زمين كردن

شوك الكتريكي Electric shock هنگامي رخ مي دهد كه دو عامل زير به طور همزمان رخ دهد :
1) ابتدا فرد بايد با يك سيستم حامل جريان يا يك قطعه فلزي مرتبط با سيم حامل جريان تماس داشته باشد.
2) فرد بايد با زمين در ارتباط باشد.
به طور كلي هر مدار الكتريكي سه سيم دارد. سيم فاز يا سيم حامل جريان با عايق مشكي رنگ ، كه قابل تشخيص است. البته براي سيم فاز مي توان از رنگ مشكي يا هر رنگ ديگري به جز سفيد، سبز يا خاكستري استفاده كرد. علاوه بر سيم فاز ، يك سيم نول و يك سيم زمين نيز در مدارهاي الكتريكي وجود دارد. سيم نول معمولاً با عايقي به رنگ سفيد يا خاكستري قابل شناسايي است. سيم زمين نيز به صورت سيم مسي بدون روكش يا سيم با عايق سبز رنگ اجرا مي شود. در سيم كشي مدارهاي خانه هايي كه پيش از سال 1960 ساخته شده اند، اغلب سيم زمين در نظر گرفته نشده است.
سيم فاز در واقع خطرناك ترين سيم در مدار الكتريكي ساختمان به شمار مي رود ، چون حامل بار الكتريكي بوده و به محض تماس با اجزاي رسانا بار الكتريكي خود را به آن ها منتقل مي كند. اما جريان الكتريكي تا زماني كه مسير برگشت به منبع نداشته باشد، برقرار نمي شود. سيم نول در واقع همان سيمي است كه براي ايجاد اين مدار يا مسير بسته در نظر گرفته مي شود. به عبارت ديگر ، با قرار دادن كليد يك وسيله الكتريكي در وضعيت روشن ، مسير ارتباطي بين سيم فاز و سيم نول برقرار مي شود و به اين ترتيب با كامل شدن مدار ، جريان الكتريكي برقرار شده و آن وسيله روشن مي شود.
سيم فاز بلافاصله مسير را حس نموده و انرژي الكتريكي را آزاد مي كند. در صورتي كه هيچ عاملي موجب جلوگيري از عبور جريان در مدار نشود، بخش عمده انرژي بدون استفاده خواهد ماند. مي توان گفت كه يك لامپ يا هر وسيله الكتريكي ديگري كه بين سيم فاز و نول قرار مي گيرد تقريباً تمام انرژي موجود در آن مدار را مصرف مي كند و به طور مجازي هيچ انرژي ديگري براي بازگشت از طريق سيم نول به منبع باقي نمي ماند. دليل آن كه تماس دست با سيم فاز موجب ايجاد شوك الكتريكي مي شود، در حالي كه سيم نول شوك الكتريكي ايجاد نمي كند نيز همين امر است.
در هنگام ايجاد شوك الكتريكي، بدن همانند سيم نول عمل كرده و مدار الكتريكي را كامل مي كند. علت اين مسأله آن است كه زمين به خودي خود مسير بسيار مناسبي براي عبور جريان و كامل كردن مدار الكتريكي به شمار مي رود. در واقع در چنين مواردي، سيستم الكتريكي از زمين به عنوان يك مسير جايگزين استفاده مي كند. سيم نول در تابلو برق اصلي به زمين متصل مي شود. از تابلو برق اصلي ، يك سيم تا ميله فولادي با روكش مسي منشعب مي شود كه اين ميله در عمق زمين فرو مي رود. در ساختمان هاي قديمي نيز گاهي اوقات اين سيم را به لوله آب فلزي واقع در زير زمين متصل مي كردند.
بهترين روش براي مقابله با شوك الكتريكي آن است كه اطمينان حاصل كنيد كه بدن شما با زمين در ارتباط نيست. به خاطر داشته باشيد كه جريان الكتريكي تنها در صورتي از بدن شما عبور خواهد كرد كه بدن شما همانند مسير عبور جريان به زمين، عمل كند. بنابراين هيچ گاه روي زمين خيس و يا بر روي نردباني كه روي زمين خيس قرار گرفته است با مدارها و تجهيزات الكتريكي كار نكنيد. استفاده از ابزارهاي برقي و ساير تجهيزات الكتريكي در محدوده سيستم هاي لوله كشي نيز مي تواند بسيار خطرناك باشد. زيرا سيستم هاي لوله كشي در واقع به عنوان رابط بين بدن شما با زمين عمل مي كنند كه نتيجه آن ايجاد شوك الكتريكي است.
در استاندارد NEC ، سه مشخصه براي فزايش ضريب ايمني تجهيزات و مدارهاي الكتريكي مطرح شده است :
1) اتصال تجهيزات به زمين
2) مجهز كردن سيستم به رله عيب اتصال زمين
3) استفاده از درپوش هاي قطبي Polarized plugs
سيم زمين تجهيزات
سيم زمين تجهيزات الكتريكي در واقع همان سيم سومي است كه پيش از اين به آن اشاره شد. سيم زمين ممكن است به صورت بدون روكش و يا با روكش سبز رنگ در نظر گرفته شود. اين سيم به موازات سيم هاي فاز و نول در مدارهاي الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرد. وجود سيم زمين را مي توان از روي نوع دوشاخه ها و پريزهاي به كار رفته در مدار نيز تشخيص داد. سيم زمين تجهيزات الكتريكي در واقع همان شاخه سوم دوشاخه برق است كه در سوراخ مياني پريز فرو مي رود. بر مبناي نسخه جديد استاندارد NEC ، در نظر گرفتن سيم زمين براي مدار الكتريكي ساختمان هاي مسكوني تا سال 1960 الزامي نبود. بنابراين ممكن است در خانه هاي قديمي سيم زمين در نظر گرفته نشده باشد.
هدف از به كارگيري سيم زمين بر طرف نمودن مشكل نشت جريان الكتريكي است. سيم فاز معمولاً توسط مواد عايق پوشيده مي شود و به وسيله جعبه تقسيم Electrical box ديواري يا بدنه موتور يا سرپيچ تأسيسات روشنايي پوشيده مي شود. به مرور زمان با فرسوده شدن تجهيزات و عايق ها ، احتمال نشت جريان افزايش مي يابد.
در مواردي كه ارتعاشات يا حركت هاي ديگر موجب ساييده شدن عايق سيم يا قطع شدن سيم زمين تجهيزات مي شود ، احتمال بروز عيب اتصال زمين در تجهيزات الكتريكي افزايش مي يابد. يخچال ها و ماشين هاي لباسشويي قديمي كه لرزش بسيار زيادي دارند يكي از عوامل متداول بروز اين مشكل به شمار مي روند. لامپ هاي قديمي و پر استفاده كه عايق سيم برق آن ها به مرور زمان خشك مي شد نيز در همين گروه بودند. در هنگام بروز چنين مشكلي ، احتمال قرار گرفتن سيم فاز در معرض تماس دست افراد يا برق دار شدن تمام قسمت هاي فلزي وسيله مربوطه بسيار زياد است كه نتيجه آن ايجاد شوك الكتريكي خواهد بود. در صورت بروز عيب اتصال زمين ، ممكن است بدنه فلزي وسيله الكتريكي با مدار برق مرتبط شود. به اين ترتيب در صورت تماس دست افراد با بدنه فلزي و يا در زمين مرطوب ، شوك الكتريكي شديدي به فرد منتقل خواهد شد. در اين وضعيت اگر دست افراد در هنگام تماس مرطوب باشد ، شوك الكتريكي حاصله بسيار شديد و كشنده خواهد بود. در نتيجه ، سازندگان تجهيزات الكتريكي توصيه مي كنند كه بدنه فلزي تجهيزات الكتريكي از طريق اتصال به سيستم ارت به زمين متصل شود. به همين منظور نيز توليد كنندگان تجهيزات ياد شده از پريزهاي سه شاخه استفاده مي كنند. به اين ترتيب دو رشته از سيم ها به وسيله برقي و يك رشته به بدنه فلزي متصل مي شود كه اتصال وسيله برقي به زمين را تأمين مي كند.
سيم زمين در كنار سيم فاز و سيم نول اجرا مي شود و به اجزاي فلزي مانند جعبه هاي تقسيم ، خروجي ها و ابزارها و تجهيزات برقي كه قابليت انتقال جريان الكتريكي در هنگام نشت جريان را دارند متصل مي شود. كاري كه سيم زمين تجهيزات انجام مي دهد آن است كه جريان نشتي ايجاد شده را تخليه نموده و درست همانند سيم نول ، مسير برگشت به تابلو برق اصلي را تأمين مي كند. در عمل ، در صورت عبور جريان نشتي از طريق سيم زمين ، فيوز يا قطع كننده تعبيه شده در مدار فعال شده و جريان را قطع مي كند. قطع شدن جريان در اين مرحله در واقع نشانه وجود يك عيب اساسي در مدار است كه بايد در اولين فرصت بر طرف شود.
براي استفاده از پريزهاي سه شاخه كه قابليت اتصال سيم زمين را هم دارند و نيز به منظور تأمين مسير زمين ايمن ، بر مبناي استاندارد NEC ، بايد از پريزهاي برق متصل به زمين استفاده شود ، همچنين سيم كشي مدار با در نظر گرفتن مسير زمين به صورت مجزا از سيم نول انجام پذيرد. در استانداردهاي الكتريكي تصريح شده است كه تمامي مدارهاي 120 ولت بايد مجهز به سيم اتصال به زمين باشند. رعايت اين نكته مانع از ايجاد شوك الكتريكي به واسطه تماس دست افراد با اجزاي رسانا مانند كليدها ، جعبه هاي تقسيم و درپوش هاي فلزي مي شود.
ناديده گرفتن سيم زمين تجهيزات
در خانه هاي قديمي با پريزهاي دو شاخه ، اغلب با مشكل چكونگي اتصال سه شاخه تجهيزات الكتريكي به پريز مواجه مي شويم. از طرفي خارج كردن شاخه سوم و كنار گذاشتن مسير اتصال زمين موجب كاهش ايمني تجهيزات و افزايش احتمال ايجاد شوك الكتريكي مي شود.
تعويض پريزهاي دوشاخه قديمي با پريزهاي جديد سه شاخه متصل به زمين كه قابليت كار با تمامي انواع دوشاخه ها را دارند به عنوان يكي از راه حل هاي مناسب براي بر طرف نمودن اين مشكل مطرح است. البته در سيستم هاي قديمي دو سيمي كه سيم زمين وجود ندارد ، حتي تعويض پريزهاي قديمي با پريزهاي جديد نيز عملاً تأثيري در افزايش ايمني سيستم ندارد، چرا كه در اين سيستم ها اساساً سيم زمين در نظر گرفته نمي شود. بنابراين در صورت تعويض پريزهاي قديمي با پريزهاي جديد حتماً بايد سيم اتصال به زمين نيز براي آن ها در نظر گرفته شود. زيرا در غير اين صورت ممكن است اين تصور در ذهن كاربر ايجاد شود كه سيستم مجهز به سيم اتصال زمين است، در حالي كه در عمل چنين نيست و اين مسأله موجب كاهش ضريب ايمني سيستم مي شود.
يكي ديگر از روش هاي مواجهه با اين مشكل ، استفاده از مبدل هاي سه شاخه به دوشاخه است. بر مبناي استاندارد NEC نيز استفاده از اين روش به شرط آن كه پيچ مربوط به صفحه روكش به زبانه زمين تجهيزات متصل شود مجاز است. اين روش نيز در نهايت مي تواند موجب اشتباه افتادن كاربران و كاهش ايمني آن ها شود.
در مجموع بايد گفت كه به هيچ عنوان نبايد شكل ظاهري سيستم طوري تغيير كند كه افراد به اشتباه تصور كنند مدار مجهز به سيم زمين نيز هست و بايد در اسرع وقت نسبت به اصلاح سيستم اقدام نمود.