أرض Tn c s. ماذا يعني التأريض
إن أهم جزء في تصميم وتركيب وتشغيل المعدات والتركيبات الكهربائية هو نظام تأريض يتم تنفيذه بشكل صحيح. اعتمادًا على هياكل التأريض المستخدمة ، يمكن أن يكون التأريض طبيعيًا أو صناعيًا. يتم تمثيل موصلات التأريض الطبيعية بجميع أنواع الأجسام المعدنية الموجودة باستمرار في الأرض. وتشمل هذه التركيبات والأنابيب والأكوام والهياكل الأخرى القادرة على توصيل التيار.
لكن المقاومة الكهربائية والمعلمات الأخرى الكامنة في هذه الكائنات لا يمكن التحكم فيها بدقة والتنبؤ بها. لذلك ، مع مثل هذا التأريض ، من المستحيل تشغيل أي معدات كهربائية بشكل طبيعي. توفر المستندات التنظيمية التأريض الاصطناعي فقط باستخدام أجهزة تأريض خاصة.
تصنيف أنظمة التأريض
اعتمادًا على مخططات الشبكات الكهربائية وظروف التشغيل الأخرى ، يتم استخدام أنظمة التأريض TN-S و TNC-S و TN-C و TT و IT ، المعينة وفقًا للتصنيف الدولي. يشير الحرف الأول إلى معلمات تأريض مصدر الطاقة ، ويتوافق الحرف الثاني مع معلمات التأريض للأجزاء المفتوحة من التركيبات الكهربائية.
يتم فك رموز تسميات الحروف على النحو التالي:
- T (terre - earth) - تعني التأريض ،
- N (محايد - محايد) - اتصال بالمصدر محايد أو محايد ،
- أنا (isole) يتوافق مع العزلة.
الموصلات الصفرية في GOST لها التسميات التالية:
- N - هو سلك العمل الصفري ،
- PE - موصل الحماية صفر ،
- PEN - سلك أرضي يعمل وسلك حماية.
نظام التأريض TN-C
يشير التأريض TN إلى أنظمة ذات محايد مؤرض بقوة. أحد أصنافها هو نظام التأريض TN-C. فهو يجمع بين الموصلات المحايدة الوظيفية والوقائية. يتم تمثيل الإصدار الكلاسيكي من خلال دائرة تقليدية من أربعة أسلاك ، حيث يوجد ثلاث مراحل وسلك واحد محايد. يتم استخدامه كحافلة أرضية رئيسية ، متصلة بجميع الأجزاء الموصلة والأجزاء المعدنية ، باستخدام أسلاك محايدة إضافية.
العيب الرئيسي لنظام TN-C هو فقدان الصفات الوقائية عندما يحترق الموصل المحايد أو ينكسر. هذا يؤدي إلى ظهور جهد يهدد الحياة على جميع أسطح علب الأجهزة والمعدات حيث لا يتوفر العزل. لا يحتوي نظام TN-C على موصل أرضي واقٍ من البولي إيثيلين ، لذا فإن جميع المقابس المتصلة ليست مؤرضة أيضًا. في هذا الصدد ، بالنسبة لجميع المعدات الكهربائية المستخدمة ، يلزم وجود جهاز - توصيل أجزاء الجسم بالسلك المحايد.
إذا لامس سلك الطور الأجزاء المفتوحة من الهيكل ، فستحدث دائرة كهربائية قصيرة وسيرحل المصهر الأوتوماتيكي. يزيل الإغلاق السريع في حالات الطوارئ خطر نشوب حريق أو صدمة كهربائية للأشخاص. يُمنع منعًا باتًا استخدام دوائر معادلة محتملة إضافية في الحمامات عند استخدام نظام التأريض TN-C.
على الرغم من أن مخطط tn-c هو الأبسط والأكثر اقتصادا ، إلا أنه لا يستخدم في المباني الجديدة. تم الحفاظ على هذا النظام في منازل المساكن القديمة وفي إنارة الشوارع ، حيث يكون احتمال حدوث صدمة كهربائية منخفضًا للغاية.
مخطط التأريض TN-S ، TN-C-S
نظام التأريض TN-S هو مخطط أكثر مثالية ولكنه باهظ الثمن. لتقليل تكلفتها ، تم تطوير تدابير عملية للاستفادة الكاملة من هذا المخطط.
يكمن جوهر هذه الطريقة في حقيقة أنه عندما يتم توفير الكهرباء من محطة فرعية ، يتم استخدام موصل محايد مدمج PEN ، والذي يكون متصلاً بمحايدة ذات أرضية صلبة. عند مدخل المبنى ، يتم تقسيمها إلى موصلين: صفر حماية PE و صفر عامل N.
نظام tn-c-s له عيب كبير. إذا احترق موصل PEN أو تعرض للتلف بأي طريقة أخرى في القسم من المحطة الفرعية إلى المبنى ، ينشأ جهد خطير على سلك PE وأجزاء علبة الجهاز المرتبطة به. لذلك ، فإن أحد متطلبات المستندات التنظيمية لضمان الاستخدام الآمن لنظام TN-S هو اتخاذ تدابير خاصة لحماية سلك PEN من التلف.
مخطط التأريض TT
في بعض الحالات ، عندما يتم توفير الكهرباء من خلال الخطوط العلوية التقليدية ، يصبح من الصعب حماية الموصل الأرضي المدمج PEN عند استخدام مخطط TN-C-S. لذلك ، في مثل هذه الحالات ، يتم استخدام نظام التأريض TT. يكمن جوهرها في التأريض المحايد لمصدر الطاقة ، وكذلك استخدام أربعة أسلاك لنقل الجهد ثلاثي الطور. يتم استخدام الموصل الرابع كصفر وظيفي N.
غالبًا ما يتم توصيل نظام القطب الكهربائي الأرضي المعياري بواسطة المستهلكين. علاوة على ذلك ، فهو متصل بجميع موصلات التأريض الواقية PE المرتبطة بأجزاء الجهاز وحالات المعدات.
تم استخدام مخطط TT مؤخرًا نسبيًا وقد أثبت وجوده بالفعل في المنازل الريفية الخاصة. في المدن ، يتم استخدام نظام TT في المرافق المؤقتة ، مثل منافذ البيع بالتجزئة. تتطلب طريقة التأريض هذه استخدام أجهزة واقية في شكل التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية وتنفيذ تدابير تقنية للحماية من العواصف الرعدية.
نظام التأريض لتكنولوجيا المعلومات
الأنظمة التي تحتوي على محايد مؤرض تم اعتباره سابقًا ، على الرغم من اعتبارها موثوقة تمامًا ، إلا أن لها عيوبًا كبيرة. أكثر أمانًا وكمالًا هي الدوائر ذات الدائرة المحايدة المعزولة تمامًا عن الأرض. في بعض الحالات ، يتم استخدام الأجهزة والأجهزة ذات المقاومة الكبيرة لتأريضها.
يتم استخدام دوائر مماثلة في نظام التأريض لتكنولوجيا المعلومات. هي الأنسب للمرافق الطبية ، مع الحفاظ على الطاقة غير المنقطعة لمعدات دعم الحياة. أثبتت دوائر تكنولوجيا المعلومات نفسها بشكل جيد في مصافي الطاقة والنفط ، والمرافق الأخرى حيث تتوفر أجهزة معقدة شديدة الحساسية.
قلب نظام تكنولوجيا المعلومات هو المصدر المعزول المحايد I و T المثبت على جانب المستهلك. يتم توريد الجهد من المصدر إلى المستهلك باستخدام أقل عدد ممكن من الأسلاك. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توصيل جميع الأجزاء الموصلة الموجودة في علب المعدات المثبتة لدى المستهلك بالإلكترود الأرضي. في نظام تكنولوجيا المعلومات ، لا يوجد موصل وظيفي صفري N في القسم من المصدر إلى المستهلك.
وبالتالي ، فإن جميع أنظمة التأريض TN-C و TN-S و TNC-S و TT و IT تضمن التشغيل الموثوق والآمن للأجهزة والمعدات الكهربائية المتصلة بالمستهلكين. يمنع استخدام هذه الدوائر حدوث صدمة كهربائية للأشخاص الذين يستخدمون الجهاز. يتم استخدام كل نظام في ظروف محددة ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار في عملية التصميم والتثبيت اللاحق. نتيجة لذلك ، يتم ضمان السلامة والحفاظ على صحة الناس وحياتهم.
تأتي الكهرباء في منازلنا وشققنا من خلال الأسلاك الكهربائية أو خطوط الكابلات من المحولات الفرعية. تكوين هذه الشبكات له تأثير كبير على أداء النظام وخاصة على سلامة الناس والأجهزة المنزلية.
في التركيبات الكهربائية ، هناك دائمًا احتمال تقني لتلف المعدات ، وحدوث حالات الطوارئ ، وإصابة شخص ما بالكهرباء. يسمح لك التنظيم السليم لنظام التأريض بتقليل احتمالية المخاطر والحفاظ على الصحة والقضاء على الأضرار التي تلحق بالأجهزة المنزلية.
أسباب استخدام نظام التأريض TT
وفقًا للغرض منه ، تم تصميم هذا المخطط لمثل هذه الحالة عندما لا تستطيع الأنظمة المشتركة الأخرى توفير درجة عالية من الأمان. وهذا مذكور بوضوح شديد في الفقرة PUE 1.7.57.
غالبًا ما يكون هذا بسبب المستوى المنخفض للحالة الفنية لخطوط الطاقة ، خاصة تلك التي تستخدم الأسلاك العارية الموجودة في الهواء الطلق والمثبتة على الدعامات. عادة ما يتم تركيبها في دائرة بأربعة أسلاك:
ثلاث مراحل لإمداد الجهد ، تقابلها زاوية 120 درجة عن بعضها البعض ؛
صفر مشترك واحد يؤدي الوظائف المدمجة لموصل PEN (الصفر العامل والوقائي).
يأتون إلى المستهلكين من محطة فرعية للمحول التدريجي ، كما هو موضح في الصورة أدناه.
في المناطق الريفية ، يمكن أن تكون هذه الطرق السريعة طويلة جدًا. لا يخفى على أحد أن الأسلاك تصطدم أو تنكسر أحيانًا بسبب التقلبات الرديئة ، أو سقوط الأغصان أو الأشجار الكاملة ، أو العواصف ، أو هبوب الرياح ، أو تشكل الجليد في الصقيع بعد تساقط الثلوج الرطب ، ولأسباب أخرى كثيرة.
يحدث هذا في كثير من الأحيان ، حيث يتم تركيبه بالسلك السفلي. وهذا يسبب الكثير من المتاعب لجميع المستهلكين المتصلين بسبب حدوث تشوهات في الجهد. في مثل هذه الدائرة ، لا يوجد موصل PE وقائي متصل بالحلقة الأرضية لمحطة المحولات الفرعية.
تقل احتمالية كسر خطوط الكابلات للصفر لأنها تقع في أرض مغلقة ومحمية بشكل أفضل من التلف. لذلك ، يقومون على الفور بتنفيذ نظام التأريض الأكثر أمانًا TN-S ويقومون تدريجياً بإعادة بناء TN-C إلى TN-C-S. لا يزال المستهلكون ، المرتبطون بأسلاك علوية ، محرومين عمليًا من هذه الفرصة.
بدأ العديد من مالكي قطع الأراضي الآن في بناء منازل ريفية ، ويقوم رواد الأعمال بتنظيم التجارة في أجنحة وأكشاك منفصلة ، أو تقوم شركات التصنيع بإنشاء مبانٍ وورش عمل منزلية مسبقة الصنع ، أو تستخدم عمومًا مقطورات منفصلة يتم إمدادها مؤقتًا بالكهرباء.
غالبًا ما تكون هذه الهياكل مصنوعة من صفائح معدنية توصل الكهرباء جيدًا أو لها جدران رطبة ذات رطوبة عالية. لا يمكن ضمان سلامة الإنسان في مثل هذه الظروف إلا من خلال نظام تأريض مصنوع وفقًا لمخطط TT. إنه مصمم خصيصًا للعمل في الظروف التي تنطوي فيها إمكانات الشبكة على احتمال كبير لظهور طارئ على الجدران الحاملة للتيار أو حالات المعدات.
مبادئ بناء مخطط التأريض وفقًا لنظام TT
يتم ضمان متطلبات السلامة الرئيسية في هذه الحالة من خلال حقيقة أن موصل PE الواقي يتم إنشاؤه وتثبيته ليس في محطة المحولات الفرعية ، ولكن عند موضوع استهلاك الطاقة الكهربائية دون الاتصال بالموصل N العامل المتصل بتأريض محول العرض. يجب ألا تتلامس هذه الأصفار وتتحد حتى إذا تم تركيب حلقة أرضية منفصلة في مكان قريب.
بهذه الطريقة ، يتم فصل جميع الأسطح الموصلة الخطرة للمباني المصنوعة من المعدن وإسكان الأجهزة الكهربائية المتصلة تمامًا بواسطة موصل PE واقٍ من نظام إمداد الطاقة الحالي.
داخل المبنى أو الهيكل ، يتم تثبيت موصل PE الواقي من قضيب أو شريط من المعدن ، والذي يعمل بمثابة قضيب توصيل لربط جميع العناصر الخطرة بخصائص موصلة. على الجانب الآخر ، يتصل هذا الصفر الواقي بحلقة أرضية منفصلة. يجمع موصل PE الذي تم تجميعه بهذه الطريقة جميع المناطق المعرضة لخطر حدوث جهد كهربي خطير في نظام موازنة محتمل واحد.
يمكن توصيل الهياكل المعدنية الخطرة بالصفر الواقي بسلك مرن متعدد النواة ذي مقطع عرضي متزايد ، يتميز بخطوط صفراء وخضراء.
في الوقت نفسه ، نلفت الانتباه مرة أخرى إلى حقيقة أنه يُمنع منعًا باتًا الجمع بين العناصر الهيكلية للمبنى والأغلفة المعدنية للأجهزة الكهربائية مع صفر N.
المتطلبات الفنية لضمان السلامة في نظام TT
بسبب انقطاع عرضي في عزل الأسلاك الكهربائية ، يمكن أن تظهر جهد الجهد فجأة في أي مكان في جزء غير متصل ولكنه موصل من المبنى. الشخص الذي يلمسها والأرض يجد نفسه على الفور تحت تأثير التيار الكهربائي.
لا يمكن استخدام قواطع الدائرة التي تحمي من التيارات الزائدة والحمل الزائد إلا بشكل غير مباشر لتخفيف الجهد في هذه الحالة ، حيث سيتجاوز جزء من التيار دائرة التشغيل الصفرية ، ويجب أن تكون مقاومة الحلقة الأرضية الرئيسية منخفضة جدًا.
لحماية الشخص من خلال تشغيل قواطع الدائرة ، من الضروري إنشاء شرط لتشكيل احتمال تسرب على جزء مفتوح يحمل تيارًا لا يزيد عن 50 فولت بالنسبة إلى إمكانات الأرض. من الناحية العملية ، يصعب تحقيق ذلك لعدد من الأسباب:
تعددية عالية لتيارات الدائرة القصيرة للخاصية الزمنية الحالية المستخدمة في تصميمات المفاتيح المختلفة ؛
مقاومة عالية للحلقة الأرضية ؛
تعقيد الخوارزميات التقنية لتشغيل هذه الأجهزة.
لذلك ، يتم إعطاء الأفضلية في إنشاء إغلاق وقائي للأجهزة التي تستجيب مباشرة لظهور تيار تسرب متفرع من مسار تدفق الحمل المحسوب الرئيسي عبر موصل PE وتحديد موقعه عن طريق إزالة الجهد من الدائرة المتحكم فيها ، والتي يتم تنفيذها فقط بواسطة التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية أو ديفافتوماتوف.
لا يمكن القضاء على مخاطر الإصابة الكهربائية باستخدام طريقة التأريض هذه إلا إذا تم دمج المهام الأربع الرئيسية:
1. التثبيت الصحيح وتشغيل أجهزة الحماية مثل RCDs أو قواطع الدائرة التفاضلية ؛
2. الحفاظ على عامل الصفر N في حالة سليمة من الناحية الفنية ؛
3. استخدام وسائل الحماية ضد الطفرات في الشبكة.
4. التشغيل الصحيح للحلقة الأرضية المحلية.
التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية أو ديفافتوماتي
يجب تغطية جميع أجزاء الأسلاك الكهربائية للمبنى تقريبًا بمنطقة حماية هذه الأجهزة من حدوث تيارات التسرب. علاوة على ذلك ، يجب ألا يتجاوز إعداد التشغيل 30 مللي أمبير. سيضمن ذلك إيقاف تشغيل الجهد الكهربي من قسم الطوارئ في حالة حدوث عطل في عزل الأسلاك الكهربائية ، واستبعاد الاتصال العرضي لشخص لديه إمكانات خطرة نشأت تلقائيًا ، والحماية من الإصابة الكهربائية.
يؤدي تثبيت RCD مع إعداد 100 300 مللي أمبير على درع الإدخال للمنزل إلى زيادة مستوى الأمان ويضمن إدخال درجة ثانية من الانتقائية.
العمل صفر ن
من أجل تحديد تيارات التسرب بشكل صحيح ، من الضروري إنشاء شروط فنية لذلك والقضاء على الأخطاء. وتنشأ على الفور عندما يتم الجمع بين دوائر الأصفار العاملة والأصفار الواقية. لذلك ، يجب فصل الصفر العامل بشكل موثوق عن الصفر الوقائي ، ولا يمكن توصيلهما. (التذكير الثالث!).
حماية من زيادة التيار في الشبكة
إن حدوث التفريغ الكهربائي في الغلاف الجوي ، المصاحب لتكوين البرق ، هو أمر عشوائي وتلقائي. يمكن أن تظهر نفسها ليس فقط كصدمة كهربائية للمبنى ، ولكن أيضًا كضربة على أسلاك خط كهرباء علوي ، وهو ما يحدث كثيرًا.
يطبق مهندسو الطاقة تدابير وقائية ضد مثل هذه الظواهر الطبيعية ، لكنها ليست دائمًا فعالة بما يكفي. يتم أخذ معظم طاقة صاعقة البرق بعيدًا عن خطوط الكهرباء ، ولكن بعضها له تأثير ضار على جميع المستهلكين المتصلين.
من الممكن أن تحمي نفسك من تأثير مثل هذه الاندفاعات من الجهد الزائد التي تأتي عبر خط الإمداد العلوي باستخدام أجهزة خاصة - أو أجهزة حماية اندفاع الاندفاع (SPD).
المحافظة على الحلقة الأرضية المحلية بحالة جيدة
تقع هذه المهمة في المقام الأول على عاتق مالك المبنى. لن يتعامل أي شخص آخر مع هذه المشكلة بمفرده.
يتم دفن الحلقة الأرضية في معظمها في الأرض وبهذه الطريقة يتم إخفاؤها من التلف الميكانيكي العرضي. ومع ذلك ، توجد في التربة باستمرار محاليل من الأحماض والقلويات والأملاح المختلفة ، والتي تسبب تفاعلات كيميائية الأكسدة والاختزال مع الأجزاء المعدنية من الكفاف ، وتشكل طبقة من التآكل.
نتيجة لذلك ، تتدهور موصلية المعدن عند نقاط التلامس مع الأرض وتزداد المقاومة الكهربائية الكلية للدائرة. يتم استخدام قيمته للحكم على القدرات التقنية للتأريض وقدرته على إجراء تيارات خطأ على الأرض المحتملة. يتم ذلك عن طريق القياسات الكهربائية.
يجب أن تمرر حلقة الأرض الجيدة بشكل موثوق الإعداد الحالي لجهاز التيار المتبقي ، على سبيل المثال ، 10 مللي أمبير ، إلى الجهد الأرضي ولا تشوهه. في هذه الحالة فقط ، سيعمل التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية بشكل صحيح ، وسيؤدي نظام TT الغرض منه.
إذا كانت مقاومة الحلقة الأرضية أعلى من المعتاد ، فإنها ستمنع مرور التيار ، وتقلله ، مما قد يلغي وظيفة الحماية تمامًا.
نظرًا لأن تيار التشغيل لـ RCD يعتمد على المقاومة المعقدة للدائرة وحالة الحلقة الأرضية ، فهناك قيم مقاومة موصى بها تسمح بالتشغيل المضمون للحماية. هذه القيم موضحة في الصورة.
يتطلب قياس هذه المعلمات معرفة مهنية وأدوات متخصصة دقيقة تعمل ، ولكن باستخدام خوارزمية معقدة مع مخطط اتصال إضافي وتسلسل صارم من الحسابات. يخزن مقياس مقاومة الحلقة الأرضية عالي الجودة نتائج عمله في الذاكرة ويعرضها على لوحة معلومات.
وفقًا لهم ، بمساعدة تكنولوجيا الكمبيوتر ، يتم رسم الرسوم البيانية لتوزيع الخصائص الكهربائية للدائرة ويتم تحليل حالتها.
لذلك ، تعمل المعامل الكهربائية المعتمدة ذات المعدات الخاصة في أعمال مماثلة.
يجب إجراء قياس مقاومة العزل للحلقة الأرضية فور تشغيل التركيبات الكهربائية وبشكل دوري أثناء التشغيل. عندما تتجاوز القيمة التي تم الحصول عليها القاعدة ، وتتجاوزها ، يتم إنشاء أقسام إضافية من الدائرة ، متصلة بالتوازي. يتم التحقق من اكتمال صحة العمل المنجز من خلال القياسات المتكررة.
أعطال خطيرة للدارة في نظام التصوير المقطعي المحوسب
عند النظر في المتطلبات الفنية لضمان السلامة ، تم تحديد أربعة شروط رئيسية ، يجب تنفيذ حلها بطريقة شاملة. يمكن أن يؤدي انتهاك أي نقطة إلى عواقب وخيمة أثناء انهيار مقاومة العزل لموصل الطور.
على سبيل المثال ، إذا اصطدمت إحدى الطور بجسم جهاز كهربائي بخلل RCD أو حلقة أرضية مكسورة ، فستؤدي إلى إصابة كهربائية. قد لا تعمل قواطع الدائرة المثبتة في الدائرة ببساطة ، لأن التيار من خلالها سيكون أقل من الإعداد.
في هذه الحالة ، يمكن تصحيح الموقف جزئيًا عن طريق:
إدخال نظام معادلة محتمل ؛
ربط المرحلة الثانية من الحماية الانتقائية للتجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية بالمبنى بأكمله ، والذي سبق ذكره في التوصيات.
نظرًا لأن التنظيم الكامل للعمل على إنشاء أسس نظام TT معقد ويتطلب تنفيذًا دقيقًا للشروط الفنية ، يجب أن يُعهد بهذا التثبيت إلى العمال المدربين فقط.
بالنسبة للغالبية العظمى من الجزء "المكهرب" من سكان الكوكب ، فإن كلمة التأريض تذكرنا بصورتين: إما دبوس معدني محفور في الأرض ، ينحدر منه سلك من قضيب مانع للصواعق موجود على السطح ، أو اثنين من المعدن يتم إرفاق "ألسنة" في ما يسمى ب "مقبس اليورو". يؤدي هذا "الإدراك" إلى موقف شائع إلى حد ما عندما يقوم الحرفيون ، بعد أن لم يعثروا على سلك ثالث في الأسلاك الكهربائية للشقة لتوصيلها بجهات اتصال التأريض الخاصة بالمقبس ، بتوصيلهم بسلك إضافي بأنابيب السباكة أو التدفئة.
يعتمد منطق مثل هذه الإجراءات على الاعتقاد الراسخ بأنه بما أن هذه الأنابيب تدخل تحت الأرض ، فيجب أن يكون لها اتصال كهربائي بها. ذات مرة ، في أيام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان الأمر كذلك ، ولكن اليوم ، عندما أصبحت الأنابيب البلاستيكية العازلة للكهرباء شائعة ، فإن مثل هذا "التأريض" سيكون خطيرًا على الأشخاص في جميع الغرف التي يمر من خلالها قسم الأنابيب المعزول بإدخال بلاستيكي . إذا حدث الآن عطل كهربائي على جسم الغسالة "مؤرض" بهذه الطريقة ، فسيحدث فرق محتمل في الشقة المجاورة بين أنبوب الصرف الصحي وحنفية المياه.
تخيل الآن مشاعر جار يلمس الصنبور وهو يستحم ويتدفق تيار كهربائي عبر جسده! نظرًا لمقاومة الجلد الرطب المنخفضة ، يمكن أن يكون لهذا الوضع عواقب مأساوية. لكن التأريض المجهز بشكل صحيح هو حمايتنا الرئيسية ضد الصدمات الكهربائية في حالة حدوث عطل في علبة المعدات الكهربائية أو تلف العزل.
يحدد تنظيم نظام التأريض الخاص بمحطة المحولات الفرعية والموصلات التي تذهب إلى المستهلك نوع نظام التأريض في المباني المتصلة بمحطة المحولات الفرعية هذه. دون الخوض في التفاصيل الفنية ، نشير إلى أن النقطة المشتركة لللفات المتصلة بالمحول تسمى النقطة المحايدة أو نقطة الصفر (لأنه في ظل ظروف الحمل العادية تكون إمكاناتها صفرًا).
المحايد المتصل بنظام التأريض الخاص بالمحطة الفرعية مؤرض بقوة وفي اختصار نوع التأريض يشار إليه بالحرف T في المقام الأول (Terra - earth). إذا تم عزل المحايد (متصل بنظام الأرض من خلال مقاومة عالية) ، فسيكون الحرف I (Isole) في المقام الأول.
في المقابل ، يمكن تأريض الأجزاء الموصلة المفتوحة للمستهلكين ، أي التركيبات الكهربائية والأجهزة الكهربائية الموجودة في المنزل ، إما من خلال نفس نظام التأريض المنظم في محطة المحولات الفرعية من خلال موصل (الحرف الثاني N (نيوتر) - صفر) في الاختصار) ، أو باستخدام التأريض المستقل كهربيًا للحلقة الأرضية المحايدة (الحرف الثاني هو T). يمنحنا الجمع بين هذه الخيارات ثلاثة أنواع من التأريض لمصدر الطاقة المركزي TN و TT و IT.
بالنسبة لخطوط إمداد الطاقة ذات الجهد المنخفض (حتى 1000 فولت) ، فإن الخط الرئيسي هو نظام التأريض من النوع TN ، والذي ينقسم إلى ثلاثة أنواع فرعية. في أي حال ، لتزويد المستهلكين بالطاقة من محطة المحولات الفرعية ، يتم وضع كبلات موصلات الطور (L) وموصل عمل محايد (N). يتدفق التيار الكهربائي عبر كل من الطور والموصلات العاملة الصفرية ، فقط الأولى منها لديها إمكانية مهددة للحياة بالنسبة إلى الأرض ، والثاني مؤرض في المحطة الفرعية. كما أنها تأتي مع موصل حماية صفري (PE - التأريض الواقي). من التطبيق الفني لأداء وظائف كلا الموصلات المحايدة ، لدينا نظام TN:
نظام TN-C
على أراضي رابطة الدول المستقلة ، تم استخدام نظام TN-C في كل مكان في المباني متعددة الشقق التي تم بناؤها قبل بداية القرن الحادي والعشرين.
مع مثل هذا المخطط في المنازل ، فإن الأسلاك أحادية الطور لها اثنان ، وثلاثية الأطوار من أربعة أسلاك ووصلة تأريض في مقبس اليورو ليس لها أي شيء للاتصال به. غالبًا ما يشار إلى هذا النوع من التأريض باسم التأريض.
تشمل مزايا التأريض TN-C البساطة والتكلفة المنخفضة مقارنة بالأنظمة الأخرى. في هذه الحالة ، لا تعمل سوى حماية التيار الزائد (قواطع الدائرة) ، ولا تعمل أجهزة التيار المتبقي (RCD) مع هذا النوع من التأريض.
في حالة حدوث ماس كهربائي أحادي الطور ، يمكن أن تصل التيارات إلى عدة كيلو أمبير ، مما يؤدي إلى نشوب حريق في الأسلاك ، وبالتالي فإن مثل هذه الشبكة الكهربائية تتمتع بسلامة منخفضة من الحرائق. لكن الخطر الأكبر في نظام التأريض من هذا النوع هو ظهور جهد الطور في حالات المعدات الكهربائية عندما ينكسر موصل PEN (ما يسمى بحرق الصفر).
يحدث هذا في كثير من الأحيان ، منذ وضع الأسلاك ، مع التركيز على معيار استهلاك الطاقة الذي لا يزيد عن 1100 واط لكل شقة ، والتي يتم تجاوز قيمتها في واقع اليوم عدة مرات (غلاية كهربائية + تلفزيون + ثلاجة + كمبيوتر + طاولة يعطي المصباح + الإضاءة بالفعل ما لا يقل عن 2 كيلو واط).
بالإضافة إلى ذلك ، مع وجود مرشح ضوضاء نبضي متماثل عند الإدخال مع نقطة وسطية متصلة بالعلبة ، فإن مصادر طاقة التبديل للتكنولوجيا الإلكترونية الحديثة تساهم في إزالة جهد 110 فولت من العلبة. كل هذا ساهم في الحظر في الإصدار الحالي من "قواعد التركيب الكهربائي" لاستخدام نظام التأريض TN-C في المباني الجديدة.
نظام TN-S
نظام TN-S هو خيار تأريض ، عندما يتم فصل الموصلات المحايدة على طول الطريق من مصدر الطاقة إلى المستهلك ، أي يتم وضع سلكين مختلفين من محطة المحولات الفرعية إلى مآخذ في الشقة - العامل صفر N والصفر الوقائي PE (Separe - منفصل).
في شبكات من هذا النوع ، في حالة حدوث عطل في العلبة ، كما في حالة نظام التأريض TN-C ، ينشأ أيضًا جهد يهدد الحياة.
لكن إمكانية استخدام RCD (أثناء الانهيار في العلبة ، سيتدفق التيار إلى الصفر الوقائي PE ، مما يؤدي إلى تشغيل RCD) يجعل نظام TN-S هو الأكثر أمانًا اليوم.
يمنع فصل الموصلات المحايدة أيضًا حدوث التداخل عالي التردد والتداخلات الأخرى ، وهو أمر مهم لتشغيل الإلكترونيات الحساسة.
لا يؤدي انقطاع العمل صفر N في نظام التأريض هذا إلى ظهور جهد الطور في حالات المعدات المتصلة بخط إمداد الطاقة. تتمثل "المشكلة" الرئيسية في نظام TN-S ، والذي يُستخدم الآن عالميًا فقط في المملكة المتحدة ، في تكلفته ، حيث يجب وضع كابل إضافي من TS إلى المستهلك.
نظام TN-C-S
أدت الرغبة في تحسين سلامة نظام التأريض TN-C وفي نفس الوقت عدم تكبد تكاليف بملايين الدولارات إلى ظهور هجين TN-C + TN-S ، عندما ينتقل PEN المشترك من محطة المحولات الفرعية إلى ASP للمبنى أو إلى أقرب دعم ، ثم يتم تقسيمه إلى سلكين منفصلين N و PE مع إعادة التأريض الإلزامي. تم تعيين منظمة التأريض هذه على أنها TN-C-S.
وإذا بدأ تحديث نظام TN-C مؤخرًا نسبيًا في فضاء ما بعد الاتحاد السوفيتي ، فعندئذ في بلدان مثل الولايات المتحدة الأمريكية والسويد وفنلندا وبولندا والمجر وجمهورية التشيك وسلوفاكيا وبريطانيا العظمى وسويسرا وألمانيا ، بدأ القيام بذلك في الستينيات. في هذه الحالة ، في المنازل ، تحتوي الأسلاك أحادية الطور على ثلاثة ، والأسلاك ثلاثية الطور بها خمسة أسلاك.
كقاعدة عامة ، يتم إحضار مجموعة مقابس (L و N و PE) ومجموعة لموقد كهربائي (L و N و PE) ومجموعة إضاءة (L ، N) إلى الشقة. أي أن ثلاثة أسلاك تذهب إلى المنفذ ويوجد بالفعل شيء لتوصيل جهة الاتصال الأرضية به. توفر إمكانية استخدام RCD في قسم TN-S مستوى عاليًا من الحماية ضد التسرب الحالي.
ولكن في قسم TN-C ، لا يزال هناك خطر حدوث احتراق صفري ، ونتيجة لذلك سيظهر جهد الطور على PE. تم تصميم نظام معادلة محتملة إضافي للحماية من هذه المشكلة ، ولكن عند إعادة بناء نظام إمداد الطاقة في المنازل القديمة ، فإننا لا نفعل ذلك أبدًا.
إذا كنت ترغب في تنظيم نظام تأريض TN-C-S بشكل مستقل في الشقة وفي نفس الوقت توفير الكثير ، فغالبًا ما تكون هناك رغبة في فصل موصل PEN مباشرة في صندوق المقبس عن طريق توصيل طرف واحد بعمود العمل للمخرج والآخر على الأرض الاتصال.
يكمن خطر هذا الخيار في ظهور احتمال طور على ملامس التأريض ، وبالتالي ، على جسم الجهاز الموصل بالمقبس في حالتين ، الاحتمال مرتفع جدًا: 1) انقطاع في موصل PEN ، والذي يشمل في هذه الحالة توصيل أسلاك الشقة حتى المقبس ؛ 2) التقليب من الصفر وموصلات الطور الذهاب إلى هذا المنفذ.
في المنازل ذات البناء القديم ، تُبذل محاولات أيضًا لتنظيم TN-C-S عن طريق تقسيم PEN ليس إلى ASU ، ولكن في لوحة أرضية ، ووضع سلك إضافي. في الوقت نفسه ، نظرًا لأنه وفقًا لمتطلبات PUE ، يُحظر توصيل الموصلات المحايدة العاملة والحماية تحت طرف اتصال مشترك ، فهي متصلة بأطراف مختلفة للحافلة المحايدة في الدرع.
قد تظهر إمكانية الطور في حالة الجهاز المتصل في نفس الحالات كما هو موصوف أعلاه ، ولكن يتم تقليل احتمال حدوث احتراق صفري. في المنازل التي تم بناؤها في الثمانينيات ، تم استخدام مخطط فصل PEN مماثل في اللوحة الكهربائية بجوار العداد عند تركيب مواقد كهربائية وتم وضع سلك PE واقي للموقد فقط.
) ، تستخدم الأنظمة التالية في الشبكات الكهربائية حتى 1 كيلو فولت:
1. نظام TN - نظام يكون فيه محايد مصدر الطاقة مؤرضًا بشكل صامت ، ويتم توصيل الأجزاء الموصلة المفتوحة للتركيبات الكهربائية بالمصدر المحايد المؤرض من المصدر عن طريق الموصلات الواقية الصفرية. وهي مقسمة إلى الأنظمة الفرعية التالية:
1.1 النظام الفرعي TN-C - نظام TN يتم فيه دمج الموصلات الواقية الصفرية والصفر في موصل واحد طوال طوله ؛
1.2 النظام الفرعي TN-S - نظام TN يتم فيه فصل الموصلات الواقية الصفرية والصفر على طول طولها ؛
1.3 النظام الفرعي TN-C-S - نظام TN يتم فيه دمج وظائف الموصلات الواقية والصفر في موصل واحد في جزء منه ، بدءًا من مصدر الطاقة ؛
2. نظام تكنولوجيا المعلومات - نظام يتم فيه عزل محايد مصدر الطاقة عن الأرض أو مؤرضًا من خلال أجهزة أو أجهزة ذات مقاومة عالية ، ويتم تأريض الأجزاء الموصلة المكشوفة للتركيبات الكهربائية ؛
3. نظام TT - نظام يكون فيه المحايد لمصدر الطاقة مؤرضًا بقوة ، ويتم تأريض الأجزاء الموصلة المفتوحة للتركيبات الكهربائية باستخدام جهاز تأريض ، مستقل كهربائيًا عن المحايد ذو الأرضية الصلبة للمصدر.
تعيين الرسالة
يُقبل في تسميات الأنظمة:
الحرف الأول هو حالة محايد مصدر الطاقة بالنسبة إلى الأرض:
T (terra - earth) - محايد مؤرض ؛
أنا (عزل - معزول) - معزول محايد.
الحرف الثاني هو حالة الأجزاء الموصلة المفتوحة بالنسبة إلى الأرض:
T - يتم تأريض الأجزاء الموصلة المفتوحة ، بغض النظر عن العلاقة بأرضية مصدر الطاقة المحايد أو أي نقطة في شبكة الإمداد ؛
N (محايد - محايد) - ترتبط الأجزاء الموصلة المكشوفة بمصدر الطاقة المحايد بقوة التأريض.
الأحرف اللاحقة (بعد N) - تركيبة في موصل واحد أو فصل وظائف الموصلات الصفرية العاملة والموصلات الواقية الصفرية:
S (انتقائي - منفصل) - صفر عامل (N) وموصلات واقية صفرية (PE) مفصولة ؛
C (كامل - مشترك) - يتم دمج وظائف الموصلات الواقية الصفرية والصفر في موصل واحد (موصل PEN) ؛
يتم قبول الحرف التالي من الموصلات المحايدة:
N - صفر عامل (محايد) موصل ؛
PE (غلاف حماية - أرض واقية) - موصل واقي (موصل تأريض ، موصل واقي صفري ، موصل وقائي لنظام التعادل المحتمل) ؛
PEN - تجمع بين الموصلات الواقية الصفرية والصفر العاملة.
منطقة التطبيق
يجب استخدام نظام TN ، كقاعدة عامة ، في التركيبات الكهربائية حتى 1 كيلو فولت في المباني السكنية والعامة والصناعية والتركيبات الخارجية.
يجب تنفيذ نظام تكنولوجيا المعلومات ، كقاعدة عامة ، في التركيبات الكهربائية بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت مع عدم جواز انقطاع التيار أثناء الخطأ الأرضي الأول أو في الأجزاء الموصلة المفتوحة.
يُسمح بنظام TT فقط في الحالات التي لا يمكن فيها ضمان ظروف السلامة الكهربائية في نظام TN.
تحقق من مدى معرفتك لسؤال "أنواع أنظمة التأريض للتركيبات الكهربائية" من خلال الإجابة على بعض أسئلة التحكم.
أوضاع التأريض المحايدة في شبكات 0.4 كيلو فولت
في الفصل 1.7 من الإصدار الجديد من PUE ، تم تقديم الخيارات الممكنة (الأوضاع) لتأريض الأجزاء الموصلة المحايدة والمفتوحة 1 في شبكات 0.4 كيلو فولت. تتوافق مع الخيارات المحددة في معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC).يشار إلى وضع التأريض للأجزاء الموصلة المحايدة والمفتوحة بحرفين: يشير الأول إلى وضع التأريض للمحايد لمصدر الطاقة (محول الطاقة 6-10 / 0.4 كيلو فولت) ، والثاني 13 جزءًا موصلًا مفتوحًا. يستخدم الترميز الأحرف الأولى من الكلمات الفرنسية:
- T (13 أرض) 13 أرضيًا ؛
- N (نيوتر 13 محايد) 13 متصل بالمصدر المحايد ؛
- أنا (isole) 13 معزولة.
- TN 13 ، المصدر المحايد مؤرض بشكل غير صامد ، يتم توصيل علب المعدات الكهربائية بالسلك المحايد ؛
- ТТ 13 محايد المصدر وحالات المعدات الكهربائية غير مؤرضة (يمكن فصل التأريض) ؛
- IT 13 المصدر المحايد معزول أو مؤرض من خلال أجهزة أو أجهزة ذات مقاومة عالية ، وحالات المعدات الكهربائية مؤرضة بقوة.
- يتم الجمع بين موصلات TN-C 13 صفر العاملة والحماية (C 13 الحرف الأول من الكلمة الإنجليزية مجتمعة 13 معًا) طوال الوقت. يسمى الموصل المحايد المشترك PEN بالأحرف الأولى من اللغة الإنجليزية. كلمات الأرض الواقية محايدة 13 الأرض الواقية ، محايدة ؛
- يتم فصل موصل محايد TN-S 13 N والموصل الواقي المحايد PE (الحرف الأول S 13 من الكلمة الإنجليزية مفصول 13 منفصل) ؛
- يتم دمج موصلات العمل والحماية المحايدة TN-C-S 13 في الأقسام الرئيسية للشبكة في موصل PEN ، ثم يتم تقسيمها إلى موصلات N و PE.
2 التلامس غير المباشر 13 التلامس الكهربائي للأشخاص والحيوانات بأجزاء موصلة مفتوحة يتم تنشيطها عند تلف العزل. أي أنها لمسة على العلبة المعدنية للمعدات الكهربائية أثناء انهيار العزل في العلبة.
دعنا نقارن أوضاع التأريض الممكنة للأجزاء الموصلة المحايدة والمفتوحة في شبكات 0.4 كيلو فولت 13 ، ولاحظ المزايا والعيوب المهمة. المعايير الرئيسية للمقارنة هي:
- السلامة الكهربائية (الحماية من الصدمات الكهربائية للأشخاص) ؛
- السلامة من الحرائق (احتمال نشوب حرائق في حالة حدوث ماس كهربائي) ؛
- إمدادات الطاقة غير المنقطعة للمستهلكين ؛
- زيادة وحماية العزل.
- التوافق الكهرومغناطيسي (في التشغيل العادي وأثناء الدوائر القصيرة) ؛
- تلف المعدات الكهربائية أثناء الدوائر القصيرة أحادية الطور ؛
- تصميم الشبكة وتشغيلها.
شبكة TN-C
تم استخدام شبكات 0.4 كيلو فولت مع مثل هذا الوضع لتأريض الأجزاء الموصلة المحايدة والمفتوحة (التصفير) على نطاق واسع في روسيا حتى وقت قريب.يتم ضمان السلامة الكهربائية في شبكة TN-C مع التلامس غير المباشر 2 عن طريق تعطيل الدوائر القصيرة أحادية الطور إلى العلبة باستخدام الصمامات أو قواطع الدائرة. تم اعتماد وضع TN-C باعتباره الوضع السائد في وقت كانت فيه الصمامات وقواطع الدائرة هي الأجهزة الرئيسية للحماية من الدوائر القصيرة في العلبة. تم تحديد خصائص الاستجابة لأجهزة الحماية هذه مرة واحدة من خلال خصائص الخطوط العلوية المحمية (VL) وخطوط الكابلات (CL) والمحركات الكهربائية والأحمال الأخرى. كان ضمان السلامة الكهربائية مهمة ثانوية.
في القيم المنخفضة نسبيًا لتيارات الدائرة القصيرة أحادية الطور (بعد الحمل من المصدر ، المقطع العرضي للسلك الصغير) ، يزداد وقت الفصل بشكل كبير. في الوقت نفسه ، من المحتمل جدًا حدوث صدمة كهربائية لشخص يلمس علبة معدنية. على سبيل المثال ، لضمان السلامة الكهربائية ، يجب فصل دائرة كهربائية قصيرة عن العلبة في شبكة 220 فولت في وقت لا يزيد عن 0.2 ثانية. لكن الصمامات وقواطع الدائرة يمكن أن توفر وقت إغلاق كهذا فقط عند مضاعفات تيارات الدائرة القصيرة فيما يتعلق بالتيار المقنن عند المستوى 6-10. وبالتالي ، في شبكة TN-C ، توجد مشكلة أمنية في الاتصال غير المباشر بسبب عدم القدرة على توفير قطع اتصال سريع. بالإضافة إلى ذلك ، في شبكة TN-C ، مع وجود دائرة قصر أحادية الطور على جسم مستقبل الطاقة ، هناك احتمال انتقال على طول السلك المحايد إلى أجسام المعدات غير التالفة ، بما في ذلك فصلها وإخراجها للإصلاح. هذا يزيد من احتمالية إصابة الأشخاص الذين يتلامسون مع المعدات الكهربائية للشبكة. تحدث إزالة الإمكانات لجميع المباني المؤرضة أيضًا مع دائرة قصر أحادية الطور على خط الإمداد (على سبيل المثال ، كسر في سلك الطور لخط علوي 0.4 كيلو فولت مع انخفاض إلى الأرض) من خلال مقاومة صغيرة ( مقارنة بمقاومة الحلقة الأرضية للمحطة الفرعية 6-10 / 0.4 كيلو فولت). في نفس الوقت ، طوال مدة الحماية ، يظهر جهد قريب من جهد الطور على السلك المحايد والحالات المتصلة به. يمثل كسر (احتراق) السلك المحايد خطرًا خاصًا في شبكة TN-C. في هذه الحالة ، ستكون جميع الحالات المعدنية الصفرية للمستقبلات الكهربائية المتصلة خلف نقطة الانقطاع تحت جهد الطور.
أكبر عيب لشبكات TN-C هو عدم تشغيل الأجهزة الحالية المتبقية (RCDs) أو الأجهزة الحالية المتبقية (RCDs) فيها وفقًا للتصنيف الغربي.
السلامة من الحرائق لشبكات TN-C منخفضة. أثناء الدوائر القصيرة أحادية الطور في هذه الشبكات ، تحدث تيارات كبيرة (كيلو أمبير) ، مما قد يتسبب في نشوب حريق. الوضع معقد بسبب إمكانية حدوث دوائر قصيرة أحادية الطور من خلال مقاومة تلامس كبيرة ، عندما يكون تيار الدائرة القصيرة صغيرًا نسبيًا ولا تعمل الحماية أو تعمل مع تأخير زمني كبير.
لا يتم ضمان إمداد الطاقة غير المنقطع 3 في شبكات TN-C أثناء الدوائر القصيرة أحادية الطور ، نظرًا لأن الدوائر القصيرة مصحوبة بتيار كبير ويلزم فصل الاتصال.
أثناء حدوث خطأ أحادي الطور في شبكات TN-C ، تحدث زيادة في الجهد (الجهد الزائد) في مراحل غير تالفة بنحو 40٪. تتميز شبكات TN-C بوجود اضطرابات كهرومغناطيسية. هذا يرجع إلى حقيقة أنه حتى في ظل ظروف التشغيل العادية ، يحدث انخفاض في الجهد على الموصل المحايد عندما يتدفق تيار التشغيل. وفقًا لذلك ، يوجد فرق محتمل بين نقاط مختلفة من السلك المحايد. يتسبب هذا في تدفق التيارات في الأجزاء الموصلة للمباني وأغلفة الكابلات ودروع كابلات الاتصالات ، وبالتالي التداخل الكهرومغناطيسي. يتم تضخيم الاضطرابات الكهرومغناطيسية بشكل كبير عندما تحدث دوائر قصيرة أحادية الطور مع تدفق تيار كبير في السلك المحايد.
يتسبب التيار الكبير للدوائر القصيرة أحادية الطور في شبكات TN-C في حدوث أضرار جسيمة في المعدات الكهربائية. على سبيل المثال ، حرق وصهر الفولاذ من ساكن المحركات الكهربائية. في مرحلة تصميم وإعداد الحماية في شبكة TN-C ، من الضروري معرفة مقاومات جميع عناصر الشبكة ، بما في ذلك المقاومة ذات التسلسل الصفري ، من أجل حساب تيارات الدائرة القصيرة أحادية الطور بدقة. أي أن حسابات أو قياسات مقاومة حلقة الطور صفر ضرورية لجميع التوصيلات. يتطلب أي تغيير كبير في الشبكة (على سبيل المثال ، زيادة طول الاتصال) التحقق من شروط الحماية.
شبكة TN-S
تسمى شبكات 0.4 كيلو فولت مع هذا الوضع لتأريض الأجزاء الموصلة المحايدة والمفتوحة بخمسة أسلاك. في نفوسهم ، يتم فصل الموصلات العاملة الصفرية والصفر. في حد ذاته ، لا يوفر استخدام شبكة TN-S أمانًا كهربائيًا مع اتصال غير مباشر ، لأنه في حالة انهيار العزل في العلبة ، كما هو الحال في شبكة TN-C ، ينشأ احتمال خطير. ومع ذلك ، في شبكات TN-S ، يمكن استخدام التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية. مع هذه الأجهزة ، يكون مستوى الأمان الكهربائي في شبكة TN-S أعلى بكثير مما هو عليه في شبكة TN-C. في حالة انهيار العزل في شبكة TN-S ، يحدث تحول محتمل أيضًا في حالات المستقبلات الكهربائية الأخرى المتصلة بواسطة موصل PE. ومع ذلك ، فإن العمل السريع للتجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية في هذه الحالة يضمن السلامة. على عكس شبكات TN-C ، فإن انقطاع موصل العمل المحايد في شبكة TN-S لا يستلزم ظهور جهد الطور في حالات جميع مستقبلات الطاقة المتصلة بخط الطاقة هذا خارج نقطة الانقطاع.تعتبر السلامة من الحرائق لشبكات TN-S عند استخدام RCD أعلى بكثير مقارنة بشبكات TN-C. تعتبر RCDs حساسة لتطوير عيوب العزل وتمنع حدوث تيارات ماس كهربائى ذات مرحلة واحدة.
فيما يتعلق بإمدادات الطاقة غير المنقطعة وحدوث طفرات ، لا تختلف شبكات TN-S عن شبكات TN-C.
تعد البيئة الكهرومغناطيسية في شبكات TN-S في الوضع العادي أفضل بكثير من شبكات TN-C. هذا يرجع إلى حقيقة أن موصل العمل الصفري معزول ولا يوجد تفرع للتيارات في مسارات موصلة لجهة خارجية. عندما تحدث دائرة قصر أحادية الطور ، يتم إنشاء نفس الاضطرابات الكهرومغناطيسية كما في شبكات TN-C.
يقلل وجود أجهزة RCD في شبكات TN-S بشكل كبير من مقدار الضرر في حالة الدوائر القصيرة أحادية الطور مقارنة بشبكات TN-C. هذا يرجع إلى حقيقة أن التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية يزيل الضرر في مرحلته الأولية.
من حيث التصميم وإعدادات الحماية والصيانة ، لا تتمتع شبكات TN-S بأي مزايا على شبكات TN-C. ألاحظ أن شبكات TN-S أكثر تكلفة مقارنة بشبكات TN-C نظرًا لوجود سلك خامس ، بالإضافة إلى RCD.
الشبكة TN-C-S
هذا هو مزيج من نوعين من الشبكات التي تمت مناقشتها أعلاه. بالنسبة لهذه الشبكة ، ستكون جميع المزايا والعيوب المذكورة أعلاه صالحة.NETWORK TT
ميزة هذا النوع من شبكات 0.4 كيلو فولت هي أن الأجزاء الموصلة المفتوحة لمستقبلات الطاقة متصلة بالأرض ، والتي عادة ما تكون مستقلة عن الأرض لمحطة التزويد الفرعية 6 1310 / 0.4 كيلو فولت.يتم ضمان السلامة الكهربائية في هذه الشبكات من خلال استخدام RCD دون فشل. في حد ذاته ، لا يوفر استخدام وضع TT الأمان في حالة الاتصال غير المباشر. إذا كانت مقاومة موصل التأريض المحلي ، الذي تتصل به الأجزاء الموصلة المفتوحة ، مساوية لمقاومة التأريض لمحطة الإمداد الفرعية 6 (10) / 0.4 كيلو فولت وتحدث دائرة كهربائية قصيرة في العلبة ، فسيكون جهد اللمس هو نصف جهد الطور (110 فولت لشبكة 220 فولت). هذا الجهد خطير ويجب فصل الاتصال التالف على الفور. لكن لا يمكن قطع الاتصال عن طريق المفاتيح والصمامات التلقائية لفترة آمنة للشخص الذي تم لمسه بسبب القيمة المنخفضة لتيار العطل أحادي الطور. على سبيل المثال ، إذا افترضنا أن مقاومة التأريض لمحطة التزويد الفرعية 6 (10) / 0.4 كيلو فولت ونظام القطب الأرضي المحلي هي 0.5 أوم ، وإهمال مقاومة محول الطاقة والكابل ، بجهد طور 220 فولت ، سيكون التيار لخطأ أحادي الطور للحالة في شبكة TT فقط 220 أ. مع الأخذ في الاعتبار جميع المقاومة في الدائرة ، سيكون التيار أقل.
تعتبر السلامة من الحرائق لشبكات TT مقارنة بشبكات TN-C أعلى بكثير. ويرجع ذلك إلى القيمة الصغيرة نسبيًا لتيار العطل أحادي الطور واستخدام RCDs ، والتي بدونها لا يمكن تشغيل شبكات TT على الإطلاق.
لا يتم ضمان إمداد الطاقة غير المنقطع 3 في شبكات TT أثناء الدوائر القصيرة أحادية الطور ، نظرًا لأن فصل الاتصال مطلوب بسبب ظروف السلامة.
في حالة حدوث عطل أرضي أحادي الطور في شبكة TT ، يرتفع الجهد في المراحل غير التالفة بالنسبة إلى الأرض ، وهو ما يرتبط بظهور الجهد على المحايد لمحول الإمداد 6 (10) / 0.4 كيلو فولت. إذا قبلنا المقاومة المذكورة أعلاه ، فإن الجهد على المحايد سيكون نصف الطور. هذه الزيادة في الجهد ليست خطيرة بالنسبة للعزل ، حيث يتم التخلص من دائرة قصر أحادية الطور بسرعة من خلال عمل RCD ، وفي معظم الحالات قبل أن يتم تطويرها بالكامل ويصل التيار إلى أقصى حد له.
في نظام TT ، يتم عادةً دمج عدة حالات من المستقبلات الكهربائية مع موصل واقي واحد PE ومتصلة بقطب أرضي مشترك ، منفصل ، كما ذكرنا سابقًا ، عن القطب الأرضي لمحطة التوريد الفرعية. ليس من العملي لأسباب اقتصادية إجراء موصل تأريض منفصل في شبكة TT لكل جهاز استقبال كهربائي. في الوضع العادي ، لا يتدفق أي تيار عبر الموصل الواقي في نظام TT ، وبالتالي ، لا يوجد فرق محتمل بين حالات أجهزة الاستقبال الكهربائية الفردية. وهذا يعني ، في الوضع العادي ، أن الاضطرابات الكهرومغناطيسية (فرق الجهد بين المباني ، وتدفق التيار عبر هياكل المباني وأغلفة الكابلات) غائبة. عندما تحدث دائرة قصر أحادية الطور ، يكون التيار صغيرًا نسبيًا ، وعندما يتدفق ، يكون انخفاض الجهد عبر الموصل الواقي صغيرًا ، وتكون مدة تدفق التيار قصيرة. في المقابل ، فإن الاضطرابات الناشئة في هذه الحالة صغيرة أيضًا. وبالتالي ، من وجهة نظر الاضطرابات الكهرومغناطيسية ، تتمتع شبكة TT بميزة على شبكات TN-C في التشغيل العادي ومع شبكات TN-C و TN-S و TN-C-S في وضع الدائرة أحادية الطور.
مقدار الضرر الذي يلحق بالمعدات في شبكات TT في حالة الدوائر القصيرة أحادية الطور صغير ، وهو مرتبط بقيمة تيار صغيرة مقارنة بشبكات TN-C و TN-S و TN-C-S وباستخدام RCDs ، والتي توفر الإغلاق قبل التطوير الكامل لأضرار العزل.
من وجهة نظر التصميم ، تتمتع شبكات TT بميزة كبيرة على شبكات TN. يؤدي استخدام RCD في شبكات TT إلى التخلص من المشكلات المرتبطة بالحد من طول الخطوط ، والحاجة إلى معرفة مقاومة حلقة الدائرة القصيرة. يمكن تمديد الشبكة أو تعديلها دون إعادة حساب التيارات الخاطئة أو قياس مقاومة حلقة التيار الخاطئ. بالنظر إلى أن تيار الدائرة القصيرة أحادية الطور في شبكات TT أقل مما هو عليه في شبكات TN-S و TN-C-S ، فقد يكون المقطع العرضي للموصل الواقي PE في شبكة TT أصغر.
شبكة تكنولوجيا المعلومات
يتم عزل النقطة المحايدة لمحول الإمداد 6 (10) / 0.4 كيلو فولت لهذه الشبكة عن الأرض أو يتم تأريضها من خلال مقاومة كبيرة (مئات أوم 13 عدة كيلو أوم). يتم فصل موصل الحماية في مثل هذه الشبكات عن المحايد.تعتبر السلامة الكهربائية في حالة حدوث عطل أرضي أحادي الطور في هذه الشبكات هي الأعلى من بين كل تلك التي تم أخذها في الاعتبار. هذا يرجع إلى القيمة الصغيرة لتيار العطل أحادي الطور (بضعة أمبير). مع مثل هذا العطل الحالي ، يكون جهد التلامس منخفضًا للغاية ولا داعي لفصل الخطأ الذي حدث على الفور. بالإضافة إلى ذلك ، في شبكة تكنولوجيا المعلومات ، يمكن تحسين الأمن عن طريق استخدام التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية.
تعتبر السلامة من الحرائق لشبكات تكنولوجيا المعلومات هي الأعلى مقارنة بشبكات TN-C و TN-S و TN-C-S و TT. هذا يرجع إلى أصغر قيمة لتيار الدائرة القصيرة أحادي الطور (وحدات الأمبير) وانخفاض احتمال نشوب حريق.
تتميز شبكات تكنولوجيا المعلومات بإمدادات طاقة عالية غير منقطعة للمستهلكين. لا يتطلب حدوث خطأ أحادي الطور فصلًا فوريًا.
عندما يحدث خطأ أرضي أحادي الطور في شبكة تكنولوجيا المعلومات ، يزداد الجهد في المراحل غير التالفة بمقدار 1.73 مرة. في شبكة تكنولوجيا المعلومات بنقطة محايدة معزولة (بدون تأريض مقاوم) ، يمكن أن يحدث جهد زائد للقوس.
الاضطرابات الكهرومغناطيسية في شبكات تكنولوجيا المعلومات منخفضة ، نظرًا لأن تيار العطل أحادي الطور صغير ولا ينتج عنه انخفاضات كبيرة في الجهد على الموصل الواقي.
الأضرار التي تلحق بالمعدات في حالة حدوث خطأ أحادي الطور في شبكات تكنولوجيا المعلومات صغيرة جدًا. يتطلب تشغيل شبكة تكنولوجيا المعلومات موظفين مؤهلين يمكنهم العثور بسرعة على ماس كهربائى الناتج والقضاء عليه. لتحديد الاتصال التالف ، يلزم وجود جهاز خاص (في الدول الغربية ، يتم استخدام مولد تيار بتردد مختلف عن التردد الصناعي ، وهو متصل بالمحايد). تمتلك شبكات تكنولوجيا المعلومات قيودًا على توسيع الشبكة ، حيث تزيد الاتصالات الجديدة من تيار العطل أحادي الطور.
خاتمة
كتوصيات عامة لاختيار شبكة أو أخرى ، يمكن الإشارة إلى ما يلي: 1. لا ينبغي استخدام شبكات TN-C و TN-C-S نظرًا لانخفاض مستوى السلامة الكهربائية والسلامة من الحرائق ، فضلاً عن احتمال حدوث اضطرابات كهرومغناطيسية كبيرة .2. يوصى باستخدام شبكات TN-S للتركيبات الثابتة (غير القابلة للتغيير) ، عندما يتم تصميم الشبكة "مرة واحدة وإلى الأبد".
3. يجب استخدام شبكات TT للتركيبات الكهربائية المؤقتة والمتوسعة والمتغيرة. 4. يجب استخدام شبكات تكنولوجيا المعلومات في الحالات التي يكون فيها استمرار إمدادات الطاقة أمرًا ضروريًا.
توجد خيارات عند استخدام وضعين أو ثلاثة أوضاع على نفس الشبكة. على سبيل المثال ، عندما يتم تشغيل الشبكة بالكامل من خلال شبكة TN-S ، وجزء منها من خلال محول عزل عبر شبكة تكنولوجيا المعلومات.
لاحظ أنه لا توجد طريقة عالمية لتأريض الأجزاء الموصلة المحايدة والمكشوفة. في كل حالة ، من الضروري إجراء مقارنة اقتصادية والانطلاق من المعايير: السلامة الكهربائية ، والسلامة من الحرائق ، ومستوى إمداد الطاقة غير المنقطع ، وتكنولوجيا الإنتاج ، والتوافق الكهرومغناطيسي ، وتوافر الموظفين المؤهلين ، وإمكانية التوسع والتغيير اللاحق من الشبكة.