سیستم زمین

[علیرضا پورحبیب]

اهداف مبحث سیستم زمین :
سیستم TT
سیستم IT 
انواع سیستم TN

---

 

اتصال به زمین در سیستم های برق رسانی به منظور حفاظت در برابر برق گرفتگی و حفاظت سلامت سیستم و عایق بندی آن استفاده می شود. طبق استاندارد IEC سیستم های برق رسانی از نقطه نظر ایمنی با علائم اختصاری زیر مشخص می شوند:
     زمین T:Terra          خنثی N:Neutral          مشترک C:Common          مجزا S:Seprate          جدا از هم I:Isolated
 
[list]

[*]سیستم TT
[/list]

در این سیستم، مرکز ستاره ترانسفورماتور توزیع، مستقیماً به زمین وصل شده و بدنه های هادی تأسیسات الکتریکی، مستقل از اتصال زمین سیستم، به زمین وصل می شوند. در این سیستم، شبکه و تأسیسات دارای دو زمین مجزا از یکدیگر می باشند؛ به طوری که نقطۀ صفر ستارۀ ترانس، مستقیماً به زمین وصل می شود (زمین الکتریکی) و یک سیم از آن جهت استفاده به عنوان نول سیستم به خارج هدایت می گردد.

 
                                  سیستم  TT

در این حالت، بدنۀ دستگاه ها و وسایل الکتریکی به الکترود زمین دیگری (زمین حفاظتی ارت) وصل می شوند. این سیستم در مواردی قابل استفاده است که شرایط برای استقرار آن مناسب باشد و یا وسایل حفاظتی مانند محافظ جان استفاده شود.

[list]

[*]سیستم TT با وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان
[/list]

همه هادی های در دسترس تجهیزات که مشتركاً توسط یک وسیله حفاظت می شوند، مستقیماً یا پس از همبندی حفاظتی به سیم حفاظتی وصل می شوند. سیم حفاظتی به یک الكترود زمین مناسب وصل می شود. قسمت های هادی که می توانند همزمان در دسترس باشند باید به همدیگر و الكترود زمین مشترک وصل شوند. ولتاژ تماس ۵۰ ولت حد مجاز قراردادی ولتاژ تماس برای انسان و در شرایط محیطی معمولی است. در شرایط محیطی ویژه، ولتاژ تماس مجاز برای انسان از این مقدار، کمتر اختیار می شود. در شرایط محیطی معمولی حد ولتاژ تماس برای دام، ۲۵ ولت است.

مقاومت زمین در حدود یک اهم تنها به وسیله شبکه لوله های فلزی آب یا غلاف سربی شبکه کابل ها دست یافتنی است. به علت استفاده از قطعات عایقی واسط در شبکه لوله کشی آب، استفاده از این شبکه به عنوان زمین مطمئن جایز نیست. از آنجا که زمین کردن تأسیسات برق مصرف کننده با مقاومت الکتریکی پایین مشکل یا قابل حصول نیمه ، سیستم TT با وسیله حفاظت در برابر اضافه جریان در فشار ضعیف کاربرد و اني ندارد و در مواردی که استفاده از آن ناگزیر باشد از هم پتانسيل سازی تكمیلی استفاده می شود.

 
[list]

[*]سیستم TT با محافظ جان
[/list]

همه قسمت های هادی در دسترس تجهیزات برقی مصرف کننده که مشتركاً توسط یک رله جریان پس ماند حفاظت می شوند مستقیماً یا پس از همبندی به سیم حفاظتی وصل می شود. سیم حفاظتی به یک الكترود زمین مناسب وصل می شود.  در شرایط محیطی ویژه، ولتاژ تماس مجاز برای انسان از این مقدار هم کمتر اختیار می شود. در شرایط معمولی ولتاژ تماس مجاز برای دام، ۲۵ ولت است. هنگام ایجاد اتصالی اگر جریان اتصالی به مقدار جریان عمل رله  IΔ N برسد، محافظ جان در ظرف ۰٫۲ ثانیه عمل می کند و تمام قطب برق تجهيزات دچار اتصالی را قطع می کند.

معمولاً از سیستم TT با رله جریان پس ماند در مواردی استفاده می شود که از سیستم TN به علت پایین بودن مقدار کل مقاومت زمین نتوان استفاده کرد. در صورتی که برای حفاظت هریک از تجهیزات برقی از یک رله جریان پس ماند مجزا استفاده شود، می توان از یک الكترود زمین مشرکت استفاده کرد. 

 
[list]

[*]سیستم IT
[/list]

 در این سیستم اتصال مستقیم بین سیم نول با زمین وجود نداشته، اما بدنه های تأسیسات الکتریکی با سیم حفاظتی (ارت) به زمین وصل می‌شوند. سیم صفر ترانس یا نسبت به زمین کاملاً عایق است و یا با یک مقاومت بزرگ و یا توسط برقگیر به زمین وصل می شود.

                                         سیستم IT
 

در سیستم IT هنگامی که عایق بندی سالم است اتصال به هر یک از هادی های فاز یا نول موجب برق گرفتگی نمی شود. در صورت اتصال یک فاز به زمین اتصال به فازهای دیگر و یا نول باعث برق گرفتگی می شود. همچنین در این سیستم اتصال یک هادی برق دار (فاز یا نول) به زمین باعث قطع تجهیزات حفاظتی نمی شود.

این سیستم به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص در آن، جز در مواردی که ضرورت ایجاب کند، توصیه نمی شود. در این سیستم، نقطه خنثی می‌توانند نسبت به زمین، عایق بوده و یا از طریق یک امپدانس به زمین وصل شده باشد. 

وسایل حفاظتی که در این سیستم می توانند مورد استفاده قرار گیرند، وسایل کنترل دائمی، عایق بندی وسایل حفاظتی (که در اثر اضافه جریان عمل می کنند)، وسایل حفاظتی مانند محافظ جان است.

                                  محافظ جان