مجموعه محتوای دانشجویی، علمی و آموزشی

پروژه درسي مهندسي برق گرایش قدرت با عنوان زمین کردن و تجهیزات مربوطه آماده دریافت میباشد.
تعداد صفحه:64
نوع فايل: فايل زيپ حاوي يک فايل word مي باشد.

مقدمه

در مهندسی برق، واژه زمین یا ارت با توجه به کاربرد های آن دارای معانی متفاوتی است. زمینی در یک مدار می تواند نقش یک نقطه مبدا را داشته باشد که بر طبق آن بقیه ولتاژ های الکتریکی را اندازه گیری می کنند. واژه زمین همچنین به مسیری محلی برای بازگشت جریان به منبع نیز اطلاق می شود. این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد. در مدار های قدرت این اتصال ها معمولا برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه ها از تاثیرات معیوب بودن عایق کاری هادی ها ایجاد می شود. اتصال به زمین در مدار های قدرت از آسیب دیدن عایق های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری کرده و این ولتاژ را در یک حد معین محدود می کند. از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایش الکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می کنند. در برخی از انواع تلگرافها و شبکه های انتقال زمین به تنهایی نقش یکی از هادی ها را ایفا می کند و بعنوان مسیر بازگشت جریان به منبع مورد استفاده قرار می گیرد با این کار در هزینه ایجاد یک خط جداگانه برای بازگشت جریان صرفه جویی می شود.

معنی واژه زمین یا ارت در برق و الکترونیک بسیار گسترده است و حتی ممکن است در وسایل نقلیه ای مانند کشتی و هواپیما یا فضا پیما که عملا اتصال مشترکی با زمین ندارند نیز از این واژه به عنوان پتانسیل صفر استفاده شود.

در تمام تاسیسات الکتریکی به خصوص تاسیسات فشار قوی، زمین کردن یکی از مهمترین و اساسی ترین اقداماتی است که برای رفاه و سلامتی و اصولا ادامه زندگی اشخاصی که به نحوی با این پست ها در تماس هستند و حتی در خارج از پست ها در رفت و آمد می باشند باید با دقت هر چه تمام تر و با توجه به قواعد و قوانینی که بدین منظور تحریر شده است انجام گیرد.

با وصل بدنه تجهیزات الکتریکی بروز خطا در هر یک از تجهیزات موجب جاری شدن جریان در سیم زمین شده و از برق دار شدن بدنه جلوگیری می کند. یک اتصال مناسب به زمین باید مقاومت پایینی داشته باشد تا در صورت بروز خطا، جریان جاری در زمین موجب عمل کردن سیستم حفاطت در شبکه شود. با وصل تمامی اجسام هادی در خطر برقدار شدن می توان از بروز شوک الکتریکی در اثر تماس با این اجسام جلوگیری کرد.

سیم زمین سیمی است که ( مستقیما یا غیر مستقیم ) به یک یا چند الکترود زمین اتصال دارد. این الکترود ها ممکن است در نزدیکی محل استفاده از سیم زمین یا در محلی دورتر قرار داشته باشند. این سیم زمین معمولا ( نه همیشه ) به سیم نول وصل می شود. همچنین ممکن است این سیم به شبکه لوله کشی شده ساختمان نیز متصل شده باشدتا مقاومت کمتری ایجاد کند. استفاده از لوله های آب برای اتصال به سیستم زمین با گسترش استفاده از لوله های غیر فلزی مانند لوله های PVC در برخی کشور ها ممنوع شد.

تجهیزات الکتریکی ثابت معمولا از اتصال زمین دائمی برخوردارند. تجهیزات قابل حمل که دارای بدنه فلزی هستند از یک پین مخصوص برای وصل سیستم زمین استفاده می کنند. اندازه هادی زمین معمولا با استفاده از استانداردها و مقررات مربوط به حفاظت الکتریکی تعیین می شود.

برخی از سیستم های انتقال HVDE از زمین به عنوان مسیر برگشت استفاده می کنند. این کار بویژه در مورد خطوط کابلی زیر آب مورد استفاده قرار می گیرد چرا که آب دریا یک هادی مناسب است. در این حالت برای ایجاد اتصال یا زمین از الکترود های دفن شده در زمین استفاده می شود. محل قرار گرفتن این الکترود ها باید با دقت انتخاب شود تا از خوردگی شیمیایی الکترود ها و تاسیسات زیر زمین تا جای ممکن کاسته شود.

در سیستم های توزیع تک سیم با برگشت زمین ( Single Wire Earth Return / Swer ) با استفاده از یک سیم قدرت در شبکه های قدرت در هزینه ها صرفه جویی می شود. این روش معمولا در مناطق روستایی مورد استفاده قرار می گیرد تا خطرات ناشی از برگشت جریان زیاد در زمین موجب خسارت نشود.

یکی از نگرانی های خاص در طراحی پست های الکتریکی افزایش پتانسیل زمین است. زمانیکه جریان بسیار بزرگ ناشی از خطا در شبکه به زمین تزریق می شود ممکن است پتانسیل الکتریکی در مناطق مجاور محل تزریق جریان نسبت به مناطق دیگر بالا رود. این اتفاق به دلیل محدود بودن ضریب هدایت در لایه های خاک رخ می دهد. این تغییر پتانسیل در زمین می تواند آنقدر زیاد باشد که دو نقطه نزدیک به هم بر روی زمین دارای ولتاژی با اختلاف بالا باشند. این اختلاف ولتاژ می تواند خطراتی را برای افرادی که در آن منطقه بر روی زمین ایستاده اند ایجاد کند ( به دلیل افزایش ولتاژ گام ) هم چنین لوله ها، نرده ها یا سیم های ارتباطی داخل پست نیز دچار اختلاف ولتاژ می شوند که می تواند ولتاژ تماس با این اشیا را تا حد خطرناکی بالا ببرد.

اساس زمین کردن بر این است که جرم بزرگ زمین به عنوان نقاط صفر در نظر گرفته شود و تمام قسمتهایی که به زمین وصل شده اند هم پتانسیل زمین شوند یا به عبارتی پتانسیل صفر زمین را بگیرند.

زمین کردن به دو علت انجام می گیرد، یکی کار کردن و رفتار صحیح سیستم های الکتریکی و به بیان دیگر حفاظت از وسایل برقی ( زمین الکتریکی ) و دیگری حفاظت اشخاصی که به نوعی با دستگاههای برقی ارتباط دارند ( زمین حفاظتی ). زمین کردن الکتریکی در تاسیسات فشار قوی معمولا از وظایف توزیع کننده برق ( وزارت نیرو ) است اما در تاسیسات فشار ضعیف تا 1000 ولت خصوصیات و عملکرد سیستم زمین الکتریکی و حفاظتی باید هر دو با هم در نظر گرفته شود، نوع زمین در تاسیسات الکتریکی و نگه داشتن حداقل مقاومت زمین بستگی به نوع شبکه انتخاب شده و سیستم های حفاظتی دارد.

در اینجا ما در فصل اول انواع زمین کردن الکتریکی و حفاظتی را بررسی می کنیم و روشهای اتصال به زمین و استفاده از تجهیزات مختلف برای این کار را بررسی می کنیم.

سپس در فصل دوم اتصال زمین در سیستم های فشار ضعیف و متوسط را که هم از نظر کارکنان صنعت برق هم از دید عموم مردم که استفاده کنندگان نهایی انرژی الکتریکی می باشند مهم است. در حالی که ولتاژ های فشار قوی و مسایل مطرح شده بیشتر متوجه کارکنان صنعت برق است. نظر به اینکه سیستم های توزیع فشار ضعیف گسترده تر از سیستم های دیگر بوده و بیش از این همه مردم عادی را در معرض خطر قرار می دهند، توجه مخصوص به آنها لازم است. لذا در این فصل ما سه نوع سیستم نیرو معمول را بررسی می کنیم.

در فصل سوم نیز انواع ترانس زمین در شبکه های انتقال و توزیع شرح داده خواهد شد.

در فصل چهارم بعلت اهمیت خاک در سیستم زمین به بررسی مقاومت ویژه خاک و عوامل وابسته به زمین، انواع الکترود ها از لحاظ نوع، جنس، شکل و طرز قرار گرفتن درون زمین و ساختمان آنها، آماده سازی خاک اطراف آنها و غیره می پردازیم.

امید داریم توانسته باشیم در حد استطاعت خود گامی در راه شناخت مسائل مرتبط برق و زمین کردن ارائه کرده باشیم و این موضوع باعث شود که هر چند اندک بر اطلاعات آنانی که این مطالب را می خوانند بیافزاید.

در این تحقیق سعی شده است که به طور مختصر و در حد توان به این موضوع پرداخته شود واز منابع مربوطه استفاده گردد. در فصل آخر یک نمونه از نتایج آورده شده است و بقیه نتایج را با مراجعه به مرجع مذکور می توان مورد استفاده قرار داد.