طراحی سیستم ارتینگ برای پست هاي فشار قوي (HV/EHV) AC – بخش دوم

5 – 2 – مقاومت زمین باید تا حد ممکن کم باشد و نبايد از محدوده هاي اشاره شده در جدول زیر تجاوز كند

6 2 – موارد و تعاریف

الف ولتاژ گام (Step Potential)  :اختلاف ولتاژ بین دو نقطه است که در هنگام عبور جریان های زمین یک متر با هم فاصله دارند.

ب – ولتاژ لمسی (Touch Potential) : اختلاف تفاوت ولتاژ بین جسم لمس شده و نقطه زمین درست زیر شخص لمس کننده جسم هنگام عبور جریان های زمین است.

ج – وقوع ولتاژ زمين (Ground Potential Rise) : حداکثر ولتاژ الکتریکی که یک شبکه ارتينگ  ممکن است نسبت به یک نقطه فاصله زیادی داشته باشد که فرض می شود پتانسیل زمین از راه دور باشد. این ولتاژ برابر است با:

دپتانسیل مش(Mesh Potential)

حداکثر پتانسیل لمسی درون یک شبکه

ه – پتانسیل انتقال یافته: (Transferred potential)

یک مورد خاص از پتانسیل لمسی در صورت انتقال پتانسیل از داخل پست به یک نقطه خارج از محل پست.

فردی که در نیروگاه با  لوله های اب در ارتباط می باشد در آن پست در معرض پتانسیل انتقال یافته قرار می گیرد که برابر است با تفاوت در GPR های دو پست.

  • مشخصات ارتینگ

بسته به مقاومت خاک ، رسانای ارتینگ باید در اعماق اشاره شده در جدول زیر دفن شود

جدول 2

به منظوررسیدن به بیشترین مقاومت ایمنی در زمین وکمترین سطح ممکن برای ایمنی و ولتاژ لمسی شبکه ، ارتینگ باید در اعماق فوق الذکر دفن شود و شبکه  باید در نقاط مناسب با میله های ارتينگ مهار شود. کلیه قطعات حمل نارسانا در پست باید به این شبکه وصل شود تا اطمینان حاصل شود که در شرایط وقوع خطاي سیستم، هیچکدام از این قطعات پتانسیل بالاتری نسبت به شبکه ارتینگ نداشته باشد.

  • برای حفظ مقاومت زمین در کمترین سطح ممکن، باید به نکات زیر توجه کنیم :
  • باید اکسیداسیونی که روی اتصالات به وجود آمده پاک شود و همچنین اتصالات محکم شوند.
  • در الکترود ارتينگ،  آب کافی ریخته شود.
  • از الکترود بزرگتر استفاده شود .
  • الکترودها باید به طور موازی وصل شوند.
  • چاه ارت (Earth pit) باید از عمق و عرض بیشتری ایجاد شود.
  • صفحه ارت (Plate Earths)

با در نظر گرفتن کلیه پارامترها، اندازه صفحه ارت در نیروگاه های برق به صورت زیر در نظر گرفته شد .

2 7 – طراحی شبکه ارتينگ

سیستم ارتینگ در یک پست، شامل  شبکه ارتینگ  Earth Mat  یا Grid ، الکترود ارتینگ، رسانای ارتینگ و اتصالات ارت است.

2 7 1 – حصیر یا شبکه ارتینگ

نیاز اصلی ارتینگ، مقاومت کم در برابر زمین است. پست برق، دارای تعداد زیادی سیستم ارتینگ از طریق الکترودهای منحصر به فردي است که مقاومت نسبتاً بالایی دارند. اما اگر این الکترودها، در داخل خاک به هم متصل شوند سطح تماس با خاک را افزایش داده و تعدادي مسیرهای موازی ایجاد می کند. از این رو، ميزان مقاومت زمین در حالت درهم تنیده، نسبت به حالت منفرد بسیار پایین تر است که به آن مقاومت ترکیبی گفته می شود.

اتصال ها به صورت صاف یا میله رسانا ساخته می شود که به آن شبکه ارتینگ گفته می شود. به منظور دستیابی به الزامات اوليه سیستم ارتینگ، شبكه ارتينگ (Earth mat)،  باید با در نظر گرفتن حد ایمن ولتاژ گام, ولتاژ لمسی و  ولتاژ انتقال دهنده، به درستی طراحی شود.

شکل 6 : پیکربندی کلی شبکه ارتینگ

3 – محاسبات ریاضی

3 1 –  پیش نیازها

قبل از شروع محاسبات  اطلاعات زیر مورد نیاز است:

  • طراحی مکان
  • حداکثر جریان نشت کرده زمین به داخل شبکه ارتینگ( earthling grid).
  • حداکثر زمان رفع نشت جریان
  • دمای محیط (یا خاک) در محل مورد نظر.
  • اندازه گیری مقاومت خاک در محل (فقط برای  ولتاژ لمسی و گام).
  • مقاومت هر لایه سطحی که قرار است گذاشته شود (فقط برای ولتاژ لمسی و گام).

3 2 – معیارهای ولتاژ گام و لمسی

امنیت فرد، به حفاطت از مقدار بحرانی انرژی شوک شده بستگی دارد. قبل از پاک شدن جریان نشت کرده و از کار انداختن سیستم، انرژی حاصل جذب می شود.

برای ولتاژگام حدود زیر مجاز است :