ارت Earth

ارت Earth

معرفی به دوستان

نکاتی که باید در رابطه با ارت بدانیم.چگونه یک چاه ارت مطمئن با ضریب حفاظت بالا داشته باشیم.نکاتی در بهینه ساری چاه های ارت.

ارت  Earth

ارت  Earth       

تعريف و دليل لزوم آن ‌‌  : دربسياري از تجهيزات الكترونيكي و الكتريكي وجود يك محل اتصال به نام زمين مشهود است و بطور معمول در درون كابل هاي ارتباطي انواع تجهيزات الكتريكي يك سيم مستقيما ارتباط ما بين اين اتصال درونی تجهيزات را  ،با پريز بيروني برقرار مي كند. حساسيت اين پارامتر بقدري زياد است كه،در تجهيزاتي كه اين اتصال  روي آن پيش بيني نشده است بعنوان تجهيزات خارج از حداستاندارد شناخته ميشوند .

درواقع عدم وجودپيش بيني چنین ضريب حفاظتي  دریک سيستم  الکتریکی و یا الکترونیکی،چه ازنظر حفاظت جاني و یا بلحاظ حفاظت الكتريكي  ،خسارات نرم افزاري وسخت افزاري رادرسيستم كاهش ميدهد

ازصحبت هاي فوق چنين برداشت مي شود كه Earth عبارت است از اتصال زمين در تجهيزات الكتريكي كه نوعي حفاظت الكتريكي را جهت مصرف كنندگان تامين ميكند .

با برقراري اين ارتباط بار ذخيره شده روي تجهيزات كه بصورت الكتريسته ساكن و در اثر مالش يا سايش و يانوعي ولتاژ  القائی در تجهيزات الكتريكي ،به نقطه اي با پتانسيل پائين تر يعني زمين  انتقال مي يابد و اين تجهيزات را از صدمات ناشي از اين ذخيره و یا القاء الكتريكي ،حفاظت مي نمايد.البته وجود ارت بجز تخليه بار الكتريكي انباشته شده روي نقاط غير هادي و يا هادي  ( غير مرتبط با بخش هاي ديگر) آثار ديگري نيز دارد ، درواقع Earth در موارد زير مورد استفاده قرار ميگيرد :

1- حاصل جمع برداري 3فاز R,S,T ودر نهايت  نقطه صفر ولت يا نول را  ایجاد میکند  و میتوان  با وصل نمودن آن به  Earth  بنحوی  نقطه صفر ولت الکتریکی به پتانسیل صفر فیزیکی  زمین بدست آمده از چاه ارت  متصل میگردد  و در واقع  این دو همدیگر را برای داشتن یک رفرنس با ولتاژ صفر  پشتیبانی می کند .   البته  این روش  برای انتقال  انرژی الکتریکی از نیرو گاه ها  به شهرها نیز استفاده می شود  در این روش بجاي انتقال 4 خط كابل، جهت انتقال انرژي از سه خط R,S,T استفاده مي كنند و به اين روش علاوه بر كاهش مواد اوليه ( كابل) به نوعي تعادل بار در هنگام انتقال را ايجاد مي كنند .

 البته با این روش می توان ارت مناسب تری هم در  محلهای  صنعتی ایجاد کرد، لازم بذکر است غیر از  Earth  مذکور  که معمولا برای تثبت  نول و یکسان سازی  ارت با نول استفاده میشود  یک سیستم ارت دیگر که به لحاظ فیزیکی  چاه آن در محل دیگر حفر شده و معمولا به نقطه ارت حفاظتی دستگاه ها وصل می شود و معمولا دارای اهم کمتر از4 می باشد.

2-  بعد از انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه ها به پست های الکتریکی در مبادی  شهر ها در نقطه مقصد نيز با جمع برداري 3فاز از طريق اتصال ستاره 3فاز دوباره نقطه اي باولتاژ صفر ايجاد و بااتصال سيم زمين چاه ارت مخصوص این کار  به ولتاژ موردنظر ولتاژ مورد استفاده مصرف كنندگان تك فاز و یا سه فاز دارای نول   را تامين مي كنند.

3- خط ارت بوسيله ارتباط با زمين و اتصال به نقطه نول Refrence مناسب و غير قابل تغيير را براي سنجش ساير پتانسيل هاي الكتريكي تامين مينمايند. 

4- ارت بعنوان یک  Refrence نيز مي تواند مبنايي براي انتقال Data نيز قرار گيرد .

مبناي اصلي جهت ايجاد Earth مناسب تحت استانداردهاي  BS7671 وتعريف شده است كه كاربر بايد اين موارد را بكار ببندد.

در برقراري اتصال تجهيزات به Earth لازم  است که هر يك از تجهيزات بطور جداگانه و مستقلا به سيم ارت اتصال داشته باشند و اتصال از طريق تجهيزات ديگر توصيه نمي گردد. (اتصال سري توصيه نميگردد.)

  هرچه فاصله تجهيزات الكتريكي از نقطه ارت (چاه ارت بيشتر شود.) لازم است قطر سيم برقرار كننده ارتباط ارت ، قطورتر گردد كه اين اندازه ( قطر) معمولا برمبناي جدول زير تا حدود 100 متر محاسبه مي گردد.

فاصله از جسم الكتريكي تا چاه

شعاع سيم به mm

30 m  تا

4/1

50 m  تا

5/2

6/5 تا50 m

6-5

100 تا 75m

7/3

 

معمولا جمع مقاومت DC  از نقطه اتصال تا سرچاه ارت (زمين )نبايد بيش از1اهم باشد و قطر سيم بايد طوري انتخاب شود كه اين مقاومت را تامين كند .

ولتاژ ايجاد  شده روي اتصال ارت هر كابين ( كابين هردستگاه ) نسبت به نقطه اصلي ارت و يا نسبت به ارت بدنه هريك از تجهيزات الكتريكي ديگر نبايد بيشتر از 1ولت RMSباشد .

-حداقل اندازه سيم ارت 1/5mm2 است . (5/1 استاندارد )

جدايي مابين محل اتصال ارت كابلهاي Powerاز كابلهاي Data ازنكات اساسي مي باشد .  اگر كابل ديتا و پاور از يك مسير مشترك استفاده كنند لازم است فاصله فيزيكي مشخصي بين اين دو طبق استاندارد EN 50174 وجود داشته باشد .

براي كابل هاي اپتيك انتقال ديتا كه پوشش فلزي ندارند لزومي ندارد كه فاصله مابين آنها و كابلهاي انتقال قدرت (برق) وجود داشته باشد . اما اگر اين كابلها داراي پوشش وبخش  فلزي باشد بهتر است به ازاي هر240VAC فاصله تقريبی 15 ميلي متر بين آنها رعايت شود. البته بشرطی که این پوشش فلزی به ارت مناسب وصل شود .

اطلاعات ارائه شده درجدول  زير از استاندارد EN 50174 براي تعيين فاصله خطوط DATA ازPOWER كه موازي هم هستند استخراج شده است .

                                       

ديتا كابل

كابل برق

فاصله مناسب در كانالها بدون تقسيم يا پلاستيكي

كانال آلومينيوم

مسير عبور موازي كابل برق و ديتا

كانال فولادي

مسير عبورموازي كابل برق  وديتا

كابلهاي بدون پوشش

بدون پوشش

200 mm

100 mm

50 mm

داراي پوشش

بدون پوشش

50 mm

20 mm

5 mm

بدون پوشش

داراي پوشش

30 mm

10 mm

2mm

پوشش دارد

پوشش دار

5 mm

5 m

0mm

 

*  نكته قابل توجه : جهت توازي دو كابل در فاصله كمتر از 15متر نياز به هيچ گونه ايجاد فاصله بين دو كابل نيست .

درمواردكمتر از20 متر نيزقانوني براي جداسازي وجودنداردبنابراين جداول براي فواصل بالاتر از 35 متر كانال موازي طراحي شده اند.

مينيمم فاصله براي لامپ هاي نئون ويالامپ هاي با قدرت تخليه بالا جهت موازي شدن با كابل   DATA 30/1متر مي باشد.

براي توازي با خطوط انتقال نيرو سه فاز با ولتاژ 415 ويا بالاتر مينيمم فاصله جدائي مابين كابل  data و Power طبق جداول EN 50174 مي باشد كه حد اقل آن از5/1 متر كمتر نمي باشد.

 

ارت كردن به منظور كنترل آثار الكترومغناطيسي مجاز و سازگار با تجهيزات .

جداول استانداردي جهت EMC / EMI وجود دارد كه بر اساس EN 50082 و EN 5565 بايد خطوط كابلي بصورت صحيحي زمين گردند .

كابلهاي كه داراي پوشش هاي Folie هستند ( FTP )  ياداراي مغزي  پوشش دار هستند (S-FTP)  ممكن است با Patch panele  هاي پوشش دار كابلهاي ديتاي پوشش دار مورد استفاده قرار گيرند ولي به هر جهت استفاده از دونوع كابل فوق به صورت مخلوط در يك تركيب نصب و سيم كشي پيشنهاد نمي گردد  .

اين جزء به اين منظور تدوين شده تا بهترين راه كارهاي عملي را جهت زمين كردن قطعات شيلد  شده را بدست دهد تا بهترين آثار پوشش بدست آيد .

دلايل عمده ايجاد تداخل الكتريكي

   اين دلايل عبارتند از :

    1- برخورد صاعقه

    2- قوس حاصل از دستگاههاي جوش

    3- مولدهاي  الكتريكي ( موتورهاي )

    4- برق فلورسنت

    5-  سوئيچ هاي جريان بالا  سوئيچ هاي ترموستات يخچا ل­ها

    6- فرستندهاي رادار و راديوها

    7- خطوط برق با ولتاژ بسيار بالا حدود 200 KVA

 ارت كردن يك شبكه :

براي برقراري ارت در يك شبكه لازم است كليه تجهيزات بكار گرفته شده از كامپيوترها خطوط ارتباطي ،پريزهاي ديواري، خطوط انتقال تجهيزات سوئيچ راك ها و هاب ها ارت شده باشند.

در صورتيكه مابين ارت هاي وصل شده به تجهيزات شبكه ،اختلاف پتانسيلي وجود داشته باشد طبيعتا يك حلقه جريان ايجاد خواهد شد . بهترين راه براي جلوگيري از ایجاد  اين حلقه جريان نزديك كردن پتانسيل زمين در نقاط مختلف به يكديگر مي باشد در واقع مشخصات الكتريكي زمين بايد در ساختمان ها  به  بهترين مشخصه يعني به صفر ولت واقعي به هم نزديك گردند ، اماراه حل اضطراري اين است كه شبكه از يك نقطه با ارت ارتباط پيدا كند تا نهايتا اختلاف پتانسيلي ما بين دو ارت باعث ايجاد جريان مزاحم نشود.

چگونه يك چاه ارت مناسب طراحي كنيم :

بحث طراحي چاه ارت مناسب بسته به شرايط بسيار متفاوت است كه كتابچه مجزا و درصورت  لزوم براي محاسبه اين كار انجام شده است .

يك چاه ارت مناسب بايد داراي خصوصيات زير باشد :

1-مشخصات الكتريكي : داراي اهم كمتر از 1باشد.

2-قابليت عبور جريان­هاي شوك تا محدوده مورد نظر به زمين را داشته باشد اگر اين چاه قابليت دريافت بيش از ميزان جريان  الكتريكي مورد نظر  را داشته باشد شايد ايده آل باشد ولي هزينه آن قطعا بالا تمام خواهد شد .

3-قابليت احياء را داشته باشد .

4-چاه هاي ارت كه براي منظورهاي مختلف ايجاد مي گردند از لحاظ فيزيكي با يكديگر مرتبط نباشد.براي مثال چاه ارت مربوط به تاسيسات با چاه ارت مربوط به شبكه و یا چاه ارت مربوط به نول  سه فاز ، به لحاظ فیزیکی از هم جدا باشند و به هم متصل نشوند.

5-چاه هاي ارتي كه جهت Link كردن بكار مي روند بطور خارجي و مستقل از تجهيزات با ارتباط مناسب با هم مرتبط گردند .

6-مواد بكار گرفته شده در چاه و ساختمان چاه بگونه اي باشدكه مشخصات آن در اثر گذشت مدت كوتاهي تغيير نكند .

  ( براي مثال گذشت زمان باعث ايجاد قطعي ارتباط مابين كابل ارت و صفحه ارت نشود.)( كه در مشخصات اجرائي چاه جزوه مخصوص ارائه شده است .)

ب – رطوبت چاه ثابت و تا حد امكان ميزان هدايت ثابت  نگهداري شود.

تعريف UPS

دستگاه  ups یاUninteruptable power supply   به معني منبع تغذيه بدون وقفه است بسياري  از تجهيزات الكتريكي و الكترونيكي با توجه به ضرورت هايي كه براي آنها به جهت كاردائم و يا حساسيت حفاظتي تعريف ميشود ، لازم است كه بدون وقفه به فعاليت خود ادامه دهند و يا حداقل فعاليت كاري آنها در كنترل اپراتور باشد و ايجاد هر گونه اختلال پيش بيني نشده در كارآنها مي تواند صدمات و خسارات سنگيني به بار آورد براي مثال در صورتي كه در خطوط توليد مواد شيميايي كه به نحوي وابستگي به برق دارند.

اگر اختلالي بيشتر بيابد باعث بهم ريختن فرآيند توليد و ايجاد پس مانده هاي ناشي از اين وقفه گردد .براي جلوگيري ازچنين حوادثي كه حتي اختلال هاي زماني كوچك براي آنها بسيار موثر است و يا براي تثبيت وضعيت برق روي يك محدوده قابل پيش بيني معمولا از دستگاه UPS استفاده مي كنند.

UPS درواقع سيستمي است كه با ذخيره كردن انرژي الكتريكي برق شهر و یا منابع غیر قابل پیش بینی مثل ژنراتور و یا انرژی باد و یا خورشید درون باتري امكان استفاده بهتر با برنامه ريزي قابل پيش بيني، اين انرژي را براي مصرف كننده فراهم مي كند .

كار ذخيره سازي انرژي درUPS ها توسط وسيله به نام شارژر انجام ميگيرد و با تبديل انرژي الكتريكيAC به انرژي الكتريكيDCامكان استفاده از اين انرژي ذخيره را در شرايط بحراني فراهم مي كند .

بخش ديگر UPS بخش اينورتر بوده كه در مواقع مورد نياز ودر بسياري ازموارد بصورت دائم انرژي الكتريكيDC  ذخيره شده و ياDC تامين شده توسط RECTIFIER رابصورت AC دراختيار مصرف كننده هاقرار مي دهد .

UPSها داراي تكنولوژي هاي ساخت متفاوتي مي باشند كه بسته به نياز مصرف كنندگان مختلف انرژي الكتريكي را بصورت شكل موج هاي ACسينوسي ويا شبه سينوسي بصورت دائم  (online)  يابصورت off line دراختيار مصرف كننده قرار مي دهد .ازآنجائيكه بيشتر  علت مصرف ups جهت تامين انرژي  کاملا  safe  برای كامپيوترها  و یا تجهیزات ابزار دقیق مي باشد لذا لازم است مشخصات الكتريكي انرژي تامين شده توسط UPS  تا حدزيادي با مشخصات الکتریکی مورد نیاز  مصرف كننده تطبيق داشته باشد و ازآنجائيكه تمام يااكثر كامپيوترهاي  امروزي از منابع تغذيه سوئيچينگ جهت تامين انرژي الكتريكي مورد نياز خود، استفاده مي كنند،لذالازم است UPSهاي  مورد نظر ،توان تطبيق با اين منابع تغذيه را كه ازنوع بارهاي غيرخطي ميباشد داشته باشند به همين جهت و با توجه به نيازهاي مختلف مصرف كنندگان ودرجات حساسيت آنها وميزان زمان  برقدهي انواع UPSهاي شبه سينوسي و سينوسي در   دو     Mode    on line  و  off line ساخته ميشوند بسياري از مصرف كنندگان ساده كامپيوتري كه سيستم هاي كامپيوتري را در شبكه هاي كوچك و يا بصورت انفرادي مورد استفاده قرار مي دهند از انواع UPS هاي شبه سينوسي استفاده مي كنند .اين نوع از UPS ها كه از انواع ساده و ارزان UPS مي باشد براحتي نياز چنين مصرف كنندگان را تامين مي نمايد.

بيشتر اين UPS ها ازنوع كوچك وروميزي  با باتری  INTERNAL  و با قابلیت برق دهی با  مدت زمان كم ومحدود به باتري داخلي آنها مي باشد اينUPSها به جهت ارزان بودن داراي تكنولوژي بسيارساده بوده و معمولا جهت كامپيوترهاي خانگي  و یا سیستم های دوربین مدار بسته که از منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنند مورد بهره برداري قرار مي گيرند .

ازطرفي بعضي ازمصرف كنندگان با بكارگيري چنين UPSهايي درتوان بالاتاKVA 5نياز مجموعه هاي ساده كامپيوتري رابرطرف مي كنند البته جهت مصرف كنندگان ايراني UPSهاي چه در مدلهاي سينوسي يا شبه سينوسي براي زمانهاي طولاني تر حدود 2ساعت (باتوجه به وضعيت قطعي­هاي­شبكه برق ايران) طراحي مورد استفاده قرار مي گيرند.

درشبكه هاي كوچك ازUPSهايي با توان 1000VAالي5000 VA منتهي ازنوع موج سينوسي با انواع تكنولوژي هاي Off line يا On lineاستفاده ميشود.

اين UPSها از لحاظ شكل موج تطبيق بيشتري با شبكه برق شهر داشته و شكل كاملا فيلترشده و عاري از انواع(نويزهاي) صوتي­رابه مصرف كننده تحويل ميدهند روش ساخت شكل موج درانواع UPSهاي سينوسي بسته به شركت عرضه كننده دارای­شیوه های متفاوتی ميباشد و تقريبا بطور عمومي مي توان گفت UPSهاي مدلON LINE با شكل موج سينوسي قابليت هاي مناسب تري به نسبت انواع OFF LINE درشرايط مختلف درايران ارائه مي دهند

بحث UPSها ونحوه بكارگيري UPSها با ژنراتورها

ازآنجائي كه UPS يك توليد کننده  انرژي الكتريكي استاتيك بوده و خروجي امن (Safe)  و فيلترشده اي را براي مصرف كننده درمدت زمان قطعي برق براي مصرف كننده تامين مي نمايد و ازآنجائي كه معمولا حجم ، وزن و قيمت بسيارزيادي را براي ارائه زمان كوتاه Auto nomy دراختيارUPS قرار مي دهند لازم است UPS قابليت تطبيق باژنراتور را براي تامین برق اضطراری براي مدت زماني طولاني­ ترراداشته باشد .

ازآنجائيكه بطور معمول مصرف كنندگان UPS بارهاي غيرخطي را به UPSوصل مي نمايند و خودUPSنيز خود نوعي بار غير خطي محسوب میشود وازآنجائيكه معمولا فشار اين بار غيرخطي معمولا رويPeak شكل موج منبع ورودی  برق شهر و یا ژنراتور ورودی مي باشد لذا بحث بخش عمده اي از انرژي توليد شده توسط منبع  ups ها مورد استفاده جهت ارائه به مصرف كنندگان قرار نخواهد گرفت .لذا جهت برقراري سرويس ژنراتور برای ورودی يك UPS  می بایست توان ژنراتور  به نسبت توان   upsرا  5 تا 8 برابر بزرگتر باشد ..

جهت  بهبود  چنين مشكل بزرگی ، بسياري از سازندگان UPSها با سيستم اصلاح ضریب قدرت  ورودی  UPS  های خود  تا عدد 0.99  و  همچنین بهبود  THDI  دستگاه های  UPS  خود  به کمتر این مقدار کمتر از 3% امكان کاهش توان این ژنراتور از عدد 8 برابر و یا 5 برابر   به عددی حدود 1/5 تا دو برابر  را توان  UPS  را  ایجاد کرده اند  با این روش عملا  توزيع قدرت مصرفيUPS و مصرف كنندگان انرژي آنرا روي كل سيكل برق شهر ممكن مي سازند.اين عمل باعث ميشود كه درصورتيكه نياز به ژنراتور باشد عملا ژنراتوري باتوان كمي بالاتر ازUPS قابليت ارائه چنين سرويسي را به UPS داشته باشد .

جهت دانلود این مقاله به صورت نسخه PDF اینجا را کلیلک کنید.

نظرات

 
   
 
Captcha