مقاومت اتصال زمین (NGR)

در طراحی شبکه های برقی صنعتی روشهای مختلفی برای زمین کردن الکتریکی وجود دارد. اما یکی از متداول ترین این روشها ، با توجه به مزایای مناسبی که در شبکه ها ایجاد می کند، سیستم اتصال به زمین با استفاده از یک مقاومت می باشد که این تجهیز با نام مقاومت اتصال زمین (Neutral Grounding Resistor) شناخته می شود.

پروتکل های مختلفی در طراحی شبکه ها و سیستم های صنعتی از جهت زمین کردن وجود دارد من جمله: سیستم زمین شده Non Effect، سیستم مستقیما زمین شده Solidly Earth، سیستم های با مقاومت زمین شده و...

در روش زمین کردن نقطه صفر ترانس ها و ژنراتورها با مقاومت، از تجهیزی به نام مقاومت اتصال زمین (Neutral Grounding Resistor) استفاده می شود.

 

 

 مزایای استفاده از دستگاه  مقاومت اتصال زمین NGR

سه ایراد در یک سیستم زمین نشده وجود دارد.

1. تشدید خطاهای ناشی از اضافه ولتاژهای مربوط به کلیدزنی.

 

مقاومت اتصال زمین NGR

 

 

2. افزایش اثر دو خطای تکفاز همزمان در حد خطای خط به خط .

 

مقاومت اتصال زمین NGR

 

 

3. افزایش ولتاژ فاز و ایجاد صدمات عایق در لحظه خطی تکفاز به دلیل شناور بودن نقطه صفر.

 

مقاومت اتصال زمین NGR

نصب دستگاه NGR در شبکه علاوه بر رفع عیوب فوق الذکر و البته احراز مزایای دیگری نیز هست.

مقاومتهای اتصال زمین در زمین کردن الکتریکال در شبکه های AC با بارمتقارن استفاده می شوند و بین نقطه صفر ژنراتور یا ترانس و زمین نصب میشوند، بدین ترتیب شبکه علاوه بر استفاده از مزایای یک سیستم زمین شده، درصورت بروز اتصال کوتاه تکفاز نیز عملکرد بسیار خوبی داشته و جریان اتصالی در حد قابل قبولی کاهش می یابد در چنین شرایطی چنانچه در قطع شبکه، تاخیری ایجاد شود، جریان اتصالی موجب بروز آسیب درعناصر شبکه نمی شود چرا که جریان خطا توسط NGR به حد قابل تحملی تقلیل یافته است. با توجه به استاندارد IEEE142-1991  مزایای استفاده از دستگاه مقاومت اتصال زمین به شرح ذیل می باشد:

-  کاهش میزان خسارت ناشی از ذوب شدگی و سوختگی در محل وقوع اتصال کوتاه.
-  کاهش میزان فشار مکانیکی برای تجهیزات و دستگاههای که جریان خطا از آن عبور می کند.
-  کاهش خطرات شوک الکتریکی به پرسنل ناشی از جریانهای خطای تک فاز در مسیر بازگشت به نقطه نوترال.
-  کاهش قوص الکتریکی و کاهش خطر برای پرسنلی که در مجاورت خطای تک فاز قرار می گیرند.
-  کاهش افزایش ولتاژ ناشی از اتصال کوتاه برای فازهای دیگر.
-  کاهش بروز اضافه ولتاژ لحظه ای ناشی از اتصال کوتاه.

 

 

انواع زمین کردن مقاومتی (Resistance Grounding)

به صورت کلی دو روش برای زمین کردن سیستم با مقاومت وجود دارد:

1. Low resistance grounding- آنچه در ادامه توضیحات بدان اشاره می شود در همین محدوده قرار دارد.

2. High resistance grounding- آنچه در بحث دستگاه NGC بدان اشاره می شود مرتبط به این روش است.

بنابراین برای استعلام یا سفارش دستگاههای NGR می بایست اطلاعات اصلی شامل ولتاژ کاری، جریان، مقاومت اهمی و زمان عملکرد دستگاه به این شرکت اعلام شود.
لوازم جانبی، شرایط محیطی و ‌درجه حفاظت تابلو از جمله مواردی هستند که در صورت اعلام توسط خریدار سبب افزایش دقت و کیفیت پاسخ متناسب با نیاز مشتری خواهد شد.

 

 

انتخاب مقادیر مقاومت اتصال زمین

انتخاب مقادير NGR به محاسبات شبكه مربوط مي باشد كه در آن موارد ذيل در نظر گرفته مي شود:

   1. حداكثر زمان قطع كليدهاي شبكه با توجه به ناحيه بندي و تنظيم رله هاي Earth Fault   و وجود رله های وصل مجدد که غالبا، این زمان در حد 10 ثانیه در نظر گرفته می شود.

   2. دياگرام تك خطي شبكه با لحاظ شدن رنج CT ها.

   3. اطلاعات كامل از ضعيف ترين عضو شبكه از نظر تحمل جريان اتصال كوتاه.

   4. ميزان جريان اتصال كوتاه سه فاز متقارن.

   5. حداكثر جريان خطاي مجاز شبكه.

با در نظر گرفتن موارد فوق می بایست چهار پارامتر اصلی دستگاه مقاومت اتصال زمین یعنی سطح ولتاژ، جریان، مقدار اهمی و زمان عملکرد مشخص گردد

تعیین سطح ولتاژ غالبا به منزله محاسبه حداکثر ولتاژ حالت تک فاز می باشد.

در محاسبه جریان اولین پارامتری که مد نظر قرار می گیرد این است که در هنگام اتصال كوتاه تكفاز ، مولفه اهمي جريان خطاي تكفاز از مجموع مولفه هاي خازني جريان سه فاز كمتر نشده و تقریبا سه برابر بیشترباشد (اکثر طراح ها اختلاف سه برابری را در محاسبه لحاظ می کنند )

 C مي تواند ظرفيت خازني ايجاد شده بين سيم پيچهاي ترانسفورمر و زمين ، كابلهاي خروجي ترانس تا سوئيچ گير ، فيدر هاي خروجي سوئيچ گير و … باشد كه در شبكه هاي مختلف متفاوت است . بعنوان نمونه مجموع ظرفيت خازني موجود در يكي از پروژه هاي انجام شده توسط اين شركت در پست 63/20 کیلو ولت، 2/873 ميكرو فاراد بوده است.

و از طرفي  كه اين مقدار در صورتي قابل قبول است كه در شرط فوق صدق نمايد. اینکه جریان NGR بایستی بالاتر از مقدار محاسبه شده باشد امری واضح است اما اینکه حد بالای این جریان چقدر است و نهایتا چه جریانی به عنوان جریان نهایی دستگاه NGR انتخاب می شود به تحمل جریانی ضعیف ترین عضو شبکه و وسعت شبکه پایین است مربوط می شود.

با در دست داشتن ولتاژ و جریان و تقسیم آن ها مقدار اهمی دستگاه NGR محاسبه خواهد شد.

زمان عملکرد نیز همانطور که در بالا اشاره شد با توجه به سرعت تشخیص خط و قطع کلیدهای اصلی و در نظر گرفتن رله های وصل مجدد تعیین می شود که غالبا به میزان 10 ثانیه انتخاب می شود.

 

 

استاندارد و تست

در حال حاضر تنها استاندارد موجود در زمينه مقاومت اتصال زمين ، استاندارد  IEEE32-1972  ميباشد كه تحت عنوان :

IEEE Standard Requirements, Terminology & Test Procedure for Neutral Grounding

Devices

به كليه دستگاه هاي اتصال زمين مربوط مي شود و بخش 10 اين استاندارد مشخصاً به مقاومت اتصال زمين پرداخته است . با توجه به استاندارد ياد شده ، تستهايي كه روي مقاومت اتصال زمين انجام مي شود عبارتست از :

اندازه گیری مقاومت – طبق بخش 4-1-10 استاندارد

ازمایش دی الکتریک – طبق بخش 2-3-10 استاندارد

 

 

اين شركت قادر است هر دو آزمايش فوق را در مجموعه آزمايشگاه فشار قوي خود انجام دهد .

 

 

 

 

 


ارسال نظر

ارسال