تعاریف
هادی حفاظتی (PE):
هادی است که برای حفاظت در برابر برق گرفتگی لازم می باشد و هر یک از اجزای زیر را از لحاظ الکتریکی به هم وصل می کند: بدنه های هادی، قسمت های هادی بیگانه، ترمینال اصلی اتصال به زمین، الکترود زمین، نقطه زمین شده منبع تغذیه، نقطه خنثی مصنوعی.
هادی خنثی (N):
هادی است که به نقطه خنثی سیستم وصل بوده و می توان در انتقال انرژی الکتریکی از آن استفاده کرد.
هادی مشترک حفاظتی/خنثی (PEN):
هادی است زمین شده که بصورت اشتراکی هر دو وظیفه هادی های حفاظتی PE و N را انجام می دهد.
الکترود زمین:
یک قطعه یا قسمت هادی یا گروهی متشکل از قطعات هادی که در تماس بسیار نزدیکی با زمین بوده و با آن اتصال الکتریکی برقرار می کند.
ترمینال اصلی زمین:
ترمینال
یا شینه ای است که برای اتصال هادی های حفاظتی شامل هادی های همبندی برای
هم ولتاژ کردن و هادی های اتصال زمین عملیاتی، پیش بینی و نصب می شوند.
مقاومت کل سیستم زمین (مقاومت کل زمین):
مقاومت بین ترمینال اصلی سیستم زمین و جرم کلی زمین است.
انواع سیستم ارت:
دو نوع سیستم ارت موجود است: سیستم زمین الکتریکی، سیستم زمین حفاظتی.
سیستم
زمین الکتریکی: حفظ عایقبندی و تأمین صحت کار لوازم و دستگاههای الکتریکی و
محدود کردن اضافه ولتاژها و کمک به کار صحیح لوازم و مدارها با قطع
مدارهای معیوب.
- ارت کردن سیم نول یا مرکز ستاره ترانسفورماتور و ژنراتور
- ایجاد شیلد برای مقابله با نویز
الکترود نقطه خنثی باید در فاصله حداقل 20 متری از الکترود زمین حفاظتی احداث شود.
سیستم
زمین حفاظتی: ایجاد ایمنی برای افرادی که بنابه وظیفه شغلی در تماس با
تجهیزات سیستم های الکتریکی می باشند از یک طرف و افراد جامعه که مصرف
کننده نهایی انرژی برق می باشند و محدود کردن خطر آتش سوزی ار راه قطع سریع
مدار معیوب از طرف دیگر به کمک وصل بدنه های هادی به هادی خنثی یا زمین.
- ارت کردن بدنه های هادی و بیگانه
- ارت کردن برقگیر برای انتقال اضافه ولتاژ به زمین
در
اغلب موارد تفکیک دو نوع اتصال زمین برای دو هدف بالا ممکن نیست و به همین
دلیل ایجاد یک سیستم اتصال زمین برای هر دو منظور کافی است. اما در شرایط
خاص از جمله زمانی که موضوع تخلیه ی بار صاعقه مطرح باشد، تفکیک این دو نوع
اتصال لازم و ضروری است.
در
واقع هدف اصلی از زمین کردن، جلوگیری از بروز اضافه ولتاژ در شبکه در شرایط
غیر نرمال کاری می باشد که این اضافه ولتاژ هم برای ایزولاسیون تجهیزات و
هم برای ایمنی افراد خطرناک است.
روش های متداول سیستم ارت
در فشار ضعیف سه نوع سیستم نیرو معمول می باشد:
سیستم TN ممکن است در سه گونه مختلف باشد:
- TN-C-S
- TN-S
- TN-C
- TT
- IT
حرف اول از سمت چت مشخص کننده رابطه سیستم با زمین است.
T: یک نقطه از سیستم بصورت مستقیم به زمین وصل است.
I: قسمت های برقدار سیستم نسبت به زمین عایقند، یا یک نقطه از سیستم از طریق یک امپدانس به زمین وصل است.
حرف دوم از سمت چپ مشخص کننده رابطه بدنه های هادی تأسیسات با زمین است.
N: بدنه های هادی از نظر الکتریکی مستقیماً به نقطه ی زمین شده نیرو وصل می شوند.
T: بدنه های هادی از نظر الکتریکی مستقیماً و مستقل از اتصال زمین سیستم نیرو به زمین وصل می شوند.
علاوه بر این در مورد سیستم TN از حروف اضافی دیگری برای مشخص کردن نحوه ی بکارگیری هادی های حفاظتی PE و خنثی N استفاده می شود:
TN-S: در سراسر سیستم بدنه های هادی از طریق یک هادی مجزا PE به نقطه ی خنثی N در مبدأ سیستم وصل می شود.
TN-C: در سراسر سیستم بدنه هادی به هادی مشترک حفاظتی و خنثی PEN وصل اند.
TN-C-S: بخشی از سیستم از مبدأ تا نقطه تا نقطه تفکیک دارای هادی توأم حفاظتی و خنثی PEN بوده و از آن نقطه به بعد دو هادی حفاظتی PE و خنثی N از هم جدا می شوند.
در سیستم توزیع باید سعی شود که حدالمقدور از سیستم TN-S استفاده شود. لذا در اجرای سیستم حفاظتی پایه های روشنایی فلزی، پیاده سازی سیستم TN-S ضروری می باشد.
در صورتی که بخش هایی از شبکه نتوان از هادی مجزای PE استفاده کرد، به ناچار بایستی از سیم نول هم به عنوان هادی حفاظتی و هادی خنثی استفاده کرد.
باید سعی شود حدالمقدور سطح مقطع هادی خنثی معادل هادی فاز باشد.
ایجاد زمین مکرر در سیستم زمین TN-C، در شبکه هوایی از طریق زمین کردن های مکرر نول در پایه ها انجام می شود.
همه
سیستم های فشار ضعیف و شبکه های عمومی فشار ضعیف در ایران باید با اتصال
مستقیم به زمین و اتصال بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی به TN نقطه خنثی اجرا شوند. تا نقطه ی تحویل نیرو به مشترک (سرویس مشترک) در این سیستم از PEN نقطه
خنثی و زمین استفاده می شود و هادی مشترک حفاظتی/خنثی از نقطه تحویل نیرو
یا سرویس مشترک به بعد سیستم نیرو تابع مبحث 13 از مقررات ملی ساختمانی
ایران خواهد بود.
روش اجرای ارت با بنتونیت Bentonite
بنتونیت :واژه بنتونیت از اصطلاح محلی شیلهای بنتون واقع در ایالات وایومینگ امریكا گرفته شده است.
بنتونیت عمدتاً بر دو نوع است :
• بنتونیت های متورم Swelling bentonite یا بنتونیت های سدیم دار
• بنتونیت های غیرمتورم Non-swelling bentonite یا بنتونیت های کلسیم دار
بنتونیت
ها بر اثر هوازدگی و دگرسانی خاکسترهای آتش فشانی و اغلب در حضور آب تشکیل
می شوند و سنگ منشأ آنها اكثراً بازیك است. تجزیه خاكستر آتش فشانی عمدتاً
در محیط شور و باتلاقی انجام می شود و هر چه از آتش فشان دور شویم، ضخامت
بنتونیت کاهش می یابد. بنتونیت های متورم یا بنتونیت های سدیم دار می
توانند چندین برابر حجم معمولی خود آب جذب کند و منبسط شود، به طوری که
حالت ژله ای، پلاستیکی و چسبندگی به خود بگیر. این نوع بنتونیت معمولاً در
سیالات حفاری و دوغاب (گل آب) دیواره ها استفاده می شود. از خواص مهم
كانیهای خانواده اسمكتیت، جانشینی یونی، خاصیت شكل پذیری، انبساط و انقباض
یونی انها را می توان نام برد. خواص كانیهای خانواده اسمكتیت به ترکیب
شیمیایی و ساختمان آنها بستگی دارد. در كانی بنتونیت سدیم دار میزان جذب
یونی، شكل پذیری، انبساط و انقباض از نوع کلسیم دار آن بیشتر است. ابعاد
شبکه بنتونیت سدیم و کلسیم دار از 6/9 آنگستروم در حالت معمولی به 20
آنگستروم در صورتی که رطوبت محیط صد درصد باشد ، افزایش خواهد یافت.
روش اجرای ارت با بنتونیت:
1-حفر چاله به عمق 2.5 الی 3 متر و به قطر 1 متر.
2-
تركیب بنتونیت با آب جهت ایجاد دوغاب بنتونیت (دوغاب حاصله بایستی كاملا"
بهم زده شده و حالت خمیری داشته باشد.جهت ایجاد مخلوط مناسب می توان دوغاب
را دو مرحله تهیه كرد).
3-
ریختن تركیب حاصله در اطراف میله زمین. در هر مرحله حدود 20 سانتی متر
تركیب بنتونیت در اطراف میله ارت ریخته شود و جهت ایجاد چسبندگی كافی به
میله فشار داده می شود(این كار جهت جلوگیری از باقی ماندن حفره های خالی
هوا انجام می گیرد).
4- مخلوط بنتونیت بایستی تا 70سانتی متر از طول میله ارت را بگیرد.
5- بعد
از انجام اتصالات مربوط به سیم مسی به میله ارت، مابقی چاله با خاك محل پر
شود. در صورت حساسیت بالا می توان جهت پركردن مابقی چاله ارت از تركیب
بنتونیت و خاك رس با نسبت 50 درصد استفاده كرد.
6-با استفاده از روش فوق هر چاله نیاز به حدود8 كیسه بنتونیت به وزن 240 كیلوگرم دارد.