اصطلاحات اولیه سیستم ارت
تعریف سیستم زمین:
سیستم زمین یا گراندینگ GROUNDING یا ارتینگ EARTHING عبارت است ازاتصال الکتریکی (با سیم) تجهیزاتی که:
– با برق کار می کنند و بدنه فلزي دارند.
– حتی در بعضی موارد و در کاربردهاي خاص با برق کار نمی کنند و بدنه فلزي همندارند و عایق هستند به درون زمین جهت :
1. تامین حفاظت جانی انسان ها
2. عملکرد مناسب دستگاه ها
3. کنترل نویز.
بدنه هادي تجهیزات :
بدنه یا اسکلت هادي مربوط به تجهیزات الکتریکی است که در دسترس بوده و میتوان آن را لمس کرد. این قسمت از تجهیزات در وضعیت عادي برقدار نیست ولی ممکناست در اثر بروز نقصی در دستگاه یا ایجاد اتصالی داخلی برقدار شود.
زمین شده :
وصل شده به میله زمین (الکترود) یا وصل به سیستم هادي هاي گسترده که به جايزمین عمل می کند.
الکترود زمین (Earth electrode):
سازه هاي فلزي مدفون درخاك که می توانند مسیر جریان هاي سرگردان زمین راتسهیل یا گرادیان پتانسیل زمین ناشی از این جریان ها را تغییر دهند الکترود زمین میگویند.
این الکترودها می توانند شامل موارد ذیل باشند:
1- لوله آب فلزي مدفون
2- شبکه هاي فلزي ساختمان که بطور موثر در زمین قرار گرفته است
3- میلگردهاي داخل بتن
4- شبکه هاي مسی موسوم به رینگ زمین
الکترود رینگ :
یک الکترود زمین که یک حلقه بسته در سطح یا زیر زمین به دور ساختمان تشکیلمی شود.
الکترود زمین فونداسیون :
الکترود زمینی جاسازي شده در فونداسیون بتنی ساختمان. یکی از موثرترین
الکترودهاي زمین یک رینگ یا شبکه فلزي است که به اسکلت ساختمان در فواصلمناسب متصل گردیده است.
جرم کلی زمین :
مفهومی است که ویژگی هاي آن با عبارات زیر قابل توجیه است:
– جرم کلی زمین را می توان مشابه شینه اي با سطح مقطع بزرگ فرض کرد کهمقاومت بین هر دو نقطه آن عملا نزدیک به صفر است .
– اتصال به جرم کلی زمین تنها از راه نوعی الکترود زمین امکان پذیر است.
– اتصال الکترود زمین به جرم کلی زمین همواره با مقاومتی همراه است که همانمقاومت اتصال زمین یا مقاومت الکترود زمین است.
هم بندي:(bonding)
وصل الکتریکی هر ترکیبی از اجزاي هادي، بدنه ها، قسمت هاي فلزي در دسترس،اجزاي فلزي ساختمان ها، انواع لوله کشی ها، پوشش هادي و غیره به یکدیگر به منظوراز بین بردن اختلاف پتانسیل احتمالی بین آنها در حالت عادي یا در صورت بروز اتصالی.
Clean earth یا Quiet ground:آرام زمین
استاندارد IEEE 100 زمین آرام را اینگونه تعریف می کند:
شبکه زمین ویژه که از بخش هاي قراردادي سیستم زمین قدرت system groundPower ایزوله می باشد و نویز الکترو مغناطیسی و ولتاژهاي ناخواسته موجود درلحظات خطا یا عادي زمین روي آن اثر نمی کند و موجب اختلال در عملکرد مطلوبکامپیوتر نخواهد شد .
معیار دقیقی جهت تعیین مقاومت زمین آرام در دست نمی باشد و زمینی که ولتاژهايناخواسته ناشی از جریان هاي داخل زمین را به کامپیوتر منتقل نکند خواه یک الکترودباشد خواه یک شبکه وسیع ایزوله، زمین آرام می باشد.
زمین نویزي:(noisy ground)
برخلاف زمین آرام، زمین نویزي یک شبکه زمین الکتریکی است که استعداد القاء یاتزریق ولتاژهاي ناخواسته و مزاحم را به سیستم کامپیوتر دارد.
تداخل ناشی از میدان الکترو مغناطیسی: ( Electro Magnetic Interference
(EMIبه میدان هاي الکترو مغناطیسی راه یافته در زمین بخاطر وقوع صاعقه، اتصال کوتاهدر زمین هاي مجاور و نظائر آن که از سیگنال هاي با فرکانس پایین شهري تافرکانسهاي رادیوئی و سیگنال هاي با سرعت بالاي صاعقه را شامل می شود EMIگویند.
تاثیر جریان الکتریکی بر بدن :
تاثیر جریان الکتریکی عبوري از بدن تابع فرکانس f، میزان جریان i و مدت زمان tعبور این جریان می باشد.
جریان هاي تا 9 میلی آمپر در فرکانس 50 تا 60 هرتز آسیب جدي در شخص ایجادنمی کند ولی چنانچه میزان آن از 9 تا 25 میلی آمپر افزایش یابد خطراتی مثل از کارافتادن ماهیچه هاي محل تماس مشهود بوده است جریان هاي بیشتر از 25 میلی آمپرباعث از کار افتادن تنفس و یا منجر به مرگ خواهد شد.
جدول زیر میزان خطرات و اثرات جریان برق بر بدن را براي جریان هـاي AC بـا فرکـانس60 هرتز و DC نشان می دهد.
در این خصوص می توان با استفاده از فرمول تجربی زیر رابطه شدت جریان انتقالیو زمان عبور آن را محاسبه نمود این فرمول توسط DAISLER بیان شده و در موردافراد با وزن 50 کیلوگرم و زمان کمتر از 3 ثانیه صادق بوده است:
0.135 = ts ×Ib²ts زمان انتقال جریان از بدن و Ib شدت جریان عبوري از بدن می باشد.
به عنوان مثال طبق فرمول فوق به ازاي زمان 5 ثانیه شخص می تواند شدت جریان164 میلی آمپر را تحمل کند. از لحاظ ولتاژ نیز در استانداردهاي ایران ولتاژ متناوب 50ولت به بالا را ولتاژ خطرناك می گوییم همچنین اثر جریان برق به وضعیت قرار گرفتنانسان و عضوي که به موضع اتصالی برخورد می کند نیز ارتباط دارد. وضعیت برخوردانسان با موضع اتصالی ممکن است به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم باشد.
