پایان نامه طـراحـی پستـهای فشـار قـوی (سیستم زمین)

قسمتی از متن:

اتصال زمین یا ارت

    بسیاری از خطرات برای اشخاص و تاسیسات الكتریكی بر اثر وجود سیستم اتصال زمین ضعیف یا عدم وجود اتصال زمین تجهیزات الكتریكی به وجود می آید. یك سیستم فشار ضعیف زمین شده نسبت به یك سیستم زمین نشده حوادث كمتری برای كاركنان در بر دارد. در یك سیستم زمین نشده با وجود متعادل بودن ولتاژ فازها ، تماس عمدی یا اتفاغی با هر كدام از فازها ممكن است خطر شوك الكتریكی جدی در بر داشته باشد.

مادامی كه یك اتصالی به زمین (ارت فالت) روی یك فاز سیستم زمین نشده یا سیستم زمین شده رخ می دهد، شخصی كه با یكی 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 یكی از راههای پیش گیری از حوادث جانی و تاسیساتی داشتن اتصال زمین مناسب می باشد.

ارت یا زمین كردن[1]

   اتصال زمین یا ارت شامل یك اتصال مصنوعی برق به زمین است كه مقاومت بسیار كمی برای عبور جریان دارد. در حقیقت كلمه «زمین» د ركارهای برقی به زمین دارای پتانسل صفر اطلاق می شود وقتی كه یك نقطه از شبكه زمین شود آن را تك زمینی[2] و وقتی كه در نقاط مختلفی زمین شده باشد، آن را چند زمینی[3] می نامند.

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

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

الف ـ یك هادی یا سیم كم مقاومت برای همبندی یا اتصال بدنه های فلزی دستگاههای الكتریكی

ب ـ  یك الكترود یا دسته ای از الكترودهای قرار داده شده در زمین

دستیابی به یك سیستم اتصال زمین خوب یا دارای مقاومت استاندارد ممكن است مشكل باشد ولی عوامل اصلی تعیین كننده شامل شكل و جنس الكترود و مقاومت مخصوص خاك است و در حقیقت زمین هادی الكتریسته است و مقاومت آن بستگی به نوع تركیبات خاك دارد مثلا در قسمتی كه شن و ماسه خشك و قلوه سنگ می باشد مقاومت زمین خیلی زیاد بوده  ولی خاك مرطوب و رس دارای مقاومت كم است

استفاده از زمین به منزله یك 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 كه سطح مقطع مسیر عبور جریان افزایش یابد  و مقدار شدت جریان كمتر شود به این ترتیب افت ولتاژ نیز كمتر 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 كند برای مثال، در شكل 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.

همچنین چنانچه در یكی از فازهای سیستم، اتصالی بروز كند (مثلا مقره خط بشكند و با زمین تماس پیدا كند  یا این تماس در اثر برخورد شاخه درخت و غیره باشد) جریان از طریق زمین برگشت می نماید. معمولا برای رفع این اتصالی با استفاده از دستگاههای حفاظتی رله ، جریانهای اضافی و جریانی كه در نقطه خنثی عبور می كند ، اندازه گیری می شود و قسمت معیوب از سیستم جدا می گردد. در ضمن هنگام اتصال زمین شدن هر یك از فازها ولتاژ دو فاز دیگر افزایش می یاید. بنابراین زمین كردن نقطه خنثی سبب می شود كه در افزایش این ولتاژ محدودیت حاصل شود در نتیجه، سیستم در مقابل ازدیاد ولتاژ حفاظت گردد.

[1] Grounding

[2] Unigrounded

[3] Multi Gronded