سیستم همبندی
در سیستمهای تامین برق، یک سیستم زمین پتانسیل الکتریکی هادیها را نسبت به سطح رسانای زمین تعریف میکند. انتخاب سیستم زمین میتواند در ایمنی و سازگاری الکترو مغناطیسی ازمنبع تغذیه، تأثیر میگذارد ومقررات در بین کشورها میتواند بسیار متفاوت باشد. بیشتر سیستمهای الکتریکی یک سیم اتصال به زمین دارند.
اصطلاحات IEC
استاندارد بینالمللی IEC 60364 روشهای زمین کردن را به کدهای دو حرفی TN، TT، و IT تقسیم بندی میکند.
حرف اول نشان دهندهٔ اتصال زمین و تجهیزات برقی است.(ژنراتور یا ترانس): T:اتصال مستقیم یک نقطه به زمین (برگرفته از لغت لاتین terra) I:هیچ نقطهای به زمین متصل نیست مگر با امپدانس بالا.
حرف دوم نشان دهندهٔ وقوع اتصال زمین و دستگاه است: T:اتصال مستقیم از یک نقطه با زمین. N:اتصال مستقیم به خنثی در منشاء نصب، که به زمین متصل شدهاست.
شبکههای TN
در سیستم زمین کردنTNیک نقطه (معمولاً نقطهٔستاره، در سیستمهای سه فاز) در ژنراتور یا ترانس زمین میشود.
در ترانس بدنهٔ دستگاه با استفاده از سیم زمین، زمین میشود. سه نوع TNمتفاوت:
TN-s
PE,Nسیمهای جداگانه هستند که فقط نزدیک منبع به هم متصل اند. این نوع، استاندارد روز برای سیستمهای مسکونی و برق صنعتی در بخشهایی از اروپا است.
TN-c
هادی PEN به جای هر دو PE و هادی N است که به ندرت استفاده میشود.
TN-c-s
بخشی از سیستم از یک هادی ترکیبی PEN استفاده میکند که در برخی نقاط به دو سیم PE و N جداگانه تقسیم میشود. سیم ترکیبی PEN معمولاً از پست تا ورودی ساختمان کشیده میشودو آنجا جدا میشود.
در انگلیس، این سیستم همچنین به عنوان محافظ زمین چندگانه (PME)، شناخته میشود. ممکن است TN-c-sوTN-cاز یک ترانس تغذیه شوند.
سیستم زمین،تاسیساتی مهم و گران است.به خصوص ترمیم و گسترش این سیستم واجد هزینه های زیادی است.بنابراین در هنگام طراحی باید به گونه ای عمل کرد که سیستم ، هم برای مواجهه با جریان های اتصال کوتاه و هم برای مستهلک کردن انرژی صاعقه، به قدر کافی خوب عمل کند.
علاوه بر آن ، عمر سیستم باید طولانی بوده و استاندارد ها و مقررات ایمنی را رعایت کند و تعداد نقاط همبندی کافی در آن در نظر گرفته شود، تا در صورت لزوم به آسانی بتوان تجهیزات یا زمین های جدید را به آن متصل کرد.
اطلاعت لازمی که پیش از اقدام به طراحی سیستم زمین دانستن آنها لازم است عبارتند از :
۱-کاربری تاسیسات
۲-عمر مورد نیاز برای سیستم زمین
۳-مقاومت مخصوص خاک در ۳ عمق مختلف
۴-طبیعت خورنده خاک
۵-شکل و ابعاد فضای قابل دسترسی برای اجرای سیستم زمین
۶-ساختمان های موجود و سیستم های زمین فعلی آنها
۷-تغییرات فصلی آب و هوا شامل دما و رطوبت
۸-امکان دسترسی عموم یا پرسنل به تاسیسات
۹-سیستم های الکتریکی و تاسیسات واقع شده در همسایگی محل
۱۰-برنامه های توسعه ای برای آینده از دیدگاه تاسیسات یا تجهیزات جدید
برای اطمینان از عملکرد صحیح حفاظت های اضافه جریان،لازم است مقاومت سیستم زمین بسیار کم باشد این کار اغلب از طریق الکترود های عمقی حاصل می شود به طوری که الکترود به بستر های آب زیر سطحی برسد.
به طور جامع ۲ روش برای ارتینگ وجود دارد:
زمین عمقی : روش سنتی ارتینگ که با حفر چاه صورت میگیرد .
زمین سطحی : در این روش تمامی تجهیزات بر روی سطح زمین قرار میگیرد و بیشتر برای مکانهایی استفاده میشود که امکان حفر چاه وجود ندارد .
روش عمقی
در این روش که یک روش معمول و مرسوم می باشد از چاه برای اجرای ارت استفاده می شود.
- چاهی حداقل به قطر ۹۰ سانتی متر( در واقع قطر چاه میبایست ۱۵ الی ۲۰ سانتی متر بیشتر از عرض صفحه باشد عدد فوق با فرض ۵۰ سانتیمتر بودن صفحه پیشنهاد شده زیرا مواد کاهنده مقاومت زمین باید حداقل ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر اطراف صفحه را پر نمایند) و با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب (با توجه با راهنمای انتخاب محل چاه ارت ) حفر گردد پیشنهاد میشود چاهی به عمق ۴-۶ متر حفر شود.
- ارتفاع چاه به نوع خاک و مکان محل اجرا بستگی دارد اما قانونا باید به حدی کنده شود که به نم طبیعی خاک برسیم و عمق چاه می بایست حتماً درحدود ۱ متر در رطوبت طبیعی خاک نفوذ کرده باشد. . در صورتی که تا عمق ۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم . بطور کلی عمق ۶ متر و قطر حدود ۹۰ سانتیمتر برای حفر چاه پیشنهاد می گردد.
- اتصال سیم به صفحه مسی بسیار مهم می باشد و هرگز و در هیچ شرایطی نباید این اتصال تنها با استفاده از بست ، دوختن سیم به صفحه و یا … برقرار گردد.بلکه حتما باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از ۲ عدد بست سیم به صفحه مسی بسته شده و محکم گردد.
- برای جوش دادن از جوش(Cadweld) استفاده گردد و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش برنج یا نقره استفاده شود (البته از نظر اینجانب بعلت عدم تمرکز حرارت در یک نقطه روی صفحه امکان جوش و اتصال مطمئن با این روش ممکن نخواهد بود اما برخی افراد متخصص ادعای انجام این کار را دارند ).
- سیم ارت از درون چاه تا شینه ارت تابلوی کنتور و یا تابلوی تست باکس باید بدون قطع شدن امتداد یابد پس ما باید عمق چاه و طول مسیر بین چاه و تابلو کنتور یا جعبه تست باکس را محاسبه کنیم سپس سیم محاسبه شده را به صفحه اتصال دهیم .
- گاهاً از مجریان این مطلب شنیده شده که اگر سیم در راستای قطر صفحه جوش داده شود و صفحه تقریباً زاویه ۴۵ درجه ای ولی عمود بر کف چاه باشد نتیجه بهتری خواهد داشت. و در بعضی مواقع برای اهم بهتر داخل صفحه سوراخ سوراخ شده یا لبه ها برش مثلثی میخورد
- پس از آماده سازی چاه ابتدا حدود ۲۰ لیتر محلول آب و نمک تهیه و کف چاه میریزیم بطوریکه تمام کف چاه را در برگیرد بعد از ۲۴ ساعت مراحل بعد را انجام می دهیم این اقدام فقط جهت جذب رطوبت می باشد. (این عمل اختیاری است).
- به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از ته چاه را با خاک رس و یا خاک نرم سرند شده پر مینمائیم.
- به مقدار لازم (حدود ۴۵۰کیلو گرم معادل ۱۵ کیسه ۳۰ کیلو گرمی)بنتونیت را با آب مخلوط کرده (۳۵ درصد بنتونیت و۶۵ درصد آب )و بصورت دوغاب در میاوریم (ترجیحا همانند دوغاب سنگ و کاشی کاری)و مخلوط حاصل را به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از کف چاه میریزیم هر چه مخلوط حاصل غلیظ تر باشد کیفیت کار بهتر خواهد بود.
- از سرازیر کردن آب درون چاه و اضافه کردن مواد خشک به آن جدا خودداری نمائید یکدست بودن دوغاب کمک بسزایی در بدست آوردن اهم مناسب میکند از اینرو حتماً پودر بنتونیت را به تناوب درآب ریخته وحل نماییم تا دوغاب بوجود آمده یک دست ویکنواخت گردد ودرصورت انجام عکس این عمل در درست کردن دوغاب با مشکل مواجه خواهیم شد
- صفحه مسی را بطور عمودی در مرکز چاه روی ۲۰ سانتیمتر دوغاب قرار می دهیم
- اطراف صفحه مسی را با دوغاب تهیه شده تا ۲۰ سانتیمتر بالای صفحه پر می نمائیم. البته چون استفاده از مواد و ژلهای کاهنده مقاومت تاثیر زیادی بر روی نتیجه کار دارد ولی اگر قرار باشد بجای بنتونیت کاملا از مواد کاهنده استفاده شود هزینه بشدت افزایش خواهد یافت .
- لذا در حین کار سعی میشود مقداری از مواد با اطراف صفحه تزریق شود که باز هم در تزریق مواد باید سرعت عمل داشت چون در غیر این صورت بدلیل تشکیل ژل ادامه کار مشکل خواهد بود و احتمال حباب گیری هوا در اطراف صفحه وجود خواهد داشت و در نتیجه کاهش مقاومت زمین به میزان مورد نظر نخواهد رسید پیشنهاد می شود پنج کیسه (مواد کاهنده ۱۵)کیلویی به بنتونیت اضافه شود که فوق العاده مقاومت پایین خواهد آمد.
- پس از قرار گرفتن صفحه در داخل مواد می بایست متناسب با گرما و برودت هوا بین ۲۴ الی ۴۸ ساعت استراحت داده شود تا مخلوط حاصله با آب قوام و همگنی مطلوب را بدست آورد که این امر مانع از نفوذ لایه های فوقانی به داخل مواد می گردد در این زمان مخصوصا از اضافه کردن خاک به داخل چاه جدا خودداری نمائیید (گاها دیده شده با فروکش کردن آب سطح مواد پائین میرود و همکاران مبادرت به اضافه نمودن خاک به مواد میکنند ) ۲۰ سانت اضافه مواد بالاتر از صفحه جهت همین فروکش کردن مواد خدمتتان عرض شد.پس از چند روز سطح مواد شما باید به حدی سفت شود که اگر سنگ کوچکی را به درون چاه انداختید به داخل مواد فرو نرود
- لوله پلیکای یا پی وی سی(۶۰ تا ۱۰۰ میلیمتری) سوراخ شده ( به فاصله ۵۰سانتیمتری در اطراف لوله) را بطور قائم در مرکز چاه و در بالای صفحه مسی قرار می دهیم و داخل لوله پلیکا را شن میریزیم (و همچنین ته لوله در بالای صفحه را با حرارت دادن و فشردن مسدود میکنیم) تا ۵۰ سانتیمتر از انتهای لوله پر شود این لوله برای تامین رطوبت ته چاه می باشد و در فصول گرم سال تزریق آب از این لوله بیشتر انجام گردد.
- لازم بذکر است در مواردی که چاه ارت در باغچه حفر شده باشد و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا کلا در جاهایی که رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین گردد نیازی به قراردادن لوله نمی باشد بعد از قراردادن لوله پلیکا به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از بالای صفحه مسی را با دوغاب آماد شده پر مینمائیم.
- الباقی چاه را هم تا ۱۰ سانتیمتر بر سر چاه مانده ، با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده کشاورزی پر می نمائیم و ۱۰ سانتیمتر از چاه را برای نفوذ آب باران و آبهای سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می نمائیم . روئ چاه مخصوصا در مواقعی که از لوله پولیکا استفاده نمی گردد نباید آسفالت شده و یا با سیمان پر گردد.
