برق گرفتگی و شوک الکتریکی (راهنمای طرح و اجرای تاسیسات)
– برای ولتاژهای تا ۵۰ ولت، اگر کنتاکت ها با آب معمولی تر شوند، مقاومت بدن به مقدار ۱۰% تا ۲۵٪ کمتر از حالت خشک خواهد بود و اگر به جای آب مایعات هادی، استفاده شود، مقادیر ممکن است به نصف حالت خشک برسد.
برای ولتاژهای بیش از حدود ۱۵۰ ولت، اثر رطوبت و سطح کنتاکت های تماس بر مقاومت کل بدن کم است.
– در مورد حیوانات باوجود طول زیاد بین پاهای جلو و عقب آنها، ولتاژ برقرار شده بسیار بیشتر از مورد بین پای انسان خواهد بود (چهارپایان ولتاژ گام بیشتری دارند) ضمنا حیواناتی با جثه بزرگ مانند گاو با (ضربان قلب حدود ۳۵-۴۰ در دقیقه)، از نظر برق گرفتگی خیلی حساس تر از انسان با (ضربان حدود ۷۵-۸۰ در دقیقه) میباشند. یادآوری میشود که خطرناکترین لحظه برق گرفتگی هنگامی بروز میکند که لحظه برقراری عبور جریان برق از بدن انسان یا حیوان اهلی (سهم قلب) با ناحیه ای از سیکل ضربان قلب که وضعیت استراحت آن است مصادف شود، و هر چه زمان کل استراحت قلب در زمانی معین طولانی تر باشد (گاو)، شانس وقوع برق گرفتگی در آن بیشتر خواهد بود.
شدت جریان آستانه درک در تماس با برق (threshold of perception)
حداقل شدت جریانی است که نوعی احساس در بدن انسان ایجاد کند، به چند عامل بستگی دارد:
۱ سطحی از بدن که با الکترود در تماس است
2 وضعیت محل تماس: خشک، تر، فشار، دما؛
3 مشخصه های فیزیولوژیک فردی؛
– فرض میشود که انتخاب ۰/۵۰ میلی آمپر متناوب برای شدت جریان آستانه درک مناسب است.
شدت جریان آستانه رهایی در تماس با برق (threshold of let-go)
حداکثر شدت جریانی است که فرد برق گرفته قادر است الکترودی را که در دست دارد رها کند و به چند عامل بستگی دارد:
۱. سطحی از بدن که با الکترود در تماس است؛
۲. شکل و اندازه الکترود؛
3. مشخصه های فیزیولوژیکی فردی؛
فرض می شود که انتخاب ۱۰ میلی آمپر متناوب برای این مقدار مناسب است.
حفاظت در تاسیسات برقی (راهنمای طرح و اجرای تاسیسات)
وسایل حفاظتی به دو گروه تقسیم میشوند:
1 وسایل حفاظتی غیر قابل تنظیم
2 وسایل حفاظتی قابل تنظیم
وسایل حفاظتی غیر قابل تنظیم (non-adjustable protective devices)
لوازم غیر قابل تنظیم عبارتند از فیوزها و کلیدهای خودکار مینیاتوری
وسایل حفاظتی قابل تنظیم (adjustable protective devices)
لوازم قابل تنظیم عبارتند از کلیدهای خودکار و راه اندازهای موتور (MPCB)، شدت جریان اسمی وسایل حفاظتی قابل تنظیم، شدت جریانی است که شخص استفاده کننده بر اساس بار، روی کلید تنظیم می کند.
محل نصب وسیله حفاظتی اضافه بار
۱- محل تغییر سطح مقطع مدار
۲- محل تغییر ساختار کابل یا تغییر شرایط محیط نصب
۳- محل تغییر ظرفیت کابل که به دلایلی مانند کم شدن مقطع، جنس هادی، ساختار کابل رخ میدهد.
وسیله حفاظتی اضافه بار به صورت استثنا میتواند در هر نقطه دلخواه مدار قرار گیرد به شرط آنکه یکی از ۲ شرط زیر برقرار باشد:
۱ – وسیله حفاظتی متناسب با مقطع کوچکتر باشد
۲- طول مدار از محل تغییر مشخصه های مدار تا محل نصب وسیله حفاظتی از ۳ متر تجاوز نکند و مدار به صورتی نصب شده باشد که احتمال بروز اتصال کوتاه، حداقل باشد و محل نصب وسیله حفاظتی در نزدیکی مواد
محترقه نباشد.
موارد حذف حفاظت در برابر اتصال کوتاه
برای موارد زیر به شرط رعایت نکاتی که متعاقباً گفته خواهد شد حفاظت در برابر اتصال کوتاه لازم نمی باشد،
(الف) مواردی که احتیاج به حفاظ ندارند؛
1-هادی هایی که ژنراتورها، ترانسفورماتورها، یکسو کننده ها و باتری های ذخیره را به تابلوهای مربوط به آنها وصل میکند و وسایل حفاظت برای مدارهای خروجی در این تابلوها متصل میشوند
۲- مدارهایی که قطع آنها مشابه حفاظت در برابر اضافه بار ممکن است برای تأسیسات، تولید خطر کند یعنی، مدار تحریک ماشینهای گردان (ماشین سنکرون)، مدار تغذیه آهنرباهای بالابر، ثانویه ترانسفورماتورهای جریان، پمپ های آتشنشانی
3- برخی مدارهای وسایل اندازه گیری مانند ترانسفورماتورهای جریان
ب) اگر حفاظت در برابر اتصال کوتاه حذف شود، شرایطی که باید رعایت شوند:
۱- مدار به نوعی اجرا شود که احتمال بروز اتصال کوتاه را به حداقل برساند مانند استفاده از عایق بندی قوی تر در برابر آثار محیط؛
2- مدار از کنار مواد قابل احتراق عبور داده نشود؛
3- حفاظت هادی خنثی
در سیستم TN و TT اگر سطح مقطع هادی خنثی کوچکتر از سطح مقطع فاز باشد لازم است وسیله کشف اضافه جریان در هادی خنثی پیش بینی شود. این وسیله باید سبب قطع فازها شود ولی لزومی برای قطع هادی خنثی نخواهد بود. البته در موارد زیر پیش بینی وسیله کشف اضافه جریان در هادی خنثی لازم نخواهد بود
الف) اگر حفاظت در برابر اتصال کوتاه که برای هادی های فاز پیش بینی شده است، برای حفاظت هادی خنثی نیز کافی باشد.
ب) اگر حداکثر جریانی که ممکن است در کار عادی از هادی خنثی عبور کند، به طور مشخص از ظرفیت مجاز آن کمتر باشد.
شرط اخیر هنگامی انجام شده به حساب می آید که بار فازهای سیستم تا جایی که ممکن است با هم برابر باشند و به عبارت دیگر مصرف هر یک از فازها خیلی کمتر از مصرف سه فاز باهم باشد (در نهایت، یک سوم بار کل)
در سیستم های IT قویا توصیه میشود هادی خنثی توزیع نشود، چون احتمال اتصالی بین و می آید. اما اگر به هر دلیل در سیستم IT هادی خنثی توزیع شده باشد عموما لازم خواهد بود برای هادی خنثی هر یک از مدارها وسیله کشف اضافه بار یا اضافه جریان پیش بینی شود که سبب قطع همه هادی های فاز و هادی خنثای گردد.
الف) هادی خنثی مدار مورد بحث در برابر اتصال کوتاه که در طرف تغذیه نصب می شود طبق مقررات این فصل حفاظت شده باشد.
سیستم TT و حفاظت آن
در سیستم TT به منظور ایجاد تمایز می توان از وسایل جریان تفاضلی تیپ S (تاخیری) به صورت سری با وسایل جریان تفاضلی معمولی(آنی) استفاده کرد. برای ایجاد تمایز با وسایل جریان تفاضلی تیپ s، در مدارهای توزیع حداکثر جریان عمل به مدت ۱ ثانیه مجاز است (حداکثر تاخیر). با توجه به اغلب استانداردهای ساخت کلیدهای جریان تفاضلی، زمان قطع این وسایل باید برابر یا کوچکتر از ۲ ثانیه باشد. با توجه به جدول زمان های مجاز قطع زیر ۵ ثانیه این مقدار کاملا منطقی می باشد. اما برای ایجاد تمایز بین وسایل جریان تفاضلی، آنها را با زمان های قطع یا حساسیت های مختلف می سازند. برای مثال ۰/۰۲ ثانیه ۰/۰۴ ثانیه، ۰/۲ ثانیه و ۰/۵ ثانیه
سیستم IT و حفاظت آن
در سیستم IT اگر از یک دستگاه کنترل عایق بندی(Insulation Monitoring System) برای کشف اولین اتصالی بین یک هادی برقدار و بدنه هادی یا زمین استفاده شده باشد، این دستگاه باید یک سیگنال سمعی یا بصری (شنیداری/دیداری) را راه اندازی کند (هشدار دهد تا به رفع نقص پرداخته شود در غیر این صورت اتصال فاز دوم به بدنه تجهیزات بسیار خطرناک است)
حداقل و حداکثر جریان اتصال کوتاه
محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه فاز به هادی حفاظتی (Ia) و نحوه مقایسه آن با جریان اسمی لوازم حفاظتی (In) برای اطمینان نسبت به عمل آنها در زمان مجاز (۰/۴ ثانیه یا ۵ ثانیه) انجام می شود.
– در محاسبه حداکثر جریان اتصال کوتاه، فرض بر این است که ترانسفورماتور در حداکثر ولتاژ است یعنی هم سمت فشار متوسط و هم سمت فشار ضعیف در بالاترین مقدار می باشند. این وضعیتی است که در کم بار بودن شبکه اتفاق می افتد که مصادف است با ساعت های اول بعد از نیمه شب به این علت ولتاژها را در این محاسبه ۱۰٪ بیشتر انتخاب می کند. ضریب ولتاژ (1.1=C) می شود.
در محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه فرض بر این است که اتصال کوتاه هنگامی اتفاق میافتد که حداکثر رگولاسیون ترانسفورماتور برقرار است و در نتیجه در خروجی فشار ضعیف پایین ترین ولتاژ وجود دارد. به این علت ولتاژها را در این مورد ۰/۰۵ کمتر انتخاب می کنند ضریب ولتاژ (0.95=c) می شود.
– مقاومت اهمی خطوط توزیع و تغذیه نیرو، یکی از عواملی مهمی است که بر امپدانس کل مقدار اتصال کوتاه تاثیر می گذارد. بنابراین دمای هادی (در اثر دمای محیط از یک سو و جریان بار از سوی دیگر) اهمیت افزون در تعیین مقدار مقاومت دارد پس در محاسبه حداکثر جریان اتصال کوتاه خطوط، فرض بر این است که خط برق در ۲۰ درجه سلسیوس قرار داد و مانند ترانسفورماتور این وضع در زمان کم باری اتفاق میافتد که مصادف است با ساعات اول بعد از نیمه شب.
محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه خطوط برق و کابل ها
– در محاسبه حداقل جریان اتصال کوتاه خطوط فرض بر این است که اتصال کوتاه در پربارترین ساعات شبکه اتفاق می افتد. در این حالت دمای عادی را برابر حداکثر دمای مجاز کابل یا هادی انتخاب میکنند (برای عایق PVC اغلب حداکثر مجاز را ۹۰ درجه سلسیوس می گیرند.
– ضریب توان شبکه که قبل از وقوع اتصال کوتاه قاعدتاً باید بین ۰/۸۰ تا ۰/۹۰ باشد، ناگهان تغییر میکند و با توجه به مشخصه های خطوط حدود ۰/۲۰ تا ۰/۳ تغییر می کند.
مقاومت خطوط بستگی به جنس هادی و حداکثر دمای مجاز از یک سو و حداقل دما برای حداکثر جریان اتصال کوتاه دارد. لازم است دقت شود که برای محاسبه حداقل جریان اتصالی فاز بدنه با هادی حفاظتی، مقاومت باید برای حداکثر دمای مجاز انتخاب شود نه مقداری که معمولا کاتالوگ ها برای ۲۰ درجه سلسیوس ارائه می دهند.
راکتانس کابل ها بستگی به ابعاد و ساختار خطوط دارد راکتانس خطوط هوایی بستگی به فواصل خطوط نسبت به هم و در مورد کابل ها به وجود زره یا پرده فلزی آن دارد. بنابراین راکتانس خطوط هوایی خیلی بیشتر از کابل هاست و انواع کابل های دارای زره یا پرده نسبت به انواعی که غلاف فلزی ندارند راکتانس بیشتری دارند.
XAirLines >> XAmmour Cable > XCable
اگر به داده های دقیق تر دسترسی نباشد میتوان از مقاومت ها و راکتانس های خطوط هوایی و کابلی (فقط برای کابل های با عایق و غلاف PVC که استفاده نمود).
تابلو برق و انتخاب کلید حفاظتی
– در تابلو برق ها، قبل از کلید مینیاتوری به فیوز بالا دست احتیاج داریم با شرایط زیر:
۱- اگر توان نامی قطع یک یا چند کلید مینیاتوری تا ۱/۵ کیلو آمپر باشد جریان نامی فیوز بالادست نباید از ۶۳A بیشتر باشد (یعنی HRC قبل از کلید مینیاتوری یا سمت سیم تغذیه کننده کلید مینیاتوری حداکثر میتواند ۶۳A باشد)
– اگر توان نامی قطع کلید مینیاتوری ۳ کیلوآمپر یا بیشتر از آن باشد، نباید جریان نامی فیوز بالادست از ۱۰۰A بیشتر شود (مثلا قدرت قطع ،۳، ۴/۵، ۶، ۸ و ۱۰ کیلوآمپر).
-نباید جریان باقیمانده یا نشتی کلیدهای جریان باقیمانده، از ۳۰mA بیشتر شود تا بتوان از آنها به عنوان حفاظت برق گرفتگی در تماس غیر مستقیم استفاده کرد و ضمنا استفاده آن در سیستم TN-C ممنوع میباشد.
– جریان اسمی کلیدها با توجه به نوع باری که قطع و وصل میکنند، باید برابر یا بزرگتر از مقادیر ذکر شده در زیر باشند، جز در مواردی که استاندارد ساخت کلید به نحوی دیگر مشخص کرده باشد:
الف) برای بارهای با ضریب قدرت واحد (لامپ های رشته ای و نظایر آن): جریان کلید بزرگتر یا مساوی جریان مصرف انتخاب شود.
ب) برای بارهای با ضریب قدرت راکتیو (موتور ها و نظایر آن): جریان کلید بزرگتر یا مساوی ۱/۲۵ برابر جریان مصرف انتخاب شود.
پ) برای بارهای با ضریب قدرت خازنی (کاپاسیتیو) و مواردی نظیر لامپ های گازی با خازن های تصحیح ضریب قدرت و موتورهای با راه اندازی خازنی و نظایر آن جریان کلید بزرگتر یا مساوی ۲ برابر جریان مصرف انتخاب شود.
– حداقل جریان نامی پریز های یک فاز باید ۱۶ آمپر باشد (حداقل سیم ۲/۵ میلی متر مربع و کلید مینیاتوری ۱۶ آمپر).
جهت مشاوره و خرید با ما تماس بگیرید.