Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

7-15- انتخاب و محاسبه عملی مدارها

715- انتخاب و محاسبه عملی مدارها با توجه به جریان مجاز و لزوم اعمال ضرایب تصحیح برای دما همجواری

715-0- مقدمه

    روش انتخاب سطح مقطع یک مدار از روی جریان بار و مفاهیم جنبی مربوط به آن، به نحوی است که گفته شد.آشنایی با این مفاهیم برای درک مطالب لازم است و با استفاده از جدولهای 712-1 تا 712-6، یا جدولهای مشابه، می توان به نتیجه مطلوب دست یافت.

در عمل انتخاب سطح مقطع یک مدار به نحوی انجام می شود که در ظاهر فقط بخشی از مطالب گفته شده یعنی  و  و  را مورد استفاده قرار می دهد ولی راجع به جریانهای هیچ صحبتی نمی کند. البته با توضیحاتی که قبلاً داده شده است،  و  جزئی از ساختار همه لوازم حفاظتی می باشند و در ضمن انجام محاسبات گر چه ممکن است مستقیماً به آنها مراجعه نشود، نتایج با توجه به نقش آنها حاصل می شود.

یک بار دیگر توجه خواننده را به این مطلب جلب می کند که جریان مجاز مداوم حرارتی که برای یک هادی یا کابل تعیین می شود، در اصل بستگی به نوع عایقبندی و دمای اطراف آن دارد تا اینکه حداکثر دمای عایقبندی از مقداری که سبب انهدام تدریجی یا آنی آن می شود، تجاوز نکند. نوع عایقبندی بسیار مهم است زیرا حداکثر دمای مجاز هر عایق بستگی به جنس آن دارد که در پیوست 2 جدول 7P21 در این باره صحبت شده است .

عواملی که دمای کابل را کنترل می کنند مرور می کنیم:

عامل اصلی شدت جریانی است که از هادی عبور می کند و مقداری از انرژی آن در مقاومت هادی تبدیل به گرما می شود. این گرما به محیط اطراف منتقل می گردد تا حد تعادل به دست آید و در این حالت دمای هادی نباید از مقدار مجاز عایق آن بیشتر شود. اما اگر جریان مصرف ثابت باشد، انرژی تبدیل شده به گرما در داخل هادی هم کمابیش ثابت بوده و گرمای منتقل شده به محیط وابسته به دمای محیط خواهد بود. بدیهی است جریان مجاز یک هادی در دمای 20 درجه نسبت به محیطی با دمای 40 درجه خیلی بیشتر است و در نتیجه هادی می تواند در دمای کمتر جریان بیشتری را بدون صدمه زدن به عایقبندی از خود عبور دهد. پس دمای محیط در سرعت خنک شدن هادی و در نتیجه جریان مجاز، موثر است. اما شرایط دیگری هم وجود دارند که در دمای نهایی کابل به شرط ثابت بودن دیگر عوامل (شدت جریان و دمای محیط) موثرند. اگر به جای دو رشته هادی حامل جریان یکسان (تکفاز)، سه رشته هادی حامل جریانهای مساوی (سه فاز متعادل) وجود داشته باشند، در شرایط مساوی، در مدار سه رشته ای انرژی بیشتری به صورت گرما آزاد می شود و بنابراین جریان کمتری باید عبور کند تا در هر دو حالت،دما از حد مجاز تجاوز نکند.همین طور است حالتی که چندیت مدار دو یا سه رشته ای یا مخلوطی از آنها در جوار همدیگر قرار گرفته باشند.

بنابراین تعداد هادیهای حامل جریان در یک مدار و تعداد مدارهای همجوار، عوامل دیگری هستند که در تعیین شدت جریان مجاز هادیها نقشی مهم دارند.

تمامی مطالب گفته شده در بالا در جدولهایی که برای عایقبندی مختلف و هادیها و کابلهای متفاوت تهیه می شوند برای روشهای گوناگون نصب، جریان مجاز را در دمایی معین (معمولاً 30 درجه سلسیوس) ارائه می دهند.

همچنین جدولی دیگر، برای دماهای مختلف محیط، ضرایب تصحیحی ارائه می دهد و در این بین اثر خود محیط را نباید فراموش کرد. تبادل گرما بین یک مدار و هوا، و همان مدار و زمین، یکسان نیست. جدولهای دیگری ضرایبی را ارائه می دهند که انواع روشهای نصب و همجواری ایجاد شده به وسیله آنها را به حساب می آورند. به این ضرایب،”ضرایب تقلیل” گفته می شود.

IEC در این زمینه جدولهای مفصلی را همراه با متون مربوط به آنها تهیه نموده است که باید اساس همه محاسبات قرار گیرد. بخش کوچکی از این جدولها که مدارها و روشهای عمومی تر را در بر می گیرند، در پیوست 2 ذکر شده است.

علاوه بر سیستم IEC، VDE آلمان و دیگر استانداردهای مشابه، روشهایی را که کمی نسبت به IEC تفاوت دارند ارائه داده اند. اما نظر به اینکه در کشور ما از دیر باز از سیستمهای VDE بیشتر استفاده شده و آشناترند، روش جدیدتر این سیستم، در پیوست 3 ذکر شده است.

716- مسایل جنبی در انتخاب و محاسبه مدارها با توجه به جریان مجاز

716-0- کلیات

     علاوه بر مسایل اصلی مورد بحث، مسایل جنبی فراوانی در انتخاب و محاسبه مدارها از نظر حفاظت در برابر اضافه بار، وجود دارند، از آن جمله اند:

1-محل نصب وسیله حفاظتی در چه نقطه ای از مدار مجاز است؟

2-در چه شرایطی می توان از حفاظت اضافه بار صرفنظر نمود؟

3-اگر بار بیش از ظرفیت انتقال یک کابل باشد،شرایط نصب چند کابل به موازات همدیگر چیست؟

در زیر راجع به این مطالب به اختصار بحث خواهد شد.

 

716-1- محل نصب وسیله حفاظتی در برابر اضافه بار(برای سیستم IT ، 16-2-2 دیده شود)

   یک وسیله حفاظت در برابر اضافه بار باید در محل تغییر هریک از مشخصه های مدار نصب شود مانند:

1-محل تغییر سطح مقطع مدار؛

2-محل تغییر ساختار کابل یا تغییر شرایط محیط نصب؛

3-محل تغییر ظرفیت کابل(جریان مجاز) به هر علت (کم شدن مقطع، جنس هادی، ساختار کابل). در این میان چند استثناوجود دارد: وسیله ایجاد حفاظت در برابر اضافه بار می تواند در هر نقطه ای از طول مدار قرارگیرد به شرط آن که از محل تغییر مشخصه های مدار تا محل نصب وسیله حفاظتی ، هیچ انشعاب یا پریز یا نقطه برداشت دیگری وجود نداشته باشد و یکی از دو شرط زیر نیز برقرار باشد:

الف) مدار طبق خواسته های پیوست 4 از فصل 6، در برابر اتصال کوتاه حفاظت شده باشد. (شکل 716-1 الف دیده شود).

ب) طول مدار از محل تغییر مشخصه های مدار تا محل نصب وسیله حفاظتی، از 3 متر تجاوز نکند و مدار به نحوی نصب شده باشد که احتمال بروز اتصال کوتاه در این قسممت از مدار حداقل باشد و محل نصب وسیله حفاظتی در نزدیکی مواد محترقه نباشد.(شکل 716-1 ب دیده شود.)

شکل 716-1 شرایط نصب وسیله حفاظتی در برابر اضافه بار در نقطه ای غیر از نقطه انشعاب

716-2- موارد حذف وسیله حفاظتی در برابر اضافه بار(برای سیستم IT، 716-3 دیده شود)

   در موارد ذکر شده در زیر پیش بینی حفاظت در برابر اضافه بار لازم نخواهد بود. البته این به شرطی است که مقررات دیگری به دلایل مختلف مانند وجود خطر حریق، نصب این وسایل را الزامی نکند.

الف) وسیله حفاظتی نصب شده در طرف تغذیه به نحوی باشد که هادی انشعابی را در برابر اضافه بار حفاظت کند (شکل 716-2- الف) وسیله M برای حفاظت انشعاب O-B مناسب باشد)

ب) مدارهایی که احتمال بروز اضافه بار در آنها وجود ندارد ولی در برابر اتصال کوتاه حفاظت شده و دارای انشعاب یا پریز نباشند.(برای مثال بخاری برقی نصب ثابت جز در صورت بروز خرابی اضافه بار ندارد. مثال دیگر وجود وسیله حفاظتی در خود دستگاه است شکل 716-2-ب)).

ج) برای بعضی مدارها طبق مقررات خاص آنها مانند مدارهای مخابرات، کنترل ارسال علائم و مانند آنها

شکل 716-2 حالتهایی برای عدم استفاده از حفاظت در برابر اضافه بار در مدار انشعابی.

مدارهای تغذیه کننده پریز یا موتور را باید با حفاظت اضافه بار در نظر گرفت اما در مورد آنها هم می توان استثنا قائل شد:

د) اگر مشخصه های تغذیه جریان را محدود کند(مانند تغذیه از طریق ترانسفورماتور با امپدانس زیاد)

ه) اگر ساختار وسیله تغذیه شونده از مدار بروز اضافه بار را ناممکن سازد.

در هر حال چناچه مدار پریز از نوع بند د) در بالا نباشد باید حتماً در برابر اضافه بار حفاظت شود.

716-3- موارد حذف یا تغییر محل وسیله حفاظتی در برابر اضافه بار در سیستمهای IT

پیش بینیهای بندهای 716-1 و 716-2 برای تغییر محل یا حذف وسیله حفاظت در برابر اضافه بار در مورد سیستمهای IT مجاز نیست مگر مدارهایی که در برابر اضافه بار حفاظت نشده است، با وسیله جریان تفاضلی حفاظت شده باشد یا همه دستگاههای مورد استفاده مدار و ساختار خود مدار از نوع کلاس II باشد. (بند 622-2 فصل ششم دیده شود.)

مطالب مرتبط