حفاظت به وسيله سيم نول
حفاظت به وسيله سيم نول – 1
حفاظت به وسيله سيم نول :
در اين سيستم به جای سيم نول اتصال بدنه به دستگاه متصل می شود و در صورتی که سيم فاز بايد به دستگاه اتصال پيدا کند، بين فاز و نول اتصال کوتاه ايجاد شده و در زمان کوتاهی فاز اتصال قطع می شود. عيب اين سيستم اين است که اگر به دلايلی سيم نول قطع گردد، فاز برگشتی از سيم نول به بدنه دستگاه وصل شده و اگر شخصی به دستگاه و زمين ارتباط پيدا کند دچار برق گرفتگی شديد می شود. برای رفع اين عيب می توانيم سيم نولی را که برای حفاظت از آن استفاده می کنيم، جدا از سيم نول مصرف کننده ها انتخاب کنيم و به طور مستقيم از پای کنتور يا تابلوی اصلی آن را به پيچ حفاظت پريزها وصل نمائيم و تا حد امکان نبايد برای هيچ مصرف کننده ای از اين سيم نول استفاده کنيم. شکل زير حفاظت يک موتور سه فاز را به وسيله سيم نول نشان می دهد:
در اين سيستم اگر سيم صفر به عللی قطع شود، حتی اگر مصرف کننده نيز اتصال بدنه نداشته باشد باز در دستگاه ايجاد می شود. بطوري که اگر (UE) اختلاف پتانسيل بين فاز شبکه و زمين
شخص دستگاه را لمس نموده و در همان حال نيز به هادی ديگری که به زمين وصل است.
(مانند شير آب) دست بزند جريان خطرناکی از بدن او عبور می کند؛ (MP توسط يک سيم جداگانه جدا از (MP) برای حفاظت مطمئن تر بهتر است که حفاظت نول)
در تابلوی اصلی دو قسمت شده و توسط دو سيم مجزا (MP) انجام پذيرد. برای اين کار سيم نول و ديگری به عنوان سيم محافظ تا مصرف کننده کشيده می شود.
حفاظت به وسيله سيم نول – 2
در اين صورت اگر فقط يک قطع شدگی در سيم محافظ پيش آيد اختلاف پتانسيل تماس وجود نخواهد داشت، اما اگر پس از قطع شدن سيم محافظ اتصال بدنه نيز بشود. در اين صورت اختلاف پتانسيل تماس وجود داشته و باعث ايجاد خطر خواهد شد. برای کم نمودن احتمال قطع شدن سيم حفاظت در مواردی که سطح مقطع ان از 10 ميلي متر مربع کمتر باشد، می توان از سيم های مخصوص که دارای استقامت مکانيکی بيشتر ی باشند استفاده نمود. در شبکه ای که دارای يک مصرف کننده با حفاظت توسط سيم زمين و يک سری مصرف کننده های ديگر با حفاظت توسط سيم نول باشد. در صورتي که در مصرف کننده اول (حفاظت شده توسط سيم زمين) يک اتصال بدنه پيش آيد در همان لحظه در مصرف کننده های ديگر (حفاظت شده توسط سيم نول) نيز يک اختلاف پتا نسيل بين بدنه و زمين به وجود خواهد آمد که می تواند باعث خطر شود. برای درک بيشتر با توجه به شکل اگر برای مصرف کننده ای که با سيم زمين حفاظت شده اتصال بدنه پيش آيد، در اين صورت جر يانی برابر با :
برابر خواهد بوده با : RB از زمين عبور می کند اختلاف سطح روی مقاومت
IF=U E =220V =73.3A
RS+RE 1Ω +2 Ω
UB=IFˣRB= 73.34 2 Ω=146.6V
در روی تمام مصرف کننده های ديگر نيز بين بدنه هادی آنها و زمين بوجود (146.6V) اين ولتاژ
خواهد امد .
🙁 EI) ج- حفاظت به وسيله کليد خطای جريان
اين دستگاه از يک محفظه که در داخل ان يک کليد مغناطیسی و يک مبدل جريان قرار دارد تشکيل شده است. کار اين کليد اين است که در شرايط عادی جريان را به راحتی از خود عبور داده و چون تعادل بين سيم پيچ های داخلی ان وجود دارد عکس العمل از خود نشان نمی دهد. اما به محض اينکه اتصال کوتاه در مدار به وجود آيد و يا اين که شخص در اثر تماس با سيم فاز و زمين باعث جاری شدن جريان به زمين گردد. از ثانوية ترانسفورماتور داخل کليد جريانی عبور کرده و باعث می شود در کوتاه ترين زمان ولتاژ خطرناک را قطع نموده و از برق گرفتگی جلوگيری نمايد.
:(FI) مزايای کليد
اين کليد ولتاژ های تماس خطر ناک را در زمان 0.2 ثانيه قطع می کند. در صورتی که سيستم FI حفاظت نول و زمين اين زمان بسيار طولانی تر است. نصب و سيم کشی در انواع سه فاز و تکفاز در FI بسيار ساده تر واز نظر اقتصادی به صرفه تر می باشد، کليدهای دسترس می باشند. نوع سه فاز دارای چهار ترمينال ورودی برای سه فاز و نول و چهار ترمينال خروجی بر P دارای يک شستی امتحان می باشد که با علامت FI برای سه فاز و نول می باشد. هر کليد بر روی آن مشخص شده است و به وسيله آن می توانيم از سالم بودن کليد اطمينان حاصل نمائيم. در يک تاسيسات سه فاز 220/380 ولت، سيم های FI زير شمای يک کليد وصل می شوند FI به ترمينال های کليد (MP) ورودی و خروجی و سيم نول يک فاز دارای ترمينال ها و سيم پيچ های اوليه کمتری می باشد که در شکل زير FI کليد حفاظتی نشان داده شده است.
د- حفاظت به وسيله عايق کردن :
در اين نوع حفاظت تمام قسمت های در دسترس مصرف کننده که در صورت اتصال بدنه می توانند نسب به زمين ولتاژ داشته و خطر ناک باشند، عايق می نمايند. برای اين کار تمام بدنه دستگاه را عايق نموده جسم عايقی که برای اين منظور به کار برده می شود، بايد بسيار مقاوم بوده و فرسوده نشود. دستگاه هايی که وسيله سيستم عايق کردن حفاظت می شوند مانند سيم زمين می باشند، مانند:
لوازم خانگی متحرک از قبيل جارو برقی، ريش تراش، آبميوه گيری، چرخ گوشت و ماشين لباسشوئی و غيره … همچنين می توان با عايق کردن اطراف محل قرار گرفتن دستگاه ها مانند کف زمين و ديوار نيز اشخاص را در برابر برق گرفتگی حفاظت نمود. البته برای دستگاه هايی که در يک مکان ثابت نصب شده اند، اين نوع حفاظت دارای علا مت مشخصه می باشد.
در اين سيتم از ولتاژ های کمتر از 42 ولت برای حفاظت استفاده می شود. برای اين منظور از ترانسفورماتورهای کاهنده که بين سيم پيچ اوليه و ثانويه آنها هيچ گونه ارتباط الکتريکی وجود ندارد و فقط از طريق القای مغناطیسی کار می کنند استفاده می شود. دستگاه هايی که با اين سيستم حفاظت می شوند نياز به سيم ارت ندارند. در اين روش معمولا از ترانسفورماتورهای 220 ولت به 24 ولت استفاده می شود. کاربرد اين سيستم در محل نگهداری حيوانات و احشام می باشد و ولتاژ 24 ولت هيچ گونه خطری برای آنها ندارد. بنابراين کليد لامپها و وسايلی که در اين مکانها مورد استفاده قرار می گيرند و با انرژی الکتريکی کار می کنند، بايد دارای ولتاژ نامی 24 ولت باشند. در اين صورت اگر سيم های رابط و پريزها توسط حيوانات جويده شود و يا اينکه به وسيله سم يا پنجه حيوان پاره و يا زخمی گردد خطر برق گرفتگی متوجه حيوان نمی شود. همچنين از اين نوع حفاظت می توان برای لا مپهای دستی در محل های تنگ و اتاقک های فلزی و همچنين اسباب بازي هايی که به وسيله موتور های الکتريکی کار می کنند، استفاده کرد. توجه داشته باشيم که دو شاخه دستگاه های مورد استفاده در اين مکان ها و پريزهای آن ها بايد با دو شاخه و پريز 220 ولت فرق داشته باشد. تا در صورت وصل اشتباهی اين دستگاه های به برق 220 ولت خطری متوجه آنها نگردد.
و- حفاظت توسط ترانسفورماتور يک به يک يا ايزوله :
در اين طريقه و حفاظت به وسيله سيم نول مشابه حفاظت به وسيله ولتاژ کم از يک ترانسفورماتور استفاده می شود، که ولتاژ ورودی و خروجی آن با يکديگر برابر است. يعنی در شبکه 220 ولت ولتاژ اوليه و ثانويه ترانسفورماتور با يکديگر برابر می باشد و در اين سيستم دو سر ثانويه ترانستورماتور را به دو سر مصرف کننده متصل می کنند. از آنجا که در اين ترانسفورماتور از نظر الکتريکی بين اوليه و ثانويه آن هيچ گونه ارتباط وجود ندارد و فقط از طريق القاء مغناطيسی کار می کند. در صورتی که سيم فاز ثانويه ترانسفورماتور با بدنه هادی دستگاه ارتباط پيدا کرده و شخص نيز با بدنه دستگاه و زمين تماس برقرار کند، هيچ گونه خطری متوجه او نمی شود، زيرا سيم فاز ترانسفورماتور دارای ولتاژ می باشد. به اين ترانسفورماتورها اصطلا حا ترانسفورماتور ايزوله يا جدا کننده نيز می گويند و در انواع سه فاز و تکفاز و با توجه به نوع مصرف در آمپرهای 10 و 16 و 25 و بالاتر نيز ساخته می شوند.
علاوه بر آن خطر ديگر ی که احتمال پيشامد آن در اين نوع حفاظت زياد بوده و بايد پيش بينی نمود. اين است که با صدمه ديدن يکی از سيم های رابط و اتصال ان به زمين اگر سيم رابطه ديگر نيز به بدنه از بدنه شخص می شود اگر خود (IE2) دستگاه اتصال پيدا کند مانند شکل زير باعث عبور جريان دستگاه با زمين در تماس باشد (مطابق شکل زير) تنها قسمتی از جريان از بدن شخص عبور می کند و معمولا به علت کمتر بودن مقاومت محل تماس دستگاه به زمين می باشد. IE1>IE2 از مقاومت محل تماس دستگاه به زمين از مقاومت بدن شخص جريان ترانسفورماتورهای حفاظتی که معمولا به کار می روند، در اندازه و قدرتهای مختلف و حداکثرتا 16 آمپر و برای مصرف کننده های يک فاز تا ولتاژ 250 ولت و برای مصرف کننده های سه فاز تا 380 ولت استاندارد شده و ساخته می شود.
