استانداردهای سیستم زمین و سیم زمین تجهیزات
استانداردها و مقررات سیستم زمین :
با توجه به ارتبـاط نقطـه خنثـی سیسـتم و زمـین و اتصـالات در سـاختار توزیـع بـرق
سیستم هاي زمین به انواع زیر تقسیم می گردد:
N: در این مدل در مبدا تحویل نیرو نقطه خنثی و زمین با یکدیگر متصل می گردد
این مدل خود به سه زیر مجموعه TNS-C،TNC،TNSتقسیم می گردد.
اتصالTNSشبکه چهار سیمه می باشد که در آن سیم خنثی نقش سیم حفاظتی زمین
را نیز دارا است. اتصال TNCشبکه پنج سیمه می باشد که در آن از محل مبدا نیرو
سیم خنثی و سیم حفاظتی از یکدیگر مجزا می گردد. اتصال TNS-C ترکیبی از دو
مدل TNSوTNCمی باشد یعنی تا قسمتی از سیستم توزیع داخلی چهار سیم و داراي
اتصال TNSو در نقطه اي از تابلوها و ایستگاه ها سیستم خنثی و حفاظتی مجزا
گردیده و سیستم TNCرا ایجاد می کند و لذا به مجموعه ترکیبی آنها TNS-Cاطلاق
می شود.
TT: در این مدل زمین سیستم داخلی از زمین سیستم نیرو مجزا است بدین معنا که
تجهیزات داخلی مصرف کنندگان از طریق زمینی جداي از ایستگاه اصلی نیرو ، زمین
می گردد در این سیستم حتما باید از وسایل حفاظتی جریان باقی مانده جهت ایمنی
استفاده کرد.
IT: در این مدل نول و خنثی تجهیزات مصزف کننده ، زمین داخلی مصرف کنندگان
است و زمین سیستم نیرو از طریق امپدانسی با یکی از فازها مرتبط است، باز هم
زمین مصرف کننده و زمین سیستم نیرو مجزا است و از نول سیستم نیرو استفاده نمی
گردد این مورد جهت کاهش قطعی سیستم در نقاط حساس استفاده می گردد زیرا
لازم است که با اولین خطا سیستم نیرو رسانی از مدار خارج نگردد.
مفهوم حروف اختصاري به کار رفته درمورد سیستمهاي توزیع نیرو به ترتیب زیر
میباشد:
حروف اول (سمت چپ) تعیین کننده نوع رابطه سیستم توزیع نیرو با زمین میباشد:
T – یک نقطه از سیستم مستقیماً به زمین وصل شده است.
I – همه قسمتهاي برقدار نسبت به زمین عایق بوده و یا یک نقطه از سیستم از
طریق امپدانسی به زمین وصل شده است.
حروف دوم (سمت راست) تعیین کننده نوع رابطه بدنههاي هادي تاسیسات الکتریکی
بازمین میباشد.
t – بدنههاي هادي ازنظر الکتریکی بطور مستقیم از اتصال زمین هر نقطه اي از
سیستم نیرو به زمین وصل شده است.
n- بدنههاي هادي از نظر الکتریکی بطور مستقیم به نقطه زمین شده سیستم نیرو
وصل شده است (در سیستمهاي جریان متناوب و نقطه زمین شده معمولاً نقطه خنثی
میباشد).
سیم زمین تجهیزات
سیم زمین تجهیزات الکتریکی در واقع همان سیم سوم است .سیم زمین ممکن است
به صورت بدون روکش و یا با روکش سبز رنگ در نظر گرفته شود این سیم به موازات
سیم هاي فاز و نول در مدارهاي الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد وجود سیم زمین
را می توان از روي نوع دوشاخه ها و پریزهاي به کار رفته در مدار نیز تشخیص داد سیم
زمین تجهیزات الکتریکی در واقع همان شاخه سوم دوشاخه برق است که در سوراخ
میانی پریز فرو می رود.
هدف از به کارگیري سیم زمین بر طرف نمودن مشکل نشت جریان الکتریکی است.
سیم فاز معمولاً توسط مواد عایق پوشیده می شود و به وسیله جعبه تقسیم
Electrical box دیواري یا بدنه موتور یا سرپیچ تأسیسات روشنایی پوشیده می شود
به مرور زمان با فرسوده شدن تجهیزات و عایق ها ، احتمال نشت جریان افزایش می
یابد. در مواردي که ارتعاشات یا حرکت هاي دیگر موجب ساییده شدن عایق سیم یا
قطع شدن سیم زمین تجهیزات می شود ، احتمال بروز عیب اتصال زمین در تجهیزات
الکتریکی افزایش می یابد یخچال ها و ماشین هاي لباسشویی قدیمی که لرزش بسیار
زیادي دارند یکی از عوامل متداول بروز این مشکل به شمار می روند.
لامپ هاي قدیمی و پر استفاده که عایق سیم برق آن ها به مرور زمان خشک می شد
نیز در همین گروه بودند در هنگام بروز چنین مشکلی ، احتمال قرار گرفتن سیم فاز در
معرض تماس دست افراد یا برق دار شدن تمام قسمت هاي فلزي وسیله مربوطه بسیار
زیاد است که نتیجه آن ایجاد شوك الکتریکی خواهد بود. در صورت بروز عیب اتصال
زمین ، ممکن است بدنه فلزي وسیله الکتریکی با مدار برق مرتبط شود به این ترتیب
در صورت تماس دست افراد با بدنه فلزي و یا در زمین مرطوب ، شوك الکتریکی
شدیدي به فرد منتقل خواهد شد در این وضعیت اگر دست افراد در هنگام تماس
مرطوب باشد ، شوك الکتریکی حاصله بسیار شدید و کشنده خواهد بود در نتیجه
سازندگان تجهیزات الکتریکی توصیه می کنند که بدنه فلزي تجهیزات الکتریکی از
طریق اتصال به سیستم ارت به زمین متصل شود به همین منظور نیز تولید کنندگان
تجهیزات یاد شده از پریزهاي سه شاخه استفاده می کنند به این ترتیب دو رشته از
سیم ها به وسیله برقی و یک رشته به بدنه فلزي متصل می شود که اتصال وسیله
برقی به زمین را تأمین می کند.
سیم زمین در کنار سیم فاز و سیم نول اجرا می شود و به اجزاي فلزي مانند جعبه
هاي تقسیم ، خروجی ها و ابزارها و تجهیزات برقی که قابلیت انتقال جریان الکتریکی در
هنگام نشت جریان را دارند متصل می شود کاري که سیم زمین تجهیزات انجام می
دهد آن است که جریان نشتی ایجاد شده را تخلیه نموده و درست همانند سیم نول ،
مسیر برگشت به تابلو برق اصلی را تأمین می کند در عمل ، در صورت عبور جریان
نشتی از طریق سیم زمین ، فیوز یا قطع کننده تعبیه شده در مدار فعال شده و جریان را
قطع می کند قطع شدن جریان در این مرحله در واقع نشانه وجود یک عیب اساسی در
مدار است که باید در اولین فرصت بر طرف شود.
براي استفاده از پریزهاي سه شاخه که قابلیت اتصال سیم زمین را هم دارند و نیز به
منظور تأمین مسیر زمین ایمن بر مبناي استاندارد NEC ، باید از پریزهاي برق متصل
به زمین استفاده شود همچنین سیم کشی مدار با در نظر گرفتن مسیر زمین به
صورت مجزا از سیم نول انجام پذیرد. در استانداردهاي الکتریکی تصریح شده است که
تمامی مدارهاي 120 ولت باید مجهز به سیم اتصال به زمین باشند رعایت این نکته
مانع از ایجاد شوك الکتریکی به واسطه تماس دست افراد با اجزاي رسانا مانند کلیدها ،
جعبه هاي تقسیم و درپوش هاي فلزي می شود.
نادیده گرفتن سیم زمین تجهیزات :
در خانه هاي قدیمی با پریزهاي دو شاخه اغلب با مشکل چکونگی اتصال سه شاخه
تجهیزات الکتریکی به پریز مواجه می شویم از طرفی خارج کردن شاخه سوم و کنار
گذاشتن مسیر اتصال زمین موجب کاهش ایمنی تجهیزات و افزایش احتمال ایجاد شوك
الکتریکی می شود.
تعویض پریزهاي دوشاخه قدیمی با پریزهاي جدید سه شاخه متصل به زمین که
قابلیت کار با تمامی انواع دوشاخه ها را دارند به عنوان یکی از راه حل هاي مناسب
براي بر طرف نمودن این مشکل مطرح است البته در سیستم هاي قدیمی دو سیمی که
سیم زمین وجود ندارد حتی تعویض پریزهاي قدیمی با پریزهاي جدید نیز عملاً تأثیري
در افزایش ایمنی سیستم ندارد چرا که در این سیستم ها اساساً سیم زمین در نظر
گرفته نمی شود بنابراین در صورت تعویض پریزهاي قدیمی با پریزهاي جدید حتماً
باید سیم اتصال به زمین نیز براي آن ها در نظر گرفته شود زیرا در غیر این صورت
ممکن است این تصور در ذهن ایجاد شود که سیستم مجهز به سیم اتصال زمین است
در حالی که در عمل چنین نیست و این مسأله موجب کاهش ضریب ایمنی سیستم می
شود.
یکی دیگر از روش هاي مواجهه با این مشکل ، استفاده از مبدل هاي سه شاخه به
دوشاخه است بر مبناي استاندارد NEC نیز استفاده از این روش به شرط آن که پیچ
مربوط به صفحه روکش به زبانه زمین تجهیزات متصل شود مجاز است این روش نیز
در نهایت می تواند موجب اشتباه افتادن کاربران و کاهش ایمنی آن ها شود.
در مجموع باید گفت که به هیچ عنوان نباید شکل ظاهري سیستم طوري تغییر کند
که افراد به اشتباه تصور کنند مدار مجهز به سیم زمین نیز هست و باید در اسرع وقت
نسبت به اصلاح سیستم اقدام نمود.
