، یک هدیه مجانی به استفاده کنندگان از ساختمان تقدیم می کند:

علاوه بر ایمنی در برابر برقگرفتگی، همبندی سیستمهای الکترونیکی را در برابر تداخل امواج الکترو مغناطیسی (EMI)  حفاظت می نماید. برای همین همبندی بسیار مهم می باشد و در ساختمانهای بزرگ ایجاد همبندی علاوه بر نقطه ورود سرویس به ساختمان، در نقاط اضافی مانند تابلوهای برق تغذیه کننده لوازم فنی، بسیار مفید خواهد بود.

برای تشریح تفاوتهای بین سیستمهای TNC-C TNS از نظر سازگاری با سیستمهای الکترونیکی یا برقراری EMC در ساختمانها به پیوست 6P10 مراجعه کنید.

شکل 621-4 اجزای تشکیل دهنده یک سیستم همبندی اصلی برای همولتاژ کردن

شکل621-5 اجزای اصلی یک همبندی اصلی و همبندی کمکی

621-2-2- همبندی کمکی برای همولتاژ کردن

   در مورادی که فراهم آوردن شرایط مربوط به قطع مدار تغذیه طبق خواسته های 621-1-1 (قطع خودکار مدار) در تماس یا در قسمتی از تاسیسات ممکن نباشد، لازم خواهد بود از همبندی کمکی برای همولتاژ کردن استفاده شود. این همبندی با نام همبندی محلی هم شناخته می شود. در استفاده از همبندی کمکی هیچ محدودیتی وجود ندارد به نحوی که همبندی کمکی می تواند یک دستگاه از تجهیزات با یک اتاق یا یک محدوده یا کل یک تاسیسات را در بر گیرد. شکل 621-5 را ببینید.

یادآوری

وجود همبندی اصلی یا کمکی اگر درست انجام شده باشد، حتی اگر شدت جریانهای بزرگی در هادیهای همبندی کننده یا دیگر اجزای تاسیسات برقرار باشند، جلوی برقگرفتگی را خواهد گرفت. اما طبق مقررات، این جریانها نباید به مدتی طولانی برقرار بمانند و لازم است حداکثر ظرف 5 ثانیه قطع شوند، زیرا جریانهای فوق سبب بالا رفتن دما در هادیهایی می شوند که برای آن شدتها پیش بینی نشده اند و نتیجه قطع نشدن به موقع جریان ممکن است منجر به آتش سوزی شود که باید جلوی آن گرفته شود.