افزایش پتانسیل زمین :

با معلوم بودن مقاومت شبکه زمین و جریان عبوری از شبکه زمین (در برابر بدترین خطای ممکن)، میزان افزایش پتانسیل زمین پست یا GPR  به سادگی قابل محاسبه است. محاسبه و ارزیابی مقدار GPR به عنوان یک پارامتر کمی جهت تضمین "ایمنی عملکرد تجهیزات" در طی دوره حضور جریان خطا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. به عبارت دیگر شاخص GPR تاثیر هر دو پارامتر : "مقاومت شبکه زمین" و "جریان عبوری از شبکه زمین" را بصورت همزمان نشان میدهد.

علاوه بر این در مواردی که شبکه زمین از چندین شبکه محلی به هم پیوسته تشکیل میشود ، مقدار GPR نقش بسیار مهمی در ارزیابی و تحلیل عملکرد نهایی این شبکه های به هم پیوسته بازی میکند.

(ادامه دارد)

خارج از دستور- اخبار کنفرانس

هفتمین  کنفرانس بین المللی حالت گذرای سیستم قدرت در تاریخ 4-7 جولای 2007 در لیون فرانسه برگزار خواهد شد. علاقه مندان میتوانند جهت کسب اطلاعات بیشتر لینک زیر را مشاهده کنند.

http://www.ipst2007.ec-lyon.fr

 

روند کلی حاکم بر طراحی سیستم زمین:

مقدار هایی که "دالزیل" برای سطح مجاز شوک عبوری از بدن بدست آورد ، روابط اساسی برای تشریح ارتباط بین دامنه جریان مجاز عبوری از بدن فرد با مدت زمان برقراری شوک را مشخص نمود. با توجه به مقدار دامنه جریان مجاز ، مقاومت بدن ، وضعیت قرار گرفتن فرد ( مقاومتهای موازی یا سری پاها)، مقاومت لایه های مختلف خاک و ... ولتاژهای تماس و گام مجاز محاسبه میشوند. این مقادیر به عنوان قیود اساسی در تامین امنیت اپراتور مبنای سایر محاسبات قرار میگیرند.

با توجه به ابعاد زمین،آرایش در نظر گرفته شده برای شبکه زمین، سطح و دوره حضور اتصال کوتاه،  نوع و سطح مقطع هادیهای زمین، عمق دفن و تعداد لایه های زمین، مقاومت ویژه هر لایه، ابعاد در نظر گرفته شده برای مش بندی شبکه زمین، مجموع طول هادیهای بکار رفته در شبکه و ... مقادیر "واقعی" ولتاژهای تماس و گام محاسبه میشوند.

در یک روند تکراری پارامترهای فوق آنقدر تغییر داده میشوند تا مقادیر محاسبه شده برای "ولتاژهای گام و تماس واقعی" قیود مربوط به مقادیر مجاز این پارامترها را اقناع نمایند.بعد از حصول به این هدف  در صورتیکه میزان افزایش پتانسیل زمین یا به  اصطلاح GPR پست در محدوده مجاز باشد، آرایش شبکه زمین در نظر گرفته شده نهایی تلقی میشود. (ادامه دارد)

حداکثر مقدار مجاز شوک:

 

طبق تحقیقات Dalziel   ، ایست قلبی ناشی از عبور جریان الکتریکی از بدن فرد، به میزان انرژی دریافتی یا انتقال داده شده به بدن وابسته است. درستی این فرضیه در محدوده 3 – 0.3  ثانیه توسط آزمایشهای مختلف اثبات شده است. طبق آزمایشات Dalziel  که نتایج آن در مقالات مختلف IEEE به چاپ رسیده است ، مشخص گردید که 99.5% افراد با مشخصات زیر در برابر شوکهای با سطح انرژی ذکر شده زنده باقی میمانند:

1.       افراد با وزن 50 کیلوگرم – انرژی شوک = 0.0135

2.       افراد با وزن 70 کیلوگرم – انرژی شوک = 0.0247

شوکهای اکتریکی و پیامدهای آن

میزان  تاثیر جریان الکتریکی و آسیبهای ناشی از آن به عوامل زیر وابسته است:

1. دوره زمانی عبور جریان از بدن  (t_s)
2. دامنه جریان عبوری از بدن       (I)
3. فرکانس جریان عبوری از بدن    (f)

شخصی که در معرض شوک الکتریکی قرار میگیرد، بسته به مقادیر پارامترهای فوق ، میتواند دچار آسیب دیدگیهای زیر شود:

1. احساس گزش در پوست و عضلات (Perception)
2. انقباض عضلانی (Muscular Contraction)
3. بیهوشی (Unconsciousness)
4. پارگی عضلات قلب (Fibrillation of heart)
5. ایست تنفسی (Respiratory blockage)
6. سوختگی بافتها (Burning)

بنابراین با توجه به تبعات بسیار زیاد شوکهای الکتریکی و با توجه به حوادث بسیار زیادی که در گذشته رخ داده است، رسالت مهندسین طراح سیستم زمین بسیار سنگین و پر اهمیت است.( ادامه دارد)

یک مفهوم اساسی(سیستم زمین - قسمت دوم ):

 

پیاده سازی سیستم زمین میبایست بگونه ای باشد که - چه در شرایط خطا و چه در شرایط نرمال – دو شرط زیر محقق شود:

1. انتقال جریان الکتریکی به زمین در محدوده کاری تجهیزات اختلالی ایجاد نکند.
2. ایمنی نفرات نزدیک به تجهیزات در برابر شوکهای الکتریکی تضمین شود.

برای ایمنی نفرات معمولا پارامترهای ولتاژ تماس، ولتاژ گام و ولتاژ مش محاسبه و تحلیل میشوند که به آنها در بحثهای آتی خواهیم پرداخت. اما در همین ابتدا میبایست یک تصور نادرست را اصلاح کنیم.

در بسیاری موارد تصور میشود که مقاومت پایین سیستم زمین ، تضمینی است برای ایمنی که همیشه درست نیست زیرا رابطه ساده ای بین مقاومت سیستم زمین و ماگزیمم جریان شوکی که میتواند از بدن فرد عبور کند وجود ندارد. در اینجا چون نمیخواهم از حلاوت تعبیر استاندارد در این مورد بکاهم عین جمله استاندارد  را مینویسم:

 

A low station ground resistance is not , in itself, a guarantee of  safety

سیستم زمین- بخش اول (سرآغاز)

بحث در زمینه سیستم زمین را با این جمله ازاستاندارد IEEE آغاز میکنم:

" با وجود اینکه مفاهیم زمین کردن تجهیزات عموما آشنا و ملموس هستند با اینحال، بسیاری از طراحیهای ارایه شده در این زمینه ، بیشتر انعکاسی از طرحهای تکراری قبلی هستند تا یک روش کاملا ملموس و درک شده طراحی!"

سیستم زمین از جمله بحث هایی است که در ابتدا ممکن است ، خیلی پیش پا افتاده به نظر برسد اما هر چه بیشتر در آن عمیق شویم ، جذابتر شده و پیچیدگیهای آن آشکارتر  میشود. در ادامه این بحث مراجع اصلی ما استانداردهای IEEEstd80، IEEEstd81 ،IEEEstd142، IEEEstd367 میباشند. که میتوانند مورد استفاده دوستان هم قرار گیرند.  

خارج از دستور- اخبار کنفرانس

کنفرانس دانشجویی :دهمین دوره ی کنفرانس دانشجویی مهندسی برق ، شهریور ماه سال 1386 در دانشگاه صنعتی اصفهان برگزار خواهد شد. علاقه مندان به شرکت در این کنفرانس لینک زیر را ببینند.درضمن آخرین مهلت ارسال مقالات ۱۲ اردیبهشت ماه ۸۶ است.

http://www.iscee.ir/Main/default.aspx