لینک فایل مقاله درباره ارت، حفاظت و برقگیر -26 صفحه word

مشخصات فایل

عنوان:ارت، حفاظت و برقگیر

قالب بندی: word

تعداد صفحات:26

محتویات

ارت، حفاظت و برقگیر

ارت و حفاظت

سیستم‌های اتصال زمین

انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین

وسایل حفاظتی سیستم TN

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TN

وسایل حفاظتی سیستم TT

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TT

سیستم IT

وسایل حفاظتی سیستم IT

مقاومت مجاز اتصال زمین بدنه‌های هادی‌ها

الکترود زمین

محاسبه تعداد چاه ارت

الکترود زمین اساسی

الکترود زمین ساده

شرایط استفاده از یک یا دو الکترود برای سیستم و برای ایمنی

جعبه اتصال آزمایش

همبندی

سطح مقطع هادی‌های حفاظتی، خنثی، همبندی اصلی و اضافی و هادی اتصال زمین

ترمینال اصلی اتصال زمین

نکاتی در مورد وسایل حفاظتی

جدول 1: مقاومت ویژه زمین در فرکانس 60 هرتز

جدول 2: سطح مقطع سیم فاز و حداقل مقطع هادی خنثی

جدول 3: سطح مقطع هادیهای حفاظتی و فاز

سیستم برقگیر

مشخصات برقگیر نوع قفس فاراده

مشخصات برقگیر نوع رادیواکتیو

موارد استفاده از برقگیر نوع قفس فاراده

موارد استفاده از برقگیر نوع رادیواکتیو

اصول و روشهای نصب برقگیر نوع قفس فاراده

اصول و روشهای نصب برقگیر نوع رادیواکتیو

محاسبه تعداد میله‌های برقگیر فرانکلین و تعداد هادیهای نزولی

محاسبه تعداد و نوع پلاک‌های رادیواکتیو و ارتفاع دکل برقگیرهای رادیواکتیو

چند نکته در مورد برقگیرهای فرانکلین و رادیواکتیو

برقگیر مولد برق اولیه (ESE) موسوم به برقگیر الکترونیک

موارد استفاده و ضوابط محاسباتی برقگیر الکترونیک

جدول 4: استقرار پایانه‌های هوایی برای کلاس حفاظت

عنوان مقاله:ارت، حفاظت و برقگیر

ارت و حفاظت

سیستم‌های اتصال زمین

برای جلوگیری از برق‌گرفتگی و برای تأمین ایمنی و حفاظت از روشهای زیر استفاده می‌شود:

۱ـ System grounding: در این روش نقطه نول ژنراتورها، ترانسفورماتورها و شبکه هوایی در ابتدا و انتهای خط به الکترود زمین وصل می‌شود.

۲ـ Equipment grounding: در این روش بدنه یا محفظه فلزی کلیه وسایل به الکترود زمین وصل می‌شود.

۳ـ سیستم حفاظتی برقگیر: در ساختمانهایی که مجهز به برقگیر هستند، باید سیستم اتصال به زمین برقگیر از دو سیستم گفته شده در بالا کاملاً مجزا باشد همچنین دو سیستم اول نیز باید در صورت امکان از سیستم زمین مجزا استفاده کنند.

انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین

۱) سیستم TN: دارای نقطه‌ای است که مستقیماً به زمین وصل است و کلیه بدنه‌های هادی تأسیسات از طریق هادی‌های حفاظتی به این نقطه متصل‌اند، با توجه به استفاده از هادی‌ خنثی و حفاظتی این سیستم به سه نوع تقسیم‌بندی می‌شود.

الف) سیستم TN-S: در سرتاسر این سیستم از یک هادی حفاظتی (PE) مجزا از نول استفاده می‌شود. توجه کنیم رنگ سیم‌های PE و N به ترتیب باید سبزـ زرد و آبی کمرنگ باشد تا تشخیص آنها به آسانی صورت بگیرد. (شکل ۱).

ب) سیستم TN-C-S: در این سیستم در قسمتی از تأسیسات هادیهای خنثی (N) و حفاظتی توأم می‌باشند که PEN نامیده می‌شوند و در قسمتی دیگر از تأسیسات هادیهای مجزای PE و N داریم.

توجه کنیم رنگ سیم‌های PE و N به ترتیب سبزـ زرد و آبی کمرنگ باشد و PEN در صورت امکان سبزـ زرد و در غیر اینصورت آبی کمرنگ باشد. (شکل ۱) توجه کنیم سیستم TN-C-S متداولترین نوع TN می‌باشد.

ج) سیستم TN-C: در این سیستم از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی ـ خنثی (PEN) استفاده می‌شود.

وسایل حفاظتی سیستم TN

الف ـ وسایل حفاظتی که در اثر اضافه جریان عمل می‌کنند (مثل فیوزها، کلیدهای خودکار مینیاتوری و کلید اتوماتیک). در مواردی که هادی خنثی و هادی حفاظتی توأم باشد (PEN)

ب) وسایل حفاظتی که در اثر جریان باقیمانده عمل می‌کنند (RCDها یا کلید دیفرانسیل)، فقط در قسمتی که PE و N مجزا باشند.

ج) کلید (FI) (کلید خطای جریان یا رله محافظ جریان خطا)

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TN

مقاومت الکتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثی سیستم TN نباید از دو اهم بیشتر باشد. اما هرگاه برای مجری مقررات ثابت شود که در یک منطقه مقاومت اتصال اتفاقی بین فاز و زمین از ۷ اهم بیشتر است بجای ۲ اهم می‌توان مقاومت زیر را مجاز اعلام کرد:

که در این فرمول R_B همان مقاومت جدید برحسب اهم و R_E مقاومت اتفاقی اتصال فاز به زمین (برحسب تجربه)، و U₀ ولتاژ اسمی بین فاز و نول است و ۵۰ ولتاژ تماس مجاز برحسب ولت است.

۲) سیستم TT: دراین سیستم، یک نقطه مستقیماً به زمین وصل می‌شود و بدنه‌های هادی تأسیسات الکتریکی مستقل از اتصال زمین سیستم به زمین وصل می‌شوند. برای بهره‌برداری از این سیستم، شرایط محیطی و وسایل حفاظتی مخصوص (RCDها) لازم است که در ایران بدلیل نبود این شرایط کمتر استفاده می‌شود. در این سیستم، کلیه بدنه‌های هادی تجهیزات الکتریکی که توسط یک وسیله حفاظتی، محافظت می‌شود باید از طریق یک هادی حفاظتی به هم وصل شده و به الکترود زمین واحدی متصل گردند.

وسایل حفاظتی سیستم TT

الف) RCDها

ب) وسایل حفاظتی نوع جریان تفاضلی

ج) کلید FI

د) وسایل حفاظتی نوع ولتاژ اتصالی

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TT

الف) برای نقطه خنثی سیستم: مثل حالت TN لازمست مقاومت از ۲ اهم کمتر باشد و اگر در یک منطقه اتصال اتفاقی فاز و زمین از ۷ اهم بیشتر باشد باید از فرمول  مثل قبل استفاده کرد.

ب) برای نقطه خنثی یا هادی خنثی بدنه هادی برای نصب به الکترود زمین مستقل: در این صورت مقاومت مجاز اتصال از رابطه  بدست می‌آید که I_d جریان نامی عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان با زمانهای قطع مورد نظر و U_L حداکثر ولتاژ تماس مجاز برحسب ولت است.

۳) سیستم IT:

در این سیستم بدنه‌های تأسیسات الکتریکی به زمین متصل می‌شوند اما سیستم، به طور مستقیم به زمین وصل نمی‌شود یعنی یا بوسیله امپدانس به زمین وصل می‌شود یا اصلاً نسبت به زمین عایق است (شکل ۱).

این سیستم هم به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص، در مکانهای محدودی مثل بیمارستانها، بعضی صنایع و … به کار می‌رود.

وسایل حفاظتی سیستم IT

الف ـ وسایل کنترل دایمی عایق‌بندی: در صورتیکه اعلام وقوع اتصال بین هر قسمت برقدار تأسیسات و بدنه‌های هادی یا زمین لازم باشد، باید یک  وسیله کنترل دائمی عایق‌بندی نصب شود و برای رفع فوری اتصالی، باید یک خبرکن سمعی یا بصری یا هر دو را به کار اندازد و منبع تغذیه را بطور اتوماتیک قطع کند.

ب ـ وسایل حفاظتی که در اثر اضافه جریان عمل می‌کند (مثل فیوز یا رله).

ج ـ وسایل حفاظتی جریان باقی مانده (RCDها)

د ـ کلید (FU) که به Fault Voltage Protection نیز شناخته می‌شوند.

مقاومت مجاز اتصال زمین بدنه‌های هادی‌ها

مقاومت مجاز اتصال زمین هادی‌ها از رابطه  بدست می‌آید که I_d جریان اتصالی در حالیکه اولین اتصالی کامل بین فاز و بدنه هادی بوجود آمده باشد، همچنین I_d شامل جریانهای نشت بوده و امپدانس کل اتصال زمین تأسیسات الکتریکی را نیز در بر می‌گیرد و U_L ولتاژ احتمالی تماس است.

همچنین برای یافتن مقاومت مجاز اتصال زمین می‌توان از فرمولهای زیر نیز استفاده کرد.

الف) سیستم برقگیر: حداکثر ۵ اهم

ب) نقطه نول ژنراتور، ترانس قدرت، شبکه فشار ضعیف: ۲ اهم یا از فرمول  که در قبل توضیح داده شده است استفاده می‌شود.

ج) بدنه تابلوها و وسایل فشار ضعیف:

ج ـ۱) اگر نول شبکه و بدنه هر کدام از وسایل برقی به صورت مستقل زمین شده باشد TTآنگاه مقاومت مجاز اتصال زمین از فرمول زیر یافت می‌شود:  که I_A جریان عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان است.

ج ـ۲) اگر نول شبکه وسیم هادی بدنه هرکدام از وسایل و دستگاه‌ها از طریق شبکه اتصال زمین به هم وصل باشند (TN) آنگاه مقاومت مجاز اتصال زمین از رابطه  بدست می‌آید که U_E ولتاژ بین فاز و نول و I_A همان جریان عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان است.

د) بدنه وسایل فشار قوی:

که به سه صورت بدست می‌آید:

الکترود زمین

انواع الکترودهای زمین عبارتند از:

۱) الکترود اتصال به زمین نوع میله مسی مغز فولادی

۲) الکترود اتصال به زمین نوع لوله‌ای با لوله فولادی گالوانیزه یا سیاه با قطر داخلی حدود ۱۰ سانتی‌متر با طول ۲، ۳، ۴ و ۶ متر

۳) الکترود اتصال به زمین نوع لوله‌ای با قطرهای ۳، ۴ و ۵ سانتی‌متر به طول تقریب ۵/۱ متر

۴) الکترود اتصال به زمین نوع صفحه مسی تخت از ورق مس

۵) الکترود اتصال زمین نوع لوله‌ای پرسی با لوله مخصوصی پرس شده (G1 PIPE)

۶) از سیستم لوله‌کشی آب شهر یا غلاف سربی کابلها تحت شرایط خاص می‌توان استفاده کرد البته استفاده از لوله‌های گاز و گرمایش به عنوان الکترود زمین ممنوع است.

ـ برای حجم معینی از فلز الکترود هرچه یکی از ابعاد آن طولانی‌تر بوده و تماس الکترود با خاک بیشتر باشد، مقاومت آن نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد بود. بنابراین یک الکترود میله‌ای یا تسمه‌ای که به صورت قائم یا افقی نصب شده باشد نسبت به الکترود صفحه‌ای ارجحیت دارد، الکترود صفحه‌ای کم اثرترین الکترودهاست.

ـ انتخاب الکتروهای مختلف بستگی به نوع زمین دارد. مثلاً برای زمینهای نرم و شور، لوله سیاه آب به قطر ۴ اینچ و طول دو تا سه متر یا میله مسی با مغز فولادی مخصوص، برای زمینهای نیم سخت و سخت از میله مسی با مغز فولادی مخصوص به تعداد لازم یا چاه اتصال زمین که در آن صفحه مسی با ابعاد لازم  همراه با ذغال و نمک باشد استفاده می‌شود. همچنین برای زمینهای بسیار سخت و صخره‌ای باید یک شبکه بافته شده از مفتول مسی در مساحتی به وسعت حدود ۶۰۰ مترمربع یا بیشتر در عمق ۶۰ تا ۸۰ سانتیمتری زمین، به کاربرد.

کلمات کلیدی : مقاله درباره ارت, حفاظت و برقگیر,ارت, حفاظت و برقگیر,ارت و حفاظت,سیستم‌های اتصال زمین , انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین ,وسایل حفاظ
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- برقگیر چیست و چگونه طراحی و اجرا می شود؟-Lightning arrester- در 120 صفحه-docx

برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.
صاعقه گیر چگونه عمل می کند؟ و انواع آن کدامند؟

 میله های ساده فرانکلینی : اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله های ساده بودند که ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای ساده در کلاسهای حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می گردید.
قفس فارادی : با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده ، قفس فارادی (Faraday Cage) جایگزین میله های ساده فرانکلینی شد، امروزه نیز اکثر استانداردهای جهانی استفاده از قفس فارادی را بهترین روش میدانند. در این روش سعی می شود ساختمان را در قفسی از هادیهای مسی یا فولادی محصور نمود.
صاعقه گیرهای یونیزه کننده هوا : طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس استاندارد NFC 17-102 انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد کردن پارامتر ΔL‌ در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند.
صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Down Conductor از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر 10 اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم بتانسیل کل سایت متصل شود.
در اجرای الکترود زمین هر صاعقه گیر می بایست از اقلامی چون صفحه های مسی، مواد کاهنده مقاومت (LOM) ، اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.

صاعقه گیر الکترونیکی :

درست قبل از حدوث صاعقه بطور طبیعی محتوی الکتریکی اتمسفر بطور ناگهانی افزایش می یابد. این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل می شود صاعقه گیرهای الکترونیکی انرژی موجود در هوای متلاطم پیش از طوفان را (که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است) جذب و در واحدهای جرقه زن ذخیره می نماید و در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازنها بین الکترودهای فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می نماید

اصول عملکرد صاعقه گیر الکترونیکی :

آزاد سازی کنترل شده یونها  : واحد جرقه زن (TRIGGERING) صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود. دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باش که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد.
اثر کرونا و واحد جرقه زن : حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله (Corona effect) تقویت و تشدید شود.
تسریع در بروز علمدار حمله زمینی : صاعقه گیرهای  الکترونیکی  طوری طراحی شده اند که ارسال علمدار حمله زمینی را خیلی زودتر از نقاط هم ارتفاع مشابه همان محدوده به انجام برسانند و این به معنی تشکیل نقطه ترجیهی دریافت صاعقه در منطقه تحت حفاظت با صاعقه گیرهای  الکترونیکی

سیستم هم پتانسیل :

 وجود اختلاف پتانسیل بالا بین دو هادی الکتریکی نزدیک به هم باعث بوجود آمدن قوس الکتریکی می شود که خطر و خسارت ناشی از آن کمتر از صاعقه نیست ، به همین دلیل در ایجاد یک سیستم حفاظتی هم پتانسیل سازی از ارکان کار بوده و بدین مفهوم است که در یک مکان حفاظت شده بایستی تمامی هادی های الکتریکی از قبیل بدنه دستگاه ها، سازه های فلزی، لوله های آب و ... هم پتانسیل باشند زیرا در غیر این صورت این اختلاف پتانسیل باعث تخلیه شدن رعد و برق از مسیرهای نامناسب خواهد شد که احتمالاً خسارت آن کمتر از اصابت مستقیم صاعقه نیست . برای ایجاد سیستم هم پتانسیل بایستی تمامی اجزاء هادی در ساختمان به گونه ای به سیستم زمین مشترک متصل گردند . برای طراحی سیستم حفاظت از سایت های ارتباطی در مقابل رعد وبرق مؤلفه های فراوانی وجود دارد که مواردی در ذیل آمده است :

1-      موقعیت جغرافیای سایت ارتباطی ( که به وسیله آن احتمال وقوع رعد و برق در آن ناحیه و ضرورت نصب سیستم ارتینگ محاسبه می گردد ) .

2-      فاکتور تأثیر سطوح خارجی ساختمان : شکل و ارتفاع یک ساختمان با کاهش یا افزایش احتمال اصابت صاعقه به آن ساختمان مستقیماً در ارتباط است .

3-      نوع ساختمان : آجری یا بتونی بودن ساختمان و این که دارای اسکلت فلزی است یا نه ؟

4-      ارزش تجهیزات ارتباطی داخل ساختمان : بسته به قیمت تجهیزات می توان مقدار هزینه مطلوب برای ایمنی آن را برآورد نمود .

در حالت کلی برای حفاظت از یک سایت ارتباطی در نظر گرفتن دو نوع حفاظت خارجی و حفاظت داخلی الزامی می باشد .

حفاظت خارجی : حفاظت خارجی سایت ارتباطی را در مقابل اصابت مستقیم رعد و برق محافظت می نماید و از سه قسمت ذیل تشکیل گردیده است .

1-      برقگیر

2-      هادی میانی

3-      سیستم زمین

که هر کدام از موارد فوق دارای انواع محاسبات عدیده ای می باشد که به اختصار شرح داده می شود .

برقگیر :

برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد . البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه 45 درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-100 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و ... پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh) نمود .

برقگیر بر دو نوع است :

1-      برقگیر غیرفعال ( پسیو )

2-      برقگیر فعال ( اکتیو )

برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله 45 درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را 35 یا حتی پایین تر در نظر می گیرند . برقگیر فعال با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و ... ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید . این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های 1 ، 2 و 3 تقسیم می گردند.

در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل کرده و موجب خسارت نشود.

هادی میانی :

ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFCاگر ارتفاع ساختمان از 28 متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از 2 برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم 50 مسی و برای مصارف صنعتی سیم های 75 ، 90 ، 120 و ... بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.

یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد.

برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.

سیستم زمین :

یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند.

با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار سیستم ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود.

با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر ، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر 10 اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر 3 اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد.

سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است.

سیستم حفاظت داخلی :

حفاظت داخلی سایت ارتباطی را در مقابل عوامل مختلفی از قبیل نوسانات ولتاژ(Over Voltage) و القائات ناشی از اصابت غیرمستقیم رعد و برق(که به شعاع یک کیلومتر از محل اصابت این القائات وجود دارند) محافظت می نماید.

ارسترها تجهیزاتی هستند که کار حفاظت از سیستم های مخابرات و الکترونیک، در برابر نوسانات ناشی از رعد و برق را بر عهده دارند البته نقش ضربه گیرهای ولتاژ را نباید از قلم انداخت.

سیستم حفاظت خارجی مخصوصاً در قسمت انتهای آن قدرت آنی تخلیه انرژی زیاد ایجاد شده از اصابت مستقیم را ندارد و گفته می شود در لحظه اول تنها 50 درصد انرژی تخلیه می گردد و با توجه به هم پتانسیل بودن ساختمان امکان برگشت انرژی به داخل سایت و مورد حمله قرار دادن آن موجود می باشد، با نصب ضربه گیرها این امکان از بین خواهد رفت.

ضربه گیرها در کلاس های حفاظتی مختلف یک، دو، سه و به صورت یک پل، دو پل تا چهار پل موجود است که در محاسبه نصب آن ها جریان گذرنده در محل نصب و مکان نصب مهم می باشد به طور مثال اگر می خواهیم ضربه گیر را در ورودی اصلی برق ساختمان قرار دهیم بهتر است از ضربه گیرهای کلاس یک استفاده نمود.

ارسترهای مختلفی برای محافظت از خطوط تلفن، خطوط آنتن، شبکه های رایانه ای و شبکه های رادیویی فرکانس بالا موجود است که می توان بسته به پورت های ورودی و خروجی و تعیین اهمیت حفاظت نسبت به تهیه آن ها در رنج ها و کلاس های مختلف اقدام نمود. البته بحث در مورد ساختار داخلی ارسترها بسیار مفصل است که در قالب این مقاله نمی گنجد.

هادی میانی (Down Conductor): یکی از سه جزء اساسی سیستم حفاظت در برابر صاعقه بوده و نحوه نصب، مسیر دهی و انتخاب جنس و ابعاد آن در عملکرد صحیح و ایمن سیستم حائز اهمیت است. جنس و ابعاد هادی میانی در صورتی که سیستم حفاظتی پسیو بوده و بر اساس استاندارد IEC 62305 طراحی می شود، از جدول 3 قابل استخراج است(رجوع شود به مبحث صاعقه گیر پسیو). 
هر چند می توان در طراحی هر دو نوع سیستم پسیو و اکتیو جنس و ابعاد مجاز هادی میانی را از جدول 3 استخراج نمود، اما به دلیل وجود اندکی تفاوت بهتر است در مورد صاعقه گیر اکتیو از جدول 5 استفاده نمود.

در مورد محل نصب و انتخاب مسیر هادی میانی نکات مهمی وجود دارند که به بطور خلاصه به آنها اشاره می شود:
1- هادی میانی باید به گونه ای نصب شود که کوتاهترین و مستقیم ترین اتصال به سیستم زمین را داشته باشد.
2- شعاع خمیدگیها و انحناها مطابق با شکل 8 بایستی بیشتر از 1/20  طول خمیدگی باشد یا به عبارتی: و در هر شرایطی نباید کمتر از 20 سانتیمتر باشد.

جدول 5 جنس و ابعاد هادی میانی مطابق با NFC 17-102

3- عبور هادی میانی از روی دیواره های کوتاه، حداکثر افزایش ارتفاع 40 سانتیمتری با شیب 45 درجه یا کمتر مجاز می باشد (شکل 8).
4- برای مهار کردن هادی میانی باید در هر یک متر از سه بست استفاده نمود(در فواصل 50 سانتیمتری).
5- برای هر صاعقه گیر اکتیو حداقل دو مسیر هادی میانی مورد نیاز است. در صورتی که ارتفاع سازه محل نصب ESE بیش از 60 متر باشد بایستی از چهار مسیر هادی میانی استفاده نمود. بایستی سعی شود مسیرهای هادی میانی تا حد امکان با یکدیگر فاصله داشته باشند. حداقل فاصله افقی نباید کمتر از 2 متر باشد. 
6- برای هر صاعقه گیر پسیو میله ای که بر روی پایه های جداگانه نصب شده باشند، حداقل یک رشته هادی میانی لازم است.

شکل 8 خمیدگی های مجاز هادی میانی

7- در صورتیکه صاعقه گیر پسیو از نوع هادی های سیمی معلق باشد برای هر پایه مهار کننده حداقل یک رشته هادی میانی لازم است.
8- در

کلمات کلیدی : برقگیر,رعدگیر,ارت,ارتینگ,میله برقگیر,برقگیر فرانکلین,قفس فاراده,Lightning arrester,eart, برقگیر ساختمان,برقگیر غیرفعال,برقگیر فعال,صاعقه و برق گیر,صا
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل مقاله درباره ارت، حفاظت و برقگیر -26 صفحه word

مشخصات فایل

عنوان:ارت، حفاظت و برقگیر

قالب بندی: word

تعداد صفحات:26

محتویات

ارت، حفاظت و برقگیر

ارت و حفاظت

سیستم‌های اتصال زمین

انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین

وسایل حفاظتی سیستم TN

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TN

وسایل حفاظتی سیستم TT

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TT

سیستم IT

وسایل حفاظتی سیستم IT

مقاومت مجاز اتصال زمین بدنه‌های هادی‌ها

الکترود زمین

محاسبه تعداد چاه ارت

الکترود زمین اساسی

الکترود زمین ساده

شرایط استفاده از یک یا دو الکترود برای سیستم و برای ایمنی

جعبه اتصال آزمایش

همبندی

سطح مقطع هادی‌های حفاظتی، خنثی، همبندی اصلی و اضافی و هادی اتصال زمین

ترمینال اصلی اتصال زمین

نکاتی در مورد وسایل حفاظتی

جدول 1: مقاومت ویژه زمین در فرکانس 60 هرتز

جدول 2: سطح مقطع سیم فاز و حداقل مقطع هادی خنثی

جدول 3: سطح مقطع هادیهای حفاظتی و فاز

سیستم برقگیر

مشخصات برقگیر نوع قفس فاراده

مشخصات برقگیر نوع رادیواکتیو

موارد استفاده از برقگیر نوع قفس فاراده

موارد استفاده از برقگیر نوع رادیواکتیو

اصول و روشهای نصب برقگیر نوع قفس فاراده

اصول و روشهای نصب برقگیر نوع رادیواکتیو

محاسبه تعداد میله‌های برقگیر فرانکلین و تعداد هادیهای نزولی

محاسبه تعداد و نوع پلاک‌های رادیواکتیو و ارتفاع دکل برقگیرهای رادیواکتیو

چند نکته در مورد برقگیرهای فرانکلین و رادیواکتیو

برقگیر مولد برق اولیه (ESE) موسوم به برقگیر الکترونیک

موارد استفاده و ضوابط محاسباتی برقگیر الکترونیک

جدول 4: استقرار پایانه‌های هوایی برای کلاس حفاظت

عنوان مقاله:ارت، حفاظت و برقگیر

ارت و حفاظت

سیستم‌های اتصال زمین

برای جلوگیری از برق‌گرفتگی و برای تأمین ایمنی و حفاظت از روشهای زیر استفاده می‌شود:

۱ـ System grounding: در این روش نقطه نول ژنراتورها، ترانسفورماتورها و شبکه هوایی در ابتدا و انتهای خط به الکترود زمین وصل می‌شود.

۲ـ Equipment grounding: در این روش بدنه یا محفظه فلزی کلیه وسایل به الکترود زمین وصل می‌شود.

۳ـ سیستم حفاظتی برقگیر: در ساختمانهایی که مجهز به برقگیر هستند، باید سیستم اتصال به زمین برقگیر از دو سیستم گفته شده در بالا کاملاً مجزا باشد همچنین دو سیستم اول نیز باید در صورت امکان از سیستم زمین مجزا استفاده کنند.

انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین

۱) سیستم TN: دارای نقطه‌ای است که مستقیماً به زمین وصل است و کلیه بدنه‌های هادی تأسیسات از طریق هادی‌های حفاظتی به این نقطه متصل‌اند، با توجه به استفاده از هادی‌ خنثی و حفاظتی این سیستم به سه نوع تقسیم‌بندی می‌شود.

الف) سیستم TN-S: در سرتاسر این سیستم از یک هادی حفاظتی (PE) مجزا از نول استفاده می‌شود. توجه کنیم رنگ سیم‌های PE و N به ترتیب باید سبزـ زرد و آبی کمرنگ باشد تا تشخیص آنها به آسانی صورت بگیرد. (شکل ۱).

ب) سیستم TN-C-S: در این سیستم در قسمتی از تأسیسات هادیهای خنثی (N) و حفاظتی توأم می‌باشند که PEN نامیده می‌شوند و در قسمتی دیگر از تأسیسات هادیهای مجزای PE و N داریم.

توجه کنیم رنگ سیم‌های PE و N به ترتیب سبزـ زرد و آبی کمرنگ باشد و PEN در صورت امکان سبزـ زرد و در غیر اینصورت آبی کمرنگ باشد. (شکل ۱) توجه کنیم سیستم TN-C-S متداولترین نوع TN می‌باشد.

ج) سیستم TN-C: در این سیستم از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی ـ خنثی (PEN) استفاده می‌شود.

وسایل حفاظتی سیستم TN

الف ـ وسایل حفاظتی که در اثر اضافه جریان عمل می‌کنند (مثل فیوزها، کلیدهای خودکار مینیاتوری و کلید اتوماتیک). در مواردی که هادی خنثی و هادی حفاظتی توأم باشد (PEN)

ب) وسایل حفاظتی که در اثر جریان باقیمانده عمل می‌کنند (RCDها یا کلید دیفرانسیل)، فقط در قسمتی که PE و N مجزا باشند.

ج) کلید (FI) (کلید خطای جریان یا رله محافظ جریان خطا)

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TN

مقاومت الکتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثی سیستم TN نباید از دو اهم بیشتر باشد. اما هرگاه برای مجری مقررات ثابت شود که در یک منطقه مقاومت اتصال اتفاقی بین فاز و زمین از ۷ اهم بیشتر است بجای ۲ اهم می‌توان مقاومت زیر را مجاز اعلام کرد:

که در این فرمول R_B همان مقاومت جدید برحسب اهم و R_E مقاومت اتفاقی اتصال فاز به زمین (برحسب تجربه)، و U₀ ولتاژ اسمی بین فاز و نول است و ۵۰ ولتاژ تماس مجاز برحسب ولت است.

۲) سیستم TT: دراین سیستم، یک نقطه مستقیماً به زمین وصل می‌شود و بدنه‌های هادی تأسیسات الکتریکی مستقل از اتصال زمین سیستم به زمین وصل می‌شوند. برای بهره‌برداری از این سیستم، شرایط محیطی و وسایل حفاظتی مخصوص (RCDها) لازم است که در ایران بدلیل نبود این شرایط کمتر استفاده می‌شود. در این سیستم، کلیه بدنه‌های هادی تجهیزات الکتریکی که توسط یک وسیله حفاظتی، محافظت می‌شود باید از طریق یک هادی حفاظتی به هم وصل شده و به الکترود زمین واحدی متصل گردند.

وسایل حفاظتی سیستم TT

الف) RCDها

ب) وسایل حفاظتی نوع جریان تفاضلی

ج) کلید FI

د) وسایل حفاظتی نوع ولتاژ اتصالی

مقاومت مجاز اتصال زمین سیستم‌های TT

الف) برای نقطه خنثی سیستم: مثل حالت TN لازمست مقاومت از ۲ اهم کمتر باشد و اگر در یک منطقه اتصال اتفاقی فاز و زمین از ۷ اهم بیشتر باشد باید از فرمول  مثل قبل استفاده کرد.

ب) برای نقطه خنثی یا هادی خنثی بدنه هادی برای نصب به الکترود زمین مستقل: در این صورت مقاومت مجاز اتصال از رابطه  بدست می‌آید که I_d جریان نامی عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان با زمانهای قطع مورد نظر و U_L حداکثر ولتاژ تماس مجاز برحسب ولت است.

۳) سیستم IT:

در این سیستم بدنه‌های تأسیسات الکتریکی به زمین متصل می‌شوند اما سیستم، به طور مستقیم به زمین وصل نمی‌شود یعنی یا بوسیله امپدانس به زمین وصل می‌شود یا اصلاً نسبت به زمین عایق است (شکل ۱).

این سیستم هم به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص، در مکانهای محدودی مثل بیمارستانها، بعضی صنایع و … به کار می‌رود.

وسایل حفاظتی سیستم IT

الف ـ وسایل کنترل دایمی عایق‌بندی: در صورتیکه اعلام وقوع اتصال بین هر قسمت برقدار تأسیسات و بدنه‌های هادی یا زمین لازم باشد، باید یک  وسیله کنترل دائمی عایق‌بندی نصب شود و برای رفع فوری اتصالی، باید یک خبرکن سمعی یا بصری یا هر دو را به کار اندازد و منبع تغذیه را بطور اتوماتیک قطع کند.

ب ـ وسایل حفاظتی که در اثر اضافه جریان عمل می‌کند (مثل فیوز یا رله).

ج ـ وسایل حفاظتی جریان باقی مانده (RCDها)

د ـ کلید (FU) که به Fault Voltage Protection نیز شناخته می‌شوند.

مقاومت مجاز اتصال زمین بدنه‌های هادی‌ها

مقاومت مجاز اتصال زمین هادی‌ها از رابطه  بدست می‌آید که I_d جریان اتصالی در حالیکه اولین اتصالی کامل بین فاز و بدنه هادی بوجود آمده باشد، همچنین I_d شامل جریانهای نشت بوده و امپدانس کل اتصال زمین تأسیسات الکتریکی را نیز در بر می‌گیرد و U_L ولتاژ احتمالی تماس است.

همچنین برای یافتن مقاومت مجاز اتصال زمین می‌توان از فرمولهای زیر نیز استفاده کرد.

الف) سیستم برقگیر: حداکثر ۵ اهم

ب) نقطه نول ژنراتور، ترانس قدرت، شبکه فشار ضعیف: ۲ اهم یا از فرمول  که در قبل توضیح داده شده است استفاده می‌شود.

ج) بدنه تابلوها و وسایل فشار ضعیف:

ج ـ۱) اگر نول شبکه و بدنه هر کدام از وسایل برقی به صورت مستقل زمین شده باشد TTآنگاه مقاومت مجاز اتصال زمین از فرمول زیر یافت می‌شود:  که I_A جریان عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان است.

ج ـ۲) اگر نول شبکه وسیم هادی بدنه هرکدام از وسایل و دستگاه‌ها از طریق شبکه اتصال زمین به هم وصل باشند (TN) آنگاه مقاومت مجاز اتصال زمین از رابطه  بدست می‌آید که U_E ولتاژ بین فاز و نول و I_A همان جریان عملکرد دستگاه حفاظت اضافه جریان است.

د) بدنه وسایل فشار قوی:

که به سه صورت بدست می‌آید:

الکترود زمین

انواع الکترودهای زمین عبارتند از:

۱) الکترود اتصال به زمین نوع میله مسی مغز فولادی

۲) الکترود اتصال به زمین نوع لوله‌ای با لوله فولادی گالوانیزه یا سیاه با قطر داخلی حدود ۱۰ سانتی‌متر با طول ۲، ۳، ۴ و ۶ متر

۳) الکترود اتصال به زمین نوع لوله‌ای با قطرهای ۳، ۴ و ۵ سانتی‌متر به طول تقریب ۵/۱ متر

۴) الکترود اتصال به زمین نوع صفحه مسی تخت از ورق مس

۵) الکترود اتصال زمین نوع لوله‌ای پرسی با لوله مخصوصی پرس شده (G1 PIPE)

۶) از سیستم لوله‌کشی آب شهر یا غلاف سربی کابلها تحت شرایط خاص می‌توان استفاده کرد البته استفاده از لوله‌های گاز و گرمایش به عنوان الکترود زمین ممنوع است.

ـ برای حجم معینی از فلز الکترود هرچه یکی از ابعاد آن طولانی‌تر بوده و تماس الکترود با خاک بیشتر باشد، مقاومت آن نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد بود. بنابراین یک الکترود میله‌ای یا تسمه‌ای که به صورت قائم یا افقی نصب شده باشد نسبت به الکترود صفحه‌ای ارجحیت دارد، الکترود صفحه‌ای کم اثرترین الکترودهاست.

ـ انتخاب الکتروهای مختلف بستگی به نوع زمین دارد. مثلاً برای زمینهای نرم و شور، لوله سیاه آب به قطر ۴ اینچ و طول دو تا سه متر یا میله مسی با مغز فولادی مخصوص، برای زمینهای نیم سخت و سخت از میله مسی با مغز فولادی مخصوص به تعداد لازم یا چاه اتصال زمین که در آن صفحه مسی با ابعاد لازم  همراه با ذغال و نمک باشد استفاده می‌شود. همچنین برای زمینهای بسیار سخت و صخره‌ای باید یک شبکه بافته شده از مفتول مسی در مساحتی به وسعت حدود ۶۰۰ مترمربع یا بیشتر در عمق ۶۰ تا ۸۰ سانتیمتری زمین، به کاربرد.

کلمات کلیدی : مقاله درباره ارت, حفاظت و برقگیر,ارت, حفاظت و برقگیر,ارت و حفاظت,سیستم‌های اتصال زمین , انواع سیستم‌های نیرو از نظر اتصال به زمین ,وسایل حفاظ
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- برقگیر چیست و چگونه طراحی و اجرا می شود؟-Lightning arrester- در 120 صفحه-docx

برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.
صاعقه گیر چگونه عمل می کند؟ و انواع آن کدامند؟

 میله های ساده فرانکلینی : اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله های ساده بودند که ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای ساده در کلاسهای حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می گردید.
قفس فارادی : با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده ، قفس فارادی (Faraday Cage) جایگزین میله های ساده فرانکلینی شد، امروزه نیز اکثر استانداردهای جهانی استفاده از قفس فارادی را بهترین روش میدانند. در این روش سعی می شود ساختمان را در قفسی از هادیهای مسی یا فولادی محصور نمود.
صاعقه گیرهای یونیزه کننده هوا : طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس استاندارد NFC 17-102 انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. NFC 17-102 با وارد کردن پارامتر ΔL‌ در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند.
صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Down Conductor از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد.
مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر 10 اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم بتانسیل کل سایت متصل شود.
در اجرای الکترود زمین هر صاعقه گیر می بایست از اقلامی چون صفحه های مسی، مواد کاهنده مقاومت (LOM) ، اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.

صاعقه گیر الکترونیکی :

درست قبل از حدوث صاعقه بطور طبیعی محتوی الکتریکی اتمسفر بطور ناگهانی افزایش می یابد. این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل می شود صاعقه گیرهای الکترونیکی انرژی موجود در هوای متلاطم پیش از طوفان را (که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است) جذب و در واحدهای جرقه زن ذخیره می نماید و در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازنها بین الکترودهای فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می نماید

اصول عملکرد صاعقه گیر الکترونیکی :

آزاد سازی کنترل شده یونها  : واحد جرقه زن (TRIGGERING) صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود. دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باش که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد.
اثر کرونا و واحد جرقه زن : حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله (Corona effect) تقویت و تشدید شود.
تسریع در بروز علمدار حمله زمینی : صاعقه گیرهای  الکترونیکی  طوری طراحی شده اند که ارسال علمدار حمله زمینی را خیلی زودتر از نقاط هم ارتفاع مشابه همان محدوده به انجام برسانند و این به معنی تشکیل نقطه ترجیهی دریافت صاعقه در منطقه تحت حفاظت با صاعقه گیرهای  الکترونیکی

سیستم هم پتانسیل :

 وجود اختلاف پتانسیل بالا بین دو هادی الکتریکی نزدیک به هم باعث بوجود آمدن قوس الکتریکی می شود که خطر و خسارت ناشی از آن کمتر از صاعقه نیست ، به همین دلیل در ایجاد یک سیستم حفاظتی هم پتانسیل سازی از ارکان کار بوده و بدین مفهوم است که در یک مکان حفاظت شده بایستی تمامی هادی های الکتریکی از قبیل بدنه دستگاه ها، سازه های فلزی، لوله های آب و ... هم پتانسیل باشند زیرا در غیر این صورت این اختلاف پتانسیل باعث تخلیه شدن رعد و برق از مسیرهای نامناسب خواهد شد که احتمالاً خسارت آن کمتر از اصابت مستقیم صاعقه نیست . برای ایجاد سیستم هم پتانسیل بایستی تمامی اجزاء هادی در ساختمان به گونه ای به سیستم زمین مشترک متصل گردند . برای طراحی سیستم حفاظت از سایت های ارتباطی در مقابل رعد وبرق مؤلفه های فراوانی وجود دارد که مواردی در ذیل آمده است :

1-      موقعیت جغرافیای سایت ارتباطی ( که به وسیله آن احتمال وقوع رعد و برق در آن ناحیه و ضرورت نصب سیستم ارتینگ محاسبه می گردد ) .

2-      فاکتور تأثیر سطوح خارجی ساختمان : شکل و ارتفاع یک ساختمان با کاهش یا افزایش احتمال اصابت صاعقه به آن ساختمان مستقیماً در ارتباط است .

3-      نوع ساختمان : آجری یا بتونی بودن ساختمان و این که دارای اسکلت فلزی است یا نه ؟

4-      ارزش تجهیزات ارتباطی داخل ساختمان : بسته به قیمت تجهیزات می توان مقدار هزینه مطلوب برای ایمنی آن را برآورد نمود .

در حالت کلی برای حفاظت از یک سایت ارتباطی در نظر گرفتن دو نوع حفاظت خارجی و حفاظت داخلی الزامی می باشد .

حفاظت خارجی : حفاظت خارجی سایت ارتباطی را در مقابل اصابت مستقیم رعد و برق محافظت می نماید و از سه قسمت ذیل تشکیل گردیده است .

1-      برقگیر

2-      هادی میانی

3-      سیستم زمین

که هر کدام از موارد فوق دارای انواع محاسبات عدیده ای می باشد که به اختصار شرح داده می شود .

برقگیر :

برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد . البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه 45 درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد NFC 17-100 فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و ... پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh) نمود .

برقگیر بر دو نوع است :

1-      برقگیر غیرفعال ( پسیو )

2-      برقگیر فعال ( اکتیو )

برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله 45 درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را 35 یا حتی پایین تر در نظر می گیرند . برقگیر فعال با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و ... ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید . این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های 1 ، 2 و 3 تقسیم می گردند.

در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل کرده و موجب خسارت نشود.

هادی میانی :

ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFCاگر ارتفاع ساختمان از 28 متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از 2 برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم 50 مسی و برای مصارف صنعتی سیم های 75 ، 90 ، 120 و ... بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.

یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد.

برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.

سیستم زمین :

یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند.

با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار سیستم ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود.

با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر ، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر 10 اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر 3 اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد.

سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است.

سیستم حفاظت داخلی :

حفاظت داخلی سایت ارتباطی را در مقابل عوامل مختلفی از قبیل نوسانات ولتاژ(Over Voltage) و القائات ناشی از اصابت غیرمستقیم رعد و برق(که به شعاع یک کیلومتر از محل اصابت این القائات وجود دارند) محافظت می نماید.

ارسترها تجهیزاتی هستند که کار حفاظت از سیستم های مخابرات و الکترونیک، در برابر نوسانات ناشی از رعد و برق را بر عهده دارند البته نقش ضربه گیرهای ولتاژ را نباید از قلم انداخت.

سیستم حفاظت خارجی مخصوصاً در قسمت انتهای آن قدرت آنی تخلیه انرژی زیاد ایجاد شده از اصابت مستقیم را ندارد و گفته می شود در لحظه اول تنها 50 درصد انرژی تخلیه می گردد و با توجه به هم پتانسیل بودن ساختمان امکان برگشت انرژی به داخل سایت و مورد حمله قرار دادن آن موجود می باشد، با نصب ضربه گیرها این امکان از بین خواهد رفت.

ضربه گیرها در کلاس های حفاظتی مختلف یک، دو، سه و به صورت یک پل، دو پل تا چهار پل موجود است که در محاسبه نصب آن ها جریان گذرنده در محل نصب و مکان نصب مهم می باشد به طور مثال اگر می خواهیم ضربه گیر را در ورودی اصلی برق ساختمان قرار دهیم بهتر است از ضربه گیرهای کلاس یک استفاده نمود.

ارسترهای مختلفی برای محافظت از خطوط تلفن، خطوط آنتن، شبکه های رایانه ای و شبکه های رادیویی فرکانس بالا موجود است که می توان بسته به پورت های ورودی و خروجی و تعیین اهمیت حفاظت نسبت به تهیه آن ها در رنج ها و کلاس های مختلف اقدام نمود. البته بحث در مورد ساختار داخلی ارسترها بسیار مفصل است که در قالب این مقاله نمی گنجد.

هادی میانی (Down Conductor): یکی از سه جزء اساسی سیستم حفاظت در برابر صاعقه بوده و نحوه نصب، مسیر دهی و انتخاب جنس و ابعاد آن در عملکرد صحیح و ایمن سیستم حائز اهمیت است. جنس و ابعاد هادی میانی در صورتی که سیستم حفاظتی پسیو بوده و بر اساس استاندارد IEC 62305 طراحی می شود، از جدول 3 قابل استخراج است(رجوع شود به مبحث صاعقه گیر پسیو). 
هر چند می توان در طراحی هر دو نوع سیستم پسیو و اکتیو جنس و ابعاد مجاز هادی میانی را از جدول 3 استخراج نمود، اما به دلیل وجود اندکی تفاوت بهتر است در مورد صاعقه گیر اکتیو از جدول 5 استفاده نمود.

در مورد محل نصب و انتخاب مسیر هادی میانی نکات مهمی وجود دارند که به بطور خلاصه به آنها اشاره می شود:
1- هادی میانی باید به گونه ای نصب شود که کوتاهترین و مستقیم ترین اتصال به سیستم زمین را داشته باشد.
2- شعاع خمیدگیها و انحناها مطابق با شکل 8 بایستی بیشتر از 1/20  طول خمیدگی باشد یا به عبارتی: و در هر شرایطی نباید کمتر از 20 سانتیمتر باشد.

جدول 5 جنس و ابعاد هادی میانی مطابق با NFC 17-102

3- عبور هادی میانی از روی دیواره های کوتاه، حداکثر افزایش ارتفاع 40 سانتیمتری با شیب 45 درجه یا کمتر مجاز می باشد (شکل 8).
4- برای مهار کردن هادی میانی باید در هر یک متر از سه بست استفاده نمود(در فواصل 50 سانتیمتری).
5- برای هر صاعقه گیر اکتیو حداقل دو مسیر هادی میانی مورد نیاز است. در صورتی که ارتفاع سازه محل نصب ESE بیش از 60 متر باشد بایستی از چهار مسیر هادی میانی استفاده نمود. بایستی سعی شود مسیرهای هادی میانی تا حد امکان با یکدیگر فاصله داشته باشند. حداقل فاصله افقی نباید کمتر از 2 متر باشد. 
6- برای هر صاعقه گیر پسیو میله ای که بر روی پایه های جداگانه نصب شده باشند، حداقل یک رشته هادی میانی لازم است.

شکل 8 خمیدگی های مجاز هادی میانی

7- در صورتیکه صاعقه گیر پسیو از نوع هادی های سیمی معلق باشد برای هر پایه مهار کننده حداقل یک رشته هادی میانی لازم است.
8- در

کلمات کلیدی : برقگیر,رعدگیر,ارت,ارتینگ,میله برقگیر,برقگیر فرانکلین,قفس فاراده,Lightning arrester,eart, برقگیر ساختمان,برقگیر غیرفعال,برقگیر فعال,صاعقه و برق گیر,صا
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید: