مشخصه های اصلی فیوزها

آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

 

مشخصه های اصلی فیوزها

 مشخصه های اصلی فیوزها

آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

آشنایی اولیه با برخی از مشخصه های اصلی فیوزها

   در اینجا فقط به نکاتی اشاره خواهد شد که مستقیماً به بحث ما مربوط می شود و جنبه یادآوری دارد. فیوز ساده ترین، ارزانترین و، در صورتی که صحیح انتخاب شده باشد، مطمئن ترین وسیله حفاظتی در برابر اتصال کوتاه است و در برابر اضافه بار نیز حفاظتی قابل قبول ارائه می دهد. شاید تنها عیب فیوز این باشد که به قدر کافی حساس نیست و نحوه عمل آن نسبت به شدت جریان های مختلف، قابل پیش بینی دقیق نمی باشد. به همین دلیل، در مشخص کردن نحوه واکنش فیوزها نسبت به عبور شدت جریان های زیاد، از روش هایی مخصوص استفاده می شود که در زیر درباره آنها صحبت خواهد شد.

یاد آوری می کند که تا چندی پیش رسم بر این بود و در بازار ایران این رسم تا کنون نیز ادامه دارد. که برای هر شدت جریان اسمی فیوز یعنی In ، دو نوع فیوز با مشخصه های زمان/جریان متفاوت ساخته شود، که به آنها فیوزهای “زود ذوب” و “دیر ذوب” می گفتند. اما در کشورهای اروپایی که بر اساس IEC کار می کنند وضع تغییر کرده است. در حال حاضر استاندارد اغلب آنها IEC 269 است که بیشتر فیوزها را طبق آن می رساند. در این استاندارد دیگر از فیوزهای “زود ذوب” و “دیر ذوب” استفاده نمی شود و انواع روش های جدید برای تشخیص آنها ارائه شده است. قبلاً نیز گفته شد که در اینجا هدف ارائه بحثی فراگیر درباره فیوزها نمی باشد و مطالب مربوط به آنها به عنوان یادآوری ذکر می شود.

نا گفته نماند که ایران یکی از پیروان IEC است و امید است محصولات سازندگان داخلی نیز به مرور با استاندارد 269 IEC که مشتمل بر چندین جزوه است، مطابقت نماید.

( مشخصه های اصلی فیوزها ): تا جایی که به شدت جریان مربوط می شود، تعریف سه نوع جریان برای هر فیوز مهم می باشد:

  • شدت جریان نامی In – جریانی است که قشنگ فیوز با آن شناخته می شود و می تواند در شرایط مشخص بدون آنکه به کارآیی فیوز صدمه ای وارد شود، به مدتی نامحدود از آن عبور کند.

یادآوری – از نظر کاربردی باید گفت که معمولا اجازه داده می شود یک کابل یا مداری با عایق بندی PVC ، با فیوزی که شدت جریان اسمی آن (In) برابر حداکثر جریان مجاز کابل در شرایط مشخص است. در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه، محافظت شود.

  • شدت جریان قرار دادی عدم ذوب Inf – جریانی است که قشنگ فیوز می تواند آن را به مدتی تعیین شده (زمان قرار دادی) و در شرایطی مشخص بدون آنکه ذوب شود، از خود عبور دهد.
  • شدت جریان قرار دادی ذوب If – جریانی است که در صورت عبور آن از قشنگ فیوز در شرایطی مشخص، می تواند آن را در مدتی تعیین شده (زمان قرار دادی)، ذوب کند.

گسترده شدت جریان هایی که درباره آنها صحبت شد. در جدول 6p4-1 ذکر شده اند. دقیق نبودن عمل فیوز از بررسی شدت جریان های ذکر شده مشهود است.

جدول 6P4-1 شدت جریان های In، Inf، If و زمان های قرار دادی برای نوعی از فیوزها (Gg) طبق IEC ( مشخصه های اصلی فیوزها )

 

اما آیا این فقدان دقت در شدت جریان قطع است که موجب نگرانی ما از نظر ایمنی است؟

باید به خاطر داشت که مدت زمان برقرار ماندن اتصال کوتاه و ولتاژ تماس است که ایمنی در برق گرفتگی را تضمین می کند و بسته به نوع مدار، باید به 4، 0 ثانیه یا 5 ثانیه محدود شود.

اگر گروه بزرگی از یک سری قشنگ فیوزهای مشابه را در نظر گرفته و شدت جریان اتصالی مشخص را از هر یک از آنها عبور دهیم، هر کدام پس از گذشتن مدت زمانی مخصوص خود، ذوب و مدار را قطع می کنند. البته این تفاوت زمانی را برای یک سری فیوز مشخص می توان با تولرانسی معین پیش بینی نمود. طبق استاندارد این تولرانس نباید کمتر یا بیشتر از 7% باشد.

اما اگر اتفاقاتی را که شدت جریان اتصالی یا هر شدت جریان دیگری که دیر یا زود سبب سوختن فیوز می شود، لحظه به لحظه دنبال کنیم می بینیم که اگر جریان از حدی تجاوز نکند (In) هیچ اتفاقی نخواهد افتاد. اما اگر جریان از حد Inf و If بیشتر شود. این ناحیه بخشی است که آشنایی با آن برای ما جالب است. المان قشنگ فیوز شروع به ذوب می کند تا اولین فاصله بین دو سر آن آشکارشود.

از شروع عبور جریان اتصالی با شدتی مشخص تا پیدایش اولین حرفه که گواه شروع تشکیل فاصله است زمان پیش جرقه (Pre-arcing time)  گویند. ] بیشتر نام آن زمان ذوب (melting time) بود[ .

از شروع اولین جرقه تا پایان جرقه زدن و قطع شدن کامل جریان اتصالی، مدت زمانی است که آن جرقه (arcing time) نامند.

و به کل زمان قطع از شروع عبور جریان اتصالی تا پایان قطع کامل جریان یعنی زمین پیش جرقه + زمان جرقه، زمان عمل (operating time) گویند.

شکل 6P4-2 تغییرات جریان و ولتاژ هنگام عمل یک فیوز ( مشخصه های اصلی فیوزها )

شکل 6P4 2 ، اوسیلوگرام اتصال کوتاه برای یک شدت جریان احتمالی در فیوز را نشان می دهد.

شدت جریان احتمال (Ip)، جریانی است که اگر یک قطعه فلزی یا مقطع زیاد به جای فشنگ فیوز بسته شود، در مدار جاری خواهد شد اما به علت وجود فیوز، این جریان فقط تا شروع پیش جرقه برقرار است و از آن به بعد به جای رشد، طبق شکل، سیر نزولی دارد. حداکثر مقدار آنی شدت جریان احتمالی با Is نشان داده می شود و حداکثر مقدار آنی شدت جریان که فیوز اجازه می دهد قبل از ذوب شدن از مدار عبور کند،شدت جریان عبوری (ID) نامیده می شود.در این مدت ولتاژ بین دو سر فیوز، از صفر در شروع اتصالی آغاز می شود و پس از عبور از حالت گذرا، به مقدار واقعی آن می رسد.

برای هر شدت جریان اسمی (In) از قشنگ فیوزها که طبق استاندارد معینی ساخته می شود، یک منحنی که زمان پیش جرقه (tp) را نسبت به شدت جریانهای احتمالی (Ip) مختلف نشان می دهد، تهیه می گردد. در این میان لازم است توجه شود که برای هر شدت جریان عبوری زمان قطع در حد تولرانس متغیر است.

شکل 6P4-3، تغییرات شدت جریان نسبت به زمان قطع را برای فیوزهای نوعGgکه طبق استاندارد IEC 269 ساخته می شوند با در نظر گرفتن پهنه تولرانس آنها، نشان می دهد.

با در دست داشتن این منحنی ها و کشیدن خطوط زمان که مربوط به 4 ، 0 ثانیه و 5 ثانیه است حداقل جریان اتصال کوتاه مجاز که باید وجود داشته باشد تا مدار طبق مقررات در زمان مجاز قطع کند را به دست می دهد. این همان جریانی است که باید (برای هر نوع فشنگ مقدار موثر شدت جریان احتمالی Ip) با شدت جریان به دست آمده از محاسبه اتصال کوتاه یعنی Ia مقایسه شود و Ia باید بزرگتر از شدت جریان به دست آمده از منحنی ها باشد. به عبارتی دیگر بسته به نوع مدار باید: (4، 0)Ip = > Ia یا (5) Ip=<Ia باشد.

شکل 6P4-3 منحنی های جریان/ زمان برای فیوزهای نوع Gg طبق IEC 269 ( مشخصه های اصلی فیوزها )

یک بار دیگر یادآور می شود که در سابق یکی از روش های درجه بندی بعضی از انواع فشنگ فیوزها قرار دادن آنها در دو گروه متمایز “دیر ذوب” و “زود ذوب” بود. به طوری که برای هر شدت جریان اسمی (In)، دو نوع فشنگ وجود داشت که یکی “دیر ذوب” و دیگری ” زود ذوب” نامیده می شد. (این نوع نامگذاری تاکنون هم در کشور رواج دارد) اما روش جدید مشخص کردن فیوزها کاملاً عوض شده و آنها را به صورت دو حرف مشخص می کند. مانند: aM ,Gg ,gM

حرف اول محدوده ظرفیت قطع فشنگ فیوز را مشخص می کند:

g=  فشنگ با ظرفیت قطع کامل؛

a= فشنگ با ظرفیت قطع نسبی (فشنگ پشتیبانی).

حرف دوم، درجه بندی فشنگ از نوع مصرف را تعیین می کند و با دقت، مشخصه زمان/ جریان همراه با زمان ها و شدت جریان های قراردادی را مشخص می کند. برای مثال:

 gGمشخص کننده فشنگی با ظرفیت قطع کامل برای مصارف عمومی است (General)

gMمشخص کننده فشنکی با ظرفیت قطع کامل برای حفاظت موتورها است (Motor)

aM مشخص کننده فشنگی با ظرفیت قطع نسبی برای حفاظت موتورها است (Motor)

به این نوع فشنگ فیوز، فشنگ پشتیبانی هم می گویند (back-up)

در مسایلی مربوط به فیوزها انتگرال ژول نقشی عمده دارد که درباره آن بحث نمی شود ولی متذکر می شود که انرژی عبوری از فشنگ فیوز را برای دو حالت مشخص می کند:

(برای منطقه پیش جرقه- tp) و

(برای منطقه زمان عمل- t0).

شکل 6p44، مشخصه های تغییرات شدت جریان نسبت به زمان پیش جرقه برای دو نوع فیوز، Gg وaM را برای جریان نامی 200 آمپر (در هر دو مورد) جهت مقایسه نشان می دهد.

 

مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها / مشخصه های اصلی فیوزها

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8

حفاظت در برابر برق گرفتگی 6

حفاظت در برابر برق گرفتگی 6

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 :

محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه فاز به هادی حفاظتی و نحوه مقایسه آن با جریان اسمی لوازم حفاظتی برای اطمینان نسبت به عمل آنها در زمان مجاز (4، 0ثانیه یا 5 ثانیه)

     روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی با استفاده از قطع خودکار مدار که در بخش 621 مورد بحث قرار گرفته اند، مقرر می دارند که همه مدارهای توزیع نهایی (بسته به نوع آنها از نظر حداکثر زمان قطع مجاز) ظرف 4،0 ثانیه یا 5 ثانیه قطع شوند.

البته زمان های مورد بحث برای ولتاژهای معمول در کشور ما مصداق دارند و برای ولتاژهای دیگر یا موقعیت هایی غیر معمول ممکن است زمان هایی غیر از 4 ، 0 ثانیه مجاز باشند که در بخش 621 برای هر سیستم و حالت ذکر شده اند. (جدول های 6-2 و 6-3 دیده شوند.)

بطور خلاصه برای اطمینان از اینکه اجزای یک سیستم، ایمنی در برابر اتصال غیر مستقیم را تامین خواهد کرد، لازم است اقدامات زیر به عمل آیند:

1-به کمک محاسبه یا اندازه گیری، امپدانس حلقه اتصال کوتاه  به دست آمده و از روی آن، حداقل شدت جریان اتصال کوتاه بین هر فاز و هادی حفاظتی  محاسبه می گردد

2-حداقل جریان محاسبه شده ، با حداقل جریانی که اولین وسیله حفاظتی در طرف تغذیه را ظرف مدت زمان های 0،4 ثانیه قطع می کند و در مورد فیوزها IP نام دارد، مقایسه می شود.

اگر این مقادیر با خواسته های ایمنی مطابقت نداشته باشد، باید برای آن چاره جویی شود.

یاد آوری1- را ممکن است از دو راه- محاسبه یا در بعضی موارد اندازه گیری- به دست آورد. در اینجا فقط روش محاسبه ذکر شده است.

یاد آوری 2- نظر به اینکه مقایسه Ia با Ip بلافاصله به دنبال محاسبات  انجام می شود، درباره  و نحوه استفاده از آن ابتدا صحبت خواهد شد.

6P4-1- نحوه مقایسه Ia با Ip برای اطمینان از کار آیی سیستم حفاظتی در برابر برق گرفتگی ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 )

6P4-1-1- مقدمه

با توجه به اینکه عوامل دیگری که در زیر به آنها اشاره خواهد شد، قبل از انجام محاسبات اتصال کوتاه، برای تنظیم یا انتخاب کلید خودکار یا انتخاب جریان اسمی اولیه فیوز یا کلید خودکار مینیاتوری دخالت دارند، پس از محاسبات اتصال کوتاه که هدف آن به دست آوردن Ia می باشد، این مقدار یعنی Ia ، با Ip (وابسته به In که از قبل انتخاب شده است) مقایسه می شود. اگر نتیجه مقایسه قابل قبول باشد، عمل دیگری انجام نمی شود و در غیر از این صورت باید اقداماتی که گفته خواهد شد، انجام شوند تا ایمنی تامین گردد.

پس، قبل از همه In انتخاب می شود و این انتخاب با توجه به مداری که بوسیله کلید خودکار یا فیوز یا کلید مینیاتوری حفاظت می شود، انجام می گیرد. با توجه به این مقدمات، برای هر مدار باید مراحل زیر که شامل مقایسه Ia با Ip نیز می شود، انجام شوند:

  • محاسبه و تعیین شدت جریان مصرف Ia (design current
  • انتخاب جریان اسمی وسیله حفاظتی In (با استفاده از Is ) ، (In همان مقداری است که برای بحث ما لازم است)؛
  • محاسبه و انتخاب سطح مقطع هادی های مدار با توجه به In؛
  • محاسبه حداکثر شدت جریان اتصال کوتاه Ik max با استفاده از مشخصات مدار ، برای اطمینان از اینکه هادی ها کلیدها و دیگر اجزای مدار توانایی ایستادگی در برابر آن را دارند. (این Zs با مقدار مشابهی که برای محاسبه IK min از آن استفاده می شود تفاوت دارد درباره جریان های اتصال کوتاه در این پیوست مطالبی دیده می شود)
  • محاسبه حداقل شدت جریان اتصال کوتاه Ia= IK min با توجه به امپدانس حلقه اتصال کوتاه فاز به هادی حفاظتی (PE یا PEN)

این همان مقدار Ia است که برای کار ما لازم است.

6-کنترل وسایل حفاظتی سری، از نظر توانایی آنها برای تمایز (discrimination)

7-محاسبه و احراز اطمینان نسبت به مجاز بودن افت ولتاژ.

از مراحلی که برای محاسبه یک مدار طی می شوند، فقط دو مورد آن به بحث ما مربوط می شود که عبارتند از مراحل 2 و 05 بدیهی است اگر به هر دلیلی در طول محاسبات در مقادیر Zs، Ia و In (Ip) تغییراتی حاصل شود، محاسبات و مقایسه باید تجدید شود.

طرحواره شکل 6P4-1، نحوه محاسبه شدت جریان Ia را نشان می دهد. راجع به این مطلب در قسمت بعدی بحث خواهد شد. اما در اینجا هدف ما با فرض داشتن Ia سنجیدن آن در برابر IP است تا معلوم شود که مدت زمان قطع لازم (4،0 ثانیه یا 5 ثانیه) تامین خواهد شد یا نه.

طرحواره ای که برای محاسبه حلقه اتصال کوتاه (ZS) بکار می رود. ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 )

Zs (TR) =

Ia(A) =

و برای انتخاب فیوزهای محافظ آخرین قطعه خط A-B-C-D در نقطه c در صورت وقوع اتصالی در نقطه D :

Ia(D)=

عملیات گفته شده باید برای کنترل لوازم حفاظتی نصب شده در نقاط A و B و C و D انجام شود. در این روابط Zs امپدانس مجموعه تراسفورماتور و خطوط مدار تا نقطه مورد نظر، U0 ولتاژ بین هادی های فاز و خنثی ، C ضریب تصحیح ولتاژ و Ia حداقل شدت جریان موثر متقارن اتصال کوتاه است. درباره این مقادیر در قسمت مربوط به محاسبه اتصال کوتاه به تفصیل صحبت خواهد شد.

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 6 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 6

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

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده

 

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده

 

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده :

 

حالت 4 مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده – انسان – هادی بیگانه است.

 

شکل 6P1 -3- مسیر (A-C1-C2-D)

  • یک دست فرد با یک قسمت برقدار در تماس است. (نقطه A، فاز L3 از طریق بدنه)
  • دست دوم فرد با یک هادی بیگانه (لوله فلزی) در تماس است. (نقطه C1)

در این حالت مانند حالت 2، دو امپدانس وجود دارند:

یادآوری های ذیل بخش 6P1-3 در این مورد نیز صادقند.

6P1 -5 – حالت عمومی مدار برق گرفتگی در حالت کل

 6P1 -4 ، یک شکل کلی از حالت هایی است که در هنگام برق گرفتگی ممکن است پیش آیند.

 

دو نکته : ( مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده )

   یادآوری1- همانطور که در 6P1-3 هم اشاره شده است، نباید تصور شود که ولتاژهای همیشه پس از تماس انسان با قسمت برقدار و یا هادی بیگانه برقدار می شوند. ممکن است این ولتاژها در اثر بروز سانحه یا هر اتفاق دیگری تشکیل شوند و اگر شخصی تحت تاثیر ولتاژ یا ولتاژ قرار گیرد و اگر مقدار آن از مقدار بی خطر یا مجاز تجاوز کند، دچار حالت برق زدگی شود.

یادآوری2- در بعضی موارد نادر، با وارد شدن امپدانس بدن انسان ، ممکن است تغییراتی در مقادیر ولتاژهای قبل از تماس انسان با آنها، پیدا شوند اما چون این امپدانس نسبت به سایر مقاومت ها بزرگتر است معمولا تغییرات پیش آمده در ولتاژها ناچیز می باشند.

 

حفاظت افراد در برابر خطر برق گرفتگی

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی و آتش سوزی

در بحث حفاظت اشخاص در برابر برق گرفتگی ابتدا به معرفی خطرات ناشی از برق و انواع برق گرفتگی می پردازیم. خطرات عمده ناشی از برق شامل دو مورد است:

  • برق گرفتگی
  • آتش سوزی

حفاظت اشخاص در برابر خطر برق گرفتگی

عامل مؤثر خطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر در تأسیسات الکتریکی (کارخانجات و منازل و…) جریان است. البته وجود اختلاف پتانسیل که باعث عبور این جریان می شود نیز مهم است. در سیستم های فشار ضعیف و در هنگام برق گرفتگی، عبور جریان های از ۰٫۱ آمپر به بالا از قلب، خطر جانی به دنبال دارد. آزمایش ها و بررسی های مختلف نشان می دهد که:

– جریان های تا ۰٫۰۲ آمپر برای انسان قابل تحمل است.

– جریان های تا حدود ۰٫۰۵ آمپر خطرناک است.

– جریان های از ۰٫۱ آمپر به بالا خطر جانی دارد.

در صورت اتصال یک فاز به بدنه هادی دستگاه، اختلاف پتانسیلی بین بدنه و زمین به وجود می آید. حال اگر شخصی بدنه دستگاه را لمس نماید، بین محل تماس بدن این شخص و زمین ولتاژی به وجود می آید که ولتاژ تماس نامیده می شود.

با توجه به اینکه معمولاً مقاومت بدن یک شخص بین ۱۳۰۰ تا ۳۰۰۰ اهم است و جریان بیش از ۵۰ میلی آمپر (۰٫۰۵ آمپر) برای بدن انسان خطراتی در بر دارد، بنابراین می توان ولتاژ قابل تحمل برای انسان را با ضرب نمودن مقاومت بدن در جریان خطرناک برای بدن، محاسبه نمود.

روش های حفاظت در برابر خطر برق گرفتگی 

( مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده )

برق گرفتگی در دو حالت ممکن است رخ دهد:

  • برق گرفتگی ناشی از تماس مستقیم : به برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم با قسمت های برق دار تأسیسات برقی گفته می شود. در واقع مانند زمانی که فرد مستقیماً با فاز تماس پیدا کند.
  • برق گرفتگی ناشی از تماس غیر مسقیم : به برق گرفتگی در اثر تماس با بدنه های هادی یک وسیله برقی یا قسمتی از تجهیزات گفته می شود. مانند زمانی که بدنه فلزی دستگاه در اثر اتصال با فاز برق دار شده و فرد بدنه دستگاه را لمس می کند.

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده / مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده / مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 :

بحثی توجیهی درباره اجزای تشکیل دهنده زمین و نقش آنها در برق گرفتگی ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 )

  

6P1-0- کلیات

    آشنایی با وضعیتی که هنگام قرار گفتن بدن انسان در مدار برق گرفتگی پیش می آید و مطالعه آن، بسیار مهم است. زیرا همین مسایل عوامل عمده در سازماندهی سیستم های برقی و روش های حفاظتی می باشند. شکل 6P11 ، طرحواره وضعیتی را نشان می دهد که آماده ایجاد برق گرفتگی برای فردی است که در محیط ایستاده است. در این شکل، فردی نشان داده شده است که با هیچ یک از اجزای سیستم برقی در تماس نیست با این وجود مقاومت های نشان داده شده در شکل، حاضر می باشند. مقاومت ها و ولتاژهای نشان داده شده طبق IEC می باشند.

وضعیت فیزیکی در قبل از بروز برق گرفتگی – ساختار مقاومت ها ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 )

در این پیوست برق گرفتگی در 4 حالت و به قرار زیر مورد بررسی قرار گرفته است:

دو حالت مربوط به “تماس مستقیم” و دو حالت دیگر مربوط به “تماس غیر مستقیم” است.

در دو حالت مربوط به “تماس مستقیم” ، از یک طرف انسان با یک هادی برقدار به صورت “مستقیم” در تماس است و از طرف دیگر،

حالت 1- انسان با سطح زمین در تماس است (سیستم سالم است.).

حالت 2- انسان با هادی بیگانه در تماس است (سیستم سالم است).

در دو حالت مربوط به “تماس غیر مستقیم”، از یک طرف انسان با یک بدنه هادی برقدار شده به صورت “غیر مستقیم” در تماس است و بدنه هادی خود از طریق هادی حفاظتی (PE) به منبع نیرو وصل است. بنابراین ولتاژهای 6P14 چه انسان در تماس باشد چه نباشد، بر خلاف شکل 6P1-2 ، وجود دارند.

حالت 3- انسان با سطح زمین در تماس است (سیستم سالم نیست).

حالت 4- انسان با هادی بیگانه در تماس است (سیستم سالم نیست).

 

در مورد حالت های 1و2 ، برای توجیه اتفاقاتی که ممکن است بروز کنند، توصیه می شود شکل های فصل سوم مخصوصاً 321-2 و 321-3 به دقت مطالعه شوند. در هر یک از این شکل ها طرحواره یک زنجیره از مداری که جریان برق زدگی از آن عبور می کند نشان داده شده است.

در مورد حالت های 3و4 ، با وارد شدن امپدانس بدن فرد به صورت موازی با مداری که به زمین وصل است. (شکل 6P1-3) ممکن است در مقدار ولتاژهای تغییراتی پیدا شوند اما در شرایط عادی تفاوت زیادی بین دو حالت وجود نخواهد داشت زیرا مقاومت بدن، مقاومت های کف و زمین یا بدنه هادی بیگانه و غیره بسیار بیشتر از مقاومت اتصال بدنه های سیستم با زمین است.

حالت 1 برق گرفتگی شامل هادی برقدار، انسان، زمین است.

-یک دست فرد با یک قسمت برق دار در تماس است.(نقطه A ،فاز L3)

-دست دوم فرد آزاد است و فقط از طریق یک یا هر دو پا با محیط زیست (کف) در تماس است. نقطه B

در شکل6P1-2 ، خلاصه حالتهای 1و2 برقگرفتگی در “تماس مستقیم” نشان داده شده اند.

برق گرفتگی در حالت های “تماس مستقیم” ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 )

در این حالت سه امپدانس مشخص وجود خواهد داشت:

1-امپدانس بدن انسان ولتاژ دو سر این مقاومت که برابر Ue است “ولتاژ تماس” نام دارد.

2-مقاومت مصالح بنایی، بین بدن انسان (پاها) از کف تا هادی های بیگانه ساختمان برابر Rs است و ولتاژ دو سر این مقاومت برابر است با Us.

3-مقاومت مصالح بنایی و خاک طبیعی بین هادی های بیگانه تا شینه فرضی”جرم کلی زمین”. این مقاومت RA  نامیده می شود و در بحث سیستم های الکتریکی از آن فراوان استفاده می شود و ولتاژ دو سر این مقاومت برابر است با UA.

امپدانس کل بین دو نقطه مدار که از زنجیره این سه امپدانس تشکیل می شود عبارت خواهد بود از:

و که ولتاژ اتصالی نامیده می شود، با افت ولتاژ روی هر سه این امپدانس ها بصورت زیر خواهد بود:                                               

حالت 2 مدار برق گرفتگی شامل هادی برقدار- انسان- هادی بیگانه است. ( حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 )

– یک دست فرد با یک قسمت برقدار در تماس است.(نقطهA، فاز L3)

– دست دوم فرد بر خلاف حالت قبل آزاد نیست بلکه با یک هادی بیگانه (لوله فلزی) در تماس است.(نقطه B)

در این حالت فقط دو امپدانس وجود دارند، زیرا امپدانس  با هادی بیگانه دور زده می شود و از مسیر خارج می گردد:

1-امپدانس بدن انسان  و ولتاژ دو سر این امپدانس که برابر  است با نام “حداکثر ولتاژ تماس” شناخته می شود.

2-مقاومت مصالح بنایی و خاک طبیعی بین هادی های بیگانه تا شینه فرضی “جرم کلی زمین”. این مقاومت نامیده می شود و در بحث سیستم های الکتریکی از آن فراوان استفاده می شود. ولتاژ دو سر این مقاومت برابر است با امپدانس کل بین دو نقطه مدار که از زنجیره این دو امپدانس تشکیل می شود، عبارت خواهد بود از :

مدار برق گرفتگی شامل بدنه هادی برقدار شده- انسان- زمین است.

یک دست فرد با یک قسمت برق دار در تماس است. (نقطه A ، فاز L3 از طریق بدنه).

  • دست دوم فرد آزاد است و فقط از طریق یک یا هر دو پا با محیط زیست(کف) در تماس است. (نقطه B)

در این حالت مانندحالت، 1 سه امپدانس وجود دارند:

یاد آوری1- تفاوتی که بین حالت 1 و حالت 3 وجود دارد این است که حتی اگر انسان با بدنه هادی برقدار شده تماس نداشته باشد، به علت وجود هادی حفاظتی PE و وصل بودن آن به زمین، ولتاژهای  وجود دارند (شکل 6P1 -4). با وارد شدن امپدانس بدن در زنجیره ای به موازات زنجیره A-B-C2-D ، که شامل امپدانس های خطوط توزیع و تراسفورماتور است، ممکن است تغییراتی در ولتاژها به وجود آید، ولی به علت بالا بودن امپدانس بدن و دیگر امپدانس های سری با آن نسبت به امپدانس خطوط و غیره، این تغییرات ناچیز است.

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 8 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 8

حفاظت در برابر تماس مستقیم

سیستم FELV

سیستم FELV

 

ولتاژ بسیار پایین (به انگلیسی: ELV) : به اختلاف پتانسیل کمتر از ۵۰ ولت ای‌سی یا ۱۲۰ ولت دی‌سی بین فاز و نول یا فاز و زمین گفته می‌شود. این ولتاژها در سطح پایین‌تری از ولتاژهای پایین (ولتاژهای کمتر از ۱۰۰۰ ولت ای‌سی یا ۱۵۰۰ ولت دی‌سی برای خط، برابر ۶۰۰ ولت ای‌سی یا ۹۰۰ ولت دی‌سی برای فاز به زمین) قرار دارند.

ولتاژ بسیار پایین ایمن

ولتاژ بسیار پایین ایمن (به انگلیسی: SELV) نوعی ولتاژ بسیار پایین است که با استفاده از ترانس ایزوله‌کنندهٔ مخصوص (مطابق استانداردهای مربوط مانند آی‌ئی‌سی) فراهم می‌شود. ولتاژ ثانویهٔ این ترانس‌ها هرگز از ۵۰ ولت آرام‌اس تجاوز نمی‌کند. ولتاژهای بسیار پایین ایمن برای مواردی که تجهیزات الکتریکی می‌توانند خطرات جدی در بر داشته باشند مانند استخرهای شنا و شهر بازی‌ها استفاده می‌شود. مطابق استاندارد آی‌ئی‌سی هیچ یک از هادی‌های زندهٔ سامانهٔ دارای ولتاژ بسیارپایین ایمن نمی‌باید با زمین تماس داشته باشند. پریزهای این سامانه فاقد کنتاکت زمین است و سوکت آن به گونه‌ای ساخته می‌شود که امکان اتصال ناخواستهٔ دیگر سطوح ولتاژ به آن وجود نداشته باشد.

در ولتاژهای بسیار پایین ایمن که به آن ولتاژ بسیارپایین جداشده نیز می‌گویند، سامانه از زمین و دیگر سامانه‌ها جدا است و بر اثر خطاهای تکی در سامانه احتمال وقوع شوک الکتریکی وجود نخواهد داشت. اصطلاح SELV برای اشاره به بیشینه ی ولتاژهای قابل تماس به وسیلهٔ انسان که خطرساز نباشند نیز به کار می‌رود که معمولاً ۶۰ ولت دی‌سی در نظر گرفته می‌شود.

ولتاژ بسیار پایین حفاظتی

ولتاژ بسیار پایین حفاظتی (به انگلیسی: PELV) در مواردی به کار می‌رود که بخواهیم از ولتاژ بسیار پایین استفاده کنیم، اما خطر به اندازه‌ای نباشد که نیاز به استفاده از ولتاژ بسیار پایین ایمن باشد. تفاوت سامانه‌های دارای ولتاژ بسیارپایین حفاظتی با ایمن در این است که در سامانه‌های حفاظتی، یکی از نقاط ثانویهٔ ترانسفورماتور به زمین متصل می‌شود. این نوع تجهیزات با ولتاژ ۲۵ ولت آرام‌اس، تنها در شرایط معمولاً خشک که امکان تماس وسیع با بدن انسان نباشد به کار می‌روند؛ در سایر موارد که محافظتی در برابر تماس مستقیم وجود نداشته باشد، بیشترین ولتاژ آرام‌اس مجاز ۶ ولت پیش‌بینی شده است.

با وجود اینکه سامانهٔ ولتاژ بسیار پایین حفاظتی از زمین جدا نیست، اما کلیهٔ شرایط دیگر سامانه‌های ایمن را برآورده می‌کند.

 

درباره ی سیستم FELV :

ولتاژ بسیار پایین عملی

ولتاژ بسیار پایین عملی (به انگلیسی: FELV) به ولتاژهایی گفته می‌شود که شرایط ولتاژ بسیار پایین را داشته باشند (کمتر از ۵۰ ولت)، اما شرایط ولتاژ بسیار پایین ایمن یا حفاظتی را فراهم نکنند. در سیستم‌هایی که از ولتاژ بسیارپایین عملی استفاده می‌کنند بکارگیری راه‌کارهای محافظت در برابر شوک الکتریکی نیاز خواهد بود.

در سامانه‌های دارای ولتاژ بسیار پایین عملی، از یک ترانسفورماتور معمولی برای کاهش ولتاژ استفاده شده است. در این سامانه کلیهٔ اقدامات حفاظتی از جمله زمین‌کردن همهٔ هادی‌های در معرض تماس ثانویه ضروری است.

 

سیستم FELV :

    در صورتی که برای کارهای عملیاتی (کنترل از راه دور، کار رله ها و مانند آن) از ولتاژهای باند I استفاده شود، ولی همه مقررات مربوط به SELV و PELV رعایت نشده و رعایت آنها هم لازم نباشد. موارد زیر باید برای اطمینان نسبت به حفاظت در برابر تماس های مستقیم و غیر مستقیم، رعایت شوند:

حفاظت در برابر تماس مستقیم ( سیستم FELV )

حفاظت در برابر تماس مستقیم باید با یکی از دو روش زیر انجام شود:

– با استفاده از حصارکشی ها یا محفظه ها؛

– با استفاده از عایق بندی که با حداقل ولتاژ آزمونی مدار اولیه مطابقت دارد.

در مواردی که مدارهای FELV قادر به تحمل این ولتاژ نباشند، عایق بندی بدنه های در دسترس تجهیزات باید در حین نصب تقویت شود تا حدی که بتواند در برابر ولتاژ آزمونی 1500 ولت متناوب موثر استقامت کند.

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم ( سیستم FELV )

   حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم باید با یکی از دو روش زیر انجام شود:

-بدنه های هادی تجهیزات FELV به هادی حفاظتی مدار اولیه وصل شود به شرط اینکه این مدار تابع یکی از روش های قطع خودکار مدار طبق بخش 621 باشد. این امر مانع وصل یکی از هادی های برقدار FELV به هادی حفاظتی مدار اولیه نخواهد شد.

-بدنه های تجهیزات FELV به هادی همبندی همولتاژ کننده مدار اولیه که زمین نشده است، وصل شود. از این روش در مواردی استفاده می شود که مدار اولیه با روش حفاظتی جدایی الکتریکی طبق بند 622-5 حفاظت می شود.

632-4- پریزها و دو شاخه های مدارهای FELV

   پریزها و دو شاخه های سیستم های FELV باید با شرایط زیر مطابقت نمایند:

-دو شاخه ها را نباید بتوان داخل پریزهای مدارهای دیگر نمود.

-پریزها نباید بتوانند چند شاخه های مدارهای دیگر را قبول کنند.

 

نکات اضافی در مورد سیستم های SELV و PELV و PELV :

-برای مقررات کامل مربوط به SELV ، PELV و FELV به IEC 3644411 مراجعه شود.

-موارد استفاده از SELV برای مثال استخرهای شنا و محیط های نمناک (IEC 364701,7028306)

-موارد استفاده از FELV برای مثال مدارهای ارتباطات و کنترل.

 

 

سیستم FELV / سیستم FELV / سیستم FELV / سیستم FELV / سیستم FELV

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم

حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم

 

حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم :

پیش گفتار

     روش هایی که قادر به تامین ایمنی هم در برابر تماس مستقیم و هم در برابر تماس غیر مستقیم باشند، در حال حاضر محدود می شوند به آنهایی که یا از ولتاژ خیلی پایین و یا از محدود کردن انرژی تخلیه الکتریکی استفاده می کنند. در حال حاضر در مورد مقررات حفاظت با روش محدود کردن انرژی تخلیه الکتریکی توافقی نشده است. بنابراین روش هایی که ولتاژ خیلی پایین استفاده می کنند. استفاده کرد.

در عمل از روش های مورد بحث، در تاسیسات ساختمان های عمومی بسیار کم استفاده می شود.

در اینجا فقط اصول کلی مطرح می شوند.

روش های حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم ( حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم )

IEC ، سه نوع ولتاژ خیلی پایین را مشخص نموده است که در زیر نام اختصاری و کامل آنها ذکر می شود. قبلاً نیز گفته شده بود که IEC توضیحی برای علت انتخاب نام های اختصاری ارائه نمی دهد، ولی در این مورد علت انتخاب آنقدر بارز است که احتیاج به توضیح ندارد:

Safety  Extra  Low Voltage=SELV               یا ولتاژ خیلی پایین ایمنی

Protective Extra Low Voltage=PELV            یا ولتاژ خیلی پایین حفاظتی

Functional Extra Low Voltage= FELV          یا ولتاژ خیلی پایین عملیاتی

 جدول 6-4 خلاصه سیستم های ولتاژ های بسیار پایین (FELV , PELV , SELV)

631–  حفاظت با استفاده از PELV , SELV

     در موراد زیر حفاظت در برابر برقگرفتگی انجام شده به حساب می آید.

– ولتاژ اسمی سیستم از باند I طبق استاندارد IEC 449 تجاوز نکند.

– منبع ولتاژ یکی از منابع ذکر شده در بند 631-1 منابع SELV (بدون اتصال زمین) و بند 631-1 منابع PELV (با اتصال زمین) باشد.

–  بقیه خواسته های ذکر شده در این بخش

در زیر خواسته های عمومی برای سیستم های SELV و PELV گفته شده است و متعاقباً بقیه خواسته ها نیز گفته خواهد شد.

یاد آوری1– اگر منبع تغذیه از ولتاژ بالاتر اتو ترانسفورماتور با پتانسیومتر یا وسایل الکتریکی و مانند آنها باشد، مدار ولتاژ خیلی پایین ادامه مدار ولتاژ بالا به حساب آمده و حفاظت آن باید مانند مدار با ولتاژ بالا انجام شود.

یادآوری2- برای بعضی موارد ممکن است لازم باشد ولتاژهای پایین تری انتخاب شوند.

631-1- منابع SELV (بدون اتصال زمین)

این منابع ممکن است یکی از انواع زیر باشد:

  • یک ترانسفورماتور ایمنی با دو سیم پیچی مستقل که بین اولیه و ثانویه آن پرده فلزی وجود دارد و طبق استاندارد IEC 742 ساخته شده باشد.
  • یک منبع جریان که درجه ایمنی آن با تراسفورماتور ایمنی برابر باشد، مانند موتور- ژنراتوری که دارای عایقبندی معادل باشد.
  • یک منبع جریان (مانند باتری) یا منبع دیگری که مستقل از ولتاژ بالاتر باشد(مانند دیزل- ژنراتور).
  • بعضی منابع مخصوص جریان به شرطی که با استانداردهای ساخت خود مطابقت داشته و حتی در مواردی که در آنها اتصالی داخلی پیش آید، مقدار ولتاژ در مدار SELV از باندI تجاوز نکند. ولتاژ مدار می تواند از مقدار مجاز تجاوز کند به شرطی که به محض تماس مستقیم یا غیر مستقیم، ولتاژ خروجی به مقدار مجاز تنزل کند.

631-2- منابع PELV (با اتصال زمین)

  • منابع قابل حمل مانند یک ترانسفورماتور ایمنی یا موتور ژنراتور باید به نحوی انتخاب و نصب شوند که با خواسته های حفاظت با استفاده از تجهیزات کلاس II یا عایق بندی مشابه مطابقت نماید.

631-3- خواسته های عمومی برای مدارهای PELV و SELV ( حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم )

631-3-1- قسمت های برق دار مدارهای SELV و PELV

      قسمت های برقدار مدارهای SELV و PELV باید از نظر الکتریکی از سایر مدارها و از یکدیگر حداقل به اندازه یک تراسفورماتور ایمن جداکننده مجزا باشند.

631-3-2- هادی های مدارهای SELV و PELV از سایر مدارها جدا باشند. اگر انجام این کار ممکن نباشد، باید یکی از موارد زیر مراعات شود:

-مدارهای SELV و PELV علاوه بر عایق بندی اصلی از داخل یک غلاف غیر فلزی عبور کنند؛

– هادی های مدارهای با ولتاژهای مختلف بکمک یک پرده با غلاف فلزی زمین شده از هم جدا شوند.

-مدارهای با ولتاژهای مختلف، می توانند با استفاده از رشته های یک کابل به صورت هادی های جمعی از داخل یک مجرا عبور داده شوند. به شرطی که هادی های SELV و PELV به صورت انفرادی با دسته جمعی نسبت به بالاترین ولتاژ موجود در مسیر، عایق بندی شده باشند.

 

631-3-3- پریزها و دو شاخه های مدارهای SELV و PELV

    پریزها و دو شاخه های مدارهای SELV و PELV باید با شرایط زیر مطابقت نمایند:

  • دوشاخه ها را نباید بتوان داخل پریزهای مدارهای دیگر نمود.
  • پریزها نباید بتوانند چند شاخه های مدارهای دیگر را قبول کنند.
  • پریزها نباید مجهز به هادی های حفاظتی باشند.

 

631-4- خواسته های خصوصی برای مدارهای SELV (بدون اتصال زمین)

631-4-1- قسمت های برق دار ( حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم )

    قسمتهای برقدار مدارهای SELV نباید به زمین یا به هادیهای حفاظتی مدارهای دیگر اتصال داده شوند.

631-4-2- بدنه های هادی

بدنه های هادی نباید عمداً به اجزلی زیر اتصال داده شوند:

  • زمین
  • هادی های حفاظتی یا بدنه های هادی مدارهای دیگر
  • بدنه های بیگانه، به استثنای مواردی که تجهیزات الکتریکی از نظر ساختاری باید در تماس با بدنه های بیگانه باشند. در این صورت باید اطمینان حاصل شود که این بدنه ها نخواهند توانست ولتاژهایی را که پیش از ولتاژ باند I یک است، به خود بگیرند.

631-4-3- حفاظت در برابر تماس مستقیم ( حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم )

     اگر ولتاژ اسمی از 25 ولت موثر در جریان متناوب با 60 ولت بدون تموج (ripple free)  جریان مستقیم تجاوز کند، معمولاً حفاظت در برابر تماس مستقیم الزامی نخواهد بود، اما در صورت وجود بعضی شرایط خارجی حفاظت در برابر تماس مستقیم باید به یکی از دو روش زیر تامین شود:

– پیش بینی موانع یا با پوششی که درجه حفاظتی آن حداقل برابر با IPXXB باشد، یا

– دارای عایقبندیی باشد که در برابر ولتاژآزمونی 500 ولت جریان متناوب موثر، یک دقیقه استقامت کند.

اگر ولتاژ اسمی از 25 ولت موثر در جریان متناوب یا 60 ولت بدون تموج جریان مستقیم تجاوز نکند، حفاظت در برابر تماس مستقیم جز در بعضی شرایط خارجی الزامی نمی باشد.

631-5- خواسته های خصوصی برای مدارهای PELV (با اتصال زمین)

    در مواردی که مدارها دارای اتصال به زمین بوده یا داشتن SELV لازم نباشد (بند 631-4) ، شرایط زیر باید برقرار شود.

 

631-5-1- حفاظت در برابر تماس مستقیم

   حفاظت در برابر تماس مستقیم باید به یکی از دو روش زیر تامین شود:

  • پیش بینی موانع یا با پوششی که درجه حفاظتی آن حداقل برابر با IPXXB باشد
  • دارای عایق بندیی باشد که در برابر ولتاژ آزمونی 500 ولت جریان متناوب موثر، یک دقیقه استقامت کند.

631-5-2- عدم لزوم حفاظت در برابر تماس مستقیم

    اگر تجهیزات در داخل حوزه اثر همبندی برای هم ولتاژ کردن باشد و ولتاژ اسمی از مقادیر زیر تجاوز نکنند، ایجاد حفاظت در برابر تماس مستقیم با توجه به بند 631-5-1، لازم نخواهد بود:

  • 25 ولت موثر در جریان متناوب یا 60 ولت جریان مستقیم بدون تموج، هنگامی که تجهیزات به طور معمول فقط در محیط های خشک مورد استفاده قرار می گیرد و انتظار نمی رود سطوح بزرگی از قسمت های برقدار با بدن تماس حاصل کند.
  • 6 ولت موثر در جریان متناوب یا 15 ولت جریان مستقیم بدون تموج در همه موارد دیگر.

 

 

حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم / حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم / حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم / حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم / حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم / حفاظت در برابر هردو نوع تماس مستقیم و غیرمستقیم

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی :

    حفاظت با ایجاد جدایی الکتریکی یعنی استفاده از مداری که از یک سیستم زمین شده (TN-TT) تغذیه نمی کند و بدنه های هادی آن نیز اتصال الکتریکی عمدی با زمین ندارند، ولی با یکدیگر در هم بندی می باشند. در این شرایط وصل یکی از هادی های برقدار با بدنه هادی، سبب ایجاد برق گرفتگی نمی کند.

این روش حفاظتی باید با مقررات زیر حفاظت نماید:

622-5-1- مسائل اصلی که باید در مورد حفاظت با ایجاد جدایی الکتریکی رعایت شوند.

سیستم های حفاظت با ایجاد جدایی الکتریکی، به دو بخش تقسیم می شود:

  • سیستم هایی که فقط یک وسیله یا دستگاه را تغذیه می کنند.
  • سیستم هایی که چندین وسیله یا دستگاه را تغذیه می کنند.

یاد آوری- توصیه می شود قاعده زیر مراعات شود:

  • حاصل ضرب ولتاژ اسمی در طول مدار (به متر) از عدد 100000 تجاوز نکند، و در عین حال طول مدار از 500 متر بیشتر نشود.

در هر حال بسته به نوع سیستم، لازم است کلیه شرایط زیر رعایت شوند:

  • مدار یا مدارها باید از طریق یک منبع جداکننده تغذیه شوند:
  • یک ترانسفورماتور جداکننده
  • یک منبع جریان که درجه ایمنی آن معادل ترانسفورماتور جداکننده فوق باشد.

برای مثال موتور ژنراتوری که سیم پیچ های آن دارای همان درجه جدایی باشند.

منابع قابل حمل باید با توجه به بند 622-2 (تجهیزات کلاسII) انتخاب و نصب شوند.

منابع نصب ثابت باید:

  • یا با توجه به بند 622-2(تجهیزات کلاسII) انتخاب و نصب شوند.
  • و یا خروجی آن نسبت به ورودی و محفظه دارای عایق بندی مطابق بند 622-2 باشد.

اگر این منبع چند وسیله را تغذیه کند، بدنه های هادی آنها نباید به بدنه فلزی منبع وصل شوند.

(2) ولتاژ مدار جدا شده نباید از 500 ولت بیشتر باشد.

(3) قسمت های هادی مدار جدا شده نباید در هیچ نقطه ای به یک مدار دیگر یا زمین وصل شوند.

برای پیشگیری از امکان اتصال به زمین، لازم است به عایق بندی اینگونه اجزاء نسبت به زمین مخصوصاً کابل های قابل انعطاف، توجه شود.

  • کابل های قابل انعطاف باید در تمامی طول آنها قابل رویت باشند.
  • توصیه می شود برای مدارهای جدا شده، از سیم کشی مخصوص استفاده شود اما اگر انجام این کار ممکن نباشد می توان از کابل های چند رشته ای بدون هر گونه پوشش یا غلاف فلزی یا هادی های عایق دار در لوله ها یا مجراهای عایق دیگر استفاده شود به شرطی که ولتاژ اسمی آنها از بالاترین ولتاژ اسمی که ممکن است پدید آیند کمتر نباشد و هر یک از مدارها در برابر اضافه بار حفاظت شده باشند.

622-6- نتیجه گیری کلی درباره حفاظت بدون استفاده از قطع خودکار مدار ( حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا ایجاد جدایی الکتریکی )

   پس از آشنایی با سیستم های حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم بدون استفاده از قطع خودکار مدار اینک می توان نتیجه گیری های زیر را انجام داد:

  • سیستم های حفاظت بدون استفاده از هادی های حفاظتی (PE) سیستم های مخصوصی هستند که از آنها به ندرت استفاده می شود.
  • تجهیزات کلاس II (622-2) نمی توانند پایه گذار یک سیستم کامل حفاظتی باشند، زیرا در حال حاضر همه لوازم برقی را نمی توان از نوع کلاس II ساخت، ولی استفاده از آنها در هر یک از سیستم ها، به طور کلی می تواند به ایمنی کمک کند.
  • سیستم حفاظت با استفاده از محیط عایق (622-3) در اوایل ظهور برق در زندگی بشر، بسیار متداول بود و شاید در محیط های غیر عایق (هادی) هم از آن استفاده می شد. البته در محیط های هادی خیلی زود سیستم های با هادی حفاظتی (PE) جای آنها را گرفتند اما در محیط های عایق تا به امروز هم استفاده می شوند اما بیشتر در تاسیسات موجود که آنها هم رو به زوال اند.

متاسفانه در کشور ما تا امروز هم از این سیستم استفاده می شود، گویا اینکه محیط های ما عایق نیستند.

  • سیستم حفاظت با استفاده از هم بندی همولتاژ کننده بدون اتصال به زمین (622-4) سیستمی است که امروزه مورد استفاده چندانی ندارد. این سیستم، با استفاده از محیط عایق (622-3) قرابت نزدیک دارد. سیستمهای مورد بحث را با یکدیگر مقایسه کنید.
  • از سیستم حفاظت با ایجاد جدایی الکتریکی (622-5) تا حدودی استفاده می شود. این سیستم و سیستم حفاظت با استفاده از همبندی همولتاژ کننده بدون اتصال به زمین (622-4) به هم نزدیک کند که توصیه می شود آنها را با یکدیگر مقایسه کنید. با وجودی که حفاظت در سیستم های این بخش “بدون قطع خودکار مدار”معرفی شده است، در یک مورد، قطع خودکار مدار مقر شده است (بند 622-5-2 را ببینید).

موارد استفاده از این سیستم ممکن است در محیط های نمناک و تر، برای راه اندازی ابزار کار یا در شرایط عادی برای مصارف ایمن یا اضطراری باشد.

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

 

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی :

     آشنایی با خطرات استفاده از تجهیزات مخصوص محیط های عایق در محیط های هادی در واقع شناخت وضعیتی است که ما در ایران با آن روبرو هستیم. البته هستند کسانی که با شناخت خطرات، با طیب خاطر از سیستم های با هادی حفاظتی (PE) استفاده می کنند ولی بیشتر مردم از این مسایل بی خبرند و در معرض برق گرفتگی قرار دارند.

شکل 622-4 یک محیط هادی را که در آن از لوازم مخصوص محیط های عایق استفاده شده است، نشان می دهد تجهیزات مخصوص محیط های عایق عبارتند از آنهایی که اتصال به هادی حفاظتی در آنها وجود ندارد (کلاس0) و پریزهای مورد استفاده در آنها نیز دارای فقط دو کتاکت می باشند. در این محیط ها می توان از لوازم کلاس II استفاده کرد ولی ما در بحث خود باید حالت های خطرناک را مطالعه کنیم. در فصل سوم ممکن است انواع مشابه شکل 622-4 وجود داشته باشد ولی در اینجا برای تسلسل صحیح مسایل لازم است مطلب یک بار دیگر تکرار شود.

به سادگی دیده می شود که کل حفاظت در برابر برق گرفتگی به عهده (basic in sulation) یا عایق بندی اصلی است و اگر این عایق بندی به هر علت خراب شود و بین فاز و بدنه هادی دستگاه اتصالی برقرار شود، از طریق بدن انسان و زمین هادی مدار بسته شده و برق گرفتگی پیش خواهد آمد.

شکل 622-4 نتیجه استفاده از تجهیزات کلاسه (0) در محیط های هادی برق گرفتگی است.

 

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

 

6223-2- محیط عایق چگونه ایجاد ایمنی می کند.

     شکل 622-5 و دیاگرام آن نشان می دهد که چگونه عایق بودن محیط مانع عبور جریان برق می شود که بدن انسان قسمتی از زنجیره مسیر آن را تشکیل می دهد. البته فقط محیط عایق برای برقراری ایمنی کافی نمی باشد. اگر دو دستگاه از لوازم نصب شده در یک محیط عایق که از دو فاز مختلف تغذیه می کنند در عین حال دچار خرابی عایق بندی شوند و فاصله آنها به طوری باشد که انسان بتواند در عین حال با هر دوی آنها در تماس باشد، خطر برق گرفتگی بسیار شدید خواهد بود. اگر یک دستگاه از لوازم نصب شده در یک محیط عایق نزدیک به یک بدنه هادی بیگانه باشد به طوری که بدنه های هر دوی آنها را بتوان در عین حال لمس نمود. از این بار نیز خطر برق گرفتگی وجود خواهد داشت منتهی ولتاژ تماس به جای u برابر با  خواهد شد. پس علاوه بر عایق بودن محیط لازم است وسایل برقی خارج از دسترس یکدیگر باشند و همین طور بین وسایل برقی و بدنه های هادی بیگانه نیز همین شرط برقرار باشد یا اینکه لوله کشی بدنه بیگانه در مرز ورود به محیط عایق به کمک قطعات عایق (مثلاً پوشن عایق) از قسمت های در تماس با زمین مجزا شود. یادآوری بند 622-3-0 را ببینید.

622-5 شرایط تامین ایمنی به کمک محیط عایق با استفاده از تجهیزات کلاس (0)

یک بار دیگر متذکر می شود که فقط با شناختن خطرات مرگبار استفاده از مقررات مربوط به محیط های عایق در محیط های هادی (عادی) است که ممکن خواهد بود هر چه زودتر سیستم های برقی کشور را با به کارگیری اقدامات لازم به صورت انتخاب روش های سیستم TN یا TT ، بی خطر نمود.

 

622-3-3- مسائلی که باید برای تامین ایمنی در محیط های عایق رعایت شوند.

     برای ایجاد ایمنی کامل در محیط های عایق لازم است موارد زیر رعایت شوند.از نظر کامل بودن مطالب، مسائلی که قبلاً درباره آنها به تفصیل بحث شده است در اینجا دوباره فهرست وار ذکر می شوند.

  • برای حفظ ایمنی در محیط های عایق، افراد نباید بتوانند در آن واحد با اجزای زیر تماس برقرار کنند:
  • دو بدنه هادی مربوط به تجهیزات و یک بدنه هادی بیگانه.
  • یک بدنه هادی مربوط به تجهیزات و یک بدنه هادی بیگانه.

(برای بحث درباره موراد بالا، 622-3-2 را ببینید)

(برای بحث درباره موارد بالا، 622-3-2 را ببینید)

موارد بالا هنگامی برآورده شده تلقی می گردند که فاصله نسبی بدنه های هادی از هم یا از بدنه های بیگانه یا فاصله نسبی بدنه های بیگانه از هم، از 2 متر کمتر نباشد. اگر تجهیزات فوق یعنی بدنه های هادی و بدنه های بیگانه در خارج از دسترس قرار گرفته باشند. فاصله 2 متر را می توان به 1،25 متر تقلیل دارد.

یاد آوری 1- با توجه به لزوم رعایت حریم 2 متر یا 1،25 متر بین امواع مختلف از بدنه های هادی از یک طرف و رشد طبیعی تعداد لوازم مورد استفاده در یک فضا از طرف دیگر، رعایت خواسته فوق در بعضی موارد نا ممکن شده و سبب عدم امکان استفاده از این نوع روش حفاظتی می گردد.

  • با نصب موانع بین بدنه های هادی و بدنه های بیگانه به نحوی که فواصل بین بدنه های مختلف به مقداری که در بالا گفته شده است ازدیاد باید. این موانع نباید به زمین با به بدنه های بیگانه وصل شوند و تا جایی که ممکن است باید از مواد عایق ساخته شده باشند.
  • عایقبندیها و ترتیباتی که برای بدنه های هادی بیگانه داده می شوند (بوشن ذکر شده در بند 22-3-2) باید دارای استحکام مکانیکی کافی بوده و بتوانند آزمون ولتاژی به مقدار 2000 ولت را تحمل نمایند. در این آزمون نشت جریان در بهره برداری عادی نباید از یک میلی آمپر تجاوز کند.
  • در محیط های عایق نباید هادی حفاظتی (PE) وجود داشته باشد.
  • مقاومت کف ها و دیوارهای عایق در هر نقطه اندازه گیری (طبق خواسته های IEC 3646) نباید از مقادیر زیر کمتر باشد:
  • 50 کیلواهم، در مورادی که ولتاژ اسمی تاسیسات از 500 ولت بشتر نباشد.
  • 100 کیلواهم، در مواردی که ولتاژ اسمی تاسیسات از 500 ولت بیشتر باشد.

یادآوری 2- برای تامین ایمنی در محیط های عایق لازم است نکات عدیده ی دیگری را رعایت نمود که توصیه می شود برای آشنایی با آنها به مدارک IEC36441 مراجعه شود.

 

622-4- حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از هم بندی هم ولتاژ کننده بدون اتصال به زمین

    حفاظت با استفاده از هم بندی همولتاژ کننده تامین می شود ولی بدون اتصال به زمین که در سیستم های با هادی حفاظتی انجام می شود. این سیستم بسیار شبیه سیستم قبلی یعنی حفاظت با استفاده از محیط غیر هادی (عایق) می باشد. با این تفاوت که در سیستم قبلی با ایجاد فاصله بین بدنه های هادی و بیگانه از تماس همزمان با آنها جلوگیری می شود. ولی در سیستم مورد بحث، برای جلوگیری از خطر، همه بدنه ها همبندی می شوند ولی به زمین وصل نمی شوند. این سیستم ها ممکن است دارای کف عایق باشند که در هم بندی شرکت داده می شود، ولی به زمین متصل نیست. نکته اخیر ممکن است به هنگام ورود یا خروج افراد به محیط، خطر آفرین باشد به این معنی که یک پای فرد روی کف هادی که در اثر خرابی عایق بندی برقدار شده است قرار گیرد و پای دیگر وی در بیرون از محوطه، روی کف معمولی که وصل به زمین است مستقر شود. در هر حال، موارد استفاده از این نوع حفاظت بسیار نادر است.

شکل 622-6 حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از هم بندی هم ولتاژ کننده بدون اتصال به زمین

یاد آوری- برای تامین ایمنی در محیط های عایق با همبندی هم ولتاژ کننده نکات دیگری وجود دارند که توصیه می شود برای آشنایی با آنها به مدارک IEC 36441 مراجعه شود.

 

خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی / خطرات استفاده از تجهیزات مختص عایق در محیط های هادی

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن

هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن

 

هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن :

اجزای هم بندی شونده

      همبندی کمکی برای هم ولتاژ کردن باید کلیه بدنه های هادی را که هم زمان قابل لمس می باشند در بر گیرد و حاوی اجزای فلزی ساختمان شامل میلگردهای بتن مسلح باشد، البته اگر در دسترسی به ان ممکن باشد. همچنین همبندی کمکی برای هم ولتاژ کردن باید به هادی های حفاظتی همه تجهیزات، از جمله پریزها، وصل باشد.

 

اطمینان نسبت به کارآیی هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن

      اگر کوچکترین شکی نسبت به کارآیی سیستم همبندی کمکی بررای هم ولتاژ کردن وجود داشته باشد، لازم است نسبت به صحت رابطه زیر اطمینان حاصل شود:

که در آن:

R= مقاومت بین بدنه های هادی که همزمان در دسترس می باشند و بدنه های هادی بیگانه؛

Ia=شدت جریانی که سبب عمل وسیله حفاظتی می شود.

در مورد وسایل جریان تفاضلی:  

در مورد وسایل اضافه جریان Ia= جریانی است که سبب قطع وسیله حفاظتی در 5 ثانیه می شود.

(پیوست 6P4 را ببینید)

یاد آوری- برای بررسی گفته شده در این بند، شکل 621-5 را مطالعه کنید و بند 621-2-2 را هم ببینید.

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم بدون قطع خودکار مدار ( هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن )

     قطع خودکار مدار، با توجه به سیستم های توزیع IT ,TT-TN ، مهمترین روش حفاظت در برابر برق گرفتگی در تماس غیر مستقیم است. اما روش های دیگری نیز وجود دارند که در آنها از روش قطع خودکار استفاده نمی شود. در این بخش راجع به انواع این روش ها صحبت خواهد شد.

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم بدون قطع خودکار تغذیه (بر اساس IEC 364441)

پیش گفتار

    حفاظت در برابر برق گرفتگی در تماس غیر مستقیم بدون استفاده از هادی حفاظتی ممکن است به 4 گونه انجام شود:

  • در صورت استفاده از تجهیزات کلاس II؛
  • در صورتی که محیط عایق باشد؛
  • اگر از هم بندی هم ولتاژ کننده در محیط عایق و بدون اتصال به زمین استفاده شود؛
  • اگر از روش جدایی الکتریکی استفاده شود.

در زیر درباره هر یک از این روش ها بحث می شود.

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با استفاده از تجهیزات کلاس II ( هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن )

     بهترین روش در پیشگیری از برق گرفتگی در صورت بروز اتصالی صرف نظر از نوع سیستم برق و دیگر ملاحظات، استفاده از تجهیزاتی است که علاوه بر عایق بندی اصلی دارای عایق بندی تکمیلی نیز باشند که آنها را تجهیزات کلاس II می نامند. اما در وضعی که صنعت برق و دیگر صنایع در آن به سر می برند حداقل در حال حاضر قادر نیستند کلیه لوازم و تجهیزات خود را با بدنه های تمام عایق یا با عایق بندی دوبل و خلاصه با مشخصات کلاس II تولید کنند. این موضوع مخصوصاً در مورد لوازم حرارتی غیر ممکن است. در هر صورت تجهیزات کلاس II به سه صورت قابل حصول می باشند.

-تجهیزات کلاس II از نوع فابریکی که کلیه آزمون های نوعی و فردی را طبق استاندارهای مربوط در کارخانه سازنده می گذرانند. این لوازم همگی دارای علامت دو مربع داخل هم طبق شکل 622-2 میباشند. جدول 6-1 را هم ملاحظه کنید.

-تجهیزاتی که دارای عایق بندی تکمیلی می باشند؛ یعنی علاوه بر عایقبندی اصلی، دارای یک لایه عایقبندی اضافی می باشند که در حین نصب تاسیسات الکتریکی بر روی تجهیزات اعمال می شود و به آن درجه ای از عایق بندی که معادل عایق بندی کلاس II است، می دهد. در اغلب موارد “لایه اضافی” یک جعبه یا محفظه عایق است که کل تجهیزات مورد نظر را در خود جای می دهد.

-تجهیزاتی که دارای عایق بندی تقویت شده می باشند این عایق بندی “تقویت شده” در حین نصب تاسیسات الکتریکی بر روی تجهیزات اعمال می شود و به آن درجه ای از عایق بندی را که معادل عایق بندی کلاس II  است، می دهد. استفاده از عایق بندی تقویت شده تنها در مواردی که به دلایل ساختاری امکان استفاده از عایق بندی تکمیلی وجود نداشته باشد مجاز می باشد.

 

نحوه تشکیل عایق بندی تقویت ده برای مطابقت با تجهیزات کلاس II ( هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن )

نکات مهمی که باید در این نوع روش حفاظتی رعایت شوند عبارتند از:

  • دریچه ها یا قسمت های بازشو در بدنه های هادی را باید بتوان فقط با نوعی ابزار باز نمود. با دست خالی نباید امکان باز شدن وجود داشته باشد. در غیر این صورت پشت در یا قسمت باز شونده بدون ابزار، باید حصار یا مانعی عایق باشد که از تماس با قسمت های برقدار جلوگیری کند که آن را بتوان فقط با نوعی ابزار پیاده کرد. حصار یا مانع عایق باید دارای حداقل درجه حفاظت IP2X باشد.
  • هیچ نوع اجزای فلزی که ممکن است ناقل پتانسیل به بیرون از محفظه عایق باشند، نباید از بدنه یا در پوش، عبور کند. محفظه عایق نباید دارای پیچ هایی باشد که تعویض اشتباهی آنها با پیچ های دیگری که از جنس هادی می باشند، عایق بندی را مخدوش کنند.
  • بدنه های هادیی که در داخل محفظه قرار دارند نباید به هادی حفاظتی (PE) اتصال داده شوند. اما اگر لازم است هادی حفاظتی برای وصل به تجهیزات دیگر از داخل محفظه کلاس II عبور کند، در داخل محفظه هادی حفاظتی باید مشابه یک هادی برقدار عایق بندی شود و یک ترمینال عایق هم برای این منظور پیش بینی گردد. این ترمینال باید برای منظوری که پیش بینی شده است. علامتگذاری شود.(شکل 622-3 را ببینید). علاوه بر نشانه دو مربع هم مرکز، برای یاد آوری منع وصل هادی حفاظتی لازم است نشانه زمین خط خورده طبق شکل در داخل و خارج محفظه کلاس II نصب گردد.

یادآوری1- اگر تجهیزاتی دارای عایقبندی دوپل باشد که هادی حفاظتی در آن به بدنه های هادی داخلی وصل شده باشد،آن تجهیزات از نوع کلاس I به حساب می آید.

 

تامین ایمنی به کمک تجهیزات کلاس II ( هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن )

یادآوری2- در استفاده از عایقبندی تکمیلی و عایقبندی تقویت شده باید نکات عدیده دیگری را رعایت نمود که توصیه می شود برای آشنایی با آنها مدارک IEC 36441 مراجعه شود.

یادآوری3- توجه شود که حفاظت طبق این بند،حفاظت با استفاده از عایقبندی بدون اتصال به زمین است.

یادآوری4- اگر محفظه عایقی تجهیزاتی که برای احراز کلاس II به کار می رود قبلا برای این منظور آزمایش نشده و نسبت به کارآیی آن برای کلاس II شکی وجود داشته باشد، لازم است آزمون مقاومت ولتاژ طبق مقررات IEC 3646 در مورد آن انجام شود.

 یادآوری5- محفظه عایقی تجهیزاتی که برای احراز کلاس II در تجهیزات به کار می رود، نباید اثری نامناسب بر روی نحوه کار تجهیزات داخل آن (برای مثال خنک شدن) باقی گذارد.

یاد آوری 6- نصب و استقرار تجهیزاتی که از محفظه عایقی برای احراز کلاس II استفاده می کنند باید به نحوی انجام شود که خللی به درجه حفاظت آن وارد نشود.

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم اگر محیط غیر هادی (عایق) باشد.

  پیش گفتار ( هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن )

یادآوری 1- علاوه بر عایق بودن محیط، شرایط دیگری هم باید وجود داشته باشند تامحیط از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم، ایمن باشد. درباره این مسایل صحبت خواهد شد اما برای سادگی، در این مرحله فقط عایق بودن محیط عنوان می شود.

روش ایجاد ایمنی با استفاده از محیط های عایق، به تدریج اهمیت خود را ار دست داده است. علت این است که شرایط لازم برای قبول اینکه محیطی عایق می باشد، کمتر شده است و دلیل آن استفاده از مواد ساختمانی غیر عایق و استقرار تعداد بیشتری لوازم برقی در واحد سطح نسبت به سابق است. در زیر دیده خواهد شد که وجود تعداد بیشتری از لوازم برقی در واحد سطح، یکی از عواملی است که علیرغم عایق بودن محیط،ممکن است آن را مناسب برای این نوع حفاظت نداند (یادآوری بالا را ببینید). در هر حال چون به دلایل سنتی در بعضی از نقاط دنیا هنوز هم از روش محیط های عایق برای ایجاد ایمنی استفاده می شود، این روش از نظر IEC یک روش ایمنی شناخته شده باقی مانده است.

البته IEC به دلایل فنی و اقتصادی سعی در تعطیل آن کرده است، منتهی با روشی دیگر:

لازم است توجه شود که در کلاس بندی تجهیزات (بند 620-1) ، تجهیزات کلاس (0) فقط و فقط در محیط های عایق قابل استفاده می باشند. با کم شدن این نوع محیط ها، تا به حال چند بار در سطح IEC صحبت از حذف تجهیزات کلاس (0) پیش آمده است اما انجام قطعی این کار، به بعد موکول شده است تا تعداد نقاطی که واجد شرایط می باشند باز هم کمتر شود. برای سرعت بخشیدن به این روال،IEC  از همه کمیته های فنی خود که در تهیه استانداردهای تجهیزات الکتریکی کار می کنند. در خواست کرده است تا در حد امکان برای حذف لوازم کلاس (0) ،اقدام کنند.

بدیهی است به محض اینکه لوازم کلاس (0) از استاندارد حذف و دسترسی به این نوع تجهیزات ممکن نشود.

حفاظت با استفاده از محیط های عایق نیز از بین خواهد رفت. این بدان معنا نیست که با از بین رفتن لوارم کلاس (0) ، محیط های عایق نیز بکلی از بین خواهند رفت. محیط های عایق هر چند نادر، باقی خواهند ماند اما برای تامین ایمنی در این محیط ها باید از روش های دیگری مانند استفاده از هادی های حفاظتی استفاده شود. زیرا دیگر لوازم قابل استفاده در این محیط ها مانند پریزهای دو کتاکت (بدون اتصال زمین) و تجهیزات کلاس (0) وجود نخواهد داشت. و بر عکس استفاده از پریزهای سه کتاکت و تجهیزات کلاس I در هر محیطی حتی محیط عایق، طبقه بندی آنرا از عایق به هادی تغییر خواهد داد و کلیه مقررات مربوط به یک محیط هادی باید در آن اعمال شود.

به یاد داشته باشیم که تجهیزات کلاس (0) فقط و فقط در محیط های عایق (موضوع این بند) قابل استفاده می باشند و در محیط های دیگر و محیط هایی که بیشتر هادی می باشند تا عایق  قابل استفاده نمی باشند.

ممکن است سوال شود که این همه بحث درباره موضوعی که ظاهراً در سطح دنیا اگر از بین نرفته باشد رو به نابودی است چه معنایی دارد.

متاسفانه به علل گوناگون که مهمترین آنها عبارتند از ندانم کاری اولیه، دنبال نکردن تحولات مقرراتی در نزد ملل صنعتی و گرانی نسبی تاسیسات با هادی حفاظتی، سبب شده است که در تاسیسات برقی کشور ما در حالی که ساختمان های سنتی شرایط محیط های عایق را ندارند، از لوازم کلاس (0) استفاده شود که برای استفاده کنندگان خطر آفرین و مرگبار می باشد.

اغلب ساختمان های کشور ما به طور طبیعی محیطی هادی دارند که استفاده از لوازم کلاس (0) در آنها به هیچ وجه مجاز نیست. اشکال سیستم های برقی ما در همین نکته نهفته است و تا وقتی که این مساله شناخته و حلاجی نشود برای رفع آن نیز اقدام نخواهد شد.

هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن / هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن

توزیع هادی خنثی در سیستم IT

توزیع هادی خنثی در سیستم IT

توزیع هادی خنثی در سیستم IT

 

توزیع هادی خنثی در سیستم IT توصیه نشده است.

      در سیستم IT قویاً توصیه می شود که از توزیع هادی خنثی صرف نظر شود. بعضی از علل این کار واضح و بعضی دیگر غیر ممکن است خیلی روشن نباشند.

مهمترین علت اینکه توصیه می شود هادی خنثی توزیع نشود این است که هر چه طول هادی خنثی و تعداد لوازمی که به آن وصل می شوند بیشتر شود، احتمال بروز اتصالی بین آن و بدنه های هادی زمین شده بیشتر می شود که در صورت بروز این حالت ظاهراً اتفاق مهمی نخواهد افتاد، اما کل سیستم حفاظتی مختل خواهد شد و در اصل سیستم IT تبدیل به TT یا TN (بسته به نوع اتصال به زمین) خواهد شد.

چرا در سیستم IT  توصیه می شود هادی خنثی توزیع نشود.

این است که نه تنها بهتر است هادی خنثی توزیع نشود بلکه باید هادی ها، مقاومت یا مقاومت های وسیله کشف اتصال به زمین که بین نقطه خنثی و الکترود زمین قرار دارند، در برابر اتصال کوتاه شدن اتفاقی، به خوبی حفظ شود تا سیستم حفاظت مختل نشود.

اما وضعیت دیگری که در صورت توزیع هادی خنثی در سیستم IT باید مورد توجه قرارگیرد و علت آن ممکن است در نگاه اول خیلی واضح نباشد این است که همه مدارهای سیستم باید مجهز به وسایل کشف اضافه جریان در هادی خنثی باشند که همه هادی های مدار (فاز یا فازها و خنثی) را قطع کند.

کلیدهای چهار قطبی یا کلیدهای دو قطبی که همه قطب های آن مجهز به رله های اضافه جریان می باشند. برای همین منظور مورد استفاده قرار می گیرند.

برای پی بردن به اهمیت موضوع مورد بحث شکل 621-16 را مورد توجه قرار دهید. اگر مداری که هادی خنثای آن با بدنه برخورد کرده است مداری با مقطع کوچک باشد و مدار دیگر که فاز آن با بدنه در تماس است مداری با مقطع بزرگ باشد. ممکن است حالتی پیش آید که جریان اتصالی نشان داده شده در شکل، برای قطع رله جریان در فاز مدار بزرگ کافی نباشد در حالی که همین جریان از دید مدار کوچک آنقدر بزرگ باشد که هادی خنثای آن را بسوزاند.

در دو حالت زیر می توان از شرط بالا صرفنظر نمود:

  • در صورتی که برای حفاظت هادی خنثای هر یک از مدارها با چند مدارها یا چند مدار با هم از وسایل حفاظتی در برابر اتصال کوتاه در طرف تغذیه استفاده شده باشد.
  • در صورتی برای حفاظت از مدار مورد نظر از وسیله حفاظتی جریان تفاضلی استفاده شود، به شرط اینکه جریان نامی تفاضلی عمل آن از 0،15 برابر جریان نامی هادی خنثی بیشتر نباشد. بدیهی است که این وسیله باید همه هادی های مدار از جمله هادی خنثی را قطع کند.

621-5-8- شرایط قطع و وصل هادی خنثی (در سیستم IT)

    تا کنون در این کتاب راجع به قطع و وصل هادی خنثی صحبت نشده است. برعکس مخصوصاً در سیستم TN تاکید می شود که به هیچ وجه نباید در هادی خنثی از وسایل حفاظتی استفاده شود یا این هادی به نحوی دیگر و بدون قطع هادی های فاز، مجزا گردد. اما اینک دیده می شود که در سیستم IT انجام این کار لازم است. البته این فقط در حالتی از سیستم IT لازم می شود که در آن هادی خطا توزیع شده باشد. در صورت قطع و وصل هادی خنثا صرف نظر از نوع سیستم مراسمی دارد که باید در همه احوال مراعات شود.

یکی اینکه هادی خنثی نباید قبل از هادی های فاز از مدار مجزا و قطع شود. دیگر اینکه هادی خنثی باید قبل از هادی های فاز یا هم زمان با آنها وصل شود جز در شرایطی که برای سیستم IT گفته شد و شرایط استثنایی دیگر. هادی خنثی نباید حاوی وسایل حفاظتی خود کارکه فقط هادی خنثی را قطع کند، باشد.

 

    وسایل حفاظتی مجاز در سیستم IT ( توزیع هادی خنثی در سیستم IT )

    در سیستم های IT استفاده از وسایل حفاظتی زیر مجاز است:

  • وسایل بازرسی دایمی عایق بندی؛
  • وسایل حفاظتی اضافه جریان؛
  • وسایل حفاظتی جریان تفاضلی.

 

621-5-10- درجه عایق بندی برای تجهیزات تک فاز در سیستم IT با خنثای توزیع شده ( توزیع هادی خنثی در سیستم IT )

     در سیستم های IT با هادی خنثای توزیع شده تجهیزاتی که بین فاز و خنثی نصب می شوند، باید از نظر عایق بندی مناسب برای ولتاژ فاز (U) باشند. برای درک علل این کار توصیه می شود پیوست 4P22 در فصل چهارم دیده شود.

621-5-11- خصوصیات – مزایا – کاربرد های سیستم IT ( توزیع هادی خنثی در سیستم IT )

     از بین سیستم های سه گانه IT,TT,TN دو سیستم اول یعنی TN و TT ، سیستم هایی برای استفاده در کاربردهای عادی و سیستم سوم یعنی IT، یک سیستم مخصوص برای کاربردهای مخصوص می باشد.

نظر به اینکه اولین اتصال به بدنه در سیستم IT سبب قطع برق تجهیزاتی که اتصالی در آن واقع شده است نمی شود و در همان حال تماس با بدنه تجهیزات سبب برق گرفتگی نمی گردد. سیستم IT در بسیاری از کاربردهای حساس بی همتا است. بعضی از مواردی که استفاده از سیستم IT در آنها غیر قابل جایگزینی است. عبارتند از:

  • اتاق های عمل و نظایر آن در بیمارستان ها؛
  • چراغ های روشنایی ایمنی در تالارهای همایش و نظایر آن؛
  • معادن رو باز و زیر زمینی؛
  • سیستم های تولیدی که قطع برق در آنها ممکن است تولید خسارات زیاد کند مانند:
  • شیشه سازی
  • کوره ها
  • ذوب فلزات
  • نیروگاه ها
  • صنایع شیمیایی
  • صنایع مهمات سازی
  • تجهیزات آزمایشگاه ها و انجام آزمایش
  • تغذیه کامپیوترها
  • مدارهای کنترل
  • عملیات صنعتی زنجیره ای

 

 

توزیع هادی خنثی در سیستم IT ، توزیع هادی خنثی در سیستم IT ، توزیع هادی خنثی در سیستم IT ، توزیع هادی خنثی در سیستم IT

سیستم TT

سیستم TT

سیستم TT

 

شرایط اختصاصی سیستم TT

وصل بدنه های هادی به زمین در سیستم TT

 

سیستم TT : کلیه بدنه های هادی که دارای یک وسیله حفاظتی مشترک می باشند، باید همراه با هادی های حفاظتی آنها به یک الکترود زمین مشترک وصل شوند.

 

621-4-2- مشخصه های تجهیزات حفاظتی و مقاومت الکترود زمین در سیستم TT

 مشخصه های تجهیزات حفاظتی و مقاومت الکترود زمین در سیستم های TT باید به نحوی باشند. که در صورت وقوع اتصال کوتاه بین یکی از هادی های فاز و بدنه هادی یا هادی حفاظتی در هر نقطه ای از تاسیسات، مدار به طور خودکار حداکثر در زمان تعیین شده قطع کند تا طبق خواسته های مبحث پنجم برق گرفتگی بروز نکند.

خواسته فوق در صورت احراز شرط زیر حاصل می شود:

که در آن:

Ia = شدت جریانی که سبب قطع خودکار وسیله حفاظتی می شود؛

50 V = حداکثر ولتاژ مجاز تماس

یاد آوری1- در مواردی که وسیله حفاظتی یک وسیله جریان تفاضلی می باشد، است که عبارت است از جریان تفاضلی اسمی عمل وسیله حفاظتی.

در سیستم TT به منظور ایجاد تمایز، می توان از وسایل جریان تفاضلی تیپ S، در مدارهای توزیع حداکثر جریان عمل به مدت یک ثانیه مجاز می باشد.

یادآوری2- برای وسایل جریان تفاضلی تیپ S به مدارک IEC 1008 مراجعه شود.

در موارد استفاده از وسایل نوع اضافه جریان، باید یکی از شرایط زیر برقرار باشد:

  • وسیله حفاظتی باید دارای مشخصه عکس زمانی (inverse time) باشد و شدت جریان Ia آن را در مدت 5 ثانیه قطع کند.
  • وسیله حفاظتی باید با مشخصه زمانی آنی (instantaneous) باشد و Ia حداقل شدت جریانی باشد که سبب کارآیی وسیله شود.

 هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن در سیستم TT

     اگر در سیستم TT شرایط گفته شده در بند 621-4-2 را نتوان برآورده نمود، بایداقدام به برقراری هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن طبق بند 621-2-2 و بخش 621-7 نمود.

 

 وسایل حفاظتی مجاز در سیستم TT

 در سیستم هایTT استفاده از وسایل حفاظتی زیر مجاز می باشد:

  • وسایل حفاظتی جریان تفاضلی
  • وسایل حفاظتی اضافه جریان

 

یادآوری-1

           در عمل، استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان در سیستم های TT ممکن نخواهد بود، زیرا دستیابی به مقاومت های بسیار کوچکی که برای احراز ایمنی لازم می باشد، عملی نیست. برای مثال یک فیوز 25 آمپر احتیاج به مقاومت زمین 57% اهم و یک فیوز 36 آمپر، احتیاج به مقاومتی برابر 39% اهم دارند. اما اگر از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی با جریان عمل 30 میلی آمپر استفاده شود، مقاومت زمین می تواند 16666 اهم باشد که کاملا قابل حصول است.

 

یادآوری-2

            در سیستم های TT  استفاده از وسایل حفاظتی با ولتاژ عامل اتصال کوتاه برای موارد مخصوصی که وسایل ذکر شده در بالا قادر به ایجاد ایمنی نباشند، مجاز می باشد پیوست 6P8 را ببینید.

یادآوری-3

            در بخش 615 اشاره شده است که از کلیدهای جریان تفاضلی می توان به عنوان یک وسیله حفاظت ثانوی در برابر تماس مستقیم استفاده نمود. بعضی از شرکت های سود جو این خاصیت کلید را بزرگ کرده و آن را مناسب برای حفاظت اصلی جا می زنند که در اصل این را باید خیانت به حساب آورد.

شکل 621-10 طرحواره یک وسیله (کلید) حفاظتی جریان تفاضلی

621-4-5- روش های استفاده از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی در سیستم TN

      در سیستم های TN به شرط رعایت نکاتی که در شکل های زیر نشان داده شده است می توان از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی استفاده کرد.

621-11 استفاده از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی در سیستم TN-C-S

621-12 وسیله حفاظتی در سیستم TN-S و سیستم موضعی TT

621-4-6- الکترود و هادی اتصال زمین در سیستم TT

     در سیستم TT می توان از هر نوع الکترود زمین استفاده کرد جز اینکه از سیستم زمین پیش بینی  شده برای فشار قوی نباید برای وسایل جریان تفاضلی استفاده نمود. اگر چند وسیله جریان تفاضلی با جریان های عامل مختلف دارای الکترودی مشترک باشند، مقاومت آن باید مناسب برای وسیله حفاظتی با جریان عامل بزرگتر باشد. (در مورد مثال باید باشد که مناسب وسیله آمپر 5، 0– است در حالی که برای وسیله آمپر می توان از مقاومت بزرگتر یعنی استفاده کرد)

اگر در سیستم TT از الکترود اختصاصی استفاده شود، در فاصله بین وسیله مصرف کننده و وسیله جریان تفاضلی، هادی حفاظتی نباید در یک لوله یا یک غلاف کابل همراه با هادی های فاز کشیده شود، زیرا در صورت بروز اتصالی بین فاز و هادی حفاظتی در اثر خرابی در عایق بندی، کلید عمل خواهد کرد. کشیدن هادی حفاظتی همراه با هادی های فاز در بالا دست کلید مانعی ندارد.

از نظر سطح مقطع، هادی حفاظتی مدار بالا دست کلید در صورتی که از داخل یک لوله یا یک غلاف کابل همراه با فازها کشیده شده باشد، می تواند برابر با سطح مقطع هادی فاز یا خنثی باشد. اما در صورتی که هادی حفاظتی مستقل از هادیهای برقدار مدار کشیده شود. سطح مقطع آن در صورت داشتن حفاظت مکانیکی می تواند 2،5 میایمتر مربع و اگر بدون حفاظت مکانیکی باشد. 4 میلیمتر مربع باشد.

شکل 621-13 نحوه استفاده از یک کلید حفاظتی جریان تفاضلی در صورت وصل به الکترود اختصاصی

علت این است که جریان های تفاضلی بسیار کوچک می باشند و احتیاجی به سطح مقطع بزرگ ندارند. به همین دلیل در اغلب موارد حتی در صورتی که کشیدن هادی های حفاظتی همراه با هادی های فاز مجاز است، استفاده از هادی های حفاظتی مستقل با سطح مقطع های کوچک ذکر شده، از هر نظر با صرفه خواهد بود.

با توجه به اغلب استاندارد های ساخت کلیدهای جریان تفاضلی، زمان قطع این وسایل باید برابر یا کوچکتر از ثانیه باشد. با توجه به جدول زمان های مجاز (جدول های 6-2 و 6-3) این مقادیر کاملاً منطقی می باشند، اما برای ایجاد تمایز بین وسایل جریان تفاضلی، آنها را با زمان های قطع یا حساسیت های مختلف دیگر نیز می رساند. برای مثال: 02، 0 ثانیه و 2، 0ثانیه و 5 ،0 ثانیه.

استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان

استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان

استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان

 

استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان :

 استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان و جریان تفاضلی در سیستم های TN

      در سیستم های TN از انواع وسایل حفاظتی اضافه جریان می توان استفاده کرد. در این سیستم ها علاوه بر این ها، از وسایل جریان تفاضلی هم می توان استفاده کرد با این تذکر که استفاده از وسایل جریان تفاضلی در سیستم TNC ممکن نیست و از محل نصب این وسایل سیستم را باید تبدیل به TN-S نمود و از هادی های مجزا PE و N استفاده کرد.

 استقرار الکترود مستقل برای وسایل جریان تفاضلی در برخی موارد در سیستم TN

    مطلب بسیار مهم دیگر این است که در صورت استفاده وسایل تفاضلی در سیستم های TN، اگر در خارج از حوزه اثر هم بندی برای هم ولتاژ کردن باشد. (یعنی در محلی که قسمت های هادی بیگانه آن در هم بندی شرکت ندارند)

بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی نباید به هادی PE یا PEM در سیستم TN وصل شود. در این حالت بدنه ها باید به الکترود مستقلی وصل شوند که مقاومت آن نسبت به جرم زمین با مقدار مربوط به جریان عامل وسیله تفاضلی هماهنگ باشد. مداری که به این ترتیب تشکیل می شود، سیستم TT بوده و باید مقررات آن سیستم را جاری نمود بند 621-4 راببینید.

 اثر اتصال کوتاه بین یک فاز و یک هادی بیگانه که در هم بندی شرکت ندارد.

 منع استفاده از الکترود زمین مستقل در سیستم های TN ( استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان )

     گاهی دیده شده است که در سیستم های TN بعضی از تجهیزات سیستم را به یک الکترود زمین انفرادی وصل می کنند بدون آنکه آن الکترود به هادی حفاظتی یا هادی مشترک حفاظتی/خنثی هم وصل شده باشد. در بعضی موارد نادر ممکن است مقاومت الکترود انفرادی از مقاومت کل زمین سیستم کوچکتر باشد، در این حالت اگر یک اتصالی بین هادی فاز و بدنه هادی اتفاق افتد، ولتاژ همه بدنه های هادی سیستم ممکن است به مقداری خیلی بیشتر از مقدار مجاز رسد. بنابراین استفاده از الکترودهای زمین انفرادی در سیستم های TN ممنوع است.

شکل 621-9 چرا در سیستم های TN نباید از الکترود های زمین انفرادی استفاده کرد.

621-3-9- یک نتیجه گیری مهم برای سیستم TN ( استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان )

       تا چندین پیش عقیده بر این بود که مقدار کل مقاومت زمین هادی های حفاظتی PE یا حفاظتی/خنثی PEN در یک سیستم TN با ولتاژ 220/380 ولت، نباید از 2 اهم بیشتر باشد. دلیل آن هم با توجه به مطالب بند 621-3-5 این بود که در شرایط عادی اگر اتصالی بین یک فاز و یک هادی بیانه بروز کندف مقدار آماری این مقاومت اتفاقی حداقل 7 اهم خواهد بود و بنابراین انتخاب مقدار 2 اهم قابل توجه است.

سپس عقاید بر این قرار گرفت که مقدار 7 اهم انتخابی بسیار محافظه کارانه است و می توان مقدار مقاومت اتفاقی را تا 10 اهم نیز انتخاب نمود، بدون آنکه در احتمال بروز برق گرفتگی تغییر زیادی پیش آید و در این صورت مقدار مقاومت کل هادی خنثی نسبت به زمین می تواند 9،2 اهم باشد.

جدیدترین عقیده در این زمینه این است که در سیستم هایی که انحصاراً از کابل های زیر زمینی استفاده می کنند. اصلاً توجهی به مقدار مقاومت هادی های خنثی نسبت به زمین نشود، زیرا مقدار آن هر چه باشد، به شرط اینکه سایر مسائل (مانند قطع مدار در 0،4 ثانیه یا 5 ثانیه) رعایت شده باشند. خللی در ایمنی وارد نخواهد شد، زیرا اتصال اتفاقی بین یک فاز و یک بدنه هادی بیگانه در سیستم کابلی بسیار بسیار نامتحمل است.

ممکن است این سوال پیش آید که چرا از اول این فکر نشده بود. جواب این سوال را می توان در دو قسمت داد:

  • در ابتدای هر کاری به دلیل نبودن آمار کافی گرایش به این سمت است که مقادیر آماری با محافظه کاری بیشتری انتخاب شوند (7اهم). پس از سال ها آزمایش دیده شد این مقدار بسیار کوچک انتخاب شده بود و بنابراین مقدار آن را به 10 اهم افزایش دادند که در نتیجه انتخاب مقاومت کل سیستم 2،9 اهم به جای 2 اهم مجاز گردید.
  • در سابق به دلایل بسیاری که وارد آنها نخواهیم شد، بیشتر شبکه ها هوایی بود و اینک با گذشت زمان از حجم شبکه های هوایی کاسته شده و به حجم شبکه های زیر زمینی افزوده شده است. همانطور که گفته شد، بروز اتصالی بین یک هادی فاز و یک بدنه هادی بیگانه در شبکه کابلی بسیار نا متحمل است و مطالب گفته شده در بند 621-3-5 را باید فقط در مورد شبکه های هوایی به کار بست.
  • به طور خلاصه:
روز بروز اهمیت مقدار مقاومت در سیستم TN کاسته می شود به طوری که هم اکنون در سیستم های تمام TN ، دیگر احتیاجی به کنترل مقدار مقاومت  طبق بند 621-3-5 نیست. با وجود این، لزوم برقراری اتصال زمین برای هر انشعاب (طبق بند 621-3-1)، به قوت خود باقی است.

 

استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان / استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان / استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان / استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان

سیستم TN

سیستم TN

سیستم TN

 

شرایط اختصاصی سیستم TN (همه موارد TN-C-S , TN-S ,TN-C)

وصل بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی به زمین

   کلیه بدنه های هادی (فلزی) تجهیزات الکتریکی باید با استفاده از هادی های حفاظتی PE با PEN به نقطه زمین شده سیستم نیرو (N,O) وصل شوند و نقطه زمین شده باید در نزدیکی منبع نیرو (تراسفورماتور یا ژنراتور) زمین شود.

معمولاً نقطه ای که زمین می شود، نقطه خنثی است، ولی اگر نقطه خنثی در دسترس یا موجود نباشد(هم بندی مثلث) یکی از فازها را باید زمین نمود.

تحت هیچ شرایطی نباید از هادی فاز به عنوان هادی PEN استفاده شود.

یادآوری ها

  • همه سیستم های به کار رفته در کشور ما ستاره با خنثای زمین شده است.
  • درسیستم TN هادی حفاظتی (PE) را باید به همه الکترودهای در دسترس زمین (الکترودهای زمین متعدد) وصل نمود. با انجام این کار، مخصوصاً اگر این نقاط یکنواخت پخش شده باشند، در صورت وقوع اتصال کوتاه، پتانسیل هادی حفاظتی در حد امکان به پتانسیل زمین نزدیک باقی خواهد ماند. (شکل های 621-6 ، 621-7 و برای توضیحات بیشتر، پیوست 6P2 را ببینید)
  • در ساختمان های بلند که به علت محدودیت در فضا در آنها امکان احداث اتصال زمین های متعدد وجود ندارد. هم بندی بین بدنه های هادی تجهیزات و بدنه های هادی بیگانه هم ولتاژ کردن اجزای مختلف را بعهده خواهد داشت.
  • به دلایل بالا توصیه می شود در نقطه ورود سرویس به هر ساختمان یک اتصال به زمین اختصاصی برای هادی حفاظتی (PEN,PE) احداث شود.

یادآوری 4 مطالبی است که در مقرارت سیم کشی ساختمان ها (مبحث 13از مقررات ملی ساختمانی ایران) پیش بینی شده است.

 

621-3-2- استفاده از یک هادی برای دو منظور (PE) و خنثی (N)

در تاسیسات نصب ثابت می توان از یک هادی برای هر دو منظور حفاظتی (PE) و خنثی (N) به صورت اشتراکی استفاده نمود به شرطی که سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی/ خنثی از 10 میلیمتر مربع کمتر نباشد. کابل های قابل انعطاف مانند بندهای مربوط به لوازم خانگی از جمله اتو، جاروبرقی، مته و نظایر آن تاسیسات ثابت نیستند.

شکل 621-6 اتصال زمین حفاظتی مکرر ( سیستم TN )

شکل 621-7 نحوه اثر اتصال زمین مکرر در ولتاژ اتصالی و در نتیجه ولتاژ برق گرفتگی

اگر کابل از نوع هم مرکز باشد، حداقل سطح مقطع هادی مشترک ممکن است 4 میلیمتر مربع باشد، به شرط آن که در همه اتصالات کابل هم مرکز، برقراری تداوم هادی غلاف (پرده)، رعایت شده باشد. هادی مشترک حفاظتی/خنثی با حروف اختصاری PEN مشخص می شود.

هادی PEN باید نسبت به بالاترین ولتاژی که ممکن است تحت آن قرار گیرد، عایق بندی شود. اگر از نقطه ای در تاسیسات به بعد هادی های مشترک حفاظتی/خنثی از یکدیگر تفکیک شوند و به اشتراک خود پایان دهند، از ان نقطه به بعد وصل مجدد آنها ممنوع است. در نقطه تفکیک هر یک از هادی های جدا شده یعنی N,PE باید یک ترمینال یا شینه برای هر کدام از آنها پیش بینی شود و هادی مشترک حفاظتی/خنثی PEN باید به ترمینال یا شینه حفاظتی یعنی PE وصل شود و بین دو ترمینال یا شینه N,PE ، یک قطعه اتصالی قابل نصب و پیاده کردن وجود داشته باشد. این قطعه در شرایط عادی وصل است و فقط در صورتی که انجام اندازه گیری هایی لازم باشد، برای مدتی کوتاه برداشه می شود.

یادآوری ها ( سیستم TN )

  • در سیستم هایی که مجهز به هادی PEN می باشند. استفاده از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی امکان ندارد زیرا از نقطه نصب وسیله جریان تفاضلی هادی مشترک PEM ناچار است به دو هادی PE و N تفکیک و سیستم از TN-C تبدیل به TN-S شود و بنابراین کل سیستم TN-C-S خواهد بود
  • استفاده از هادی مشترک حفاظتی/ خنثی این سوء تفاهم را بوجود می آورد که در صورت نامتعادل بودن بار در شبکه و عبور جریان های شدید(هادی) از هادی خنثی (PEN) و نظر به اینکه بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی وصل به آن می باشند ممکن است در صورت تماس با آنها برق گرفتگی به وجود آید. این تصوری است اشتباه آمیز که در پیوست 6P3 درباره آن بحث شده است.
  • کمتر تاسیساتی از نوع TN وجود دارد که در آن از یک نقطه به بعد هادی مشترک حفاظتی/خنثی تفکیک نشود زیرا کمتر تاسیساتی از این نوع را می توان یافت که دست کم سطح مقطع بعضی از مدارهای نهایی آن از 10 میلیمتر مربع کمتر نباشد. کوچک شدن سطح مقطع از 10 میلیمتر مربع، به معنی لزوم تفکیک اجباری هادی حفاظتی و هادی خنثی است.

621 -3-3- مشخصه های تجهیزات حفاظتی در سیستم TN

      مشخصه های تجهیزات حفاظتی و امپدانس مدار باید به نحوی باشند که در صورت وقوع اتصال کوتاه بین یکی از هادی های فاز و بدنه هادی یا هادی حفاظتی (PE) در هر نقطه ای از تاسیسات (معمولا دورترین نقطه بدترین حالت است)، مدار به طور خودکار حداکثر در زمان تعیین شده قطع کند تا طبق خواسته های مبحث پنجم برق گرفتگی بروز نکند.

خواسته فوق در صورت احراز شرط زیر حاصل می شود:                                    

که در آن:

امپدانس حلقه اتصال کوتاه شامل امپدانس منبع (تراسفورماتور،ژنراتور) + امپدانس هادی فاز از منبع تا نقطه اتصالی + امپدانس هادی حفاظتی (PE) و یا (PEN) از منبع تا نقطه اتصالی، شدت جریانی است که:

  • سبب قطع وسیله حفاظتی حداکثر در زمان های ذکر شده در جدول 6-2 با توجه به ولتاژ  می شود.
  • سبب قطع وسیله حفاظتی تحت شرایطی که در بند 621-3-5 مشخص شده است، حداکثر در زمان 5 ثانیه شود.

   ولتاژ اسمی متناوب موثر فاز به زمین می باشد.

فرض بر این است که زمان های حداکثر مشخص شده در جدول 6-2، خواسته بند 621-1-1 را برای مدارهای نهایی که لوازم کلاس I از نوع دستی و قابل حمل را تغذیه می کنند برآورده می کنند.

بحث مفصلی درباره نحوه محاسبه امپدانس حلقه اتصال کوتاه و شدت جریان اتصالی و نحوه انتخاب شدت جریان اسمی لوازم حفاظتی برای مطابقت با مدت زمان مجاز، در پیوست 6P4 داده شده است.

برای مدارهای توزیع حداکثر زمان برقراری اتصال کوتاه 5 ثانیه مجاز می باشد.

برای مدارهای نهایی که فقط تجهیزات نصب ثابت را تغذیه می کنند، زمان قطع می تواند از مقدار تعیین شده در جدول 6-2 بیشتر باشد، ولی نباید هیچگاه از 5 ثانیه تجاوز کند. علاوه بر آن اگر مدارهایی که لوازم دستی را تغذیه می کنند (و باید در زمان های تعیین شده در جدول 6-2 قطع شوند) به تابلوی مربوط به مدارهای تجهیزات ثابت وصل باشند یا از همان مدار تغذیه کنند، باید یکی از شرایط زیر برقرار باشد:

  • امپدانس هادی حفاظتی بین تابلوی تقسیم و نقطه ای که هادی حفاظتی به نقطه هم بندی اصلی وصل می شود (MEB) از مقدار زیر بیشتر نباشد.
  • در محل تابلوی تقسیم یک هم بندی کمکی نصب شود که شامل همه بدنه های هادی بیگانه که در همبندی اصلی شرکت دارند، باشد و با خواسته های بدنه 621-2 مطابقت نماید.

پیوست 6P5 علت ممنوعیت تغذیه مدارهای نهایی 4، 0 ثانیه و 5 ثانیه از یک تابلو را نشان می دهد.

جدول 6-2 حداکثر زمان قطع برای سیستم TN

U0حد زمان قطع (ثاانیه)
1200،8
2300،4
2270،4
4000،2
4000،1

ولتاژها بر اساس استاندارد IEC 38 (1983) می باشند.

در مورد ولتاژهایی که در حد رواداری تعیین شده در استاندارد IEC 38 می باشند. مقادیر برابر مقدار اسمی باند انتخاب می شوند برای ولتاژهای بین دو باند،مقدار بزرگتر انتخاب می شود.

 ایجاد هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن ( سیستم TN )

     اگر شرایط گفته شده در بند 621-3-3 را نتوان با استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان مانند:

  • فیوز
  • کلید خودکار
  • کلیدهای خودکار کوچک

برآورده نمود باید اقدام به برقراری هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن طبق بند 621-2-2 نمود. به جای استفاده از هم بندی کمکی می توان از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی استفاده کرد.

یادآوری- از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی در انواع سیستم TN استفاده می شود.

 تعیین حداقل مقاومت اتصال زمین در سیستم TN

      در شرایطی که بین یک هادی فاز و زمین اتصالی برقرار شود (مانند افتادن یک هادی فاز روی یک دیوار فلزی یا دست انداز فلزی که به زمین وصل است. که احتمال آن کم است). برای اینکه ولتاژ هادی حفاظتی و بدنه های هادی که به آن وصل می باشند، نسبت به جرم کلی زمین از مقدار  ولت تجاوز نکند (مقدار قرار دادی)، لازم است رابطه زیر برقرار باشد:                                                

که در آن:

= ولتاژ اسمی متناوب موثر فاز به زمین؛

= مقاومت همه الکترود های زمین که موازی نصب شده اند نسبت به جرم کلی زمین؛

= مقدار حداقل مقاومت بین یک بدنه هادی بیگانه (که ممکن است با هادی فاز اتصالی کند) که در هم بندی شررکت ندارد (به هادی حفاظتی وصل نیست) و جرم زمین. در حالت اتصالی از این مقاومت جریان های اتصالی به جرم زمین و از جرم زمین و ازطریق مقاومت و منبع و هادی فاز بسته می شود.

 

سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با قطع خودکار مدار

قطع خودکار مدار :

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با قطع خودکار مدار

 

(4)- کلاس (Chass III) – III ( قطع خودکار مدار )

       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 “روش های حفاظت در تماس غیر مستقیم” را از مشخصه های اصلی تجهیزات برحسب کلاس بندی IEC را ترکیب کرد. تا در یک نظر روابط بین نوع تجهیزات و انواع سیستم ها و روش ها را از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم ملاحظه نمود.

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

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

در همه سیستم های 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 سیستم ها است، الزاماً برای دیگر سیستم ها 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.

621-1- اصول کلی ( قطع خودکار مدار )

        اصولی کلی باید در مورد همه انواع سیستم های الکتریکی اعمال شوند و علاوه بر اینها درمورد هر یک از سیستم ها باید مقرارت اضافی نیز رعایت شوند.

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

     یک وسیله حفاظتی در برابر تماس غیرمستقیم 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 صرف نظر از مقدار ولتاژ تماس و با توجه به نوع اتصال زمین سیستم حداکثر زمان قطع به مدت 5 ثانیه مجاز می باشد.

یادآوری ها ( قطع خودکار مدار )

  • در سیستم هایی مانند نیروگاه ها و پست ها ممکن است حد ولتاژ قراردادی و حداکثر زمان قطع پیش از مقادیر گفته شده در بالا انتخاب شوند.
  • در مواردی 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 خواست های عمومی برای قطع خودکار مدار به صورت مصور

621-2- هم بندی برای هم ولتاژ کردن (خواسته عمومی)

621-2-1 هم بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن ( قطع خودکار مدار )

    در هر ساختمان، در نقطه ورودی سرویس برق باید اجزای هادی زیر به یکدیگر اتصال داده شوند و هم بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن به وجود آید.

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

 

هم بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن مهمترین روشی است که برای پیشگیری از برق گرفتگی در یک ساختمان وجود دارد.

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

اختلاف پتانسیل قابل ملاحظه ای وجود نخواهد داشت تا باعث برق گرفتگی شود. هم بندی حوزه هم ولتاژ در حجم ساختمان بوجود می آورد که بزرگی آن بستگی به وسعت ساختمان دارد.

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

ممکن است که در بعضی از شرایط اتصالی، ولتاژ نقطه اصلی هم بندی برای هم ولتاژ 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 هم بندی منبع اصلی شرکت ندارد با زمین اتصال کوتاه شود). اما چون در داخل حوزه هم بندی شده همه ولتاژها به علت وجود هم بندی با هم برابر یا نسبت به هم خیلی کم تفاوت دارند، فردی که در داخل حوزه قرار دارد دچار برق گرفتگی نخواهد شد. برق زدگی در اثر تماس همزمان بدن با دو نقطه ای که دارای پتانسیل های 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 هم بندی برای هم ولتاژ کردن در سیستم (TT) TN 

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

سیستم هم بندی برای هم ولتاژ کردن، یک هدیه مجانی به استفاده کنندگان از ساختمان تقدیم می کند:

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

برای تشریح تفاوت های بین سیستم های TNC-C TNS از نظر سازگاری با سیستم های الکترونیکی یا برقراری EMC در ساختمان ها به پیوست 6P10 مراجعه کنید.

شکل 621-4 اجزای تشکیل دهنده یک سیستم هم بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن ( قطع خودکار مدار )

شکل621-5 اجزای اصلی یک هم بندی اصلی و هم بندی کمکی ( قطع خودکار مدار )

621-2-2- هم بندی کمکی برای هم ولتاژ 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 هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن استفاده شود. این هم بندی با نام هم بندی محلی هم شناخته می شود. در استفاده از هم بندی کمکی هیچ محدودیتی وجود ندارد به نحوی که هم بندی کمکی می تواند یک دستگاه از تجهیزات با یک اتاق یا یک محدوده یا کل یک تاسیسات را در برگیرد.

یادآوری

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

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی

 

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی :

      از وسایل (کلیدهای) جریان تفاضلی می توان فقط به عنوان حفاظت اضافی در برابر تماس مستقیم استفاده نمود و استفاده از این وسایل به عنوان تنها وسیله حفاظتی در برابر تماس مستقیم به کلی ممنوع است.

با توجه به یادآوری زیر، وسایل حفاظتی جریان تفاضلی با جریان اسمی تفاضلی عمل 30 میلی آمپر یا کمتر، به عنوان وسایل اضافی حفاظتی در برابر برق زدگی در استفاده عادی و در صورت ناتوانی اقدامات دیگر در جلوگیری از برق زدگی یا بی احتیاطی استفاده کنندگان، شناخته شده اند.

یادآوری- وسایل (کلیدهای) جریان تفاضلی وسایلی هستند که در درجه اول برای حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم طراحی شده اند. بعضی از سازندگان بی مسئولیت در سراسر دنیا. تبلیغات فروش وسایل جریان تفاضلی خود را بر اساس توانایی آنها در مقابله با برق گرفتگی در تماس مستقیم بنیان گذاری می کنند.

در نتیجه استفاده کنندگان بی اطلاع چنین تلقی می کنند که تنها با استفاده از وسایل جریان تفاضلی می توان برای ایجاد حفاظت در برابر تماس مستقیم اقدام نمود. این فکری است غرض آمیز و هیچ مقررات معتبری آن را قبول ندارد به عبارت دیگر، باید یکی از اقدامات حفاظتی (غیر از وسایل تفاضلی) ذکر شده در بالا رعایت شوند (الزامی) و سپس از وسایل تفاضلی برای حفاظت در برابر تماس مستقیم استفاده شود (اختیاری).

616- طبقه بندی تجهیزات با توجه به حفاظت در برابر تماس مستقیم و نحوه استفاده از آن

     از نظر حفاظت در برابر تماس مستقیم با قسمت های برقدار، تجهیزات برقی را می توان به نحو زیر طبقه بندی نمود:

کلاس Kتجهیزاتی که از آن ها می توان فقط در محوطه های بسته عملیاتی یا محوطه های عملیاتی الکتریکی (غیر از محوطه های بسته) استفاده کرد.

کلاس  L تجهیزاتی که از آن ها می توان فقط در محوطه های بسته عملیاتی یا محوطه های عملیاتی الکتریکی (غیر از محوطه های بسته) استفاده کرد.

کلاس  M– تجهیزاتی که از آن ها می توان در محوطه های محل تردد افراد عادی استفاده نمود.

شکل 616-1 رابطه کلاس های مختلف را با یکدیگر و شرط استفاده از آنها را در کلاس های دیگر، نشان می دهد.

شکل 616-1 کلاس بندی تجهیزات با توجه به حفاظت در برابر تماس مستقیم و نحوه استفاده از آن

62- حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم یا حفاظت در حالت بروز اتصالی ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

    برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم بیش از تماس مستقیم اتفاق می افتد. زیرا در زندگی روزمره حوادثی که منجر به تماس غیر مستقیم می شوند، خیلی بیشتر از انواع تماس مستقیم اند. طبق تعریف، تماس غیر مستقیم هنگامی اتفاق می افتد که در داخل یکی از انواع تجهیزات الکتریکی در تاسیسات، اتصالی بروز کند. یعنی یکی از فازها به بدنه هادی (فلزی) تجهیزات برخورد کند و در همان حال انسان یا دام نیز با بدنه هادی مورد بحث در تماس باشد.

انواع روش های به کار رفته برای حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم را نشان می دهد.

درست است که از انواع روش های نشان داده شده برای حفاظت در برابر برق گرفتگی هیچ یک نسبت به دیگری ترجیح ندارد. اما بیشترین انواع مورد استفاده، سیستم های دارای هادی حفاظتی می باشند که از آن میان سیستم TN دارای بالاترین سهمیه است و سیستم TT مقام دوم را دارد.

سومین سیستم یعنی IT ،سیستمی است مخصوص که بر خلاف سیستم های TN و TT که در صورت بروز اولین اتصالی به بدنه مدار مربوطه باید به فوریت قطع شود، این سیستم به کار خود ادامه می دهد اما با استفاده از وسایل حساس، وقوع اتصالی را به اطلاع می رساند تا اقدامات لازم برای رفع عیب به موقع به عمل آیند.

در حفاظت از برق گرفتگی در تماس غیر مستقیم، روش هایی وجود دارند که کمتر مورد استفاده می باشند. این ها روش هایی هستند که در آنها از هادی حفاظتی استفاده نمی شود. از این روش ها در مواردی که شرایط اجازه دهند یا استفاده کننده شرایط لازم را فراهم کند، می توان استفاده کرد.

 

یاد آوری- وجود روش هایی که ایمنی را بدون هادی حفاظتی تامین می کنند این فکر اشتباه آمیز را به مهندسین بعضی ممالک در حال پیشرفت تلقین کرده است که به جای ترمیم سیستم های موجود و ارتقا، آنها به سیستم های با هادی حفاظتی، می توان از سیستم های بدون هادی حفاظتی استفاده کرد. غافل از آنکه شرایط استفاده از سیستمی بدون هادی حفاظتی در این ممالک وجود ندارد و رعایت این روش ها اگر غیر ممکن نباشد. گرانتر از سیستم های با هادی حفاظتی خواهد بود.

پس کلیه تاسیسات الکتریکی ساختمان ها باید مجهز به سیستمی باشند که در صورت بروز اتصالی بین فاز و بدنه هادی یکی از اجزای تجهیزات فوراً قطع کند. راجع به معنای “فوراً” در جای خود صحبت خواهد شد.  اما لازمه برآوردن این خواسته یعنی قطع فوری مدار، وجود “سیم سوم” است که هادی حفاظتی یا PE نامیده می شود.

شکل 620-1 روش های حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

سوال مهم دیگر این است که آیا کلیه تجهیزات الکتریکی را از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم باید یکسان در نظر گرفت با فرق هایی بین آنها وجود دارد؟ جواب این سوال مثبت است و فرق های مهمی بین تجهیزات وجود دارد که IEC آنها را طبقه بندی کرده و در زیر به آن اشاره خواهد شد.

620-1- طبقه بندی تجهیزات با توجه به مشخصه های اصلی آنها از نظر حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم

     استاندارد IEC 536 کلیه دستگاه ها و تجهیزات اصلی مورد استفاده در تاسیسات را از نظر نحوه استفاده آنها به توجه به حفاظت در برابر برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم، کلاس بندی کرده است. خلاصه این طبقه بندی در جدول 6-1 نشان داده شده است. لازم است به چند نکته توجه مخصوص شود.

(1)- کلاس صفر Class (1) ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

        در تجهیزات این کلاس برقراری ایمنی تماماً به عهده عایق بندی اولیه می باشد. یعنی در صورت بروز اتصالی بین فاز و بدنه، وسیله ای برای قطع مدار به صورت خودکار وجود ندارد. عایق بندی اولیه حداقل عایق بندی است که همه وسایل الکتریکی دارا می باشند و بدون آن تجهیزات قادر به ادامه کار نیستند.

از تجهیزات کلاس صفر هنگامی استفاده می شد که زندگی در محیط های عایق رایج بود (خانه های چوبی) زیرا فقط محیط عایق است که می تواند جلوی عبور جریان به محیط زیست را سد کرده و مانع برق زدگی شود. امروزه فقط ادامه استفاده از تجهیزات کلاس صفر در تاسیساتی که به طور سنتی از آن استفاده می کرده اند مجاز می باشد و سعی  در این است که حتی در مواردی که محیط عایق است از تجهیزات کلاس صفر استفاده نشود زیرا اطمینانی به قرار ماندن محیط عایق به صورتی دایمی وجود ندارد.

در هر حال IEC نظر خوشی به تجهیزات کلاس صفر ندارد و همانطور که گفته شد فقط تاسیساتی که از قدیم از آن کلاس استفاده می کرده اند هنوز مجاز به استفاده از تجهیزات کلاس صفر می باشند.

(2)- کلاس (Class I) ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

      برای برقراری ایمنی در صورت بروز اتصالی بین یک فاز و بدنه هادی، تجهیزات کلاس I علاوه بر عایقب ندی اولیه (کلاس صفر)، از وسایلی استفاده می کنند که تغذیه به تجهیزات صدمه دیده را قطع کنند. این وسایل ممکن است انواع فیوزها، کلیدهای خودکار، کلیدهای جریان تفاضلی و غیره باشند. برای قطع سریع مدار در حالت اتصالی در تجهیزات کلاس I ،لازم است از هادی حفاظتی PE  استفاده شود. در حال حاضر کلیه تاسیسات الکتریکی ساختمان ها برای استفاده از تجهیزات کلاس I طراحی و ساخته می شوند.

(3)- کلاس II-(Class II) ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

     تجهیزاتی هستند که در آن ها بدنه هادی در دسترس وجود ندارند و به عبارت دیگر علاوه برعایق بندی اولیه (کلاس صفر) عایق بندی دیگری کل وسیله یا دستگاهی از تاسیسات را در بر می گیرد که تماس با قسمت های هادی را که احتمال دارد در اثر خرابی در عایق بندی اولیه برق دار شوند. غیر ممکن می سازد. در تجهیزات کلاس II ترمینالی برای وصل هادی حفاظتی وجود ندارد.

جدول 6-1 مشخصه های اصلی تجهیزات برحسب طبقه بندی IEC 536 ( حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی )

به طور خلاصه تجهیزات کلاس II طبیعتاً ایمنی می باشند و احتیاج به هیچ وسیله یا روش حفاظتی دیگری برای حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم ندارند.

یادآوری- اگر امکان ساخت تجهیزات به نحوی که مشمول کلاس II باشند وجود می داشت. مسایل حفاظتی برق گرفتگی در صورت بروز اتصالی بسیار ساده می شد: نه احتیاج به هادی حفاظتی می بود و نه به وسایل حفاظتی که دربرق گرفتگی به کار می روند. متاسفانه حداقل در وضعی که صنعت برق در حال حاضر به سر می برد به خصوص برای لوازم حرارتی، انجام این کار امکانپذیر نیست و برای همین تا آینده ای قابل پیش بینی تامین خدمات در تاسیسات برقی به عهده تجهیزات کلاس I خواهد بود.

 

طبقه بندی تجهیزات با توجه به حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم و نحوه استفاده از آنها در شرایط یا سیستم های مختلف.

 

حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی / حفاظت اضافی با استفاده از وسایل جریان تفاضلی

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی

 

روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی :

پیش گفتار ( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

    این صفحه شامل بخش های بسیاری است که کل روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی و مسائل جنبی را در بر می گیرد. در این صفحه راجع به مدارها و مسیرهای عبور جریان برق گرفتگی به تفصیل صحبت خواهد شد. اما اگر در این مرحله راجع به آن بخش از مدار برق گرفتگی که مستقل از نوع سیستم بوده و فقط مربوط به انسان و زمین (محیط زیست) است صحبت شود، به درک مسائل کمک خواهد شد. برای همین توصیه می شود در این مرحله پیوست 6P1 مطالعه شود و مفهوم ولتاژ اتصالی، ولتاژ تماس و حداکثر ولتاژ تماس، به خوبی درک شوند.

چند عامل در مسائل روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی دخالت دارند، که باید مورد مطالعه قرار گیرند:

  • طبقه بندی تجهیزات از نظر نحوه استفاده از آنها در جلوگیری از برق زدگی در تماس غیر مستقیم
  • طبقه بندی تجهیزات از نظر نحوه استفاده از آنها در پیشگیری از تماس مستقیم

 

گروه بندی انواع برق گرفتگی ( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

     آشنایی با وضعیتی که هنگام قرار گرفتن بدن انسان در مدار برق گرفتگی پیش می آید و مطالعه آن بسیار مهم است. زیرا همین مسایل عوامل عمده در ساماندهی سیستم های برقی و روش های حفاظتی می باشند. ایجاد ایمنی در برق گرفتگی دارای روش های گوناگون می باشد اما بین دو تماس انسان با برق که یکی تماس مستقیم و دیگری تماس غیر مستقیم است تفاوت بسیار است.

  • تماس مستقیم: که در آن، تماس انسان به هر دلیل، با یک هادی برق دار انجام می شود
  • تماس غیرمستقیم: که در آن، تماس انسان با بدنه هادی یک وسیله برقی یا قسمتی از تجهیزات انجام می گیرد. و در عین حال یک هادی برقدار نیز با آن بدنه در تماس است.

ایمنی در برابر برق گرفتگی را در کاربردهای متفاوت با روش های مختلف برقرار می کنند اما در بیشتر موارد برقراری ایمنی در برابر برق گرفتگی مربوط با تماس غیرمستقیم مهم و مورد نظر است زیرا موارد حفاظت در برابر تماس مستقیم بسیار محدود است و اگر خود افراد بی دقتی کنند، برقراری ایمنی در این موارد غیر ممکن خواهد بود.

ضمناً خطر مستقیم و غیرمستقیم (600-1) را نباید با تماس مستقیم و تماس غیرمستقیم اشتباه نمود.

شکل 603-1 حفاظت در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم را به طور ترسیمی نشان می دهد.

 

دو نوع برق گرفتگی و لزوم ایجاد شرایط ایمن در برابر آنها

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

از طرف دیگر روش های جلوگیری در برابر برق گرفتگی را به سه گروه تقسیم می کنند؛ که با توجه به دو نوع تماس با برق به ترتیب زیر در شکل 603-2 نشان داده شده است.

 

حفاظت در برابر تماس مستقیم یا حفاظت در بهره برداری عادی یا حفاظت اصلی

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

حوه برقراری حفاظت در برابر تماس مستقیم با استفاده از طرحواره به طور خلاصه نشان داده شده است. حفاظت در بهره برداری عادی یعنی حفاظتی که در حالت سالم بدن سیستم لازم است وجود داشته باشد.

 

روش های حفاظت در برابر تماس مستقیم

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

در بحث حفاظت در برابر تماس مستقیم صحبت از دو نوع تماس است:

  • تماس غیر عمدی: ممکن در اثر حواس برقی یا قرار گرفتن در وضعیتی غیر منتظره یا در نتیجه واکنشی بی اختیار، پیش آید.
  • تماس عمدی: ممکن است دانسته و به صوت عمدی انجام شود. در اصل حفاظت در برابر تماس عمدی در برخی موارد تنها برای افراد غیر متخصص موثر است. اگر متخصصی تصمیم به “تماس مستقیم” بگیرد هیچ روشی در برابر آن موثر نخواهد بود. در بعضی موارد متخصصین با استفاده از وسایل ایمنی مانند دستکش اقدام به برقراری تماس می کنند، که البته نمی توان آن را “تماس مستقیم” نامید.

اما تا جایی که مربوط به حفاظت می باشد و شکل 610-1 هم نشان می دهد. دو نوع حفاظت تشخیص داده می شود:

  • حفاظت در برابر هر نوع تماس (عمدی غیر عمدی)
  • حفاظت در برابر تماس غیرعمدی
( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

حفاظت با استفاده از عایق بندی (حفاظت در برابر هر نوع تماس)

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

      کلیه قسمت های برقدار باید با عایق بندی پوشانده شوند که فقط با تخریب آن قابل برداشتن باشد. دو نوع تجهیزات تشخیص داده می شوند: ساخته شده در کارخانه (فابریکی) و ساخته شده در کارگاه

در مورد انواع تجهیزات هر یک از اقلام تجهیزات باید با استانداری معتبر مطابقت نماید. در مورد تجهیزات ساخته شده در کارگاه عایق بندی باید در برابر تشن های الکتریکی، مکانیکی، گرمایی، شیمیایی و غیره که ممکن است در طول عمر تجهیزات به آن وارد شوند، مقاومت نماید.

در هر حال رنگ، وارنیش، لاک و مواد مشابه معمولاً برای ایجاد حفاظت در بهره برداری عادی کافی به حساب نمی آید.

عایق بندی های نصب شده در کارگاه باید بتوانند مشابه آزمون های تجهیزات ساخته شده در کارخانه را بگذرانند.

 

حفاظت با استفاده از حصار کشی ها یا استفاده از محفظه ها (حفاظت در برابر هر نوع تماس)

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

     قسمت های برق دار باید در داخل محفظه یا پشت حصار قرار گرفته باشند و دست کم حفاظتی برابر IP2X را فراهم نمایند. در مواردی مانند دهانه فیوزها و سر پیچ ها در وضعیت باز آنها یا  وجود دهانه های بزرگ که برای کار درست تجهیزات لازم می باشند، باید پیش بینی های لازم برای جلوگیری از تماس غیر عمد با قسمت های برق دار به عمل آیند و تا جایی که عملی است باید به افراد هشدار داده شود که در پشت دهانه ها قسمت های برقدار قرار دارند و نباید عمداً با آنها تماس حاصل شود.

بالاترین سطوح افقی محفظه ها یا حصارها که به سدگی در دسترس می باشند، باید دست کم حفاظتی برابر IP4X ایجاد کنند.

محفظه ها و حصارها باید به قدر کافی محکم باشند تا در برابر آثار خارجی در محل استقرار آنها مقاومت کنند.

در مواردی که برداشتن حصار یا قسمتی از محفظه یا کل آن لازم باشد، این کار باید با توجه به مواردی زیر ممکن باشد: از نوعی کلید یا ابزار استفاده شود و یا تغذیه دستگاه مورد نظر قطع شود و برقراری تغذیه فقط پس از نصب مجدد حصار یا محفظه ممکن شود.

 

حفاظت با استفاده از موانع (حفاظت در برابر تماس غیر عمد)

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

      موانع باید بتواند از تماس بدنی غیر عمد درهنگام نزدیک شدن به قسمت های برق دار و یا از تماس غیر عمد با قسمت های برقدار در هنگام کار تجهیزات، جلوگیری کنند. موانع را ممکن است بتوان بدون استفاده از کلید یا نوعی ابزار جابجا نمود ولی نباید به صورت غیر عمد قابل برداشتن باشند.

حفاظت با استقرار در خارج از دسترس (حفاظت در برابر تماس غیر عمد)

( روش های حفاظت در برابر برق گرفتگی )

     اجزایی را که در ولتاژهای متفاوت می باشند و بتوان به طور هم زمان آنها را لمس نمود نباید در دسترس قرار گرفته باشند. در قسمتی که نسبت به هم پیش از 2،6 متر فاصله نداشته باشند در دسترس به حساب می آیند.

یادآوری- برای تعریف “دسترس” فرهنگ لغات و شرح اصطلاحات را ببینید.

شروع “دسترس” در جهت افقی، از اجسامی مانند نرده، توری و نظایر آن که درجه حفاظت آنها کمتر از IP2X باشند، خود آن اجسام خواهند بود. در جهت قائم، دسترس 2،5 متر از سطح محل ایستادن عادی افراد است. در مکان هایی که از اجسام هادی حجیم یا دراز استفاده شود، باید به اندازه های ذکر شده در بالا با توجه به ابعاد این اجسام افزوده شود.

حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

ساختار کلی فصل و اهداف آن

ساختار کلی فصل و اهداف آن

 

601- ساختار کلی فصل و اهداف آن

      هدف کلی این فصل، بحث در چگونگی تدوین مقرراتی است که رعایت آنها برای تامین ایمنی استفاده کنندگان از برق در برابر خطرهای ناشی از آن، لازم می باشد. برای اینکه توانایی کافی برای ابتکار به دست آید، لازم است مطالب متنوعی مورد مطالعه قرار گیرند که مهمترین آنها به قرار زیر خواهد بود:

601-1- عواملی که در بروز برق زدگی دخالت دارند:

مشخصه های طبیعی و ساختاری سه عامل سبب بروز برق گرفتگی می شود که درباره هر کدام و ارتباط آنها با یکدیگر بحث خواهد شد این سه عامل عبارتند از:

  • مشخصه های موجود زنده
  • مشخصه های سیستم برق
  • مشخصه های محیط زیست

برای اینکه از یک طرف نظمی به طرز تفکر خواننده داده شود و از طرف دیگر علل انجام این یا آن کار در روش های ایمنی روشن گردد و راه های مبارزه با برق گرفتگی نیز تعیین شود لازم خواهد بود روابط بین سه عامل فوق شناخته و تشریح شوند.

601-2- برق زدگی چیست و عبور جریان برق از بدن انسان چه تاثیری بر آن می گذارد؟

در فصل پنجم در این باره به تفصیل صحبت شده است و موضوعی است که برای تعیین و انتخاب راه های ایجاد ایمنی، شناخت آن لازم می باشد. باید توجه داشت که شدت و ضعف برق گرفتگی در همه شرایط به یک اندازه نیست. عواملی که در این مورد اثر دارند عبارتند از:

  • شدت جریان عبوری از بدن
  • مدت زمان عبور جریان از بدن
  • نوع جریان: متناوب/مستقیم
  • مسیر عبور جریان از بدن
  • نقش محیط زیست در مسیر جریان

601-3- برق گرفتگی در نتیجه تماس با برق در دو حالت پیش می آید: مستقیم و غیر مستقیم

برق گرفتگی در نتیجه تماس با برق در دو حالت پیش می آید: یکی تماس مستقیم و دیگری تماس غیر مستقیم انسان با برق است. این موضوع ها در بخش 611 موردبحث قرار داده شده است.

601-4- محفظه های تجهیزات الکتریکی چگونه و تا چه حد بر برق گرفتگی کنترل دارند؟

ساختمان محفظه های تجهیزاتی که در تاسیسات مورد استفاده می باشند درجلوگیری از برق گرفتگی یا آتش سوزی تا چه حد موثر می باشند؟ برای شناختن این مسایل لازم است با نحوه کلاس بندی تجهیزات از نظر حفاظتی آشنایی پیدا کرده و تاثیر آن را در ایمنی شناسایی و به حساب آورد.

601-5- شرح انواع روش های ایمنی در برابر برق گرفتگی ( ساختار کلی فصل و اهداف آن )

     گفته شد که روش های تامین ایمنی در برابر برق زدگی انواع مختلف دارد. متداول ترین آنها جلوگیری از برق گرفتگی از طریق قطع سریع مدار در صورت بروز اتصالی فاز با بدنه های هادی است و در سیستم های معمولی و کاربردهای عادی مورد استفاده دارد. در مواردی هم تامین ایمنی با بکارگیری روش های دیگری انجام می شود که افراد عادی کمتر با آن آشنایی دارند و درباره آنها هم بحث خواهد شد.

در این میان معنای واقعی عباراتی نظیر “محیط زیست” و “جرم کلی زمین” که در فصل چهار درباره آنها توضیح داده شده است، شفاف تر می شود.

601-7- مسائل متفرقه

علاوه بر مطالب بالا، در انتخاب روش های ایمنی موارد زیر را نباید از نظر دور داشت:

  • احتمال بروز اتصالی بین هادی برقدار و بدنه هادی چقدر است؛
  • احتمال تماس موجودات زنده با بدنه های هادی چقدر است نسبت ولتاژ تماس به ولتاژ اتصالی چقدر است؛
  • قابلیت اجرایی روش های ایمنی تا چه حد است؛
  • توانایی اقتصادی در اجرای روش های ایمنی چقدر است .

601-8- پیوست ها

پیوست ها فصل حاوی اطلاعات مختلفی است که مطالب بسیاری را روشن کرده است.

602-    انسان، برق، محیط زیست – عوامل برق زدگی

می دانیم اگر انسان با برق معمولی (خانگی) تماس حاصل کند، دچار برق گرفتگی یا برق زدگی می شود. عبور مقادیر ظاهراً ناچیزی از جریان برق در مقیاس صنعتی، ممکن است در موجود زنده حالت های مختلفی را در طیفی وسیع، از ناراحتی جزئی تا مرگ بوجود آورد. پس تا اینجا یک چیز محرز است و آن اثر ناهنجار برق بر روی موجود زنده است. بنابراین برق موجود زنده دو عامل اصلی در بروز برقگرفتگی می باشند.

اما در این میان چیزی که فراموش می شود، نقش محیط زیست یا زمین است. باید به یاد داشت که یک نقطه از سیستم یا به زمین وصل است (مانند سیستم های TT و TN) یا مانند سیستم IT در اثر بروز سانحه امکان وصل شدن یک نقطه از سیستم به زمین وجود دارد. بنابراین در فرآیند برق گرفتگی علاوه بر خواص برق و فیزیولوژی بدن انسان، دخالت زمین را نباید فراموش نمود.

در شکل 602-1 تاثیر متقابل سه عامل دخالت کننده در برق گرفتگی به صورت گرافیکی نشان داده شده است. از سه عامل بالا یکی خود سیستم برق است که خواننده با آن آشنایی قبلی دارد. عامل دیگر محیط زیست یا زمین است که درفصل چهارم موضوع بحث بوده است و عامل سوم نحوه اثر برق بر انسان است که در فصل پنجم مطالعه شده است.

در فصل ششم مقررات حفاظتی برای احراز ایمنی با توجه به عوامل سه گانه بالا مورد بحث قرار می گیرد.

ساختار کلی فصل و اهداف آن / ساختار کلی فصل و اهداف آن / ساختار کلی فصل و اهداف آن / ساختار کلی فصل و اهداف آن / ساختار کلی فصل و اهداف آن / ساختار کلی فصل و اهداف آن

حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

 

فصل ششم – حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

600- پیش گفتار

600-1- ملاحظات عمومی

      این فصل مقررات و دستورالعمل های است که تا به حال برای استفاده بی خطر از برق تدوین شده اند. روش های مورد بحث بر اساس IEC ارائه شده است. برخی از روش ها بیشتر مورد استفاده می باشند، در حالی که برخی دیگر برای استفاده در شرایطی مخصوص مناسب هستند. در هر صورت هیچ یک از اقدامات حفاظتی بر دیگری ارجحیت ندارد و تقدم و تاخر در ترتیب شرح آنها را نیز نباید دلیل ارجحیت یکی نسبت به دیگری به حساب آورد.

در استفاده از برق، دو خطر عمده وجود دارد:

  1. برق گرفتگی
  2. آتش سوزی

برق گرفتگی و حفاظت در برابر آن موضوعی است که تماماً به تاسیسات و تجهیزات استفاده کننده از برق مربوط می باشد. اما موضوع آتش سوزی تفاوت دارد.

انرژی الکتریکی به خودی خود قابل استفاده نمی باشد. اگر بخواهیم کاربردهایی مانند الکترونیک و ذخیره برق در باطری را مصرف مستقیم بدانیم، نسبتشان به انرژی های تبدیل شده از برق مانند روشنایی، حرارت و مخصوصاً انرژی مکانیکی، ناچیز است.

حال اگر در نتیجه مصرف برق در تجهیزات الکتریکی یا در مدارهای توزیع یا دستگاه های کنترل کننده و مصرف کننده برق آتش سوزی رخ دهد، آن آتش سوزی مربوط به سیستم است، که جلوگیری از بروز و شیوع آن مورد نظر ما می باشد. اما اگر آتش سوزی پس از تبدیل برق به انرژی دیگری (مثلاً حرارتی) و در اثر مصرف آن رخ دهد، دیگر نباید آن را به حساب سیستم برق گذاشت.

تفکیک دو نوع آتش سوزی به ترتیبی که گذشت، مخصوصاً برای آن هایی که در تاسیسات برق کار می کنند بسیار مهم است. استفاده نادرست از یک بخاری برقی با وجود نقصی در طراحی آن نباید به حساب وجود عیب در تاسیسات برق گذاشته شود.

مسئله دیگری هم وجود دارد که موضوع را سخت تر می کند: هنگامی که سطح مقطع یک هادی یا اندازه و نوع فیوزی که برای حفاظت آن لازم است انتخاب می شود. برداشت طوری است که گویا حفظ سلامت خود هادی در درجه اول اهمیت قرار دارد نه جلوگیری از بروز آتش سوزی که در اثر داغ شدن پیش از حد آن ، جان و مال انسان را به خطر می اندازد.

در هر حال در بحث راجع به آثار حرارتی برق، حفاظت در برابر آتش سوزی ناشی از تجهیزات برق مدنظر است و معمولا روش های جلوگیری از این نوع آتش سوزی، حفاظت خود اجزای سیستم را نیز تامین می کند.

با این همه، نظر به اینکه برق گرفتگی مستقیماً و بدون واسطه انسان را تحت تاثیر قرار می دهد و اثر آن فوری است، در بحث ایمنی جایگاهی مخصوص دارد.

از بحث های بالا می توان نتیجه گیری کلی زیر را به عمل آورد و خطرهای ناشی از برق را می توان به دو گروه تقسیم نمود:

  1. خطرهای مستقیم: برق گرفتگی و آتش سوزی در اثر وجود نقص در سیستم، خطرهای مستقیم می باشند.
  2. خطرهای غیرمستقیم: خطرهای ناشی از فعالیت های مکانیکی با قوه محرکه برقی و آتش سوزی ناشی از تبدیل برق به حرارت در لوازم مصرف کننده برق، خطرهای غیرمستقیم می باشند.

در این فصل به خطرهای غیرمستقیم پرداخته نخواهد شد و فقط به خطرهای مستقیم توجه می گردد.

نکته مهم دیگری که باید مدنظر داشت. این است که ایجاد سیستم هایی با ایمنی صد در صد، از نظر فنی و اقتصادی امکان پذیر نیست. این موضوع در همه موارد و نه تنها برق ، صحت دارد.

البته این خصیصه هیچگاه مانع ارتقاء درجه ایمنی در نتیجه پیشرفت های دائمی در علوم و مهندسی، نشده است. اما تنها داشتن توان فنی برای ارتقاء ایمنی کافی نمی باشد. عامل مهم دیگری وجود دارد که مانع رسیدن انسان به بالاترین حد ممکن ایمنی می شود و آن، توان اقتصادی است. در این مورد مقصود از توان اقتصادی توان فردی نمی باشد، بلکه توان اقتصادی ملی مورد نظر است و به عبارتی، تولید ناخالص ملی است که ملاک تعیین این نوع توانایی می باشد. بنابراین نباید انتظار داشت که اقدامات حفاظتی برای تامین ایمنی بطور کامل کارساز باشند بلکه تامین ایمنی باید در حدی معقول که امکانات فنی روز و توان اقتصادی آن را ممکن می سازد، انجام شود.

در بعضی موارد، نسبی بودن درجه ایمنی خود ناشی از نسبی بودن پدیده های طبیعی است. برای مثال، مقاومت الکتریکی بدن انسان ها در شرایطی مساوی یکسان نیست. یعنی در شرایط یکسان، مقاومت گروه بزرگی از مردم در محدوده یک طیف قرار دارد که بین حداکثر و حداقل آن تفاوت بسیار است و در نتیجه این سوال پیش می آید که برای تعیین این با آن دستور العمل مقرراتی یا آیین نامه ای، مقاومت بدن انسان باید بر چه مبنایی انتخاب شود.

این موارد و وجود تفاوت های دیگری در نگرش ها و عرف ملل مختلف، سبب شده است که بین مقررات ملل، تفاوت هایی بوجود آید. اما با تقویت IEC ، مقررات تدوین شده بوسیله این کمیسیون، نظر ملل مختلف را به یکدیگر نزدیک و یکسان کرده و در نتیجه تفاوت های جزئی ذکر شده، روز به روز کمتر می شوند.

با توجه به اینکه پیشگیری، هدف اصلی ایمنی است، روش های مفصلی برای جلوگیری از برق زدگی تدوین شده اند که درباره آنها به تفصیل بحث خواهد شد.

در بالا گفته شد که تامین ایمنی صد در صد در برابر برق زدگی غیر ممکن است و لذا مواردی پیش می آید که لازم است انسان برق زده احیا می شود.

به طوری که در فصل پنجم دیده شد، برق زدگی دارای شدت و ضعف مختلف است. اما در صورت وقوع برق زدگی شدید، وظیفه ما در قبال انسان برق زده چیست؟

احیای انسان برق زده در بحث ما کاربردی ندارد، اما لازم است یاد اور شود که در تعلیم کمک های اولیه به پزشکان و پیراپزشکان و حتی تعلیم این کمک ها به افرادی که در غیر از حرفه های پزشکی کار می کنند، برای احیا و تیمار برق زدگان، راهنمایی کافی داده می شود. به همین دلیل کسانی که با برق سر و کار دارند نیز باید با مسائل مربوط به کمک های اولیه به برق زدگان و نحوه دادن تنفس مصنوعی و القای ماساژ قلب با روش های ساده، آشنایی کافی داشته باشند.

 

حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9 / حفاظت در برابر برق گرفتگی 9

آثار جریان مستقیم برق

آثار جریان مستقیم برق

آثار جریان مستقیم برق

 

آثار دیگر جریان مستقیم :

      هنگام عبور جریان های با شدت 300 میلی آمپر، احساس گرما در انتهاهای بدن ایجاد می شود. شدت جریان های عرضی تا 300 میلی آمپر که به مدت چند دقیقه ادامه یابد و با گذشت زمان رشد کند، سبب پیدایش موارد زیر شوند:

  • ضربان قلب نامنظم شود (قابل برگشت)؛
  • آثار عبور جریان در پوست بوجود آید؛
  • سوختگی بروز کند؛
  • دوارسر و در بعضی موارد بیهوشی بروز کند.

در جریان هایی با شدت بیش از 300 میلی آمپر، در اغلب موارد بیهوشی بروز خواهد کرد.

جدول 5-4 آثار پاتوفیزیولوژیک جریان مستقیم ( آثار جریان مستقیم برق )

منطقه

 

اثر فیزیولوژیک
منطقه1

 

معمولا هیچگونه واکنشی مشاهده نمی شود.
منطقه2

 

معمولا اثر فیزیولوژیکی زیان آوری وجود ندارد.
منطقه3

 

 

معمولا انتظار نمی رود آسیبی به اندام ها وارد شود. امکام بروز اخلال قابل برگشت در تشکیل و پخش ضربان وجود دارد که با زیاد شدن جریان و طولانی شدن زمان شدیدتر می شود.
منطقه4

 

 

احتمال بروز فیبریلاسیون وجود دارد. با طولانی تر شدن زمان و زیادتر شدن جریان، علاوه بر آثار منطقه 3، امکان بروز آثار پاتوفیزیولوژیک دیگر مانند سوختگی های شدید وجود دارد.

54- آثار عبور جریان متناوب با فرکانس بیش از 100 هرتز از بدن انسان

540-1- کلیات

       در سال های اخیر در مورد استفاده از فرکانس های بالاتر از 50 یا 60 هرتز افزایش یافته است. برای مثال از 100 هرتز در صنایع نساجی 400 هرتز در صنایع هواپیمایی، 450 هرتز برای ابزار کار و جوشکاری و برای الکتروتراپی از فرکانس های 4000 تا 5000 هرتز و برای ارسال علائم و کنترل در خطوط انتقال نیرو از فرکانس های 20 کیلوهرتز تا یک مگاهرتز استفاده می شود.

برای اطلاعاتی درباره اثر فرکانس های بالا، که به گفته IEC 479-2 چندان کامل نیست، باید به این منبع مراجعه شود ولی در زیر مختصری از خواص جریان های با فرکانس های تا 100 هرتز که جنبه تاسیساتی دارند مطرح می شود.

با زیاد شدن فرکانس، امپدانس پوست کم می شود: برای مثال امپدانس پوست در 500 هرتز حدود یک دهم امپدانس در 50 هرتز است و در بسیاری موارد می توان از آن صرف نظر نمود. برای فرکانس های بالاتر، این موضوع بارزتر است و در این فرکانس ها امپدانس کل بدن به مقدار با امپدانس داخلی بدن، تقلیل می یابد.

 

541- آثار عبور جریان متناوب با فرکانس 100 هرتز تا 1000 هرتز از بدن انسان

      تعریف زیر برای فرکانس های بالاتر مورد استفاده است:

ضریب فرکانس عبارت است از نسبت کی از مقادیر آستانه ای در فرکانس f به همان مقدار آستانه ای در فرکانس 50 یا 60 هرتز.

برای ضریب فرکانس آستانه درک، شکل 541-1 دیده شود.

برای ضریب فرکانس  آستانه رهایی، شکل 541-2 دیده شود.

برای مدت برق گرفتگی بیش از یک سیکل کار قلب، ضریب فرکانس برای آستانه فیبریلاسیون بطنی برای مسیر جریان طولی، شکل 525-3 دیده شود.

برای مدت های کوتاه تر برق گرفتگی، اطلاعات تجربی وجود ندارد.

 

55- اثر عبور جریان هایی غیر از جریان متناوب و جریان مستقیم از بدن انسان ( آثار جریان مستقیم برق )

       علاوه برجریان های متناوب و مستقیم، انواع جریان های دیگر وجود دارند که نحوه اثر آنها بر انسان متفاوت است. استاندارد IEC 479-2 حاوی مطالبی در این زمینه ها می باشد که در اینجا چند عنوان از آنها ذکر می شود:

  • جریان متناوب حاوی مولفه جریان مستقیم
  • جریان متناوب با کنترل فاز
  • جریان متناوب با کنترل سیکلی
  • جریان تک سیلک ضربه ای

شکل 541-1 تغییرات در آستانه درک پهنه فرکانس 60/50 تا 1000 هرتز

شکل 541-2 تغییرات در آستانه رهایی پهنه فرکانس 50/60 تا 1000 هرتز

شکل 541-3 تغییرات در آستانه فیبریلاسیون بطنی با پهنه فرکانس 50/60 تا 1000 هرتز و زمانی پیش از یک پریود قلب و مسیر جریان در طول بدن

 

آثار جریان مستقیم برق

آثار جریان مستقیم برق

 

 

آثار جریان مستقیم برق / آثار جریان مستقیم برق / آثار جریان مستقیم برق