فهرست مطالب

طـراحـی پستـهای فشـار قـوی (سیستم زمین) ۱

اتصال زمین یا ارت ۱

ارت یا زمین کردن ۲

شکل شماره ۲۳ـ  جریان زمین بین دو الکترود ۸

۱ـ مقاومت الکترودهای فلزی: قابل اغماض ۸

۴ـ مقاومت زمین بین الکترودها: قابل اغماض ۸

۱ـ یکی از دو سیم ثانویه ترانسفورماتور تک فاز دو سیمه ۸

۴ـ مرکز ستاره ترانسفورمانور سه فاز ۸

دلیل زمین کردن شبکه فشار ضعیف و ثانویه ترانسفورماتور ۸

الکترود اتصال زمین ۹

اگر این سطح مقطع را برای طول dr به کار ببریم در نتیجه: ۹

شکل شماره ۲۴ـ نیمکره فلزی الکترود زمین ۱۰

اتصال زمین چند میله ای ۱۱

استفاده از سیم یا تسمه به عنوان الکترود زمین ۱۱

شکل شماره ۲۶: مقاومت تسمه یا نوار دفن شده افقی ۱۳

الکترود صفحه ای ۱۳

جایکه R مقدار ثابت اندازه گیری می باشد. ۱۴

شکل (۲۷ ـ الف): اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک ۱۴

ب) اندازه گیری مقاومت زمین (ارت): ۱۴

۱ـ بوسیله دستگاه اندازه گیری زمین یا ارت سنج ۱۴

شکل (۲۷ ـ ب): اندازه گیری مقاومت الکترود زمین ۱۵

۲ـ بوسیله یک ولتمر و آمپرمتر ۱۵

شکل (۲۷ ـ ج): اندازه گیری بوسیله ولتمتر و آمپرمتر ۱۶

هادی های حفاظتی ۱۶

روش های اتصال زمین ۱۸

۱ـ الکترودهای میله ای فولادی یا کاپرولد با حداقل قطر ۱۵ میلی متر ۱۸

استفاده از الکترود میله ای ۱۸

شکل شماره ۲۹ ـ مسیر عبور جریان اطراف الکترود ۱۹

شکل شماره ۲۹ ـ مسیر عبور جریان اطراف الکترود ۲۰

روش های کاهش مقاومت زمین ۲۰

شکل شماره ۳۰ ـ مقاومت خاک نسبت به درصد نمک ۲۱

شکل شماره ۳۱ ـ درمان شیمیایی خاک ۲۱

اثر رطوبت خاک ۲۱

شکل شماره ۳۲ ـ منحنی مقاومت زمین نسبت به درصد رطوبت ۲۲

شکل شماره ۳۳ ـ مقاومت زمین مسبت به درجه حرارت ۲۳

اثر عمق زمین ۲۳

شکل شماره ۳۴ ـ مقاومت زمین نسبت به عمق میله اتصال زمین ۲۳

اثر طول الکترود ۲۳

اثر قطر الکترود زمین ۲۴

شکل شماره ۳۵ ـ مقاومت زمین بر حسب قطر میله ۲۴

شرایط یک اتصال زمین خوب ۲۴

۴ـ دوام و طول عمر بیش تر. ۲۵

سیستم های اتصال زمین در توزیع نیروی برق ۲۵

انواع سیستم زمین ۲۶

۱ـ سیستم TT 26

شکل شماره ۳۶ ـ سیستم TT 26

2ـ سیستم TN 26

شکل شماره ۳۷ – سیستم IT 27

3ـ سیستم IT 27

شکل شماره ۳۸ ـ سیستم IT 27

اتصال زمین تجهیزات الکتریکی ۲۷

شکل شماره ۳۹ ـ بدنه اطراف موتور زمین نشده و دارای ولتاژ خطرناک ۲۸

شکل شماره ۴۰ ـ اتصال بدنه به سیم نول ۲۸

شکل شماره ۴۱ـ هنوز اتصال بدنه به سیم نول خطرناک است. ۲۹

شکل شماره ۴۲ ـ یک هادی زمین به منظور ایمنی بیشتر به بدنه اتصال یافته است. ۲۹

مقاومت اتصال زمین منبع Rs= 29

ولتاژ بین فاز و نول سیستم Uph= 29

شکل شماره ۴۳ – سیستم IT 30

شکل شماره ۴۴ ـ سیستم TN 31

شکل شماره ۴۵ ـ نول چند زمینی ۳۲

سطح مقطع هادی نول ۳۲

مشکلات اساسی و راه حل ها ۳۴

۱- مقاومت مخصوص خاک در بر گیرنده هادیهای زمین ۳۴

۱- تعیین کردن مقاومت مخصوص خاک ۳۶

۳-محاسبه ولتاژهای تماس ، گام و انتقالی ۳۶

* مقاومت زمین پست برق ۳۷

* مقاومت پای دکل ۳۷

تعیین مدل خاک : ۳۷

روش میله کوبیده شده ۴۱

بحث در مورد اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک : ۴۲

محاسبه مقاومت های زمین ۴۴

افزایش پتانسیل زمین ماکزیمم ۴۶

شکل ۸-۵ سیستم نمونه برای مطالعه افزایش پتانسیل زمین ۴۷

بحث در مورد افزایش پتانسیل زمین ۵۰

جستجوی ولتاژهای تماس وگام ۵۲

۸-۶-۱ تعیین ولتاژهای تماس وگام ماکزیمم ۵۲

جستجوی نقاط خاص خطرناک ۵۶

ولتاژهای انتقالی به سازه‌های فلزی مجاور ۵۷

بحث در مورد ولتاژهای تماس و گام ۶۱

مدل کامپیوتری اطلاعات زیر را تهیه می‌کند: ۶۱

ارزیابی ایمنی ۶۱

تصحیح ولتاژهای تماس و گام ۶۴

تغییرات در طرح سیستم زمین پست برق ۶۵

نمونه‌های طراحی ۶۵

طرح نمونه یک پست توزیع برق ۶۸

 طـراحـی پستـهای فشـار قـوی (سیستم زمین)

 اتصال زمین یا ارت

    بسیاری از خطرات برای اشخاص و تاسیسات الکتریکی بر اثر وجود سیستم اتصال زمین ضعیف یا عدم وجود اتصال زمین تجهیزات الکتریکی به وجود می آید. یک سیستم فشار ضعیف زمین شده نسبت به یک سیستم زمین نشده حوادث کمتری برای کارکنان در بر دارد. در یک سیستم زمین نشده با وجود متعادل بودن ولتاژ فازها ، تماس عمدی یا اتفاغی با هر کدام از فازها ممکن است خطر شوک الکتریکی جدی در بر داشته باشد.

مادامی که یک اتصالی به زمین (ارت فالت) روی یک فاز سیستم زمین نشده یا سیستم زمین شده رخ می دهد، شخصی که با یکی از فازهای دیگر سیستم و زمین تماس می‌گیرد، تحت ولتاژی برابر   برابر ولتاژ سیستم دارای نول زمین شده قرار می گیرد.

از دیگر خطرات عدم وجود سیستم اتصال زمین مناسب، خطر آتش سوزی و خسارت سنگین تجیهزات  و تاسیسات است پس یکی از راههای پیش گیری از حوادث جانی و تاسیساتی داشتن اتصال زمین مناسب می باشد.

 ارت یا زمین کردن

   اتصال زمین یا ارت شامل یک اتصال مصنوعی برق به زمین است که مقاومت بسیار کمی برای عبور جریان دارد. در حقیقت کلمه «زمین» د رکارهای برقی به زمین دارای پتانسل صفر اطلاق می شود وقتی که یک نقطه از شبکه زمین شود آن را تک زمینی  و وقتی که در نقاط مختلفی زمین شده باشد، آن را چند زمینی  می نامند.

زمین کردن و یا ارت نمودن یک سیستم الکتریکی، فرایند اتصال همه قطعات فلزی یا بدنه های فلزی دستگاههای الکتریکی( به غیر از هادی های اصلی مدار برق) به زمین می باشد و هدف از آن انتقال هر نوع نشتی انرژی الکتریکی در بدنه فلزی دستگاهها به زمین به منظور حفاظت جان کارکنان یا تجهیزات است

هر سیستم اتصال زمین یا ارت دارای دو قسمت جدا ولی مرتبط می باشد:

الف ـ یک هادی یا سیم کم مقاومت برای همبندی یا اتصال بدنه های فلزی دستگاههای الکتریکی

ب ـ  یک الکترود یا دسته ای از الکترودهای قرار داده شده در زمین

دستیابی به یک سیستم اتصال زمین خوب یا دارای مقاومت استاندارد ممکن است مشکل باشد ولی عوامل اصلی تعیین کننده شامل شکل و جنس الکترود و مقاومت مخصوص خاک است و در حقیقت زمین هادی الکتریسته است و مقاومت آن بستگی به نوع ترکیبات خاک دارد مثلا در قسمتی که شن و ماسه خشک و قلوه سنگ می باشد مقاومت زمین خیلی زیاد بوده  ولی خاک مرطوب و رس دارای مقاومت کم است

استفاده از زمین به منزله یک سیم برای برگشت جریان

   اگرچه مقاومت زمین به طور نسبی زیاد است ولی هادی جریان بوده، آن را در جهات مختلف نقاط زمین عبور می دهد همین امر باعث می شود که سطح مقطع مسیر عبور جریان افزایش یابد  و مقدار شدت جریان کمتر شود به این ترتیب افت ولتاژ نیز کمتر می شود. (V=IR)

از خاصیت هدایت زمین جهت برگشت جریان در سیستم های تولید و انتقال نیرو استفاده می شود و جریان بارهای نامساوی از طریق زمین به منبع تولید نیرو برگشت می کند برای مثال، در شکل زیر اگر جریان فاز A بیشتر از دو فاز دیگر باشد جمع برداری جریانها در نقطه N (نول) صفر نبوده جریان اضافی از طریق زمین  به منبع نیرو برگشت  می نماید.