سیستم های توزیع برق

[علیرضا پورحبیب]

سیستم های توزیع برق با استفاده از کابل های زیر زمینی یا شبکه های هوایی نیروی برق را از نیروگاه های برق به سمت مصرف کنندگان هدایت می کنند. این سیستم ها برحسب تعداد سیم ها به تک فاز دو سیم، تک فاز سه سیم، سه فاز سه سیم، سه فاز چهار سیم و … تقسیم می شوند. علاوه بر این، سیستم های توزیع برق برحسب چگونگی اتصال الکتریکی به زمین به ترتیب زیر تقسیم بندی می شوند:
[font=IRSans]الف- سیستم توزیع برق زمین شده
[/font]

در این سیستم، یک نقطه سیستم توزیع، معمولاً نقطه خنثی سیستم مستقیما یعنی بدون اینکه امپدانس قابل توجه ای در سر راه آن قرار داده شود، به زمین وصل می شود. اگر به جای نقطه خنثی سیستم، یک فاز به زمین وصل شود در صورت اتصالی یکی از فازها به زمین، ولتاژ سایر فازها نسبت به زمین برابر ولتاژ بین فازها خواهد بود.

 

ب- سیستم توزیع برق زمین نشده

 در سیستم توزیع برق زمین نشده هیچ نقطه ای از سیستم زمین نشده یا نقطه ای از آن معمولاً نقطه خنثی، از طریق امپدانس محدود کننده جریان اتصالی زمین، به زمین وصل شده است. در سیستم زمین نشده، در صورت اتصالی یکی از فازها به زمین، ولتاژ سایر فازها نسبت به زمین، برابر ولتاژ بین فاز-فاز است.

[font=IRSans] [/font]
[list]

[*]انواع سیستم توزیع برق
[/list][font=IRSans][font=IRSans]معمولاً برای نشان دادن چگونگی اتصال زمین سیستم توزیع برق و تأسیسات برق مصرف کننده از دو یا چند حرف لاتین استفاده می شود. حرف اول نشان دهنده چگونگی اتصال زمین سیستم توزیع نیروی برق و حرف دوم نشان دهنده چگونگی اتصال زمین تأسیسات برق مصرف کننده است. حروف دیگر نشان دهنده یکی بودن یا یکی نبودن سیم حفاظتی و سیم نول در سیستم های TN است. سیستم های معمول عبارتند از: TT، TN و IT
[/font][/font]
[list]

[*]هادی حفاظتی
[/list][font=IRSans][font=IRSans]سیستم های TT , TN و IT  هادی حفاظتی یا PE دارند. همه قسمت های فلزی در دسترس و قابل دسترسی تجهیزات برقی مصرف کننده که می توانند به هنگام ایجاد اتصالی برقدار شوند، در این سیستم ها به نحوی مطمئن به سیم حفاظتی متصل می شوند. در تجهیزات برقی مصرف کننده ترمینال ویژه ای برای اتصال سیم حفاظتی وجود دارد که با علامت مشخص می شود. برای جلوگیری از شل شدن سیم حفاظتی در ترمینال ویژه، باید همه پیش بینی های ضروری را در نظر داشت.
سطح مقطع سیم حفاظتی، برای سیم مسی تا ۱۶ میلیمتر مربع و برابر سطح مقطع سیم های فاز گرفته می شود. مانند سیم های فاز، حفاظت شده و با احتیاط و مراقبت قرار داده می شود. برای چند مدار جداگانه می توان از یک سیم حفاظتی استفاده کرد. در این صورت سطح مقطع سیم حفاظتی را برابر با بزرگترین سطح مقطع سیم فاز مدارها می گیرند.
[/font][/font]

محفظه تجهیزات برقی مصرف کننده برق یا قسمت هایی از ساختار فلزی آن ها را هم می توان به عنوان هادی حفاظتی بکار برد مشروط بر آنکه اتصال الکتریکی مطمئنی را تأمین کنند. استفاده از لوله های فلزی شبکه لوله کشی آب به علت استفاده از قطعات واسط عایقی در آن ها به عنوان هادی حفاظتی مطمئن و جایز نیست. همچنین استفاده از لوله های گاز و شوفاژ برای هادی حفاظتی مجاز نیست.

در سیم کشی ثابت و سیار، سیم سبز – زرد مخصوص سیم حفاظتی است. پس از پایان کار، ترمینال ها، اتصالات و سطح مقطع سیم حفاظتی باید کنترل شود. در هر ساختمان یک سیم پتانسیل ساز اصلی برای هم بندی هادی های زیر باید در نظر گرفته شود:

[list]

[*]سیم حفاظتی (هادی حفاظتی)، یا نول حفاظتی

[*] لوله ورودی آب

[*] لوله ورودی گاز

[*]لوله رفت شوفاژ – تهویه مطبوع

[*]اسكلت فلزي ساختمان و سایر لوله کشی های فلزی، در صورت امکان سطح مقطع سيم هم پتانسیل ساز نصف سطح مقطع سیم حفاظتی و حداقل ۶ میلیمتر مربع است.
[/list][font=IRSans][font=IRSans]سطح مقطع بیشتر از ۲۰ میلیمتر مربع برای سیم مسی یا سطح مقطع سیمی غیر از مس دارای ظرفیت انتقال جریان معادل برای سیم هم پتانسیل ساز ضروری نیست. اقدامات حفاظتی برای تجهیزات مصرف کننده برق باید بدون اتصال به سیم هم پتانسيل ساز هم مؤثر باشد.
[/font][/font]
[list]

[*]وسایل حفاظتی سیستم زمین
[/list]

 وسایل حفاظتی که معمولاً در سیستم های TT, TN و IT بکار می رود عبارتند از:

– وسایل حفاظت در برابر اضافه جریان شامل فیوز و کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک با دو جریان اسمی (IN)  و جریان عمل (Ia)

– محافظ جان که برای جریان اتصالی طراحی می شود. رله جریان پس ماند برای جریان متناوب و جریان متناوب سینوسی یکسو شده است. باید در نظر داشت که محافظ جان برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه نیست و برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه باید وسیله حفاظت مناسب نصب شود. ترکیبی از رله جریان پس ماند و کلید خودکار (مینیاتوری) ساخته شده که حفاظت در برابر خطر برق گرفتگی، حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را تأمین می کند.

[font=IRSans][font=IRSans]– وسيله ناظر بر عایق بندی که در سیستم IT، عایق بندی سیم های سیستم توزیع نیرو را نسبت به زمين کنترل می کند. اگر مقاومت عایقی بین هادی های خط و زمین از مقدار معینی کمتر شود، با علائم صوتی با تصویری هشدار داده می شود.
[/font][/font]