آیین‌نامه سیستم اتصال به زمین (ارتینگ)

4ـ مقاومت الکترود ارت4:
مقاومت بین ترمینال اصلی زمین و کره زمین است.
5 ـ امپدانس حلقه اتصال به زمین5 :
امپدانس حلقه جریان اتصالی زمین است که شروع و پایان آن نقطه اتصالی است و با ZS نشان داده می‌شود.
ـ حلقه اتصالی زمین در سیستمهای مختلف به شرح ذیل است:
الف ـ سیستمهای TN
نقطه شروع (محل اتصالی)، از بدنه دستگاه به ترتیب به سیم ارت، شینه ارت، شینه نول، نقطه ترانس، سیم‌پیچ ترانس، سیم فاز اتصالی و نقطه اتصال به بدنه.
ب ـ سیستمهای TT  و IT
نقطه شروع (محل اتصالی)، سیم اتصال به زمین، الکترود زمین، زمین، الکترود سیستم، شینه نول، نقطه صفر ترانس، سیم فاز اتصالی و نقطه اتصالی.
6 ـ اتصالی:
حالتی از مدار است که جریان در مسیری غیرعادی یا بدون اینکه پیش‌بینی شده باشد یا در نظر گرفته شود، جاری می‌شود. این جریان امکان دارد از نقص در عایق‌بندی یا از بستهای به کار رفته بر روی عایق رساناها ناشی شود.
7 ـ جریان اتصال به زمین (جریان اتصال کوتاه)6 :
اضافه جریانی است که در نتیجه بروز اتصالی با امپدانسی قابل چشم‌پوشی بین هادیهای با پتانسیلهای مختلف در شرایط عادی کار برقرار شود.
8 ـ جریان نشتی زمین7 :
جریان جاری به زمین یا رساناهای دیگری را که مدار الکتریکی آنها به زمین راه دارد، جریان نشتی زمین می‌نامند. در صورت استفاده از خازن در مدارها، امکان دارد جریان مذکور دارای مقدار جزء خازنی هم باشد.
9ـ سیم اتصال به زمین (سیم ارت)8 :
سیم حفاظتی را گویند که ترمینال اصلی ارت تأسیسات را به الکترود ارت یا سایر قسمتهای اتصال به زمین وصل می‌کند.
10ـ سیم خنثی (نول)9 :
سیمی متصل به نقطه خنثی در سیستم (صفر زمین) که قادر است انرژی الکتریکی را انتقال دهد.
11ـ هادی‌ حفاظتی (PE)10 :
در بعضی از اقدامات حفاظتی برای تأمین ایمنی در برابر برق‌گرفتگی لازم است با استفاده از هادی حفاظتی قسمتهای زیر به همدیگر وصل شوند:
ـ بدنه‌های هادی؛
ـ قسمتهای هادی بیگانه؛
ـ ترمینال اصلی زمین؛
ـ الکترود زمین؛
ـ نقطه صفر ترانس (نقطه خنثی)؛
12ـ سیم غلافدار فلزی به منظور زمین کردن:
یک نوع سیستم سیم‌کشی است که در آن سرتاسر طول یک یا چند سیم عایق‌دار توسط نوار یا غلاف فلزی پوشانده شده و مانند هادی PEN  عمل می‌کند.
13ـ سیم مشترک ارت ـ نول (PEN)11 :
سیمی را که به طور مشترک، هم کار سیم اتصال به زمین و هم کار سیم نول را انجام دهد، سیم PEN می‌نامند.
14ـ قسمتهای بی‌حفاظ (روباز) هادی:
قسمت بی حفاظ از تجهیزات را که قابل لمس بوده و حامل برق نیست، اما امکان برقدار شدن در شرایط اتصالی را دارد، قسمت بی‌حفاظ هادی می‌نامند.
15ـ ترمینال اصلی اتصال به زمین (ارتینگ)12 :
ترمینال یا شینه‌ای را گویند که برای اتصال به سیمهای محافظ تهیه شده و سیمهای هم‌پتانسیل‌کننده و سیمهای اتصال به زمین (ارت)، یا هر وسیله‌ای که به عنوان اتصال به زمین (ارتینگ) به کار می‌رود، به آن وصل می‌شوند.
16ـ قسمتهای برقدار13 :
سیم یا قسمتهایی از رسانا را که برای استفاده‌های معمولی برقدار شده‌اند، قسمتهای برقدار می‌نامند.
سیم نول نیز شامل این قسمتهاست، اما طبق قرارداد، سیم PEN (سیم مشترک ارت ـ نول) به عنوان قسمت برقدار محسوب نمی‌شود.
17ـ پتانسیل زمین (ارت)14 :
پتانسیل الکتریکی ایجاد شده نسبت به جرم موجود زمین یا نسبت به سطح زمین اطراف الکترود ارت را هنگامی که جریان الکتریکی از الکترود به زمین جاری شود، پتانسیل زمین می‌نامند.
18ـ کرادیان پتانسیل (در یک نقطه از زمین)15 :
اختلاف پتانسیل اندازه‌گیری شده بر واحد طول یک نقطه را در جهتی که پتانسیل بیشترین مقدار را داشته باشد، گرادیان پتانسیل می‌نامند.
19ـ دستگاههای سیار (قابل حمل) 16 :
دستگاههای الکتریکی را می‌نامند که در حال حرکت کار می‌کنند یا اینکه می‌توانند به آسانی از محلی به محل دیگر حرکت داده شوند. در حالی که به پست توزیع برق متصل هستند.
20ـ قسمتهایی که به طور همزمان با هم قابل دسترسی هستند17 :
سیمها یا قسمتهای رسانا که به طور همزمان در موقعیتهای مخصوصی قابل لمس هستند. این قسمتها شامل بدنه‌های برقدار، قسمتهای بدون حفاظ (روباز)، هادیهای بیگانه، سیم ارت و الکترودهای ارت هستند.
21ـ دستگاه پس ماند جریان (RCD) 18 :
دستگاه سوئیچینگ مکانیکی یا مجموعه‌ای از دستگاهها که در شرایط مشخصی سبب بازنگه‌داشتن اتصالات در مواقعی می‌شوند که پس‌ماند جریان به مقدار معینی رسیده باشد.
22ـ هادی بیگانه:
قسمتی از رساناها را که احتمال ایجاد پتانسیل، به ویژه پتانسیل ارت در آنها وجود دارد و قسمتهای شکل‌یافته‌ای از تجهیزات الکتریکی نیستند، هادی بیگانه می‌نامند.
23ـ وسایل قطع و وصل و کنترل19 (قبل یا بعد از تابلو)
تجهیزاتی است که برای وصل یک مدار الکتریکی با هدف ذیل پیش‌بینی می‌شود:
ـ حفاظت
ـ کنترل
ـ جدا کردن
ـ انجام عملیات قطع و وصل
24ـ تابلو20 (مجموعه‌ای از تجهیزات قطع و وصل و کنترل):
ترکیبی است از فیوزها، لوازم قطع و وصل و رله‌های کنترل که کلیه اتصالات الکتریکی و مکانیکی بین آنها و نیز وسایل اندازه‌گیری مانند آمپرمتر یا ولتمتر را نیز شامل می‌شود.
25ـ حصار 21 :
حفاظی است که از تماس مستقیم با ولتاژهای خطرناک جلوگیری می‌کند. مانند حصار ترانس پست برق فشار قوی.
26ـ باتری22 :
یک سیستم الکتروشیمیایی است که قادر به ذخیره انرژی الکتریکی دریافتی به صورت شیمیایی است و آن را از طریق تبدیل، باز پس می‌دهد.
27ـ کانال کابل23 :
محفظه یا پوششی است که بالای زمین یا داخل آن قرار دارد و در بعضی موارد دارای تهویه است و ابعاد آن اجازه ورود افراد را به داخل آن نمی‌دهد، ولی امکان دسترسی به هادیها یا کابلها در تمامی طول آن امکان‌پذیر است.
28 ـ سینی کابل24 :
تکیه‌گاه پایه داری برای کابل است که لبه‌های آن برگشته و بدون پوشش است و ممکن است دارای منافذ پرس شده باشد.
29ـ تونل کابل25 :
محفظه‌ای است به شکل راهرو و آدم‌رو، حامی سازه‌های نگهدار برای هادیها یا کابلها و مفصلها که دسترسی آزاد برای افراد در تمام طول آن ممکن باشد.
30ـ مدار (برقی دریک تأسیسات) 26 :
مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی که از منبعی واحد تغذیه کنند و در برابر اضافه جریانها به کمک وسیله واحدی حفاظت شوند.
31ـ مدار توزیع (از یک تأسیسات)27 :
مداری است که یک تابلوی برق را تغذیه می‌کند.
32ـ کلید خودکار28 :
وسیله مکانیکی قطع و وصل است که قادر است در شرایط عادی مدار جریانها را قطع یا وصل کند و در شرایط غیرعادی مانند اتصال کوتاه، جریانی را به مدت کوتاه از خود عبور دهد یا قطع کند.
33ـ جریان طراحی (یک مدار)29 :
شدت جریانی است که پیش‌بینی می‌شود در حالت عادی از مدار عبور کند.
34ـ جریان مجاز حرارتی (یک هادی)30 :
حداکثر شدت جریان است که می‌تواند به طور دایم و در شرایط معین از هادی عبور کند، بدون آنکه دمای دایمی آن از مقدار مشخص تجاوز کند.
35ـ اضافه جریان31 :
هر شدت جریانی که از مقدار اسمی تجاوز کند. در مورد هادیها مقدار اسمی برابر جریان مجاز حرارتی است.
36ـ جریان اضافه بار (یک مدار) 32 :
اضافه جریان در مداری است که خرابی الکتریکی ندارد.
37ـ شدت جریان عملیاتی قراردادی (مربوط به یک وسیله حفاظتی)33 :
شدت جریان معینی است که سبب می‌شود وسیله حفاظتی در مدت مشخصی که به آن زمان قراردادی گویند، عمل کند.
38 ـ تماس مستقیم34 :
تماس افراد یا احشام است با قسمتهای برقدار، مانند تماس با سیم فاز یا تماس با سیم فاز و نول.
39ـ تماس غیرمستقیم35 :
تماس افراد یا احشام با قسمتهای معیوب الکتریکی مانند تماس با کلید یا پریز معیوب یا بدنه فلزی برقدارشده که در حالت عادی برقرار نیستند.
40ـ ترمینال اصلی زمین (شینه ارت) 36 :
ترمینال یا شینه‌ای است که برای وصل هادیهای حفاظتی که شامل هادیهای همبندی برای هم ولتاژ کردن و هادیهای مربوط به اتصال زمین عملیاتی (در صورت وجود) به سیستم زمین است، پیش‌بینی می‌شود.
41ـ تجهیزات الکتریکی37 :
شامل هر نوع مصالح و لوازم و وسایل و تجهیزاتی است که در تولید، تبدیل، انتقال، توزیع یا مصرف انرژی الکتریکی مورداستفاده قرار می‌گیرد، مانند ترانسفورماتورها، وسایل اندازه‌گیری، وسایل حفاظتی، تجهیزات سیستمهای سیم‌کشی و وسایل مصرف‌کننده انرژی الکتریکی مانند لوازم خانگی و غیره.
42ـ تجهیزات مصرف‌کننده جریان38 :
تجهیزاتی است که برای تبدیل انرژی الکتریکی به نوعی انرژی دیگر در نظر گرفته می‌شود. مانند لامپها، بخاریهای برق و دینامها.
43ـ فیوز39 :
وسیله‌ای است که به نحو مخصوصی طراحی و تناسب یافته و در صورتی که در یک مدار الکتریکی شدت جریان برق در مدت زمان معینی از مقدار کافی بیشتر شود از طریق ذوب یک یا چند المان، آن مدار را حفظ می‌کند.
44ـ تأسیسات الکتریکی 40 :
مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی مرتبط با هم است که هدف یا هدفهای معینی را که دارای مشخصات هماهنگ هستند تأمین می‌کنند.
45ـ سرویس ورودی تأسیسات الکتریکی 41 :
نقطه‌ای است که در آن انرژی الکتریکی به ساختمان ، کارگاه یا کارخانه تحویل می‌شود.
46ـ عایق‌بندی 42 :
عایق‌بندی به قسمتهای برقدار اعمال می‌شود تا در برابر برق‌گرفتگی ایمنی ایجاد کند.
47ـ عایق‌بندی کابل 43 :
مواد عایقی هستند که در ساختار کابل به کار می‌رود و کار اصلی آنها مقاومت در برابر ولتاژ است.
48ـ مفصل44 :
وسیله‌ای است برای اتصال بین دو کابل که یک مدار مداوم را تشکیل می‌دهد.
49ـ سپر (شیلدینگ کابل)45 :
لایه فلزی و زمین شده روی کابل است تا میدان الکتریکی کابل را به داخل آن محدود یا کابل را در برابر تأثیر عوامل الکتریکی خارج، حفاظت کند. (غلافهای فلزی، زره‌ها و هادیهای هم مرکز زمین شده ممکن است به عنوان سپر نیز بکار روند.)
50 ـ کلید قطع بار46 :
وسیله مکانیکی قطع و وصل است که قادر به وصل، عبور دادن و قطع جریان برق مدار در شرایط عادی است. شرایط عادی ممکن است شامل وضعیتی با اضافه بارهای مشخص باشد و همین‌طور برای مدتی مشخص جریانهایی را در شرایط غیرعادی مدار، مانند اتصال کوتاه تحمل کند.
51 ـ ولتاژ تماس47 :
ولتاژی است که به هنگام بروز خرابی در عایق‌بندی بین قسمتهایی از هادیها، بدنه‌های هادی، قسمتهای هادی بیگانه و غیره که به طور همزمان در دسترس هستند، ظاهر می‌شود. (شکل1)
52 ـ ولتاژ تماس احتمالی 48 :
حداکثر ولتاژ تماس است که احتمال دارد در صورت بروز اتصال کوتاهی با امپدانس ناچیز، در تأسیسات الکتریکی ظاهر شود.
53 ـ ولتاژ گام
ولتاژی است که براثر برخورد هادی فاز با زمین ایجاد می‌شود. این برخورد ممکن است در اثر پارگی هادیهای فاز برق فشار ضعیف یا فشار قوی بوجود آمده و یا اینکه در اثر از بین رفتن عایقبندی سیم‌ها یا کابلهای برقدار و نشت جریان برق به زمین حادث می‌شود. (شکل1).
54 ـ اضافه ولتاژ صاعقه 49 :
اضافه ولتاژگذرایی در نقطه‌ای از سیستم است که به علت اصابت صاعقه‌ای با مشخصات معین ظاهر می‌شود.
55 ـ سیستم سیم‌کشی 50 :
مجموعه‌ای است متشکل از کابل و سیم یا کابلها و سیمها و یا شینه‌کشی و همچنین قسمتهایی که آنها را نگهداری می‌کند (لوله‌های پولیکای توی‌کار، روی کار، داکت‌ها، سینی‌ها و کانالها).
(شکل)


فصل دوم ـ مفاهیم بنیادین سیستم اتصال به زمین

ماده1ـ اتصال به زمین از دو نظر مهم است:
1ـ حفظ سلامت و ایمنی افرادی که از سیستم برق استفاده می‌کنند.
2ـ حفظ سلامت سیستم، صرفنظر از مسایل مربوط به ایمنی.
ماده2ـ اتصال به زمین از نظر انجام کار صحیح و سالم سیستم، دو هدف را دنبال می‌کند:
1ـ ایجاد شرایطی که در آن، سیستم از نظر فنی درست عمل کند.
این هدف با برقراری مسیری از طریق زمین به منبع تغذیه و اتصال به زمین با استفاده از رله‌های حساس به دست می‌آید.
2ـ ایجاد شرایطی که در آن عایق‌بندی سیستم سالم می‌ماند.
در ساده‌ترین تحلیل ممکن، یک سیستم از رساناها و عایقها تشکیل می‌شود، رساناها باید تا جایی که ممکن است جلوی عبور جریان برق از مسیرهای ناخواسته را بگیرند. به عبارت دیگر، عبور جریان برق باید در مسیر دلخواه برقرار شود و در سایر جهات از آن جلوگیری به عمل آید. عایقها حساس‌تر از هادیها هستند و علاوه بر دمای زیادی که سبب انهدام عایق می‌شود، بالا رفتن بیش از حد ولتاژ و اثر آن به مدت طولانی، مخصوصاً در دمای بالا، عایق را زودتر از بین برده و سبب بروز خرابی در سیستم می‌شود.
به طور خلاصه، صرفنظر از اثر دما در تحلیل اولیه، عمر عایق‌بندی بستگی به شدت میدان و مدت زمان برقراری آن دارد. اگر شدت میدان کمی از مقدار مجاز آن بیشتر باشد، ممکن است پس از چند سال سبب خرابی عایق‌بندی شود و اگر این مقدار چند برابر مقدارمجاز باشد، در ظرف چند دقیقه یا ثانیه سبب از بین رفتن عایق‌بندی در ضعیف‌ترین نقطه سیستم می‌گردد. در شکل (2) منحنی تغییرات ایستادگی عایق‌بندی یک کابل با توجه به تنش میدان الکتریکی و مدت زمان برقراری آن نشان داده شده است.
(نمودار)
مشاهده می‌شود که تغییرات شدت میدان نسبت به زمان به گونه‌ای است که شدت میدان با خط افقط مجانب است و این مقداری است که در مدتی طولانی، عایق‌بندی در آن شدت میدان را نشان خواهد داد. قابل ذکر است که در دماهای مختلف محل خط مجانب تغییر خواهدکرد.
ماده3ـ تغییرات ولتاژ در سیستمی که به زمین وصل نیست:
در این بخش به بررسی اثر ولتاژها در حالت واقعی می‌پردازیم. شکل (3) وضعیت ولتاژها را در صورت وصل نبودن یک نقطه از سیستم به زمین نشان می‌دهد:
ولتاژ نقطه خنثی (N) نسبت به زمین در صورت سالم بودن سیستم، به علت وجود خازنهای طبیعی بین فازهای سیستم و زمین، برابر صفر است و در این هنگام ولتاژهای موجود هیچ تنش اضافی را روی عایق‌بندی هادی خنثی و هادیهای فازها در سرتاسر سیستم، به وجود نخواهدآورد.
U N-E = 0
V 230 U L1-E = U0 =
V 230 U L2-E = U0 =
V 230 U L3-E = U0 =
اما اگر به سبب بروز سانحه‌ای در سیستم، یکی از فازها (L1) به زمین وصل شود، وضعیت ولتاژهای سیستم به صورت ذیل خواهدبود:
ولتاژ نقطه خنثی (N) نسبت به زمین در سیستمی که یک فاز آن به زمین وصل شده است، دیگر برابر صفر نبوده و برابر U0 خواهدبود. در این هنگام ولتاژهای موجود تنشی را روی عایق‌بندی هادی خنثی و هادیهای فازها در سرتاسر سیستم به وجود خواهند آورد:
V 230 U N-E = U0 =
0 U L1-E = U =
V 400 U L2-E = U0 =
V 400 U L3-E = U0 =
(اشکال)
همچنین مقدار ولتاژ ممکن است در زمانی طولانی عایقی را که برای آن پیش‌بینی نشده است، از بین ببرد.
از طرف دیگر، قبل از اینکه عایق‌بندی در اثر بالا رفتن ولتاژها خراب شود، ممکن است باعث جرقه زدن بین نقاطی از سیستم شود که ولتاژ آنها نسبت به هم بیشتر از دوام عایق آنهاست.
ماده4ـ انواع سیستمهای توزیع فشار ضعیف:
1ـ سیستمهای سه فاز با هادی خنثی؛
2ـ سیستمهای تک فاز منشعب از سه فاز با هادی خنثی؛
دو سیستم مذکور در ایران معمول است، اما انواع دیگری سیستمهای توزیع وجود دارند که در شکل (4) نمونه‌هایی از آنها مشاهده می‌کنید.
(شکل)
ماده5 ـ شناسایی هادیها در سیستمهای جریان متناوب:
(2ـ3ـ1) برای مشخص کردن هادی فاز از حرف L (اولین حرف کلمه Live ) استفاده می‌شود.
(2ـ3ـ2) برای مشخص کردن هادی خنثی از حرف N (اولین حرف کلمه Neutral ) استفاده می‌شود.
(2ـ3ـ3) برای مشخص کردن هادی حفاظتی از حرف PE (اولین حرف کلمات Protective Earthing ) استفاده می‌شود.
(2ـ3ـ4) برای مشخص کردن هادی مشترک حفاظتی/خنثی از حروف PEN (اولین حروف کلمات Protective Earthing + Neutral ) استفاده می‌شود.
بنابراین، سیستمهای تک فاز به قرار ذیل خواهند بود:
الف) سیستمهای دو سیمه      L1 +  PEN  ;  L1 +  L2  ;  L1 + N
ب) سیستم سه سیمه                                             L1 + N + PE
سیستمهای سه فاز به صورت ذیل خواهند بود:
الف) سیستم سه سیمه                                           L1 + L2 + L3
ب) سیستمهای چهار سیمه    ( PEN  یا  PE  یا  N ) L1 + L2 + L3 +
ج) سیستمهای پنج سیمه                       L1 + L2 + L3 + N + PE

فصل سوم ـ سیستمهای اتصال به زمین

ماده6 ـ انواع مختلف اتصال به زمین:
در انواع مختلف سیستمهای الکتریکی، وصل قسمتهایی از سیستم و بدنه‌های هادی لوازم الکتریکی به جرم کلی زمین از دو دیدگاه مورد توجه است:
الف) اتصال به زمین عملیاتی یا سیستم
در این روش وصل نقطه خنثای سیستم به زمین باعث قطع مدارهای معیوب احتمالی می‌شود و در نتیجه عایق‌بندی سیستم حفظ شده، صحت کار لوازم و دستگاههای الکتریکی تأمین و اضافه ولتاژها محدود می‌گردد و از این طریق به کار درست لوازم و مدارها کمک می‌شود.
ب) اتصال به زمین حفاظتی
در این روش بدنه‌های هادی به خنثی و زمین وصل می‌شود تا در مواقع اتصالی مدار معیوب را به سرعت قطع کند و بدین ترتیب ایمنی افرادی که بنا به وظیفه شغلی در تماس با تجهیزات سیستمهای الکتریکی هستند و همچنین سایر افراد جامعه که مصرف‌کننده نهایی انرژی هستند، تأمین شود و خطر آتش‌سوزی نیز محدود گردد.
ماده7ـ طبقه‌بندی سیستمهای اتصال به زمین فشار ضعیف:
انواع سیستمهای اتصال به زمین فشار ضعیف عبارتند از:
1ـ TN شامل TN-C ، TN-S و TN-C-S
2ـ TT
3ـ IT
ماده8 ـ نامگذاری سیستمهای الکتریکی مذکور به صورت ذیل است:
الف) از دو حرف اصلی شناسایی، حروف اول سمت چپ رابطه سیستم با زمین را مشخص می‌کند.
حرف اول از سمت چپ T (برگرفته از کلمه Terra  (لاتین) به معنای زمین):
بدین معناسب که یک نقطه از سیستم به زمین وصل است.
حرف اول از سمت چپ I (برگرفته از کلمه Isolated) :
نشان می‌دهد که سیستم از زمین مجزاست یا با مقاومتی بزرگ به آن وصل است.
ب) از دو حرف اصلی شناسایی، حرف دوم از سمت چپ رابطه بدنه‌های هادی تجهیزات با زمین را مشخص می‌کند:
حرف دوم از سمت چپ N : نمایانگر آن است که بدنه‌های هادی به هادی خنثای زمین شده، وصل هستند.
حرف دوم از سمت چپ T : مشخص می‌کند که بدنه‌های هادی، مستقل از زمین سیستم، به زمین وصل هستند.
ج) حروف کمکی نشان‌دهنده زیر سیستمها هستند ( C و S )
حرف سوم از سمت چپ S : بدنه‌های هادی از طریق یک هادی حفاظتی مخصوص (PE) در مبدأ به نقطه خنثای سیستم وصل می‌شود. (سیستم TN-S ).
حرف سوم از سمت چپ C : بدنه‌های هادی از طریق یک هادی حفاظتی مشترک مخصوص و خنثی (PEN) به زمین وصل می‌شود. (سیستم TN-C ).
ماده9ـ سیستم TN :
در این سیستم منبع انرژی (ترانس پست یا ژنراتور برق) در یک یا چند نقطه ارت‌شده و قسمتهای هادی در دستر و قسمتهای هادی بیگانه تأسیسات تنها از طریق سیمهای ارت به نقطه یا نقاط ارت شده منبع متصل می‌شوند. به عبارت دیگر مسیری رسانا برای عبور جریانهای اتصال به زمین تأسیسات به نقطه یا نقاط ارت شده منبع وجود دارد.
این سیستم به چند دسته تقسیم می‌شود:
الف) سیستم TN – C : (شکل 5 ـ الف):
در این سیستم، سیم ارت و نول مشترک هستند. به عبارت دیگر سیم نول که از شینه نول تابلوی اصلی به مصرف‌کننده‌ها برده می‌شود، هم به عنوان نول مورد استفاده قرار می‌گیرد و هم به عنوان سیم ارت یعنی یک انشعاب از سیم نول به بدنه هادی دستگاههای مصرف‌کننده به عنوان سیم ارت وصل می‌شود. کابلهای هم مرکز ارت شده یا کابلهای غلافدار فلزی ارت شده که مسیر برگشتی برای عبور جریان اتصال به زمین را فراهم می‌آورند، نمونه‌هایی از این سیستم هستند.
(شکل)
ب) سیستم TN-S : (شکل 5 ـ ب):
در این سیستم، سیمهای نول و ارت از یکدیگر جدا هستند. یعنی در محل تابلوی اصلی برق علاوه برشینه نول، شینه دیگری به نام شینه ارت وجود دارد که سیم ارت اصلی از الکترودهای زمین به آن وصول شده و از آنجا به موازات سیمهای نول و فازها (به صورت پنج سیمه) تا دستگاههای مصرف‌کننده برده شده و به بدنه هادی آنها متصل می‌شود.
(شکل)
ج) سیستم TN-C-S (شکل (5 ـ ج)):
تنها در بخشی از این سیستم (معمولاً در ابتدا)، سیم نول و ارت با یکدیگر مشترک هستند و از آن نقطه به بعد، سیم پنجمی از نول منشعب شده و جداگانه به بدنه دستگاههای مصرف‌کننده اتصال داده می‌شود.
(شکل)
ماده10ـ سیستم TT  (شکل (6)):
در این سیستم منبع انرژی (ترانس پست یا ژنراتور برق) در یک یا چند نقطه ارت‌شده و قسمتهای هادی در دسترس و هادی بیگانه تأسیسات به الکترود ارت محلی یا الکترودهایی که نقطه نظر الکتریکی مستقل از ارتهای منبع سیستم هستند، متصل می‌شوند. یعنی اتصال به زمین حفاظتی هیچگونه ارتباطی با اتصال به سیستم ندارد.
(شکل)
ماده11ـ سیستم IT (شکل (7)):
در این سیستم منبع انرژی (ترانس پست یا ژنراتور برق) یا به طور کلی ارت نشده، یا از طریق یک امپدانس بزرگ ارت می‌شود و قسمتهای هادی در دسترس تأسیسات نیز به الکترود ارتی که از نظر الکتریکی مستقل است، وصل می‌شوند. در این سیستم نیز اتصال به زمین حفاظتی و اتصال سیستم با یکدیگر ارتباط ندارند.
استفاده از این سیستم برای شبکه‌های عمومی توزیع برق ممنوع است.
(شکل)
ماده12ـ از انواع سیستمهای مذکور تنها استفاده از سیستم اتصال به زمین نوع TN در کارخانه‌ها و کارگاهها الزامی است. مگر آنکه نوع کارخانه یا کارگاه، استفاده از سیستمهای TT  و  IT را ایجاب کند که در این صورت لازم است با ذکر دلایل، اجازه مخصوص برای استفاده از این سیستمها گرفته شود.
ماده13ـ هادی خنثی (N) و هادی حفاظتی (PE) باید از همدیگر مجزا باشند و فقط در یک نقطه (نقطه مبدأ) به یکدیگر وصل شوند نباید از محل جداشدن هادیهای خنثی وحفاظتی آنها را در نقطه دیگری به یکدیگر وصل کرد. علت این امر آن است که در صورت اتصال مکرر سیم نول و ارت به یکدیگر، حلقه ایجاد می‌شود که جریان چرخشی ناشی از آن در سیستمهای مخابراتی و الکترونیکی پارازیت یا نویز ایجاد می‌کند.
در سیستم قدرت خالی بودن ظرفیت جریان سیم ارت مهم است. در صورت پر بودن ظرفیت (ایجادLOOP ) سیم ارت وظیفه خود را در موقع لزوم به درستی انجام نخواهد‌داد.

فصل چهارم ـ انواع الکترودهای مورد استفاده در سیستم اتصال به زمین

ماده14ـ سه نوع الکترود متداول و مورد استفاده در سیستم اتصال به زمین عبارتند از:
1ـ الکترودهای صفحه‌ای
2ـ الکترودهای میله‌ای
3ـ الکترودهای تسمه‌ای
الکترودهای صفحه‌ای
ماده15ـ برای استفاده از این نوع الکترودها، صفحاتی از جنس مس با ابعاد حداقل 5/0 * 1 متر و ضخامت حداقل 2 میلیمتر و یا صفحاتی از جنس فولاد گالوانیزه با ابعاد حداقل 5/0 * 1 متر و ضخامت حداقل 3 میلیمتر پیشنهاد می‌شود.
ماده16ـ الکترودهای صفحه‌ای باید در عمقی که رطوبت زمین به طور دایمی وجود دارد، نصب گردد.
ماده17ـ آماده‌سازی خاک اطراف الکترود صفحه‌ای به روش ذیل است:
ابتدا مخلوطی از نمک، خاکه زغال چوب و خاک رس را به ترتیب با نسبتهای 1 و 4 و 35 در بیرون با آب به صورت گل درآورید و اطراف صفحه الکترود را حداقل تا 20 سانتیمتر بالاتر از لبه بالایی صفحه با این مخلوط پر کنید. سپس خاک رس سرند شده را در داخل چاه بریزید و به طور متناوب به آن آب اضافه کنید.
ماده18ـ الکترودهای صفحه‌ای باید به صورت عمودی نصب شوند.
ماده19ـ اتصال سیم ارت به الکترود صفحه‌ای باید حداقل در دو نقطه مجزا انجام شود.
ماده20ـ برای اتصال سیم ارت به الکترود صفحه‌ای در صورت امکان جوش نقره بهتر است و جوش احتراقی (ترمیت) نیز روش مناسبی است. ضمن اینکه استفاده از کلمپ نیز جایز است.
ماده21ـ سیم اصلی اتصال به زمین (سیم ارت) متصل به صفحه مسی باید دارای سطح مقطع 50 میلیمتر مربع از جنس مس باشد (سیم شماره50).
ماده22ـ فاصله لبه بالایی الکترود صفحه‌ای از سطح زمین نباید از 600 میلیمتر کمتر باشد.
ب ـ الکترودهای میله‌ای
ماده23ـ برای استفاده از الکترودهای میله‌ای، میله‌هایی از جنس مس یا فولاد با روکش مس یا فولاد زنگ‌نزن و یا فولاد گالوانیزه پیشنهاد می‌شود.
ماده24ـ قطر الکترودهای میله‌ای از جنس مس و فولاد با پوشش مس به ترتیب 12 میلیمتر و 16 میلیمتر و برای میله‌هایی از جنس فولاد گالوانیزه 16 میلیمتر پیشنهاد می‌شود.
ماده25ـ سیم اصلی اتصال به زمین که از سر چاههای ارت یا الکترودهای میله‌ای گرفته شده و به شینه اصلی اتصال به زمین (ارت) وصل می‌شود، باید سیم مسی شماره 50 باشد.
ماده26ـ استفاده از الکترودهای میله‌ای در مناطق خشک  که رسیدن به لایه‌های مرطوب خاک در عمق کم امکان‌پذیر نیست، توصیه نمی‌شود.
ج ـ الکترودهای تسمه‌ای
ماده27ـ در صورتی که خاک محل نصب الکترودهای صفحه‌ای یا میله‌ای سخت باشد، به گونه‌ای که حفر چاه و رسیدن به لایه‌های مربوط خاک عملاً غیرممکن یا دشوار باشد، می‌توان از سیستم الکترودهای تسمه‌ای استفاده کرد. بدین صورت که الکترودها در خاک، به صورت افقی قرار می‌گیرند.
ماده28ـ از الکترودهایی به شکل تسمه مسی بدون روکش قلع با ضخامت مس حداقل 2 میلی‌متر و یا تسمه فولادی گالوانیزه گرم با سطح مقطع حداقل 100 میلمتر مربع (30 * 5/3 ) و یا حتی سیم مسی لخت با سطح مقطع 25 میلیمتر مربع (قطر 6/5 میلیمتر) می‌توان به عنوان الکترود افقی استفاده کرد.
ماده29ـ ضخامت الکترود تسمه‌ای نباید بیش از یک هشتم پهنای آن باشد.
ماده30ـ عمق دفن الکترودتسمه‌ای و پهنای آن تأثیر نسبتاً کمی روی مقاومت دارند. بنابراین، عمق دفن الکترودهای تسمه‌ای (افقی) بین 6/0 تا 2 متر پیشنهاد می‌شود.
ماده31ـ علاوه بر سیم تسمه‌ای شکل می‌توان از سیم گرد نمره 50 نیز به عنوان الکترود تسمه‌ای استفاده کرد.
ماده32ـ طول الکترودهای افقی تسمه‌ای یا سیم گرد، در چهار وضعیت تک رشته‌ای ( ـ ) ، و دو رشته عمود برهم ( ?  )، سه رشته با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر ( Y ستاره)و چهار رشته عمود بر هم (صلیبی + ) مطابق جدول شماره (1) برای دو نوع خاک رس و خاک آهکدار مشخص شده است.
(جدول1: طول الکترودهای تسمه‌ای (افقی) در چهار وضعیت مخلتف برای دو نوع خاک)

ماده33ـ سیم اتصال به زمین متصل به الکترود تسمه‌ای باید نمره 50 از جنس مس باشد.

فصل پنجم ـ مقاومت ویژه خاک و محل نصب الکترودها

ماده34ـ مقاومت یک الکترود اتصال به زمین به مقاومت ویژه الکتریکی خاکی که الکترود در آن نصب شده است، بستگی دارد. به همین جهت، این عامل می‌تواند به منظور تصمیم‌گیری در انتخاب سیستمهای حفاظتی مهم باشد.
ماده35ـ مقاومت ویژه خاک به میزان رطوبت خاک و ترکیبات شیمیایی و نمکهای محلول موجود در خاک و اندازه و توزیع دانه‌ها و نزدیکی آنها به یکدیگر بستگی دارد.
مقاومت ویژه بعضی از انواع خاک برحسب اهم ـ متر در جدول شماره2 آمده است.
(جدول2: مقاومت ویژه بعضی از انواع خاک بر حسب اهم ـ متر)
ماده36ـ محل نصب الکترود بر حسب انواع خاک به ترتیب ذیل انتخاب می‌شود:
الف) زمین باتلاقی مرطوب؛
ب) خاک رس، خاک گلدانی، زمین قابل کشت، خاک گلدانی مخلوط با کمی شن؛
ج) خاک رس و خاک گلدانی مخلوط با درصدی از شن، سنگ و سنگریزه؛
د) شن خیس و مرطوب و زغال سنگ؛
ماده37ـ در صورت امکان نباید از شن خشک، سنگریزه، سنگ آهک، سنگ مرمر سیاه، گرانیت و زمین خیلی سنگی یا محلهایی که در آن صخره‌های خیلی نزدیک به سطح زمین وجود دارد، استفاده کرد.
ماده38ـ محل نصب الکترودها باید به گونه‌ای انتخاب شود که زهکشی آن کم باشد.
برای پایین بردن رطوبت  در زمینهایی که سطح آب آنها بالاست، در قسمت انتهایی زمین کانالی حفری می‌شود که رطوبت اضافی آن را می‌گیرد تا زمین قابل استفاده باشد. بنابراین برای احداث سیستم اتصال به زمین در این گونه زمینها باید توجه شود که اگر سطح آب خیلی بالا باشد (به طوری که اطراف الکترود پر آب شود)، باعث اکسیده شدن و از بین رفتن الکترود خواهدشد. از سوی دیگر، در صورت پایین بودن بیش از حد رطوبت، خاک اطراف الکترود خشک شده، مقاومت الکتریکی آن بالا رفته و در نتیجه جریان اتصالی را به راحتی به زمین انتقال نمی‌دهد. بنابراین برای تنظیم رطوبت خاک، عمق کانال زهکشی باید مناسب باشد.
ماده39ـ از محلهایی که رطوبت آن ناشی از عبور جریان آب است (مانند بستر رودخانه‌ها)، باید اجتناب شود. زیرا در چنین شرایطی ممکن است نمکهای سودمند کاملاً شسته شوند.
ماده40ـ استفاده از لوله پلاستیکی یا فلزی برای آب دهی چاه ارت بلامانع است. به ویژه اگر همراه با بی‌کربنات دو سود باشد. (در فصل خشک).
ماده41ـ در محلهای ساختمانی یا مکانهایی که عملیات کندن و خاکبرداری و خاکریزی و انجام شده، با توجه به امکان تغییر شرایط محلی، الکترودها باید در عمق بیشتر دفن شوند.
ماده42ـ محل نصب الکترودها باید به گونه‌ای انتخاب شود که کود و سایر و مواد دیگر به آن تراوش نکند.
ماده43ـ در مناطقی که مقاومت ویژه خاک زیاد است، می‌توان خاک محل چاه و اطراف الکترود را با خاک آماده‌سازی شده جایگزین کرد.
ماده44ـ در مناطق شمال کشور مانند گیلان و مازندران که رطوبت دایمی در سطح زمین وجود دارد، بهتر است از الکترودهای میله‌ای استفاده شود.
ماده45ـ در مناطق خشک کویری و نیز در مناطقی که خاک زمین آنها دج (سفت) است، استفاده از الکترودهای افقی پیشنهاد می‌شود.
ماده46ـ در زمینهای آبرفتی (زمینهایی که در مسیر رودخانه‌ها واقع شده‌اند و مواد کانی آنها شسته شده است) باید از الکترودهای افقی استفاده شود و خاک اطراف الکترود تعویض (آماده‌سازی) شود.
ماده47ـ الکترودهای صفحه‌ای تنها در مناطقی نصب می‌شوند که رطوبت کافی دراعماق زمین وجود داشته باشد.
ماده48- آماده سازی خاک فقط برای تأسیسات الکتریکی موقت می‌تواند اقتصادی ترین راه باشد و برای تأسیسات با طول عمر بیشتر شاید بهتر باشد خاک اطراف الکترودها با مواد ذیل که مقاومت ویژه پایین تری دارند، تعویض شود:
الف) بنتونیت: ماده جاذب رطوبت است.
ب) بتون: مخلوطی از شن و ماسه و سیمان و آب است.
ج) بتون هادی که در آن به جای شن معمولی از دانه های زغالی استفاده شده است.
ماده49ـ در صورت استفاده بیش از یک الکترود (صفحه ای یا میله ای) حداقل فاصله دو الکترود باید برابر با عمق دفن آنها باشد.
ماده50 ـ در مواردی که کارگاه در مناطق مرطوب قرار گرفته باشد، کلیه تجهیزات باید بادوام بوده و به طور مرتب بازرسی شوند و نسبت به زمین کردن آنها و مدارهای حفاظتی توجه خاص به عمل آید.

فصل ششم ـ الکترودهای متفرقه

ماده51 ـ ترمینال اصلی سیستم اتصال زمین باید قابل دسترسی باشد تا بتوان در صورت لزوم تأسیسات را از سیستم اتصال به زمین جدا کرده و اندازه گیریهای مربوط به‌اتصال به زمین را به راحتی انجام داد.
ماده52 ـ الکترودهای متفرقه، اجزای هادی تأسیسات و تجهیزاتی از جنس مس، آهن، فولاد و غیره هستند که در ساختمانها و تأسیسات مربوط به آن برای مصارف ویژه به کارگرفته می شوند و درهمبندی برای پایین آوردن مقاومت کل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ماده53 ـ غلافهای فلزی و زره کابلها را که معمولاً به منظور ایجاد مسیری برای هدایت جریان اتصالی به نقطه خنثای منبع در محل ترانسفورماتور مورد استفاده قرار می‌گیرد، می توان به عنوان الکترود متفرقه محسوب کرد، به شرطی که حداقل به‌طور300 متر در زیر خاک مدفون باشد.
ماده54 ـ سازه های قسمتهای فلزی که در پی‌های بتونی ساختمان قرار گرفته‌اند، می توانند به عنوان یک الکترود اتصال به زمین موثر و آماده به حساب آیند. سطح کل الکترودی که توسط اجزای فلزی در پی ساختمانهای بزرگ ایجاد می‌شود، می‌تواند مقاومت الکتریکی کمتری را نسبت به زمین البته در مقایسه با روشهای دیگر ایجاد کند.
مقاومت اجزای فولادی مستقر در حجم بتون یا میلگردهای به کار رفته در بتون نسبت به زمین برحسب نوع خاک و میزان رطوبت آن و شکل پی متفاوت خواهد بود. بتون جاذب رطوبت است، به ویژه در مناطق غیرخشک، هنگام قرار گرفتن در درون خاک، مقاومت ویژه ای در حدود 30تا90 اهم متر دارد که کمتر از بعضی از انواع خاک است.
ماده55 ـ مقاومت الکتریکی قسمتهای فلزی که به عنوان الکترود مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید نسبت به زمین، اندازه گیری و در فواصل زمانی منظم مقدار آن کنترل شود.
ماده56 ـ باید از برقراری اتصال الکتریکی بین کلیه اجزای فلزی که جزء الکترود اتصال به زمین محسوب می‌شوند، اطمینان حاصل شود.
ماده57- برای اتصال الکتریکی بین اجزای فلزی به کاررفته در حجم بتون یا در زیر سطح زمین مانند میلگردهای بتون، بهترین روش جوشکاری در بالای سطح زمین است.
ماده58- در مورد پیچهای مهار (انکربولت) این کار معمولاً از طریق دو زدن هر محل اتصال سازه‌ای به کمک یک هادی همبندی انجام می‌شود. این امر به ویژه در مورد سطوحی که ممکن است قبل از نصب، رنگ بخورند، صورت می‌گیرد.
ماده59- الکترود چنبره‌ای:
نوعی الکترود است که در بعضی مناطق و برای مصارف پایین شدت جریان می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این روش از سیم لختی با نمره50 به صورت چنبره‌ای با شعاع بیرونی40 سانتی متر تعداد5 حلقه (که در ته چاه اتصال به زمین (ارت) قرار می‌گیرد) استفاده می‌شود.
ماده60- در کارگاههای کوچک نیز ایجاد سیستم اتصال به زمین مناسب با استفاده از الکترودهای صفحه‌ای، میله‌ای و یا تسمه‌ای الزامی است و همبندیها نیز طبق معمول اجرا می‌شود.
ماده61 ـ در کارگاهها و کارخانه‌های بزرگ، نمی‌توان از الکترودهای متفرقه به‌عنوان الکترودهای اصلی سیستم اتصال به زمین استفاده کرد. در این حالت علاوه بر ایجاد سیستمهای اتصال به زمین مطمئن باید الکترودهای متفرقه را نیز با آنها همبندی کرد.
ماده62 ـ برای تأسیسات نمی‌توان از لوله های آبرسانی عمومی، لوله‌های گاز، نفت، هوای فشرده و فاضلاب به عنوان تنها وسیله اتصال به زمین استفاده کرد.
ماده63 ـ سیم نول باید به نحو موثری به زمین وصل شده باشد تا در صورت بروز اتصالی بین سیم فاز و یک سیم اتصال به زمین با مقاومت کم (غیر از اتصال مستقیم فاز و نول) مثلاً از طریق لوله‌کشی آب، ولتاژ سیم نول نسبت به اتصال زمین از مقدار مجاز50 ولت تجازو ننماید. بنابراین مقدار مقاومت سیم نول باید یک اهم یا کمتر باشد. (با اتصال به هادیهای بیگانه).
تبصره:
منظور از مقاومت نول، کل مقاومت سیم نول است که ممکن است شامل چندین الکترود اتصال به زمین در نزدیکی پست ترانسفورماتور یا ژنراتور و اتصالات زمین کابلهایی با غلاف فلزی، اتصالات زمین خطوط هوایی در ابتدا و انتهای هر خط اصلی و غیره باشد.
ماده64- مقاومت کل سیستم الکترودهای اتصال به زمین (بدون اتصال به نول) باید کمتر از 2اهم باشد.
ماده65ـ مقاومت کل الکترودهای اتصال به زمین تا شعاع 100متری پست برق نباید از 5 اهم تجاوز کند.
ماده66 ـ مقاومت کل الکترودهای اتصال به زمین

/ 0 نظر / 165 بازدید