حفاظت در برابر برق گرفتگی 7

حفاظت در برابر برق گرفتگی 7

حفاظت در برابر برق گرفتگی 7

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 :

نحوه تقسیم ولتاژ در طول هادی حفاظتی نسبت به زمین در صورت بروز اتصال کوتاه بین هادی های فاز و حفاظتی در سیستم TN

 

   در بند 621-3 خواسته شده است که در سیستم TN ، در حد امکان هادی حفاظتی  یا هادی مشترک حفاظتی/خنثی ، در مسیر عبور خطوط توزیع نیرو، به الکترود های زمین اتصال داده شوند. (IEC 413-3) این کار باعث خواهد شد در صورت بروز اتصالی بین یک هادی فاز و هادی حفاظتی، ولتاژ هادی حفاظتی و بدنه های هادی متصل به آن به زمین نزدیکتر شود و در نتیجه ولتاژ تماس یا ولتاژ برق گرفتگی نیز کمتر شود. در این پیوست دلایل این مسئله تشریح می شود.

6P2-1- تقسیم ولتاژ در طول هادی حفاظتی در سیستم TN  با یک اتصال به زمین در مبدا

   شکل 6P2-1-(1) ، طرحواره وضعیتی را نشان می دهد که در حالت برخورد اتفاقی یک فاز با هادی حفاظتی، اتفاق می افتد. طبق شکل اتصالی در نقطه A بروز می کند و هادی حفاظتی فقط در شروع خط به زمین وصل است. از لحظه وقوع اتصالی تا عمل وسایل حفاظتی مدار و قطع برق، نحوه توزیع ولتاژ در طول هادی های حفاظتی و فاز، نشان داده شده اند. فرض بر این است که سطح مقطع هادی حفاظتی و هادی فاز برابرند. اگر سطح مقطع هادی حفاظتی (مانند بیشتر کابل ها که هادی حفاظتی/خنثی در آنها نصف هادی فاز است) کوچکتر از هادی فاز باشد، ولتاژ هادی حفاظتی/خنثی بیشتر از حالت نشان داده شده خواهد بود یعنی از نظر برق گرفتگی وضع وخیم تر است.

ولتاژ بدنه های هادی نسبت به زمین به طرف راست از نقطه اتصالی  ثابت و برابر با نصف ولتاژ بین فاز و خنثی خواهد بود در حالی که به طرف چپ از این نقطه A ، ولتاژ به تدریج در طول خط از نصف U0 تا صفر افت خواهد کرد. بدیهی است که در صورت قطع جریان در زمان مجاط، اتفاق ناگواری پیش نخواهد آمد.

6P2-2- ولتاژ در طول هادی حفاظتی در سیستم TN یا چند اتصال به زمین (اتصال زمین مکرر)

   اما اگر علاوه بر منبع تغذیه ، هادی حفاظتی همانگونه که در شکل 6P2 -1-(2) نشان داده شده است در نقاط دیگری هم به زمین وصل شده باشد و اتصال کوتاه هم در همان نقطه A بروز کرده باشد، وضعیت تقسیم ولتاژ بسیار متفاوت و تا جایی که به ایمنی مربوط می شود بهتر خواهد بود.

در شکل، منحنی تغییرات ولتاژ در حالت دوم، (با اتصال زمین های اضافی) و تغییرات آن در حالت اول (فقط یک اتصال به زمین در شروع خط) برای مقایسه نشان داده شده است.

شکل  6P2-1  تاثیر اتصال زمین های مکرر در تغییرات ولتاژ هادی حفاظتی نسبت به زمین ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 )

حفاظت در برابر برق گرفتگی 7

پیوست 3- تماس با هادی PEN در یک سیستم نا متعادل TN-C ، سبب برق گرفتگی نخواهد شد. ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 )

   همان گونه که در یادآوری 2 از بند 621-3-2 گفته شده است، بسیاری به غلط تصور می کنند که در صورت نبودن تعادل در یک سیستم سه فاز TNC ، افرادی که با بدنه های هادی در تماس می باشند دچار برق گرفتگی خواهند شد. این فکر از اینجا سرچشمه می گیرد که:

– در سیستم نامتعادل ممکن است جریانی زیاد- تا حد جریان فاز یا بیشتر- از هادی PEN عبور کند؛

– نظر به اینکه بدنه ها به هادی PEN وصل می باشند، انسان هم با آن در تماس است؛

در چنین شرایطی این سوء تفاهم بوجود می آید که تماس با هادیی که از آن جریانی زیاد عبور می کند، مانند تماس با هادیی است که ولتاژ آن نسبت به زمین زیاد است. برای روشن شدن موضوع بحث زیر ارائه می شود.

6P3-1- ولتاژ در طول هادی حفاظتی در سیستم TN که در آن سطح هادی های فاز و PEN یکی است. ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 )

   در شکل 6P3-1-، سه مصرف کننده در طول یک خط نشان داده شده اند. هر سه آنها از یک فاز تغذیه کرده و بقیه فازها بی بار می باشند. فرض بر این است که سطح مقطع فاز و هادی حفاظتی/خنثی برابرند و در نتیجه افت ولتاژ هم در آنها برابر است و از کل افت ولتاژ نصف آن در فاز و نصف دیگر در هادی حفاظتی/خنثی اتفاق می افتد. اگر حداکثر افت ولتاژ در سیستم در حد مجاز باشد (5%) و یا حتی 5 برابر آن (25%) شود، افت ولتاژ سهم هر کدام از هادی های فاز و حفاظتی/خنثی برابر 12%،5 خواهد بود که در یک سیستم 230-U0 ولت، 29 ولت خواهد بود که بین نقطه C و مبدا سیستم وجود خواهد داشت.

این افت ولتاژ بین نقطه X و O وجود خواهد داشت. دقت شود که 25% افت در هیچ شبکه ای نباید و نمی تواند وجود داشته باشد و این مثال فقط برای نشان دادن ایمن بودن سیستم حتی در این شرایط غیر معقول، طرح شده است.

در هر حال اگر جریان مدار چند هزار آمپر هم باشد چون افت ولتاژ آن بر فرض 25% است، حتی در بدترین موقعیت تفاوت ولتاژ بین نقطه X و O از 29 ولت تجاوز نخواهد کرد. اما این، ولتاژ تماس نیست. مقدار ولتاژ تماس با توجه به امپدانس بدن ، مقاومت مقداری کمتر از 29 ولت خواهد شد.

شکل 6P3-2 افت ولتاژ در هادی فاز L2 و هادی مشترک حفاظتی/خنثی PEN در حالتی که سطح مقطع هادی حفاظتی خنثی کوچکتر از هادی فاز است.

6P3-2- ولتاژ در طول هادی حفاظتی در سیستم TN که در آن سطح هادی فلز و PEN یکی نیست.

   در این سیستم مانند قبل افت ولتاژ همان 25% یا 29 ولت در سیستم 23=U0 ولت انتخاب می شود با این تفاوت که سطح مقطع هادی حفاظتی/خنثی ، نصف سطح مقطع فاز فرض می شود. در این حالت افت ولتاژ سهم فاز 19 ولت وسهم هادی PEN 38 ولت خواهد بود که باز هم قابل قبول می باشد.

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 7 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 7