سیم اتصال به زمین

در انواع مختلف سیستم های الکتریکی وصل قسمتهایی از سیستم و بدنه های هادی لوازم الکتریکی به جرم کلی زمین از دو دیدگاه مورد توجه می باشد:

الف ) حفظ عایق بندی وتامین صحت کار لوازم و دستگاه های الکتریکی و محدود کردن اضافه ولتاژ و کمک به کار صحیح لوازم و مدارها با قطع مدارهای معیوب. به این اتصال زمین عملیاتی یا اتصال زمین سیستم گویند. [به طور خلاصه وصل نقطه خنثی سیستم به زمین = اتصال زمین سیستم]

ب) ایجاد ایمنی برای افرادی که بنا به وظیفه شغلی در تماس با تجهیزات سیستم های الکتریکی می باشند از یک طرف و افراد جامعه که مصرف کننده نهایی انرژی برق می باشند و محدود کردن خطر آتش سوزی از راه قطع سریع مدار معیوب از طرف دیگر به کمک وصل بدنه های هادی به هادی خنثی یا زمین. به این اتصال زمین ، اتصال زمین ایمنی یا حفاظتی گویند. [ به طور خلاصه وصل بدنه های هادی به خنثی و زمین = اتصال زمین حفاظتی]

فرض کنید که یک دستگاه الکتریکی صنعتی و یا خانگی برروی بدنه خود دچار خطای اتصال فاز گردد ، در این حالت بدنه دستگاه دارای ولتاژ اتصال خواهد شد. حال اگر در این حالت بدنه به زمین یعنی یک مقاومت حدود صفر (مقاومت نقطه زمین در تأسیسات الکتریکی 3 تا 5 اهم است) وصل شده باشد ، در مسیر اتصال زمین یک جریان به شکل اتصال کوتاه برقرار می گردد. که باعث می شود عوامل حفاظتی بار مربوطه مانند فیوز و یا کلید اتوماتیک عمل کنند و خطا را قطع نمایند.

اما به لحاظ خطای انسانی هم، چنانچه بدن شخص یا بدنه دستگاهی که دارای خطای اتصال فاز شده است تماس بگیرد ، در حقیقت بین بدن شخص و بدنه دستگاه که به زمین وصل شده است یک تقسیم جریان صورت می گیرد .

در این حالت بدن شخص به صورت یک مقاومت موازی با مقاومت اتصال زمین بدنه دستگاه قرار می‌گیرد و با توجه به آنکه مقاومت بدن انسان در شرایط مختلف بین 10 تا 80 کیلو اهم است این مقاومت بالا د رموازی شدن با مقاومت بدنه زمین شده دستگاه که قاعدتاً 3 تا 5 اهم است به صورت مدار باز عمل نموده و عملاً‌تمام جریان به زمین می رود و جریان از بدن شخص عبور نمی کند.

احداث چاه زمین

مقاومت نقطه زمین در تأسیسات الکتریکی بین 3 تا 5 اهم است . برای ایجاد این نقطه معمول ترین روش ایجاد چاه های اتصال زمین است. در این روش در اطراف پست های داخلی و به فاصله حداقل 20 متر تعدادی چاه حفر می کنند تا عمقی که به خاک مرطوب برسند .

قاعدتاً این عمق در نقاط مختلف گوناگون است و در برخی از مناطق با حفر چند متر به بخش مرطوب زمین دست می یابیم اما در برخی نقاط ، باید تا ده ها متر حفاری ادامه یابد تا به رطوبت برسیم. در هر حال پس از رسیدن به نقطه مرطوب زمین ، کف چاه را تا حدود 50 سانتیمتر از مخلوط نمک و ذغال پودر شده پر می کنیم سپس از صفحات مسی به ضخامت 5 میلی متر که سیم اتصال زمین (معمولاً سیم های بدون پوشش بالای 50 میلی متر مربع) به آن پرچ شده است استفاده می نماییم.

اتصالهای زمین به صفحه مسی ممکن است به یکی از دو روش زیر انجام شود:

الف) درانتهای هادی ، یک کابلشوی مسی ، که به حداقل دو عدد پیچ با مهره های قفل کننده مجهز است، نصب شود. این کابلشو ممکن است از نوع پرسی (با پرس هیدرولیکی) باشد کابلشو به کمک دو عدد پیچ مسی مجهز به مهره های اصلی وقفل کننده به صفحه مسی محکم می شود .

ب) به جای استفاده از پیچ می توان اتصالات را با استفاهد از جوش اکسیژن (لحیم سخت) انجام داد ،در این حالت باید دقت شود هادی به کابلشو و کابلشو به صفحه مسی در کل سطح تماس خود جوشکاری شده باشد و تنها به جوشکاری در طول محیط کابلشو اکتفا نشود.

پس از آنکه صفحه مسی در داخل ذغال کار گذاشته شد متناوباً 5لایه سنگ نمک خرد و سرند شده و 5 لایه پودر زغال، هریک به ضخامت 15 سانتی متر، در داخل چاه ریخته و فشرده می شود. از آن به بعد چاه با خاک سرند شده پر و لایه به لایه فشرده می شود هنگام انجام عملیات یاد شده باید، تا جایی که ممکن است، هادی اتصال زمین در وسط چاه قرار بگیرد و به هیچ وجه نباید آن را تحت نیروی کششی قرار داد هادی زمین باید یکپارچه باشد و هیچ نوع زدگی و خوردگی در طول آن وجود نداشته باشد.

یادآوری :

1ــ به جای صفحه مسی می توان 5 حلقه هادی اتصال زمین را که قطر متوسط حلقه های آن 50 سانتی متر باشد کنار هم پیچیده و در زمین قرار دارد بقیه شرایط مانند حالت استفاده از صفحه جدا خواهد بود.

2ــ در انجام اتصالات نباید از لحیم نرم ( سرب یا قلع) استفاده شود.

3 ــ در حالی که عمق لبة بالای صفحه مسی نباید از 5/1 متر کمتر باشد، برای حداکثر آن حدی تعیین نمی شود مناسبترین عمق چاه ،عمقی است که در آن «نم دائمی زمین» وجود دارد.

4 ــ قبل از اقدام به حفر چاه برای اتصال زمین ، توصیه می شود با شرکت برق منطقه ای یا موسسه جایگزین آن مشورت شود تا نسبت به شرایط محلی زمین اطلاعات کافی کسب شود و آمادگی لازم بدست آید . در هر حال عمق چاه را مقامات صلاحیت دار تعیین خواهند کرد.

5 ــ چاهی که به منظور احداث الکترود زمین حفر می شود و باید مختص همان کار باشد و از آن نباید برای هیچ منظور دیگری استفاده شود ، به همین ترتیب، استفاده از هر گونه چاه دیگری (آب یا فاضلاب و غیره) به منظور اتصال زمین تحت هر عنوان و به هر دلیلی ممنوع است .

الکترود های اتصال زمین

الکترود های زمین باید ماندگار بوده و برای سیستم الکتریکی مورد نظر کافی باشد، از یک الکترود یا سیستم به هم پیوسته الکترودهای زمین باید برای اتصال به زمین سیستم الکتریکی (پست) و پوششهای هادیها و تجهیزاتی که به وسیله سیستم تغذیه می شوند ، استفاده شود. این هدف ممکن است با بهم پیوستن اجزای ذکر شده در نقطه وصل هادی اتصال زمین انجام شود.

الکترودهای زمین باید یکی از انواع زیر باشند:

الف) الکترودهای موجود

منظور از الکترودهای موجود، اجسام هادی هستند که با هدفی دیگر، غیر از ایجاد اتصال زمین برای سیستمهای الکتریکی نصب شده اند. در زیر به چند مورد از آن اشاره می شود.

1- سیستمهای آبرسانی یا لوله های فلزی :

2) سیستم های محدود

3) میلگردهای فولادی بتن مسلح در پی ها و شالوده ها

ب) الکترود های مصنوعی

در هنگام استفاده از الکترودها ی مصنوعی ، این الکترودها باید تا جایی که مقدور است از سفره نم دائمی خاک عبور کنند و از عمق یخزدگی نیز پاین تر روند . الکترود های مصنوعی باید از فلز یا ترکیبی از چنان فلزاتی ساخته شده باشند که در شرایط موجود و در طول عمر مفید پیش بینی شده برای آنها دچار خوردگی بیش از حد نشوند.

کلیه سطوح خارجی الکترودها باید هادی جریان برق باشند و به عبارت دیگر ، این سطوح نباید پوشیده از رنگ ، وارنیش ، لعاب یا هر گونه پوشش عایق دیگر باشد.

1 ـ میله های کوبیده شده

2) سیم یا تسمه یا ورق دفن شده

3) الکترود زمین ته تیر ــ صفحه ای یا چمپره ای

4- الکترود های داخل بتن

5- کابل های دفن شده با خنثی هم مرکز

فلزات زیر برای استفادة میل زمین عملاً‌مورد تأیید قرار گرفته و برای این منظور انتخاب می شوند :

1- فولاد روی اندود : با اشکال هندسی ، تسمه ؛ میله ؛ پروفیل در میل سطحی لوله برای میل سطحی و عمقی

2- فولاد با روکش سربی : بیشتر به شکل سیم های طنابی در میل زمین سطحی

3- فولاد با پوشش مسی : اغلب به شکل سیم های طنابی در میل عمقی

4- مس : برای هر دو نوع میل زمین

5- مس روی اندود شده : بیشتر به شکل طنابی در میل سطحی

6- مس با پوشش سربی : بیشتر به صورت طناب با مقطع گرد در میل سطحی

در انتخاب جنس زمین بهتر است حتی الامکان احتمال خطر خورندگی نیز بررسی شود.

جنس سیم اصلی زمین

موادی که تا امروز برای سیم اصلی زمین به کار برده شده و در مراجع معتبر هم مورد تأیید قرار گرفته عبارتند از :

1- مس ،‌آلومینیوم و فولاد : به صورت عایق شده (‌ایزوله ) و از نظر مکانیکی حفاظت شده کشیده می شود (‌از نظر مکانیکی حفاظت شده به معنای آن است که سیم در داخل لولة محکم و مطمئن در زمین کشیده شود و یا بصورت کابل از آن استفاده شود )

2- مس و فولاد : عایق شده ، اما از نظر مکانیکی حفاظت نشده (‌بی حفاظ ) کشیده شود .

3- مس و فولاد روی اندود: بدون عایق و بدون حفاظ کشیده می شود .

به خصوص باید دقت کرد که سیم زمین خارج از زمین در مقابل دید و قابل رویت باشد و یا اگر زیر پوشش خاصی قرار نگرفته است باید دسترسی به آن ساده و در مقابل اثر های مخرب مکانیکی و شیمیایی به طور کامل حفاظت شده باشد.

سیم اصلی زمین را می توان حتی از داخل بتن هم عبور داد ، ولی در این حالت باید محل های آزاد و قابل دسترسی برای ارتباط برقرار کردن با آن و انشعاب گرفتن موجود باشد.

از فولاد داخل ساختمان های بتن مسلح می توان به عنوان سیم زمین استفاده کرد به شرط آنکه سطح مقطع لازم مورد تأیید قرار گرفته و زدگی نداشته و سرتاسر جوش خورده باشد یا به طریق دیگری از نظر الکتریکی در محل های اتصال دارای هدایت خوب و مناسب باشد

سیم اتصال به زمین

مطالب مشابه :

بازدیدریاست سازمان از اراک

دستاوردهای زندانبانی در سال 91

روش تولید قطعات الکترونیکی

سیم اتصال به زمین

سفرنامه های آقای اسماعیل قهرمانی پیرامون اهر