پ ١-٢-١ مقاومت الکتریکی اتصال به زمین
کل مقاومت الكتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثای یک سیستم TN (برای هر نوع منبع تغذیه، اعم از ترانسفورماتور یا ژنراتور) نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو اهم تجاوز کند. مقاومت کل دو اهم را ممكن است علاوه بر اتصال زمین پست برق یا نیروگاه، از طریق احداث اتصال زمین های مکرر و اضافی در طول شبکه توزیع برق و وصل هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی - خنثی این خطوط به زمین تأمین كرد (شكل شماره پ ١-٢-١).
لازم به توضیح است كه در شكل شماره پ١-٢-١ مقاومت معادل RBوRB۱وRB۲و .... وRBn یعنی مقاومت کل (RT) باید حدا کثر برابر دو اهم باشد. در مورد ساختمانهای مرتفع که امكان ایجاد اتصال زمینهای مكرر وجود ندارد، باید طبق ردیف پ ١-٢-٨-۵ برای هم ولتاژ كردن، همبندی اضافی انجام شود.
با وجود تعیین دو اهم به عنوان حداکثر مجاز مقاومت نقطه خنثی نسبت به جرم کلی زمین، هر گاه برای ناظر رسمی مقررات ثابت شود که در یک منطقه مقاومت اتصال اتفاقی بین هادی فاز و جرم کلی زمین (از راه تماس مستقیم هادی فاز با زمین یا هادیهای بیگانه که به هادی خنثی یا حفاظتی وصل نیستند) از ٧ اهم بیشتر است، مجری مقررات می تواند به جای دو اهم كل مقاومت مجاز نسبت به جرم کلی زمین در آن منطقه، مقدار جدیدی را كه از رابطه زیر به دست می آید مجاز اعلام كند:
که در این رابطه :
RT : مقاومت کل معادل مجاز جدید ( به جای دو اهم) ، بر حسب اهم
RE : مقاومت اتصال اتفاقی فاز به زمین (مقدار تجربی آماری) ، بر حسب اهم
U۰ : ولتاژ بین فاز و خنثای سیستم (۲۲۰ ولت در موارد عادی) ، برحسب ولت (ولتاژ نامی شبکه ۲۳۰ ولت میباشد)
۵۰ : ولتاژ مجاز تماس ، برحسب ولت
پ ١-٢-٢ سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی - خنثی
سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی - خنثی (PEN) در تأسیسات نصب ثابت به دلایل تنشهای مکانیکی (بریدگی و قطع احتمالی در برابر فشار و صدمات مكانیكی) نباید از ١٠ میلی مترمربع برای هادی مسی و ١۶ میلیمتر مربع برای هادی آلومینیومی، کمتر باشد. در این صورت مدارهای سه فاز ۴ رشته ای و مدارهای تکفاز ٢ رشته ای خواهند بود (TN-C).
در غیر این صورت باید از یک هادی به عنوان هادی حفاظتی و از یک هادی دیگر نیز به عنوان هادی خنثی استفاده شود و در اینصورت مدارهای سهفاز ۵ رشته ای و مدارهای تکفاز ٣ رشته ای خواهند بود (TN-S).
پ ١-٢-٣ رنگ عایق هادیهای مدارهای توزیع نیرو و مدارهای نهایی
رنگ عایق کابل های چند رشته باید به قرار زیر باشد:
الف) (L۱) قرمز، (L۲) زرد و (L۳) سیاه برای تشخیص فازها
تبصره: در بعضی از کابل های چند رشته ای تولیدکنندگان کابل برای کابل های چند رشته ای از دو رنگ قهوهای و یک سیاه و یا دو سیاه و یک قهوهای برای تشخیص فازها استفاده می كنند توصیه میشود مبنای رنگ سیستم سه فاز فوق الذکر یعنی قرمز، زرد و سیاه برای تشخیص فازها توسط تولیدکنندگان نیز رعایت گردد.
ب) در کابلهای تک رشته، رنگ عایق فاز میتواند هریک از رنگ های قرمز، زرد و سیاه انتخاب شود. چنانچە کابلهای تک رشته برای سیستم سه فاز مورد استفاده قرار گیرد (ردیف ١٣-٧-١-٧) هر یک از کابل های هر فاز در هر گروہ باید از رنگ بندی فوق الذکر تبعیت کند.
پ) آبی کمرنگ برای تشخیص هادی خنثی(N) (در همه موارد)
ت) سبز و زرد (راہ راہ) برای تشخیص هادی حفاظتی (PE) (در همە موارد)
تبصرہ ١: ترجیح دارد هادی مشتر ک حفاظتی - خنثی (PEN) دارای عایقی به رنگ سبز و زرد (راه راه) باشد در غیر اینصورت میتوان به این منظور از هادی با عایق آبی كمرنگ نیز استفاده کرد. در هر صورت در هر دو انتهای هادی مشترک حفاظتی - خنثای هر مدار باید با نصب برچسب های مخصوص وظیفه دوكانه هادی مشترک مشخص شود تا از ایجاد اشتباه درحین بهرەبرداری جلوگیری شود.
تبصرہ ٢: رنگ شینهها در تابلوهای برق باید از رنگ عایق هادی ھا تبعیت کند (ردیف پ١-٢-٣).
تبصره ٣: مطابق استاندارد ۱-۶۰۲۲۷ IEC رنگ انتخابی برای تشخیص فازها به قرار L۱ (قھوەای)، L۲ (سیاه) و L۳ (خاکستری) میباشد ولی با توجه به شرایط تولید کابلها در حال حاضر، رنگ عایق کابلها و سیمها مطابق ردیفهای پ١-٢-٣ و پ١-٢-۴، انتخاب گردیدە است.
پ ١-٢-۴ رنگ عایق سیم ها در مدارهای نھایی
رنگ عایق سیم ها در مدارهای نهایی از قبیل سیستم روشنایی، پریزهای برق و غیره به قرار زیر میباشد:
الف) (L۱) قرمز، (L۲) زرد، (L۳) سیاه برای تشخیص فازها، برای حالتی كه تغذیه تابلو برق و مدارهای نھایی سه فاز باشد و در صورت یک فاز بودن تابلو تغذیه کنندہ مدارهای نھایی، رنگ عایق مدارهای نهایی در این تابلو باید از رنگ فاز كابل تغذیه تابلو مذكور از تابلو بالادست تبعیت کند.
ب) آبی کمرنگ برای تشخیص هادی خنثی (N)
پ) سبز و زرد (راہ راه) برای تشخیص هادی حفاظتی (PE)
ت) خاکستری و یا سفید برای بر گشت مدار فاز
پ ١-٢-۵ ممنوع بودن وصل مجدد هادیهای حفاظتی و خنثی پس از تفکیک
اگر در نقطه ای از تأسیسات، هادی مشتر ک حفاظتی - خنثی (PEN) تفکیک شده و از آن به بعد هادیهای حفاظتی (PE) و خنثی (N) به طور جداگانه کشیده شوند، نباید در هیچ نقطه دیگری بین این دو هادی تماس یا اتصال الکتریکی برقرار کرد. در نقطه تفکیک، هادی مشترک حفاظتی - خنثی (PEN) باید به شینه مربوط به هادی حفاظتی (PE) وصل شود.
پ ١-٢-۶ لزوم دقت درنصب هادیهای خنثی و حفاظتی
هادی خنثی(N)، هادی مشترک حفاظتی - خنثی (PEN) یا هادی حفاظتی (PE) باید باهمان عایقبندی و دقتی که در نصب هادی های فاز به عمل می آید نصب شود و در مدارهایی که هادی حفاظتی جدا از هادیهای فاز میباشد باید هادی حفاظتی در مسیر مدار اصلی کشیده شود.
پ ١-٢-٧ انواع وسایل حفاظتی قابل استفاده در سیستم های TN
در سیستم های TN میتوان از انواع وسایل حفاظتی زیر استفاده كرد:
الف) فیوزها
ب) كلیدهای خودكار مینیاتوری
پ) کلیدهای خودكار (كلید اتوماتیک)
ت) كلیدهای جریان باقیمانده (كلید RCD)
تبصره: از کلید خودکار جریان باقیمانده میتوان فقط در قسمت هایی از تأسیسات كه هادیهای مجزای حفاظتی (PE) و خنثی (N) دارند استفادە کرد.
پ ١-٢-٨ همبندی اصلی برای هم ولتاژ کردن
پ ١-٢-٨-١ در هر ساختمان یک همبندی اصلی باید کلیه قسمتهای زیر را از نظر الکتریکی به یکدیگر وصل کند:
الف) هادی حفاظتی اصلی (PE یا PEN)
ب) هادی خنثی (N)
پ) لولههای اصلی فلزی آب
ت) لولههای اصلی گاز
ث) لولههای فلزی اصلی و یا بالارو (رایزرها) تأسیسات از هر نوع از قبیل سیستم های برودتی و حرارتی، فاضلاب و غیره
ج) ریلهای کابین و ریلهای وزنه تعادل آسانسورهای کششی و جک آسانسورهای هیدرولیکی
ج) قسمت های اصلی فلزی ساختمان ها ( اسكلت فلزی وآرماتورهای بتن مسلح فونداسیون )
ح) الكترودهای اصلی وفرعی اتصال زمین
پ ١-٢-٨-٢ الزام به استفاده از سیستم اتصال زمین عملیاتی (ردیف ١٣-٢-٣-١) توسط استانداردهای معتبر و یا توسط سازندگان دستگاه های الكترونیكی سیستم های جریان ضعیف از جملە تجهیزات مرکز کامپیوتر و یا مرکز داده، مرکز تلفن، مخابرات و ارتباطات و غیره، به منظور تضمین کارکرد صحیح و قابل اطمینان تجهیزات سیستمهای مذكور تعیین میگردد. اتصال زمین عملیاتی این سیستم ها باید در نهایت به ترمینال اصلی اتصال زمین ساختمان وصل و همبندی گردد.
پ ١-٢-٨-٣ طرحواره عمومی روش غلط (الكترودهای اتصال زمین مجزا از هم) و روش صحیح (الكترودهای اتصال زمین متصل به هم) و همچنین نحوه اتصال الكترودهای اصلی اتصال زمین حفاظتی، عملیاتی و صاعقە گیر به ترمینال اصلی اتصال زمین در شكل شماره پ ١-٢-٨-٣ نشان داده شده است.
تبصره: در صورتی كه برای سیستم اتصال زمین عملیاتی یك ترمینال مستقل ومجزا از ترمینال اصلی اتصال زمین طراحی و پیش بینی شده باشد، این ترمینال باید به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین متصل و با آن همبندی گردد.
پ ١-٢-٨-۴ طرحواره عمومی سیستم هم بندی اصلی و نیز سیستم همبندی اضافی در حمام و دوش برای هم ولتاژ كردن در ساختمانها در شكل شماره پ١-٢-٨-۴ نشان داده شده است و نیز شرح علائم اختصاری این شكل در جدول شماره پ١-٢-٨-۴ آمده است.
تبصره ١: علاوه بر لولههای فلزی آب وفاضلاب در حمام ودوش (C۶ و C۷ در جدول شماره پ١-٢-٨-۴) در صورت وجود دیگر موارد از قبیل قطعات و بدنههای فلزی، سایر لولههای فلزی سیستمهای موجود در حمام و دوش نیز به ترمینال یا شینه هم بندی اضافی حمام ودوش (SEBT شکل شمارہ پ١-٢-٨-۴) وصل میگردد.
تبصره ٢: در شكل شماره پ ١-٢-٨-۴ علت عدم انشعاب گیری هادی هم بندی اضافی (مدار ۳) جهت اتصال به ترمینال یا شینه همبندی اضافی (SEBT) از ترمینال اتصال زمین متصل بە هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاہ الکتریکی (M) نصب ثابت و موجود در محل هم بندی، در نظر گرفتن مشكلات اجرایی اتصال و انشعاب گیری هادی هم بندی اضافی از ترمینال اتصال زمین بدنه هادی دستگاه الكتریکی میباشد. در صورتی كه امكان اجرا وجود داشته باشد، اجرای این اتصال (مدار ۳) بجای اتصال به تابلو توزیع فرعی (DB) ترجیح خواهد داشت.
تبصرہ ٣: ترمینال اتصال زمین متصل بہ هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاہ الکتریکی (M) نصب ثابت، عموماً به عنوان ترمینال همبندی اضافی جهت اجرای سیستم همبندی اضافی برای هم ولتاژ کردن پایه فلزی نصب دستگاه و غیره نیز، مورد استفاده قرار میگیرد.
پ ١-٢-٨-۵ همبندی اضافی برای هم ولتاژکردن
چنانچە کمترین شکی نسبت به کارایی وسایل قطع خودکار مدار، (فیوزها و انواع کلیدهای خودكار) وجود داشته باشد، باید از همبندی اضافی برای همولتاژ کردن استفاده کرد. همبندی اضافی ممکن است کلیه تأسیسات، قسمتی از آن و یا یک دستگاه، وسیله یا محل را در بر گیرد.
همبندی اضافی برای همولتاژ کردن باید کلیه قسمتهای هادی یا فلزی را که به طور همزمان در آن محل در دسترس اند، در بر گیرد از جمله:
الف) کلیه بدنههای هادی دستگاه و لوازم نصب ثابت
ب) قسمتهای هادی بیگانه از هر نوع
پ) قسمتهای فلزی قابل دسترس در ساختمانها مانند اسكلت فلزی و غیره
تبصره: در صورت نیاز به ایجاد همبندی اضافی در هر قسمت از ساختمان، ترمینال یا شینه همبندی اضافی آن قسمت توسط هادی همبندی اضافی به ترمینال یا شینه حفاظتی (PE) تابلو برق تغذیه کنندہ مدارهای آن قسمت متصل میگردد (ردیف پ١-٢-٨-۴).
پ ١-٢-٩ قطع خودکار مدار در اثر اتصال كوتاه
قطع خودكار مدار، در زمانی مجاز، مهم ترین مشخصه هر سیستم الكتریكی است. بنابراین از نظر ایمنی در صورت بروز اتصالی بین یک هادی فاز و یکی از مدارهای زیر قطع خودکار مدار در زمانی مجاز الزامی است.
الف) بدنههای هادی
ب) هادی حفاظتی (PE)
پ) هادی حفاظتی - خنثی (PEN)
ولتاژ ظاهر شده بر روی بدنههای هادی در اثر اتصالی نباید هیچگاه به مدتی طولانی از ٥٠ ولت تجاوز كند و هرچه این ولتاژ بیشتر باشد لازم است تغذیه مدار در زمانی كوتاهتر قطع شود.
برای رسیدن به این هدف لازم است رابطه زیر برقرار باشد :
که در آن رابطه :
Za : امپدانس حلقه اتصال کوتاه از منبع تغذیه ( هادی + هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی - خنثی + فاز ژنراتور یا ترانسفورماتور ) ، برحسب اهم. Za را می توان از راه راه محاسبه یا به طریق اندازهگیری به دست آورد.
Ia : شدت جریان اتصال کوتاهی است بر حسب آمپر که وسیله حفاظتی را در زمانی مجاز قطع خواهد کرد .
Uo : ولتاژ بین هادی فاز و زمین سیستم که برابر ۹۵% ولتاژ نامی میباشد ( ولتاژ نامی برابر ۲۳۰ ولت ).
پ ١-٢-٩-١ حداكثر مجاز زمان قطع در صورت بروز اتصال كوتاه بین یك هادی فاز وبدنه یا هادی حفاظتی و یا هادی حفاظتی - خنثی در جدول شماره پ١-٢-٩-١ نشان داده شده است.
تبصره: سیستم TT فقط از نظر مقایسه نشان داده شده است. اگر در یك سیستم TT هم بندی کامل بین همه سیستمهای لوله کشی و سازههای دیگر انجام شده باشد می توان در آن از مقادیر مربوط به سیستم TN از جدول شماره پ ١-٢-٩-١ استفاده نمود.
نظر به اینکه فیوزها و کلیدهای خودکار با توجه به ملاحظاتی مانند شدت جریان بار، شدت جریان راه اندازی و غیره انتخاب می شوند لازم است پس از انجام انتخاب اولیه نسبت به كارآیی آنها از نظر ایمنی طبق ردیف فوق اقدام شود. چنانچه مقدار جریان اتصال کوتاه برای قطع وسیله حفاظتی در شرایط موجود و قطع در زمان مناسب کافی نبود باید از یک یا چند روش زیر استفاده شود:
الف) سطح مقطع مدار تغذیه بزركتر انتخاب شود تا امپدانس حلقه اتصال كوتاه كمتر شود و جریان اتصال کوتاه به مقدار کافی افزایش یابد.
ب) به جای وسیله حفاظتی انتخاب اولیه از وسیله حفاظتی مناسبتر استفاده شود.
پ) در صورت عدم امكان تأمین شرایط بند الف وب فوق الذكر، طبق ردیف پ١-٢-٨-٥ از همبندی اضافی برای هم ولتاژ كردن استفاده شود. روش اخیر مطمئن ترین راه جلوگیری از برق گرفتگی در همه موارد است.
درسیستمهای TN وصل مستقیم بدنه های هادی به الكترود زمین مستقل، یعنی الكترودی كه مستقل از اتصال زمین خنثی باشد، جز در مواردی كه مدارهای تغذیه توسط كلیدهای جریان باقیمانده (RCD) حفاظت شوند، ممنوع است كه در اینصورت مدار تغذیه كننده تجهیزات باید دارای هادی های حفاظتی (PE) و خنثای (N) مجزا بوده و مقاومت الكترود مستقل نیز در رابطه زیر صدق كند:
RA : مقاومت الکترود زمین مستقل نسبت به جرم کلی زمین، برحسب اهم
IΔ : جریان عامل کلید جریان باقیمانده (RCD) بر حسب آمپر
UL : حداکثر ولتاژ تماس مجاز ، برحسب ولت (برای محیط های عادی)
تصویر ۱
تصویر ۲
تصویر ۳
تصویر ۴
تصویر ۵
تصویر ۶
تصویر ۷
تصویر ۸