حفاظت در برابر صاعقه و سیستم زمین
125 صفحه در قالب word
چکیده
با توجه به خطرات ناشی از حوادث طبیعی از جمله رعد و برق که منازل مسکونی یا درکل تاسیسات ساختمانی را تهدید می کند برآن شدم تا یک مرجع مناسب هر چند کوتاه جهت دفع این خطرات از منابع علمی موجود جمع آوری نمایم . باشد که به لطف خدای منان مفید واقع شود.این کتاب دلایل زمین کردن تاسیسات و اصول آنرا ونیز به منظور افزایش سطح آگاهی از عوارض ناشی از رعد و برق وچگونگی حفاظت در برابر آن را می آموزد و از مراجع کاملاٌ کاربردی جمع آوری شده است.
فهرست مطالب
چکیده. ج
فهرست مطالب... ج
فهرست جدولها و نمودارها ز
فصل اول : 1
کلیات و اصول زمینکردن.. 1
مقدمه. 2
1-1- اصول زمینکردن.. 3
1-2- زمینکردن نقطه خنثی سمت منبع در یک سیستم قدرت... 8
1-2-1- مقدمه. 8
1-2-2- انواع روشهای زمینکردن.. 11
1-2-2-2- سیستمهای زمینشده بصورت مستقیم.. 12
1-2-2-3- زمینکردن با استفاده از نصب راکتور در نقطه خنثی.. 13
1-2-2-4- زمین کردن رزونانسی با استفاده از نصب راکتور در نقطه خنثی.. 14
1-2-2-5- زمینکردن امپدانسی توسط نصب مقاومت در نقطه خنثی.. 15
1-2-3- نقطه مناسب برای زمینکردن.. 18
1-3- زمین کردن تجهیزات... 23
1-3-1- مقدمه. 23
1-3-2- اقدامات موثر برای زمینکردن تجهیزات... 27
1-3-3- عملکرد دستگاههای محافظتی.. 29
1-3-4- پتانسیل تماس هنگام بروز خطای زمین.. 31
1-3-5- مساله ولتاژ القایی.. 32
فصل دوم : 33
زیرسیستم الکترود زمین.. 33
2-1- زمینکردن.. 34
2-1-1- زمین حفاظتی.. 34
2-1-1-1- برق گرفتگی.. 35
2-1-1-2- ولتاژ گام. 36
2-1-1-3- اختلاف سطح تماس.... 36
2-1-2- زمین کردن الکتریکی.. 37
2-2- مقاومت زمین.. 38
2-2-1- نمکهای موجود در خاک... 40
2-2-2- رطوبت... 40
2-2-3- دما 41
2-2-4- سطح فشردگی خاک... 42
2-3- الکترودهای زمین و انواع مختلف آن.. 43
2-3-1- الکترود زمین میلهای.. 44
2-3-1-1- میل افقی یا سطحی.. 44
2-3-1-2- میل عمودی.. 46
2-3-2- الکترود صفحهای.. 50
2-3-3- الکترود نیم کره 52
2-3-4- الکترود تسمه ای.. 54
2-3-5- الکترود سیمی.. 55
2-4- استفاده از مواد الکترولیت در اجرای سیستم زمین.. 56
2-5- مشخصات اتصالات... 57
2-6- مسایل مربوط به ایمنی.. 57
2-7- ظرفیت جریان دهی الکترد. 58
2-8- مشخصات فنی احداث چاه گراند و مراحل اجرایی آن.. 59
2-9- مشخصات فنی احداث شبکه شطرنجی و رینگ و ایجاد کانالهای راد کوبی.. 61
2-10- جوشکاری با کارپیت و جوشکاری Cadweld... 62
2-11- دستگاه ارت تستر. 63
2-11-1- وسایل مورد نیاز و همراه دستگاه ارت تستر. 64
2-11-2- نکات لازم هنگام تست ارت... 65
2-11-3- طرز عملکرد دستگاه ارت تستر. 65
2-11-4- خطاهایی که موجب اختلال در اندازه گیری می شود. 65
2-11-5- اخطارها و احتیاط ها هنگام تست زمین.. 66
2-12- سیم زمین.. 66
2-13- حداکثر مقاومت مجاز برای سیستمهای مختلف... 68
فصل سوم : 69
زیرسیستم حفاظت رعد و برق.. 69
مقدمه. 70
3-1- پدیده رعد و برق.. 72
3-2- احتمال وقوع صاعقه. 73
3-3- ناحیه جاذب... 75
3-4- مخروط حفاظت... 77
3-5- نیازمندیهای اصلی حفاظت در مقابل صاعقه. 79
3-6- نصب سیستم حفاظت مناسب در مقابل صاعقه. 79
3-6-1- سیستم حفاظت رعد و برق مجتمع.. 80
3-6-1-1- برقگیر. 81
3-6-1-2- هادیهای زمین شده 90
3-6-2- سیستم حفاظت رعد و برق مجزا 93
3-6-2-1- اجزای سیستم حفاظت در مقابل رعد و برق.. 94
3-6-2-2- طراحی سیستم حفاظت رعد و برق.. 98
3-7- اتصال زمین.. 110
3-8- زمین خطوط قدرت AC... 111
مراجع و مؤاخذ.. 115
مقدمه
بحث زمین کردن[1] سیستمهای الکتریکی، از جمله مباحث مهم و قدیمی محسوب میشود. در این نوشتار، میخواهیم نیاز به طراحی صحیح زمین مناسب در دو سمت تولید و مصرف را بیان کنیم. بعلاوه، روشهای مختلف زمینکردن سمت تولید، به همراه مزایا و معایب هر کدام از این روشها ارائه شده است.
همچنین تاثیر رعد و برق بر روی سیستمهای الکتریکی مورد بررسی قرار میگیرد. روشهای مختلف حفاظت در مقابل این پدیده طبیعی بیان شده است.
همانگونه که اشاره خواهد شد، از جمله مهمترین قسمتهای زمینکردن، طراحی زیرسیستم زمین و محاسبات مربوط به مقاومت زمین و روشهای کاهش آن میباشد. در این تحقیق، روشهای مختلف انجام این کار اشاره خواهد شد.
همبندکردن[2] یکی از اقداماتی است که جایگاه ویژهای در مبحث زمینکردن دارا میباشد. برای انجام درست و موثر این عمل، رعایت برخی از اقدامات، لازم و ضروری است که توضیحات مربوط به آن نیز در ادامه بیان خواهد شد.
1-1- اصول زمینکردن
زمینکردن، اهداف اصلی زیر را در پی دارد :
- باعث ایجاد یک مرجع الکتریکی در سیستم تامین قدرت میشود. با اتصال یک نقطه مشخص از منبع تغذیه به زمین – برای مثال، نقطه خنثی یک منبع سهفاز- این اطمینان حاصل میشود که تمام نقاط سیستم در یک پتانسیل مشخص نسبت به زمین عمل میکنند.
- سطوح فلزی چارچوب سیستمهای الکتریکی به زمین متصل میشوند تا این اطمینان حاصل شود که این قسمتها همواره در پتانسیل زمین باقی خواهند ماند و در نتیجه، هیچ تهدیدی برای پرسنل – که ممکن است با این سطوح برخورد کنند – وجود نخواهد داشت.
- انجام درست زمینکردن، باعث ایجاد یک مسیر کم امپدانس برای بارهای استاتیک جمعشده و شوکهای بوجود آمده توسط پدیدههای جوی و الکتریکی و خطاها بسمت زمین میشود. در نتیجه این اطمینان حاصل میشود که هیچ صدمه و آسیبی به تجهیزات حساس و نیز پرسنل، وارد نخواهد شد.
سیستم زمین تجهیزات، شامل چهار زیرسیستم میباشد که در زیر توضیح داده شده است :
- زیرسیستم الکترود زمین[3] : این زیرسیستم شامل شبکهای از میلههای الکترود زمین، صفحهها و هادیهای اتصالدهنده آنها به یکدیگر است. مرجع زمین توسط الکترودهای مدفون در زمین- در محل سایت یا تاسیسات موردنظر- بدست میآید. زیرسیستم الکترود زمین، میتواند شامل قسمتهای زیر باشد : الف) یک سیستم شامل میلههای دفنشده که از داخل توسط سیمهای بدون عایق به هم متصل شدهاند. ب) سیستمهای لولهکشی فلزی مانند آب، گاز، سوخت و ... که فاقد هرکونه عایقکاری در اتصالات مختلف آن میباشد. ج) صفحه زمین متشکل از سیمهای افقی مدفون.
- زیرسیستم حفاظت رعد و برق[4] : این زیرسیستم برای تخلیه انرژی رعد و برق، یک مسیر با امپدانس پایین تا زمین تولید میکند. برای محافظت مناسب از یک ساختمان، برج و دکل در مقابل ضربات رعد و برق، از برقگیرهایی باید استفاده کرد که از هدایت الکتریکی کافی و قدرت مکانیکی مناسب جهت ایستادگی در مقابل ضربات وارد، برخوردار باشند. بین برقگیرها و زمین، باید یک مسیر با امپدانس پایین ایجاد شود.
- زیرسیستم حفاظت خطا[5] : این زیرسیستم شامل هادیهای زمین (معمولا سیمهای به رنگ سبز) میباشد که در سراسر سیستم توزیق توان قرار داده میشوند تا مسیرهای الکتریکی با ظرفیت کافی را به گونهای ایجاد کنند که دستگاههای حفاظتی مانند فیوزها و مدارشکنهای نصبشده، بطور سریع عمل کنند. زیر سیستم مربوطه، این اطمینان را بوجود میآورد که پرسنل از خطر شوک، مصون خواهند ماند. بعلاوه، تجهیزات نیز در مقابل صدمه و آسیبهای احتمالی، محافظت خواهند شد.
- زیرسیستم مرجع سیگنال[6] : این زیرسیستم، یک مرجع مناسب را برای تجهیزات الکترویکی و مخابراتی تامین میکند و بدین وسیله، اختلاف ولتاژ بین تجهیزات را حداقل میکند. این امر باعث کاهش شارش جریان بین تجهیزات و همچنین، کاهش و یا از بین رفتن ولتاژهای نویز در مسیرها و مدارهای سیگنال سیگنال میشود.
هنگامی که خطایی در عایق هادی بکار برده شده در سیستمهای الکتریکی اتفاق افتد – این خطا میتواند بر اثر کهنگی، عوامل خارجی و یا فشارهای الکتریکی و یا حرارتی بوجود آید – تعیین نقطه خطا و رفع آن امری واجب است. در سیستمهایی که فاقد مرجع زمین هستند، تعیین محل خطا امری مشکل است. شکل 1-1-a، این سیستم را نشان میدهد. ملاحظه میشود که بدلیل نبود حلقه هدایت زمین، نقطه خطا همچنان پنهان باقی میماند و محل آن تعیین نمیشود. حال اگر در این حالت، خطای دومی در همان خط و در محل دیگری از سیستم رخ دهد، این امر باعث بروز اتصال کوتاه و شارش مقدار زیادی جریان خطا خواهد شد که توسط دستگاههای حفاظتی قابل تشخیص خواهد بود.
برای تشخیص هر چه سریعتر اولین نقطه خطا – بدون اینکه منتظر بروز خطای دوم باشیم – یکی از قطبهای منبع را به زمین متصل میکنند . شکل 1-1-b، این موضوع را نشان میدهد. قطبی از منبع که به زمین متصل است، خنثی[7] و قطب دیگر، خط[8] نامیده میشود.
باید توجه داشت که اتصال بین نقط خنثی و زمین، تنها در محل منیع انجام میگیرد و جریان بازگشتی از سوی بار به سمت منبع، تنها از طریق سیم خنثی انجام میگیرد. هنگامی که خطایی رخ میدهد، جریان بسیار زیادی از طریق مدارهای الکتریکی و مسیر زمین، به سمت منبع باز میگردد و بسته به مقاومت زمین، میزان شارش جریان در این مسیر توسط دستگاههای حفاظتی قابل تشخیص است.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
حفاظت در برابر صاعقه و سیستم زمین
