حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی در تاسیسات الکتریکی

برق گرفتگی یکی از موارد تهدید کننده انسان و دیگر موجودات زنده است. یکی از وظایف شما به عنوان متخصص برق در نظر گرفتن سیستم های حفاظت در برابر برق گرفتگی است. به صورت کلی عبور جریان از بدن انسان به شکل برق گرفتگی تعریف می شود. عبور جریان الکتریکی و خطرات ناشی از آن به آیتم های زیادی مانند میزان ولتاژ، جریان، زمان، رطوبت، مقاومت بدن و غیره بستگی دارد. خطرات برق تنها محدود به عبور جریان به شکل مستقیم از بدن انسان نمی شود. هنگام کار با تاسیسات الکتریکی خطرات دیگری مانند آرک فلش و سوختگی ناشی از آن نیز ما را تهدید می کند. حفاظت در صنعت برق بسیار گسترده است. حفاظت، بخش‌های زیادی از جمله موارد زیر را پوشش می دهد:

• حفاظت از افراد و حیوانات در برابر شوک الکتریکی
• حفاظت از تجهیزات در برابر تنش‌های ناشی از اتصال کوتاه، صاعقه، عدم پایداری شبکه قدرت و غیره
• حفاظت از تاسیسات و تجهیزات در برابر تخریب
• حفاظت در برابر از دست رفتن محصولات
• حفاظت از افراد و محیط زیست در برابر آلودگی، انفجار، گازهای سمی و غیره
• حفاظت از افراد و تجهیزات در برابر بهره‌برداری اشتباه و استفاده از اینترلاک‌ها و غیره

جهت آشنایی با انواع اینترلاک مقاله ی اینترلاک در تابلو برق را مطالعه کنید.

در فصل دوم از هندبوک اشنایدر با عنوان  اتصال به شبکه فشار متوسط یا Connection to the MV utility distribution network چهار بخش حفاظتی زیر بررسی می شود. گزینه ی اول در خصوص حفاظت در برابر برق گرفتگی بوده که شامل تماس مستقیم و غیر مستقیم می شود. این مورد در همین مقاله بررسی شده و موارد دیگر را می توانید در بخش های دیگر از گروه طراحی تاسیسات مطالعه کنید.

• حفاظت در برابر شوک الکتریکی
• حفاظت ترانسفورماتور در برابر خطاهای خارجی و داخلی
• ارتقاء سطح حفاظتی ترانسفورماتور با بریکر و رله های Self Power
• حفاظت در برابر بهره برداری اشتباه با استفاده از اینترلاک‌های مناسب

حفاظت در برابر شوک الکتریکی

شوک الکتریکی یا برق گرفتگی بعلت عبور جریان الکتریکی از بدون انسان یا حیوانات ایجاد می شود. این امر می تواند علت های متنوعی مانند تماس مستقیم، غیر مستقیم، قرار گرفتن در معرض آرک و غیره داشته باشد. صدمات ایجاد شده توسط انرژی الکتریکی بر اساس میزان جریان و زمان عبور آن از بدن دسته بندی می شود. با افزایش جریان، زمان و یا هردو نرخ صدمات به سرعت افزایش پیدا می کند.

در تصویر زیر دسته بندی یا زون بندی های خطرات برق گرفتگی با توجه به میزان جریان و زمان عبور آن از بدن را مشاهده می کنید. این نمودار دارای محور افقی جریان با واحد میلی آمپر و محور عمودی زمان با واحد میلی ثانیه است. در این نمودار 4 زون با عنوان های AC-1 تا AC-4 مشخص شده اند. زون یک از ابتدای نمودار تا بخش A بوده و به شکل AC-1 تعریف شده است. از خط A تا B مربوط به زون دوم یا AC-2 می باشد. حدفاصل خط B تا منحنی C1 مربوط به زون AC-3 بوده و ادامه ی آن تشکیل دهنده ی زون چهارم یا AC-4 می باشد. تعریف و آثار این زون ها عبارتند از:

• زون AC-1 غیر قابل تشخیص: جریان در این بخش برای انسان قابل تشخیص نبوده و خطری ایجاد نمی کند.
• زون AC-2 قابل تشخیص: عبور جریان در این بخش قابل تشخیص بوده و معمولا خطری انسان را تهدید نمی کند.
• زون AC-3 اثرات برگشت پذیر مانند انقباض عضلانی: عبور این جریان باعث ایجاد آثاری مانند انقباض عضلانی می شود.
• زون AC-4 امکان بروز اثرات غیر قابل بازگشت: این بخش با توجه به میزان جریان و زمان عبور آن به زیر گروه های AC4.1 تا AC4.4 تقسیم می شود. در محدوده ی AC-4.1 تا AC-4.3 احتمال صدمات قبلی از 5 تا 50 درصد افزایش پیدا می کند.

ولتاژ تماس

حفاظت در برابر شوک الکتریکی یا حفاظت در برابر برق گرفتگی بر اساس دو خطر اصلی مطرح می‌شود:

• تماس مستقیم با هادی‌های برقدار
• تماس غیر مستقیم با بدنه‌ی تجهیزات هنگام رخ دادن خطا

تماس غیر مستقیم هنگامی رخ می دهد که بعلت اشکال داخلی، بدنه‌ی تجهیز برقدار شود. در این حالت اتصال دست با قسمت برقدار باعث عبور جریان از بدن به سمت پاها می شود. قابل ذکر است که در حالت عادی بدنه ی تجهیزات بدون برق و اتصال زمین شده در نظر گرفته می شوند. به عبارت دیگر در صورت سالم بودن تجهیزات با لمس بدنه ی آن ها دچار برق گرفتگی نخواهیم شد. در حالت تماس غیر مستقیم جریان عبوری از بدن به این موارد بستگی دارد:

• سطح ولتاژ تماس ایجاد شده روی بدنه‌ی تجهیزات هنگام عبور جریان به سمت زمین
• مقاومت بدن انسان
• مقاومت بخش‌های اضافی مانند کفش‌ها

ولتاژ تماس یا همان ولتاژ ایجاد شده روی بدنه ی تجهیزات معیوب باعث عبور جریان از بدن انسان می شود. مقدار این ولتاژ تعیین کننده ی میزان جریان عبوری و صدمات ناشی از آن خواهد بود. جهت بررسی دقیق تر ولتاژ تماس به تصویر زیر توجه کنید. در این تصویر یک شخص هنگام لمس بدنه ی الکتروموتور معیوب نمایش داده شده است. همانطور که مشاهده می کنید الکتروموتور دچار خطای داخلی شده و بدنه ی آن دارای اختلاف پتانسیل است. با لمس بدنه ی الکتروموتور دو مسیر موازی به سمت زمین ایجاد می شود.

مسیر اول یا If

مسیر اول جریان از طریق سیم زمین بوده و جریان خطا یا If را ایجاد می کند. این جریان در سیستم های الکتریکی با عنوان خطای زمین یا Earth Fault Current شناخته می شود. میزان جریان هدایت شده به سمت زمین به مقاومت الکترود زمین یا Rm بستگی دارد. در این حالت هرچقدر مقاومت Rm یا Resistance of the earth electrod کمتر باشد، حجم بیشتری از جریان به سمت زمین هدایت خواهد شد. عبور جریان If از مقاومت Rm باعث ایجاد ولتاژ Ue خواهد شد. این ولتاژ به شکل Ue=RmxIf تعریف شده و همان افزایش ولتاژ زمین است. این ولتاژ در نزدیکی الکترود زمین حداکثر خود را داشته و با دور شدن از آن کاهش پیدا می کند. در تصویر این تغییرات ولتاژ را با عبارت Potential gradient یا همان گرادیان ولتاژ مشاهده می کنید.

مسیر دوم یا Ib

مسیر دوم جریان از طریق بدن انسان ایجاد شده و Ib نام دارد. به صورت کلی جریان Ib به صورت Ib=Ut/Rb تعریف می شود. همانطور که مشاهده می کنید میزان این جریان به مقدار ولتاژ تماس یا Ut و مقاومت بدن یا Rb بستگی دارد. در صورتی که بدنه ی تجهیزات به درستی اتصال زمین شده باشد همواره Ut یا ولتاژ تماس کوچکتر مساوی ولتاژ زمین یا Ue خواهد بود. در نظر داشته باشید که ولتاژ تماس یا Ut به گرادیان ولتاژ روی سطح زمین نیز بستگی دارد. موارد شرح داده شده را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

کنترل گرادیان ولتاژ

کنترل گرادیان ولتاژ در کاهش خطرات تماس غیر مستقیم و برق گرفتگی ناشی از آن بسیار مهم است. در تصویر زیر منحنی سبز رنگ نشان دهنده‌ی گرادیان ولتاژ است. این منحنی نشان دهنده ی تغییرات ولتاژ روی سطح زمین هنگام رخ دادن خطا می باشد. همانطور که مشاهده می کنید Ue یا ولتاژ نقطه ی زمین در محل ورود جریان به زمین یا همان الکترود، دارای حداکثر مقدار خود است. ولتاژ سطح زمین با بیشتر شدن فاصله از الکترود یا محل ورود جریان؛ کاهش پیدا می کند. به صورت کلی ولتاژ تماس Ut کمتر از ولتاژ نقطه‌ی زمین Ue است. منحنی تغییرات ولتاژ یا گرادیان ولتاژ در دو سمت تصویر به صورت کنترل نشده و کنترل شده نمایش داده شده است.

سمت چپ مربوط به گردایان ولتاژ کنترل نشده یا Potential gradient without control است. این حالت خطرات بیشتری را برای افراد ایجاد کرده و به همین علت با رنگ صورتی مشخص شده است. همانطور که مشاهده می کنید در این قسمت ولتاژ تماس یا Ut بسیار بزرگتری ایجاد شده و خطر برق گرفتگی بسیار بالا است.

سمت راست از تصویر بالا حالت گرادیان ولتاژ کنترل شده را نمایش می دهد. در این حالت خطرات کمتر بوده و محدوده با رنگ سبز مشخص شده است. نکته ی مهم در این بخش استفاده از الکترودهای S1 تا S3 است. در واقع این الکترودها باعث کاهش ولتاژ روی سطح زمین شده و مقدار ولتاژ تماس یا Ut را کاهش می دهند. کاهش ولتاژ تماس به معنی رسیدن به هدف اصلی یعنی حفاظت در برابر برق گرفتگی می باشد.

ولتاژ گام

هنگام رخ دادن خطای زمین یک مورد تهدید کننده ی دیگر با عنوان ولتاژ گام ایجاد می شود. ولتاژ گام عبارت است از ولتاژی که از یک پا وارد شده و از پای دیگر خارج می شود. طبق تصویر بالا ولتاژ گام یا Us در مجاورت الکترودهای زمین و هنگام رخ دادن خطا ایجاد خواهد شد. این ولتاژ در تاسیسات با ولتاژ بالا بسیار زیاد بوده و به راحتی می توان باعث برق گرفتگی شود.

در نظر داشته باشید که ولتاژ گام یا Us: Prospective Step Voltage در مواردی که الکترود زمین وجود نداشته باشد نیز تهدید کننده است. به عنوان مثال افتادن یک سیم برقدار روی زمین را در نظر بگیرید. در این حالت جریان وارد زمین شده و در نزدیکی نقطه ی اتصال بیشترین خطر را ایجاد می کند. همانطور که می دانید در این شرایط ولتاژ روی سطح زمین ایجاد شده و با افزایش فاصله میرا می شود. تاکید می شود که هنگام رخ دادن خطا در نزدیکی نقطه ی ورود جریان به زمین هرگز نباید فاصله ای بین پاهای شما ایجاد شود. وجود فاصله بین پاها باعث ایجاد اختلاف پتانسیل و برق گرفتگی می شود. به منظور حفاظت در برابر برق گرفتگی با ولتاژ گام توصیه می شود با پرش های کوتاه از محل حادثه دور شوید.

نتیجه گیری

عدم کنترل روی گرادیان ولتاژ باعث افزایش خطر برق گرفتگی با ولتاژ تماس و ولتاژ گام می شود. به منظور کنترل گرادیان ولتاژ می توان از هم بندی اجزای فلزی دفن شده در زمین استفاده کرد. این امر باعث کاهش قابل توجه ولتاژ تماس و گام می شود. به منظور کنترل کامل گرادیان ولتاژ می توان از روش های دیگر مانند دفن حلقه‌های مس بدون روکش اطراف تجهیزات MV نیز استفاده کرد. مفهوم هر یک از عبارت درج شده در تصویر به این شرح است:

• Ue به معنی افزایش ولتاژ زمین یا Earth Potential Rise
• Ut به معنی ولتاژ تماس قابل انتظار یا Prospective Touch Voltage
• Us به معنی ولتاژ گام قابل انتظار یا Prospective Step Voltage
• E به معنی الکترود زمین یا Earth Electrode
• S1,S2,S3 به معنی الکترودهای زمین یا حلقه های کنترل کننده ی گرادیان ولتاژ که به الکترود زمین متصل شده اند یا Potential Grading Earth Electrodes (e.g. Ring Earth Electrodes) Connected to Earth Electrode E

حفاظت در برابر تماس مستقیم

تماس مستقیم به معنی برخورد با هادی های برقدار است. خطر تماس مستقیم با تجهیزات برقدار بسیار بالا بوده و به همین علت حفاظت در برابر تماس مستقیم با عنوان حفاظت اساسی یا پایه‌ای نیز شناخته می‌شود. تاکید می شود که در تمام تاسیسات نمی توان از بریکرهای نشتی جریان به منظور کاهش خطرات برق گرفتگی ناشی از تماس مستقیم استفاده کرد. در ضمن نحوه ی اتصال به هادی های برقدار در عملکرد سیستم های نشتی جریان بسیار مهم است. به عنوان مثال برخورد با هردو هادی فاز و نول را در نظر بگیرید. در این شرایط عملکرد بریکرهای نشتی جریان تضمین شده نبوده و خطر مرگ بسیار بالا است. از طرفی با افزایش ولتاژ مثلا در شبکه های فشار متوسط امکان استفاده از چنین حفاظت هایی وجود ندارد. در عمل به منظور حفاظت در برابر تماس مستقیم یا حفاظت در برابر برق گرفتگی چهار اصل مهم وجود دارد:

• عایق سازی هادی‌های برقدار. بهترین مثال برای این بخش کابل‌های HV و LV هستند.
• قراردادن تمام بخش‌های برقدار در محفظه‌های عایق یا محفظه‌های فلزی زمین شده
• قرار دادن بخش‌های برقدار خارج از محدوده یا دسترسی
• نصب موانع مانند بخش‌هایی که در پست‌های AIS نصب می‌شوند.

عایق سازی هادی‌های برقدار

معمولا برای تجهیزات الکتریکی دو سطح حفاظت عمومی و حفاظت تکمیلی در نظر گرفته می‌شود. حفاظت تکمیلی جهت پوشش حفاظت عمومی بوده و تا حد زیادی از حوادث جلوگیری می کند. حفاظت عمومی و تکمیلی را می‌توان با استفاده از انواع عایق و اتصال زمین تامین کرد. انواع عایق‌های الکتریکی عبارت‌اند از:

1. عایق اولیه: عایق پلاستیکی که برای حفاظت اولیه در برابر شوک الکتریکی روی قسمت‌های برق‌دار تجهیزات کشیده می‌شود. به‌عنوان‌مثال روکش سیم‌ها
2. عایق تکمیلی: یک عایق مستقل از عایق اولیه که به‌منظور اطمینان از حفاظت در برابر شوک الکتریکی استفاده می‌شود. درصورتی‌که عایق اولیه از بین برود، وجود عایق تکمیلی باعث جلوگیری از برخورد و شوک می‌شود.
3. عایق دوبل: عایقی که از هر دو عایق اولیه و تکمیلی تشکیل شده است.
4. عایق تقویت شده: یک عایق تکی که به بخش‌های برق‌دار تجهیزات اعمال می‌شود. این عایق درجه‌ی حفاظتی معادل با عایق دوبل در برابر شوک الکتریکی ایجاد می‌کند.

تمام تجهیزات الکتریکی که از ولتاژ اصلی استفاده می‌کنند باید حداقل دو سطح از حفاظت را داشته باشند. در این حالت با اشکال در یکی از لایه های حفاظتی بازهم ایمنی تامین خواهد شد. از نظر استاندارد IEC تجهیزات الکتریکی از نظر حفاظت در برابر شوک الکتریکی به پنج کلاس دسته بندی می شوند. توضیحات هر یک از گروه ها عبارتنداز:

کلاس 0:

تجهیزات کلاس 0 هیچ اتصال زمینی برای حفاظت در برابر شوک الکتریکی نداشته و تنها یک سطح عایق بین اجزای برق‌دار و کاربر وجود دارد. این تجهیزات فقط ا برای استفاده در مناطق خشک مناسب هستند. وقوع یک خطا در این لوازم می‌تواند باعث برق‌دار شدن بدنه، ایجاد شوک الکتریکی و خطرات جبران‌ناپذیری گردد. امروزه فروش تجهیزات کلاس 0 در بسیاری از کشورها ممنوع است.

کلاس 01:

در تجهیزات کلاس 01 علاوه بر عایق اولیه، ترمینال جداگانه‌ای برای اتصال سیم زمین نیز در نظر گرفته شده است. کابل تغذیه در این تجهیزات دو رشته بوده و سیم اتصال زمین باید به‌صورت جداگانه به بدنه‌ی دستگاه متصل شود. با جدا بودن سیم زمین از کابل تغذیه‌ی اصلی؛ امکان قطع آن در هنگام کار دستگاه وجود دارد. در صورت قطع سیم زمین، تنها المان محدودکننده‌ی خطر فقط عایق تجهیزات برق‌دار است. در این حالت کلاس 01 به 0 کاهش پیدا کرده و به همین علت فروش این تجهیزات نیز در بسیاری از کشورها ممنوع است.

کلاس 1:

در تجهیزات کلاس 1، حفاظت به‌وسیله‌ی ترکیبی از عایق‌های اولیه و سیم اتصال زمین تامین می‌شود. عایق‌بندی بین اجزای برق‌دار و قسمت‌های رسانا مانند قاب، شاسی، بدنه و غیره به‌عنوان حفاظت عمومی و سیم زمین به‌عنوان حفاظت تکمیلی در نظر گرفته می‌شود. کابل تغذیه‌ی کلاس 1 دارای 3 رشته‌ی زمین، فاز و نول است. لازم به ذکر است که هادی زمین در بسیاری از کشورها به رنگ سبز و زرد و در کشورهای آمریکا، کانادا و ژاپن سبز رنگ است. هنگام وصل دوشاخه‌ی این گروه از تجهیزات به پریز برق ارت‌دار ابتدا اتصال زمین وصل شده و در ادامه سیم های فاز و نول متصل می شوند.

در صورت وقوع خطا و برق‌دار شدن بدنه‌ی دستگاه بالافاصله حفاظت تکمیلی یعنی زمین حفاظتی عمل می‌کند. در این حالت جریان شدیدی از مدار عبور کرده و سیستم حفاظت اصلی مدار مانند فیوز یا بریکر نشتی جریان برق را قطع کند. طبق تصویر زیر تجهیزات کلاس یک با نماد اتصال زمین مشخص می‌شوند.

کلاس 2:

روش حفاظت در تجهیزات کلاس 2، استفاده از حداقل 2 سطح عایق یا عایق تقویت شده است. این عایق بین قسمت‌های برق‌دار و قسمت‌های فلزی در دسترس کاربر قرار می‌گیرد. تجهیزات کلاس دو معمولا با عنوان تجهیزات عایق دوبل نیز شناخته می‌شوند. در این موارد حفاظت عمومی توسط اولین لایه‌ی عایق فراهم می‌شود. اگر حفاظت عمومی دچار اختلال شود هنوز حفاظت تکمیلی یعنی لایه‌ی دوم عایق وجود دارد. با توجه به عایق دوبل این تجهیزات به اتصال زمین نیاز ندارند. طبق تصویر زیر، تجهیزات کلاس 2 با نماد دو مربع متحدالمرکز به‌عنوان عایق اصلی و دوبل مشخص می‌شوند.

کلاس 3:

تجهیزات کلاس 3 به‌عنوان تجهیزاتی تعریف شده‌اند که با ولتاژ بسیار پائین و ایمن کار می‌کنند. این تجهیزات می‌توانند دارای یک ترانسفورماتور داخلی با عایق خاص و تقویت شده نیز باشند. ولتاژ تغذیه این کلاس بیش از 50V AC و 120V DC نبوده و نمی‌تواند شوک الکتریکی ایجاد کند. ولتاژ یک منبع (SELV (Safety Extra Low Voltage به‌اندازه‌ای پایین است که در شرایط عادی، یک فرد می‌تواند بدون خطر برق‌گرفتگی با آن در تماس باشد. جهت آشنایی با SELV مقاله ی حفاظت ولتاژ پایین را مطالعه نمایید. طبق تصویر، تجهیزات کلاس 3 با نماد یک لوزی و سه خط داخل آن و منبع SELV با نماد سمت راست مشخص می‌شوند.

کلاس عایقی insulation class

دمای تجهیزات حین کار به علت‌های مختلف از جمله شرایط محیطی، تلفات، اضافه جریان و غیره افزایش پیدا می‌کند. افزایش دما می‌تواند به‌صورت موقت و یا دائم باشد. عایق‌های به کار رفته در تجهیزات باید حرارت ایجاد شده در شرایط کاری نرمال و اضطراری را تحمل کنند. در این شرایط محدوده‌ی مجاز حرارتی یک عایق، مهم‌ترین عامل در میزان بازدهی و طول عمر تجهیزات است. عایق‌ها بر اساس حداكثر دماي مجاز به هفت کلاس حرارتي Y، A، E، B، F، H و C تقسیم‌بندی شده‌اند. دمای مجاز هر کلاس و مواد تشکیل‌دهنده‌ی عایق‌ها در جدول زیر آورده شده است.

کلاس حرارتی	دمای مجاز (درجه‌ی سانتی‌گراد)	مواد عایقی
Y	90	کاغذ خشک، پنبه یا ابریشم، ترکیب اوره و فرمالئید، کائوچوی طبیعی محکم و مواد مختلف ترموپلاستیک که نقاط نرم شدگی مشخصی دارند
A	105	کاغذ، پنبه یا ابریشم آغشته به روغن یا اندود شده با روغن جلا، یا ورق‌های لایه لایه‌ای که با خشک کردن طبیعی روغن‌ها و صمغ‌ها یا فنل فرمالدئید روي هم قرار داده شده‌اند، الياف سلولزي که به نمک اتري تبدیل شده‌اند، پلی آمیدها و روغن‌هاي آلی مختلف
E	120	فنل فرمالدئید و ملامین فرمالدئید که قالب‌بندی شده و به‌صورت لایه لایه همراه با مواد سلولزي روي هم قرار داده می‌شوند، ترکیب پلی وینیل، پلی اورتان، صمغ‌ها و روغن‌هاي اپوکسی، تري استات سلولز، تري فتال پلی‌اتیلن، روغن تبدیل شده به الکید
B	130	مواد نرم و انحنا پذیر معدني (از قبیل میکا، ترکیبات و الیاف سنگ معدن یا شیشه) که با صمغ‌هاي آلی مناسب: قیر مخصوص لاك، الکید، اپوکسی، فنل یا ملامین فرمالدئید آمیخته شده و استحکام یافته‌اند
F	155	مشابه کلاس B اما صمغ‌هاي ارائه شده براي این کلاس عبارت‌اند از: الکید، اپوکسی، سیلیکون- الکید
H	180	مشابه کلاس B اما با صمغ‌هاي سیلیکون، کائوچوي سیلیکون
C	بیش از 180	میکا، سنگ معدن، سرامیک، شیشه (به‌تنهایی یا با چسب‌ها يا صمغ‌هاي سیلیکون معدنی)، پلی آمیدها و پلی تترافلور و اتیلن

حفاظت در برابر برق گرفتگی با قراردادن بخش‌های برقدار خارج از محدوده

یکی از اصول مهم جهت حفاظت از برق گرفتگی؛ کاهش خطر برخورد مستقیم است. این روش در تاسیسات الکتریکی با افزایش فاصله انجام می شود. به عنوان مثال در تصویر زیر فاصله های ایمن طبق استاندارد IEC 61936 را مشاهده می کنید. این فاصله ها با توجه به سطح زمین، فاصله ی قسمت های برقدار، فاصله ی کاری و غیره مشخص می شوند.

مطالب شرح داده شده در این مقاله را می توانید به صورت ویدئو در دوره ی تاسیسات فشار متوسط مشاهده کنید. در این دوره‌ی آموزشی با استانداردهای ولتاژی، آرایش پست‎‌های فشارمتوسط، تجهیزات اصلی MV، حفاظت ترانسفورماتور و غیره آشنا می شویم. از تجهیزات بررسی شده در این دوره می‌توان به کلیدهای قطع بار یا L.B.S، بریکر، ریکلوزر، رله‌ی پرایمری، رله‌ی ثانویه، رله‌ی بوخهلتس، ترمومتر، ترانس‌های اندازه‌گیری و غیره اشاره کرد. در این دوره دستورالعمل توانیر جهت حفاظت ترانس فشار متوسط بررسی شده و فانکشن‌های لازم و روش به دست آوردن اعداد شرح داده شده است. بخش حفاظت ترانسفورماتور شامل سیم بندی ترمومتر، بوخهلتس و آموزش تنظیم رله‌های MK2200 نیز می گردد. گام نهایی این دوره بازدید از تاسیسات اصلی فشار متوسط شرکت‌ها و ساختمان‌ها به همراه بررسی نقشه‌های تک خطی و حفاظتی است. لطفا جهت مشاهده‌ی سرفصل‌ها و لیست ویدئوهای این دوره روی عبارت تاسیسات الکتریکی فشار متوسط کلیک کنید.

حفاظت در برابر برق گرفتگی با نصب موانع

در روش بعدی به منظور کاهش خطر برق گرفتگی از موانع استفاده می شود. به عنوان مثال در تصویر زیر فاصله های ایمن طبق استاندارد IEC 61936 را مشاهده می کنید. این آیتم ها بر اساس حداقل فاصله هادی های برقدار تا زمین، سطح زمین قابل دسترس، حداقل ارتقاع مانع و فاصله ی ایمن مشخص می شوند.

 

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم

حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم با عنوان حفاظت خطا نیز شناخته می‌شود. همانطور که قبلا شرح داده شد تماس غیر مستقیم هنگامی رخ می‌دهد که بدنه ی تجهیزات بعلت اشکال داخلی برقدار شده باشد. مطالعات نشان می‌دهد که عبور جریان کمتر از 30 میلی آمپر از بدن انسان بدون خطر است. این جریان معادل ولتاژ تماس حدودا 50 ولت می باشد. در این حالت تاسیسات می‌توانند با رخ دادن خطای فاز به زمین با ولتاژ کمتر از 50 ولت به کار خود ادامه دهند.

در صورت ایجاد ولتاژ تماس بالای 50 ولت هنگام رخ دادن خطا مدار باید بالافاصله قطع شود. زمان قطع باید با میزان ولتاژ تماس رابطه داشته باشد. به عبارت دیگر ولتاژ بالاتر باید در زمان کمتر قطع شود. اطلاعات مربوط به ولتاژ تماس در سطوح LV و MV را می توانید در استانداردهای IEC 60364/IEC 61936 مطالعه کنید.

رخ دادن خطا در سیستم فشار ضعیف

تنها در سیستم IT ولتاژ تماس هنگام رخ دادن خطای زمین کمتر از 50 ولت بوده و می‌تواند به کار خود ادامه دهد. در سیستم‌های دیگر مانند TT و TN همواره ولتاژ تماس هنگام رخ دادن خطا بالاتر از 50 ولت خواهد بود. در صورت ایجاد ولتاژ بالای 50 ولت قطع مدار الزامی است. زمان جداسازی طبق استاندارد IEC 60364 بوده و باید توسط فیوز یا بریکر انجام شود. جهت کاهش خطرات می توان از تجهیزات حفاظت تکمیلی مانند RCD ها نیز استفاده کرد. روش های سیم بندی، تست های استاندارد و انتخاب انواع تجهیزات حفاظت نشتی جریان را می توانید در دوره ی بریکرهای فشار ضعیف مشاهده کنید.

زمان مجاز در سیستم TN:

• در مدارهای نهایی تا 32A در 230/400 VAC برابر با 400 میلی‌ثانیه
• در مدارهای توزیع و مدارهای بالاتر از 32A در 230/400 VAC برابر با 5 ثانیه

زمان مجاز در سیستم TT:

• در مدارهای نهایی تا 32A در 230/400 VAC برابر با 200 میلی‌ثانیه
• در مدارهای توزیع و مدارهای بالاتر از 32A در 230/400 VAC برابر با 1 ثانیه

ریسک تماس غیر مستقیم در خطای فشار متوسط

در شبکه های MV ولتاژ تماس قابل انتظار ممکن است در حدی باشد که باید بریکر بلافاصله قطع شود. در بسیاری از مواقع زمان مورد نیاز جهت جداسازی بسیار کوچکتر از سریع ترین بریکرها است. در نظر داشته باشید که اصول حفاظتی LV نمی‌تواند برای سیستم‌های MV نیز انجام شود. راه ممکن به منظور حفاظت از برق گرفتگی افراد در تاسیسات MV ایجاد سیستم هم ولتاژ است. سیستم هم ولتاژ از هادی‌هایی تشکیل شده که تمام بخش‌های فلزی را به یکدیگر متصل می‌کنند. از تجهیزات مورد استفاده در هم‌بندی می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• تابلوی سوئیچگیر
• بدنه‌ی ماشین آلات
• سازه‌های فلزی
• لوله‌های فلزی و غیره

موارد بالا باعث می‌شوند تا ولتاژ تماس کمتر از حد خطرناک باقی بماند. در استانداردهای IEC 61936 و EN 50522 روش‌های پیچیده‌تری برای شبکه‌های MV و HV مطرح شده است. در استانداردهای فوق میزان مقاومت بدن انسان افزایش یافته و می‌توان ولتاژ تماس را بالاتر در نظر گرفت. از راه‌های افزایش مقاومت بدن می‌توان به استفاده از کفش و اضافه کردن سنگ ریزه اشاره کرد. موارد فوق باعث افزایش مقاومت بدن و حفاظت در برابر برق گرفتگی می شوند.

 

محتوای این مقالات برگرفته از کتاب تاسیسات فشار متوسط تالیف مثلث زرد می باشد. این کتاب دارای مجوز از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی بوده و هر گونه کپی و نسخه برداری و انتشار مجدد غیرمجاز بوده و پیگرد قانونی دارد.