وجود یک سیستم زمین مناسب در یک پست و یا ایستگاه سوئیچینگ نقش بسیار مهمی در ایمنی اشخاص و تجهیزات الکتریکی ای که موجود در آنها دارد.
توسط ارتینگ می توان تجهیزات الکتریکی را به جرم کلی زمین که دارای مقاومت بسیار پایینی است وصل نمود.
1- الزامات یک سیستم زمین خوب برای پست
هدف ازسیستم زمین در یک پست ایجاد یک پتانسیل یکنواخت و نزدیک صفر در پست و محوطه ی اطراف آن میباشد.
الزامات اولیه ی یک سیستم زمین خوب در پست:
1. پتانسیل های مداری را با توجه به زمین پایدار سازد و افزایش پتانسیل کل(overall potential rise) را محدود سازد.
2. حفاظت جانی و مالی افراد و تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ.
3. تامین یک مسیر امپدانس پایین در برابر جریان های خطا برای عملکرد دقیق و سریع تجهیزات حفاظتی در زمان رخداد ارت فالت.
4. در زمان رخداد خطای زمین گرادیان ولتاژ ماکزیمم را در داخل و احراف پست در امتداد سطح و در یک محدوده ی ایمن نگه دارد
2- ماکزیمم مقدار مجاز مقاومت برای سیستم زمین
نیروگاه های بزرگ 0.5 اهم
پستهای بزرگ 1 اهم
پست های کوچک 2 اهم
در دیگر موارد 8 اهم
پیوستگی ارت در داخل تاسیسات 1 اهم
3- ولتاژ تماس(Touch-Eoltage (E-Touch)):
اختلاف پتانسیل بین یک سازه ی فلزی زمین شده و یک نقطه روی سطح زمین که در فاصله ای برایر با فاصله ی دست و پای یک انسان از هم قرار دارند (تقریبا برابر یک متر) مطابق تصویر:
4- ولتاژ گام(Step Voltage(E-Step)):
اختلاف پتانسیل بین دو نقطه روی سطح زمین که به اندازه ی یک گام انسان (تقریبا یک متر) و در جهت ماکزیمم گرادیان ولتاژ از هم فاصله دارند. در تصویر پتانسیل گام در اطراف یک سازه ی زمین شده نمایش داده شده است:
5- سیستم زمین در یک پست:
سیستم زمین شامل: مش، الکترود های زمین، هادی های زمین و اتصالات آنها میباشد.
5-1 مش ارتینگ:
الزام اولیه ی ارتینگ پست، داشتن مقاومت زمین بسیار پایین است. اگر الکترود های زمینی که بصورت تکی(مستقل) دارای مقاوت نسبتا بالایی هستند، در داخل خاک بهم متصل شوند در نتیجه سطح تماس الکترود ها با خاک افزایش یافته و تغداد زیادی از مسیر های موازی برای تخلیه ی جریان ایجاد می شود. در نتیجه مقاومت زمین الکترود ترکیبی بسیار پایین تر از مقاومت الکترود تکی میباشد.
بنابراین اگر یک الکترود زمین در خاک پست احداث شود باید توسط یک نقطه ی اتصال نزدیک به مش گسترده در زیر پست متصل گردد.
"هدف دیگر ارتینگ در پست، یعنی کاهش حداقلی پتانسیل در سطح پست و اطراف آن نیز توسط گسترش مش در سطح زیر پست تامین میگردد. "
5-2 ساختار مش ارت:
محوطه ی پست ها توسط فنس از فضای اطراف شان جداسازی می شوند .
مش ارت معمولا بصورت افقی و در عمق نیم متری خاک در زیر سطح پست و راد ها نیز در مکان های مناسب شان اجرا می شود.
5-3 : مش ارت در یک پست (Sub-Station) :
در یک پست چه نقاطی به مش ارت متصل می شود ؟
- نقطه ی نوترال ، از طریق سیستم زمین مستقل آن
- بدنه ی تجهیزات و قسمت های هادی بیگانه تجهیزات الکتریکی در پست.
- تمام بخش های فلزی ای که با تجهیز ارتباطی ندارند.
- دستگیره ی لوله ها
- فنس هایی که دارای فاصله ی کمتر از 2 متر از مش باشند
6- مکان الکترودهای زمین:
مکان الکترودهای زمین پست باید در یکی از انواع خاک هایی که در زیر عنوان شده جانمایی شود:
- زمین باتلاقی مرطوب
- خاک رس و زمین کشاورزی
- خاک ترکیبی از رس، شن، سنگریزه و سنگ
- شن مرطوب و ذغال سنگ (پیت)
از احداث پست در زمین های ماسه ی خشک، سنگ آهک و گچ، گرانیت، زمینهای سنگی و تمامی مکان هایی که صخره ای هستند باید دوری کرد.
7- ارتینگ تجهیزات مختلف در یک پست:
7-1: ایزولاتورها و سوئیچ ها :
7-2: برق گیر های صاعقه (lightning arresters) :
در مواردی که ارسترها در نزدیکی ترانس نصب شده اند، هادی ارت باید در مکانی به دور از مخزن روغن و خنک کننده ی ترانس جانمایی شود، تا در زمان وجود نشتی روغن از بوجود آمدن جرقه (آرک) جلوگیری گردد.
7-3- بریکر یا مدارشکن ها (circuit breaker):
برای هر برکر پنج اتصال به مش ارت وجود دارد : 1- Mild Steel flat 2- بدنه ی بریکر 3- پنل رله 4- CTهای برکر 5- دو طرف استراکچر بریکر
7-4 ترانسفورماتورها:
- مخزن هر ترانسفورماتور باید به مش ارت وصل شود.
- ریل مسیر ترانس باید یا بصورت مجزا یا توسط همبندی لبه های انتهایی(بشرطی که فاصله ی آنها کمتر از 200 فوت باشد ) زمین شوند.
- ارتینگ بوشینگ نوترال باید توسط دو هادی مجزا و در مسیرب به دور از مخزن و خنک کننده، به مش زمین وصل شود.
7-5- ترانس های جریان و ترانس های ولتاژ (CTها و PTها) :
استراکچرهایی که CT ها و PT ها روی آنها نصب شده اند، تمام صفحه های پیچ شده ای که بوشینگ ها به آنها متصل شده اند توسط دو هادی مجزا و از طریق MS flat به مش ارت متصل می شوند.
7-6- تجهیزات دیگر:
تمامی تجهیزات، استراکچرها و بدنه های فلزیِ سوئیچ ها و ایزولاتورها باید مطابق شکل زیر، بصورت مجزا زمین شوند :
7-7- فنس ها:
فنس اطراف پست با فاصله ی زیاد از تجهیزات پست بوده و مستقل از ارت پست زمین شود. ارت پست و ارت فنس اطراف آن نباید به هم متصل شوند.
اگر به دلیل محدودیت در فضای پست نتوان فاصله ی بین فنس و پست را به حداقل 5 فوت رساند و در نتیجه فنس اطاف پست به تجهیزات نزدیک شود. در اینصورت ارت فنس باید به ارت پست متصل گردد.
"در غیر اینصورت ممکن است در شرایط خطا، روی بدن شخصی که همزمان فنس و ارت پست(بدنه ی فلزی تجهیزی که به ارت پست متصل است) را لمس میکند، یک اختلاف ولتاژ بسیار بالا قرار گیرد. "
بنابراین در مواردی که فاصله ی بسیار کمی بین فنس و تجهیزات پست میباشد، میتوان با اطمینان از اتصال درست واستاندارد بین فنس و ارت پست، این گونه شوک های الکتریکی را از بین برد. اما زمانی که فنس با فاصله ی مناسب از تجهیزات پست قرار داشته باشد، برای از بین بردن شوک الکتریکی، فنس باید مجزا از ارت پست در فواصل مختلف ارت شود.
7-8- سیم گراند:
تمامی سیم های گراندِ روی پست باید به مش ارت متصل شوند. بدلیل عدم وجود پتانسیل های زمینِ پست روی سیم های زمین خط انتقال و دکل ها شرایط خطا، تمام سیم های زمینی که وارد پست می شوند باید در ابتدا ی ورود از اتصال قبلی شان عایق شوند.
7-9- کابل ها و ساپورت ها:
کابل های دارای غلاف فلزی که داخل پست وجود دارند باید به مش ارت متصل شوند. کابل های چند رشته ای (Multi-core) باید حداقل در یک نقطه به مش ارت متصل گردند. کابل های تک رشته ای (Single core) نیز باید از یک نقطه به مش ارت متصل گردند.
7-10- پنل ها و کابینت ها:
هر پنل یا کابینت باید در نزدیکی کف کابین دارای یک ارت بار بدنه از جنس مس باشد که توسط آن بدنه و پایه های فلزی ، سوئیچ ها و کانکتور ها را همبند کند .
"ارت بار بدنه باید توسط یک هادی زمین به مش ارت متصل گردد"
شرکت فناوری موج سوم با بیش از۱۰ سال تجربه در بخش فنی و مهندسی و در زمینه های سیستم های نظارتی(دوربین های مدار بسته)، برق سالم (یوپی اس، استابلیزر و ...)، ارتینگ و حفاظت در برابر صاعقه، با عرضه ی تجهیزات استاندارد، طراحی، نظازت و اجرا، تلاش میکند تا با حداقل هزینه و ارائه ی بهترین امکانات رضایت مشتریان خود را جلب کند.
مرجع:
https://electrical-engineering-portal.com/good-grounding-power-substation#contents
