مزایای استفاده از سیم سوم در سيستم برق ساختمان

انرژی الکتریکی به دلیل مزایای زیادی که دارد هر روز به مصرف آن افزوده میگردد.در مقابل مزایای آن انرژی الکتریکی دارای خطراتی نیز میباشد . خطرات برق به طور کلی به دو دسته تقسیم میشوند:
1- خطر آتش سوزی
2- خطر برق گرفتگی
خطر برق گرفتگی:
به طور کلی عبور جریان برق از بدن را برق گرفتگی یا شوک الکتریکی میگویند.در صورتی که جریان برق از بدن عبور نماید, بدن عکس العمل شدید در برابر آن از خود نشان میدهد . برای به وجود آمدن شوک باید مقدار جریان برق و شرایط فرد در قبول آن کافی باشد . اثرات این برق گرفتگی از احساس شوک شروع شده تا حالت سنکوپ یا بیهوشی کامل میتواند برسد .
شدت برق گرفتگی بستگی دارد به :
1- مقاومت پوست بدن
2- رطوبت پوست بدن
3- عبور جریان برق از بدن در صورتی که جریان از بین دو دست وپا , از بین یکی از دستها و پای چپ بگذرد و 4- به علت قرار گرفتن قلب در مسیر جریان,بیمار آسیب بیشتری می بیند .
ولتاژ برق ( بیشتر از 50 ولت خطرناک) معمولا حداکثر جریان متناوب را که هیچگونه تخریبی در بدن ایجاد نکند 30 میلی آمپر در مدت 20 ثانیه استاندارد نموده اند.
چگونگی و حالت برق گرفتگی:
برق گرفتگی بدین گونه ایجاد میشود:
1- تماس بدن با هر دو سیم فاز و نول
2- تماس یک فاز و یک نقطه از دستگاه با بدن
3- تماس بدن با دستگاهی که جریان فاز به آن وصل است
صدمات برق گرفتگی:
سوختگی : در این حالت کناره های محل سوختگی سفید, بی خون, خشک و بدون تورم است .
تاثیر روی قلب : ابتدا ضربان های بی موقع ایجاد میشود سپس ریتم های مضاعف تا 8 برابر ضربانهای طبیعی میرسدو ممکن است منجر به از کار افتادن قلب , تنفس و مرگ گردد .
تاثیر روی سلسله اعصاب : جریان مستقیم به اندازه جریان متناوب ایجاد تشنج می نماید و اگر جریان مستقیم بیش از 5/2 آمپر از بدن عبور کند , روی سلسله اعصاب اثر گذاشته و امکان شوک و فلج زیاد میشود .
عوارض برق گرفتگی:
اختلالات قلبی
اختلال در حس شنوائی و بینائی
اختلال عصبی
سیستم اتصال به جرم زمین سیستم حفاظتی و امنیتی ساده و ارزانی است که در صورت برق دار شدن بدنه مصرف کننده ها و تجهیزات برقی ما را از خطر برق گرفتگی مصون میدارد . این روش برق بدنه را از طریق یک سیم ( سیم اتصال زمین) به زمین منتقل می نماید لذا شخص دچار برق گرفتگی نمی شود .
همانطور که می دانیم جریان برق همیشه از مسیری بسته رد می شود که کمترین مقاومت اهمی را دارا باشد و اتصال زمین یعنی اتصال یک جسم رسانا به وسیله یک هادی به زمین . همبندی و اتصال زمین در اجسامی که دارای هادی های خوبی هستند بسیار موثر است و لازم به ذکر است که هادی همبندی و سیم اتصال زمین موثر و مفید باید دارای استحکام و مقاومت خوردگی و قابلیت ارتجاعی برابر باشند . همچنین برای اتصال زمین می توان از سیم لخت یا کابل استفاده کرد .
در انواع مختلف شبکه های الکتریکی وصل قسمت هایی از سیستم و بدنه هادی دستگاه های الکتریکی به زمین را زمین کردن می گویند و از دو دیدگاه مورد توجه است:
1- حفظ عایق بندی و تامین صحت کار لوازم و دستگاههای الکتریکی و محدود کردن اضافهولتاژها و کمک به کار صحیح لوازم و مدارها با قطع مدارهای معیوب . به این نوع اتصال زمین اتصال الکتریکی یا اتصال زمین سیستم گفته میشود. ( اتصال نوترال به زمین)
2- نوع دیگر اتصال زمین اتصال زمین ایمنی یا حفاظتی است . از این نوع سیستم حفاظتی در ایجاد ایمنی برای افرادی که بنا به وظیفه شغلی در تماس با تجهیزات سیستم های الکتریکی و نیز برای افراد جامعه که مصرف کننده نهائی انرژی برق می باشنداستفاده می شود. هدف دیگر از این نوع سیستم زمین محدود کردن خطر آتش سوزی از طریق قطع سریع مدارمعیوب به کمک وصل بدنه های فلزی به هادی خنثی یا زمین است .
در برخی موارد تفکیک دو نوع اتصال زمین برای دو هدف بالا ممکن نیست و به همین دلیل ایجاد یک اتصال زمین برای هردو منظور کافی است . ولی در بعضی شرایط تفکیک دو سیستم زمین لازم و ضروری است و گاهی مسائل مربوط به نوع دیگری اتصال زمین یعنی زمینی که برای تخلیه بار صاعقه لازم است موضوع را پیچیده تر میکند .
به طور کلی هدف از زمین کردن رسیدن به اهداف زیر است:
الف) کاهش تنش الکتریکی ناشی از اثرات کلید زنی و صاعقه
ب ) تامین و کنترل جریان اتصالی در حد قابل قبول
ج ) کاهش عدم تعادل ولتاژ
د ) محدود کردن ولتاژ نقطه نول
ایجاد یک سیستم زمین مطلوب حتی تا همین سالهای اخیر صرفا به مفهوم داشتن شبکه زمینی با مقاومت هر چه کمتر بوده است اما با ایجاد شبکه های برق وسیع با ظرفیت بالا طبعا با جریانهای اتصال کوتاه فوق العاده همراه هستیم که با وجود مقاومت کم سیستم زمین پتانسیل آن ممکن است از حد مجاز ایمنی تجاوز کند .
بطور کلی سیتم زمین باید دارای سه ویژگی عمده باشد :
1- سیستم زمین دارا ی مقاومت کمی باشد . این کار باعث میشود امپدانس مولفه صفر دیده شود و در نقطه اتصالی مقدار کوچکی داشته باشد تا هم عملکرد مطمئن و سریع رله های تشخیص خطای فاز به زمین تضمین گردد و هم اضافه ولتاژهای ایجاد شده در فازهای سالم کمتر از مقادیر پیش بینی شده و مجاز باشد .
2- سیستم زمین در محل اتصال برق گیر به زمین مقاومت موجی کم در نتیجه سطح محافظت مناسبی را برای برق گیر بوجود می آورد. برقگیر به منظور تخلیه ولتاژهای موجی به زمین در نظر گرفته میشود و بنابراین جریان های موجی با دامنه و شیب قابل ملاحظه از طریق آن به زمین وارد میشود . چنانچه مقاومت موجی سیستم زمین در محل اتصال برقگیر به آن مقدار زیادی باشد تخلیه کامل و سریع جریانهای موجی صورت نمی پذیرد و ولتاژ موجی قابل ملاحظه ای در اطراف زمین برق گیر ظاهر میگردد و بنابراین سطح حفاظت برقگیر افزایش می یابد و ممکن است امکان آسیب دیدگی تجهیزات پیش آید .
3- سیستم زمین باید بتواند ایمنی افراد و تجهیزات را تامین نماید . سیستم زمین باید به گونه ای طراحی شود تا با ایجاد مسیر مناسب برای عبور جریان به زمین تضمین نماید که اشخاص حتی اگر با تجهیزات زمین شده تماس داشته باشند در معرض شوک الکتریکی خطرناک وارد نشوند . شخصی که در نزدیکی و یا تماس مستقیم با قسمت های مختلف تجهیزات الکتریکی قرار دارد در معرض شوک الکتریکی خواهد بود .
ویژگی سیستم اتصال زمین
آزمایش مقاومت زمین بسته به کاربرد آن متفاوت میباشد. سیستم های اتصال زمین ساده مثل الکترودهای میله ای تکی که برای تجهیزات دور از هم به کار می روند ( ترانسفور ماتورها یا هادی های برقگیر) که برای هادی برقگیر مقاومت اتصال زمین اندازه گیری شده باید حدود 10 اهم و برای موارد دیگر مقاومت از 10 اهم نیز کمتر باشد که بسته به نوع کاربرد آن به کمتر از 5/0 اهم هم میرسد .
اتصال های زمین مربوط به تجهیزات مخابراتی که با توجه به نوع کاربرد آن مشخصات مخصوص به خود را دارد. سیستمهای اتصال زمین بزرگتر و پیچیده تر برای تجهیزات نیروگاهی استفاده می شود. در این گونه موارد مقدار مقاومت اندازه گیری شده باید 1 اهم و یا کمتر باشد .
ساده ترین سیستم اتصال زمین عبارتست از یک میله یا لوله فلزی که در زمین فرورفته و توسط یک هادی بخ شبکه الکتریکی یا تجهیزات مورد نظر متصل شده باشد. این میله فلزی را به عنوان الکترود اتصال زمین یا میله اتصال زمین و در برخی موارد میخ اتصال زمین می نامند .
برای دستیابی به مقاومت های کمتر می توان از 2 یا چند الکترود اتصال زمین را در زمین فرو کرده و آنها را به صورت موازی به یکدیگر متصل کرد. در بعضی سیستم های اتصال زمین به منظور دستیابی به مقدار مقاومت کمتر از شبکه های فلزی با صفحات فلزی فرو رفته در زمین استفاده
می نمائیم.
وضعیت خاک در عمق 6 الی 7 متری زمین از بقیه قسمت ها بیشتر مورد توجه است .
اتصال زمین توسط یک هادی مناسب و در دسترس برای ساختن یک نقطه مرجع پتانسیل در مدارهای الکتریکی ایجاد میگردد. بنابراین به شبکه های تولید و انتقال و توزیع و دیگر دستگاه های الکتریکی از طریق یک سیستم اتصال زمین به این نقطه مرجع متصل می گردند تا پتانسیل هر قسمت از تاسیسات برقی نسبت به پتانسیل زمین ثابت نگه داشته شود و در هنگام بروز اشکال در یکی از دستگاهها تجهیزات حفاظتی عمل نموده و مدار دارای اشکال را ایزوله می نماید .
هر دستگاه الکتریکی در حالت معمولی دارای پتانسیل زمین می باشد و در مواقع بروز اشکال پتانسیل آن به میزان قابل توجهی از پتانسیل زمین بالاتر می رود که با بودن سیستم ارت مطمئن می توان از این مشکل جلوگیری کرد .
برای اینکه یک سیستم اتصال زمین بطور رضایتبخش وظیفه خود را انجام دهد باید همواره از مقاومت کل کمی نسبت به زمین برخوردار باشد و جریان های زیادی را به راحتی از خود عبور دهد. معمولا انجام آزمایش ظرفیت عبور جریان قابل تحمل برای یک سیستم اتصال زمین نسبتا مشکل است اما اندازه گیری مقاومت زمین خیلی مشکل نبوده و مقادیر به دست آمده به عنوان راهنمای نسبتا دقیقی برای تعیین وضعیت سیستم زمین قابل قبول می باشد.یک سیستم اتصال زمین معمولا به شکل یک الکترود ( میله فلزی. لوله. صفحه یا شبکه) با الکترودهای فرورفته در زمین است که با اتصال تجهیزات الکتریکی و یا شبکه به آن انجام وظیفه می نماید.مقاومت الکترود زمین ثابت نبوده و با رطوبت زمین تغییر میکند .
با تشكر از آقاي مهندس نصيري