زمین كردن و صفر كردن در تاسیسات الكتریكی

زمین كردن حفاظتی عبارتست از زمین كردن كلیه قطعات فلزی تأسیسات الكتریكی كه در ارتباط مستقیم فلزبافلز با مدار الكتریكی قرار ندارند

▪ در تأسیسات برقی دو نوع زمین كردن وجود دارد كه ما یكی را (زمین كردن حفاظتی) و دیگری را (زمین كردن الكتریكی) می نامیم .

۱) زمین كردن حفاظتی :

زمین كردن حفاظتی عبارتست از زمین كردن كلیه قطعات فلزی تأسیسات الكتریكی كه در ارتباط مستقیم (فلزبافلز) با مدار الكتریكی قرار ندارند. این زمین كردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماسی زیاد به كار برده می شود . بدین منظور در پست های فشار قوی باید تمام قسمت های فلزی كه در نزدیكی و همسایگی با فشار قوی قرار گرفته اند و مكان تماس عمدی یا سهوی با آن ها موجود است، به تأسیسات زمینی كه برای این منظور احداث شده است (زمین حفاظتی ) متصل و مرتبط گردند. این قسمت ها عبارتند از ستون ها و پایه های فلزی ، درب ها و نرده های فلزی، قسمت های فلزی دسترس تمام دستگاه های اندازه گیری ، ایزولاتورها، مقره های عبور، بخصوص قسمت های فلزی كه برای كاركردن با دستگاه ها باید با آنها لمس كرد و در دست گرفت ، مثل چرخ های فرمان انواع و اقسام تنظیم كننده ها و رگولاتور، دسته كلیدها وغیره. زیرا در این قسمت ها در اثر عبور جریان خیلی كم نیز عضلات دست به طوری منقبض می شود كه بازكردن و رهایی پیدا كردن از آن غیر ممكن و محال به نظر میرسد و عاقبتی وخیم و اسفناك برای تماس گیرنده به پیش خواهد داشت . بدین منظور و برای جلوگیری از هر حادثه ای باید زمین حفاظتی به نحوی تأسیس گردد كه قسمتی از مسیر جریان كه توسط تماس اعضای بدن انسان اتصالی می شود (دست وپا و یا دو دست یا دوپا ) دارای تفاوت پتانسیل یا افت ولتاژ زیاد نباشد. افت ولتاژ بستگی به شدت جریان و مقاومت مسیر جریان دارد. لذا برای كوچك نگه داشتن افت ولتاژ باید مقاومت مسیرجریان حتی المقدور كوچك نگه داشته شود. به طور مثال اگر یك مقره عبور كه در دیوار مرطوبی نصب شده است، بشكند و سیم فشار قوی با دیوار تماس پیدا كند و جریان اتصال زمین در این حالت ۲۵ آمپر و مقاومت هرمتر دیوار ۱۰ اهم باشد،مابین دو نقطه از دیوار كه انسان با آن تماس دارد (فاصله دست و پا تقریبا ۲ متر است) اختلاف سطحی برابر با:

U = I * R = ۲۵ * ۲ *۱۰ = ۵۰۰ volt

به وجود می آید كه مسلما برای انسان خطرناك است ولی اگر پایه فلزی مقره كه به دیوار محكم شده به وسیله یك سیم نسبتا ضخیم به زمین وصل شود، در موقع اتصال بدنه یا اتصال زمین ، قسمت عمده جریان اتصالی از این سیم عبورخواهد كرد و كلیه قسمت های دیوار هم پتانسیل سیم در آن نقطه قطع خواهد شد. لذا افت ولتاژ در امتداد دیوار ناچیز شده و برای انسان خطری ایجاد نخواهدكرد . عامل مؤثر خطر برای انسان یا هر موجود زنده دیگر جریان می باشد كه البته وجود اختلاف سطح است كه باعث عبور این جریان میگردد. در فشار ضعیف جریان های ۱ تا ۱/۰ آمپر كه از قلب می گذرد، خطر جانی دارد.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد مرزها و عکس العمل بدن به یادداشتهای ایمنی در برق در آرشیو مرداد مراجعه نمایید .

برای نجات برق زده بلادرنگ از تنفس مصنوعی كمك گرفته شود كه بهترین نوع آن از راه دهان به دهان است . شدت جریان مهلك و مقاومت بدن انسان ها متفاوت است . مقاومت بین اعضای مختلف بدن انسان به طور متوسط برابر است با:

دست و دست : تقریبا ۴۰۰۰ اهم

دست و پا : تقریبا ۴۵۰۰ اهم

پا و پا : تقریبا ۶۵۰۰ اهم

هر دو دست و دو پا : تقریبا ۱۸۰۰ اهم

درضمن اگر بدن مرطوب بوده و دست ها عرق كرده باشد باعث كم شدن مقاومت و عبور جریان زیادتری می شود ، لذا می توان گفت كه حتی اختلاف سطح ۲۰ ولت نیز محسوس و اختلاف سطح ۶۰ ولت ممكن است خطر جانی داشته باشد . در برق گرفتگی فشارقوی جریان هایی از ۱ تا ۱۰۰ آمپر و بیشتر ممكن است از بدن انسان عبوركند بدون این كه مستقیما باعث از كار افتادن قلب شود. ولی درعوض این جریان های شدید باعث خراب كردن و سوزاندن بافت های بدن به خصوص تجزیه آب بدن می شود و به كلیه آسیب فراوان می رساند . در ضمن عبور جریان زیاد از بدن باعث سوزاندن محل ورود و زخم برداشتن عمیق درمحل خروج جریان می شود كه ممكن است متعاقبا منجر به مرگ گردد .

در خاتمه بد نیست متذكرشویم كه بعضی از حیوانات بخصوص اسب ها در مقابل جریان های زمین حساس تر و مستعدتر از انسان ها می باشند كه شاید این مستعد بودن به علت بزرگتر بودن فاصله قدم آنها و اختلاف سطح قدمی كه آنها از زمین برداشت می كنند ، باشد.

۲) زمین كردن الكتریكی :

زمین كردن الكتریكی یعنی زمین كردن نقطه ای از دستگاه های الكتریكی و ادوات برقی كه جزئی از مدار الكتریكی می باشند. مثل زمین كردن مركز ستاره سیم پیچی ترانسفورماتور و یا ژنراتور و یا زمین كردن سیم وسط یا سیم مشترك دو ژنراتور جریان دایم سری شده . زمین كردن الكتریكی دستگاه ها به خاطر كار صحیح دستگاه ها و جلوگیری از ازدیاد فشارالكتریكی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یكی از فازها با زمین می باشد.

▪ زمین كردن الكتریكی سه نوع است :

الف ) زمین كردن مستقیم

مثل وصل كردن مستقیم نقطه صفر ترانسفورماتور و یا نقطه ای از سیم رابط بین دو ژنراتور جریان دایم به زمین .

ب) زمین كردن غیرمستقیم

مانند اتصال نقطه صفر ژنراتور توسط یك مقاومت بزرگ به زمین یا اتصال نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمین ( سلف پترزن یا پیچك محدود كننده جریان زمین (

پ) زمین كردن بار

در این نوع زمین كردن نقطه صفر یا هر نقطه از شبكه كه دارای پتانسیل نسبت به زمین است توسط یك فیوز فشارقوی (الكترود جرقه) به زمین وصل می شود تا موقعی كه مدار فیوز باز است یعنی در حالت كار عادی شبكه ، ارتباط شبكه با زمین باز است ولی در موقعی كه ولتاژ زیادی شبكه را تهدید می كند ، مدار فیوزها بسته می باشند و بدین جهت زمین كردن باز در حقیقت نوعی از زمین كردن الكتریكی درحالت كار عادی شبكه محسوب نمی شود، از زمین الكتریكی اغلب درموقعی كه دستگاه ها و شبكه برق رسانی بدون عیب نیز می باشند جریان عبور می كند كه از زمین حفاظتی فقط ارتباط فازها با زمین جریان عبور می كند . در صورتیكه از زمین حفاظتی فقط در موقع ارتباط فازها با زمین جریان عبور می كند.

▪ اصطلاحاتی كه درزمین كردن به كاربرده می شود :

۱) زمین : زمین در این مبحث به معنی نوع و جنس زمین است، مثل خاك رس ، ماسه ، شن ، سنگ لاخ ، باتلاق ، مرداب وغیره .

۲) میل زمین (زمین كننده) : میل زمین عبارتست از هادی یا فلزی به هرشكل (صفحه ای ، لوله ای ، طنابی، پروفیل) كه در زمین چال میشود و با زمین ارتباط برقرار میكند و ما به آن در این مبحث به اختصار میل می گوئیم .

۳) زمین هم سطح : عبارتست از سطح زمین كه بین نقاط مختلف آن در اثر عبور جریان از زمین اختلاف پتانسیل محسوسی ایجاد نمی شود. زمین هم سطح تقریبا ۲۰ متر از میل فاصله دارد .

۴) میل فرمان : عبارتست از سیم یا مفتول یا صفحه فلزی كه مربوط به زمین كننده است و برای تنظیم افت پتانسیل و كوچك كردن ولتاژ تماسی خطرناك بكاربرده میشود .

۵) سیم زمین : عبارتست از سیم رابط بین زمین كننده (میل) و زمین شونده. آن قسمت از این سیم كه در زمین قرار گرفته است جزئی از میل محسوب میشود .