بهداشت حرفه ای ساوه

پيشگفتار

اساس زمين كردن : اساس زمين كردن  بر اين است كه جرم بزرگ زمين  به عنوان نقطة صفر در نظر گرفته  شود و تمام قسمت هايي كه به زمين وصل شده اند هم پتانسيل زمين شوند ،به عبارت ديگر پتانسيل صفر زمين  را بگيرند . نوع كيفيت ارتباط دهندة زمين با تأسيسات الكتريكي  داراي اهميت فوق العاده زيادي است.

در انواع مختلف سيستم هاي الكتريكي وصل قسمتهايي از سيستم و بدنه هاي هادي لوازم الكتريكي به جرم كلي زمين از دو ديدگاه مورد توجه مي باشد:

الف ) حفظ عايقبندي وتامين صحت كار لوازم و دستگاه هاي الكتريكي و محدود كردن اضافه ولتاژ و كمك به كار صحيح لوازم و مدارها با قطع مدارهاي معيوب. به اين اتصال زمين عملياتي يا اتصال زمين سيستم گويند.

[به طور خلاصه وصل نقطه خنثي سيستم به زمين = اتصال زمين سيستم]

ب) ايجاد ايمني براي افرادي كه بنا به وظيفه شغلي در تماس با تجهيزات سيستم هاي الكتريكي مي باشند از يك طرف و افراد جامعه كه مصرف كننده نهايي انرژي برق مي باشند و محدود كردن خطر آتش سوزي از راه قطع سريع مدار معيوب از طرف ديگر به كمك وصل بدنه هاي هادي به هادي خنثي يا زمين.

به اين اتصال زمين ، اتصال زمين ايمني يا حفاظتي گويند.

[ به طور خلاصه وصل بدنه هاي هادي به خنثي و زمين = اتصال زمين حفاظتي]

فرض كنيد  كه يك دستگاه الكتريكي  صنعتي و يا خانگي برروي بدنه خود  دچار خطاي  اتصال فاز گردد ، در اين حالت بدنه  دستگاه داراي ولتاژ اتصال  خواهد شد. حال اگر در اين حالت بدنه  به زمين يعني يك مقاومت حدود صفر (مقاومت نقطه زمين در تأسيسات الكتريكي 3 تا 5 اهم  است) وصل شده باشد ، در مسير اتصال زمين يك جريان به شكل اتصال كوتاه برقرار مي گردد. كه باعث مي شود عوامل حفاظتي بار مربوطه مانند فيوز و يا كليد اتوماتيك عمل كنند و خطا را قطع نمايند.

اما به لحاظ  خطاي انساني هم، چنانچه  بدن شخص يا بدنه دستگاهي كه داراي خطاي اتصال فاز شده است تماس بگيرد ، در حقيقت بين بدن شخص و بدنه دستگاه كه به زمين وصل شده است يك تقسيم جريان صورت مي گيرد . در اين حالت بدن شخص به صورت يك مقاومت موازي با مقاومت اتصال زمين بدنه دستگاه قرار مي‌گيرد و با توجه به آنكه مقاومت بدن انسان در شرايط مختلف بين 10 تا 80 كيلو اهم است اين مقاومت بالا د رموازي شدن با مقاومت بدنه زمين شده دستگاه كه قاعدتاً 3 تا 5 اهم است به صورت مدار باز عمل نموده و عملاً‌تمام جريان به زمين مي رود و جريان از بدن شخص عبور نمي كند.

 اگر مقاومت اتصال زمين دستگاه را R₁ و مقاومت بدن شخص را R₂ بناميم ، حاصل موازي شدن اين دو مقاومت عبارتست از :

اما با توجه به آنكه R₂>>R₁ است بنابراين در مخرج كسر فوق از R₁ در مقابل R₂ صرف نظر مي شود و خواهيم داشت :

حال اگر جريان را در محل اتصال براي مقاومت R₁ معادل I₁ و براي مقاومت بدن شخص R₂ معادل I₂ در نظر بگيريم ، عملاً جرياني از شاخه R₂ عبور نمي كند و I₂ به سمت صفر مي رود و كل جريان  از شاخه R₁ عبور خواهد كرد . بنابراين شخص دچار برق گرفتگي نخواهد شد.

انواع سيستم هاي توزيع نيروي برق

 به طور كلي سه نوع سيستم توزيع نيرودر فشار ضعيف به شرح زير معمول است:

سيستم TN كه ممكن است در سه گونه مختلف باشد:

 TN-C-S

          TN-S

TN-C  

سيستم TT

سيستم IT

مفهوم حروف اختصاري به كار رفته در مورد سيستم هاي توزيع نيرو به ترتيب زير مي باشد :

حروف اول ( سمت چپ) تعيين كننده نوع رابطه سيستم توزيع نيرو با زمين مي باشد :

T- يك نقطه از سيستم مستقيماً به زمين وصل شده است.

I – همه قسمت هاي برقدار نسبت به زمين عايق بوده و يا يك نقطه از سيستم از طريق امپدانسي به زمين وصل شده است.

حروف دوم (‌سمت راست) تعيين كننده نوع رابطه بدنه هاي هادي تأسيسات الكتريكي با زمين مي باشد.

t- بدنه هاي هادي از نظر الكتريكي مستقيما و مستقل   از اتصال زمين هر نقطه اي از سيستم نيرو به زمين وصل شده است .

n- بدنه هاي هادي از نظر الكتريكي بطور مستقيم به نقطه زمين شده سيستم نيرو وصل شده است .

سيستم منتخب

همه سيستم هاي فشار ضعيف و شبكه هاي عمومي فشار ضعيف در ايران بايد با اتصال مستقيم به زمين و اتصال بدنه هاي تجهيزات الكتريكي به (TN ) نقطه خنثي اجرا شود.

احداث چاه زمين

مقاومت نقطه زمين در تأسيسات الكتريكي بين 3 تا 5 اهم است . براي ايجاد  اين نقطه معمول ترين روش ايجاد چاه هاي اتصال زمين است. در اين روش در اطراف پست هاي داخلي و به فاصله حداقل  20 متر تعدادي چاه حفر مي كنند تا عمقي كه به خاك مرطوب برسند . قاعدتاً اين عمق در نقاط مختلف گوناگون است و در برخي از مناطق با حفر چند متر به بخش مرطوب  زمين دست مي يابيم اما در برخي نقاط  ، بايد تا ده ها متر حفاري ادامه يابد. تا به رطوبت برسيم در هر حال پس از رسيدن به نقطه مرطوب زمين ، كف چاه را تا حدود 50 سانتيمتر از مخلوط نمك و ذغال پودر شده پر مي كنيم سپس از صفحات مسي به ضخامت 5 ميلي متر كه سيم اتصال زمين (معمولاً سيم هاي بدون پوشش بالاي 50 ميلي متر مربع) به آن پرچ شده است استفاده مي نماييم.

اتصالهاي زمين به صفحه مسي ممكن است به يكي از دو روش زير انجام شود:

الف) درانتهاي هادي ، يك كابلشوي مسي ، كه به حداقل دو عدد پيچ با مهره هاي قفل كننده مجهز است، نصب شود. اين كابلشو ممكن است از نوع پرسي (با پرس هيدروليكي) باشد كابلشو به كمك دو عدد پيچ مسي مجهز به مهره هاي اصلي وقفل كننده به صفحه مسي محكم مي شود .

ب) به جاي استفاده از پيچ مي توان اتصالات را با استفاهد از جوش اكسيژن (لحيم سخت) انجام داد ،در اين حالت بايد دقت شود هادي به كابلشو و كابلشو به صفحه مسي در كل سطح تماس خود جوشكاري شده باشد و تنها به جوشكاري در طول محيط كابلشو اكتفا نشود.

پس از آنكه صفحه مسي در داخل ذغال كار گذاشته شد متناوباً 5لايه سنگ نمك خرد و سرند شده  و 5 لايه پودر زغال،  هريك به ضخامت 15 سانتي متر، در داخل چاه ريخته و فشرده مي شود. از آن به بعد چاه  با خاك سرند شده پر و لايه به لايه فشرده مي شود هنگام انجام عمليات ياد شده بايد، تا جايي كه ممكن است، هادي اتصال زمين در وسط چاه قرار بگيرد و به هيچ وجه نبايد آن را تحت نيروي كششي قرار داد هادي زمين بايد يكپارچه باشد و هيچ نوع زدگي و خوردگي در طول آن وجود نداشته باشد.

 يادآوري :

1ــ به جاي صفحة مسي مي توان 5 حلقه هادي اتصال زمين را كه قطر متوسط حلقه هاي آن 50 سانتي متر باشد كنار هم پيچيده  و در زمين قرار دارد بقيه شرايط مانند حالت استفاده از صفحه جدا خواهد بود.

 2ــ در انجام اتصالات نبايد از لحيم نرم ( سرب يا قلع) استفاده شود.

3 ــ در حالي كه عمق لبة بالاي صفحه مسي نبايد از 5/1 متر كمتر باشد، براي حداكثر آن حدي تعيين نمي شود مناسبترين عمق چاه ،عمقي است كه در آن «نم دائمي زمين»  وجود دارد.

4 ــ قبل از اقدام به حفر چاه براي اتصال زمين ، توصيه مي شود با شركت برق منطقه اي يا موسسه جايگزين آن مشورت شود تا نسبت به شرايط محلي زمين اطلاعات كافي كسب شود و آمادگي لازم بدست آيد . در هر حال عمق چاه را مقامات صلاحيت دار تعيين خواهند كرد.

5 ــ چاهي كه به منظور احداث الكترود زمين حفر مي شود و بايد مختص همان كار باشد و از آن نبايد براي هيچ منظور ديگري استفاده شود ، به همين ترتيب، استفاده از هر گونه چاه ديگري (آب يا فاضلاب و غيره) به منظور اتصال زمين تحت هر عنوان و به هر دليلي ممنوع است .

الكترود هاي اتصال زمين

الكترود هاي زمين بايد ماندگار بوده و براي سيستم الكتريكي مورد نظر كافي باشد، از يك الكترود يا سيستم به هم پيوسته الكترودهاي زمين بايد براي اتصال به زمين سيستم الكتريكي (پست) و پوششهاي هاديها و تجهيزاتي كه به وسيله سيستم تغذيه مي شوند ، استفاده شود. اين هدف ممكن است با بهم  پيوستن اجزاي ذكر شده در نقطه وصل هادي اتصال زمين انجام شود.

الكترودهاي زمين بايد يكي از انواع زير باشند:

الف) الكترودهاي موجود

منظور از الكترودهاي موجود، اجسام هادي هستند كه با هدفي ديگر، غير از ايجاد اتصال زمين براي سيستمهاي الكتريكي نصب شده اند. مانند :

1- سيستمهاي آبرساني يا لوله هاي فلزي :

2) سيستم هاي محدود

3) ميلگردهاي فولادي بتن مسلح در پي ها و شالوده ها

ب) الكترود هاي مصنوعي

 در هنگام استفاده از الكترودها ي مصنوعي ، اين الكترودها بايد تا جايي كه مقدور است از سفره نم دائمي خاك عبور كنند و از عمق يخزدگي نيز پاين تر روند . الكترود هاي مصنوعي بايد از فلز يا تركيبي از چنان فلزاتي ساخته شده باشند كه در شرايط موجود و در طول عمر مفيد پيش بيني شده براي آنها دچار خوردگي بيش از حد نشوند.

كليه سطوح خارجي الكترودها بايد هادي جريان برق باشند و به عبارت ديگر ، اين سطوح نبايد پوشيده از رنگ ، وارنيش ، لعاب يا هر گونه پوشش عايق ديگر باشد.

 1 ـ ميله هاي كوبيده شده :

2) سيم يا تسمه يا ورق دفن شده :

3) الكترود زمين ته تير ــ صفحه اي يا چمپره اي :

4- الكترود هاي داخل بتن :

5- كابل هاي دفن شده  با خنثي هم مركز :

نوع فلز ميل زمين :

فلزات  زير براي استفادة ميل زمين عملاً‌مورد تأييد قرار گرفته و براي اين منظور انتخاب مي شوند :

1- فولاد روي اندود :  با اشكال هندسي ، تسمه ؛ ميله ؛ پروفيل در ميل سطحي لوله براي ميل سطحي و عمقي

2- فولاد با روكش سربي : بيشتر به شكل سيم هاي طنابي در ميل زمين سطحي

3- فولاد با پوشش مسي : اغلب به شكل سيم هاي طنابي در ميل عمقي

4- مس : براي هر دو نوع ميل زمين

5- مس روي اندود شده : بيشتر به شكل طنابي در ميل سطحي

6- مس با پوشش سربي : بيشتر به صورت طناب با مقطع گرد در ميل سطحي

در انتخاب جنس زمين بهتر است حتي الامكان احتمال خطر خورندگي نيز بررسي شود.

جدول4-2. راهنماي به هم متصل كردن ميل زمين با فلزهاي مختلف

اندازه گيري مقاومت الكترود زمين

1 ــ شرح اصول اندازه گيري

در شكل 1 الكترود X الكترودي است كه اندازه گيري مقاومت آن مورد نظر مي باشد. Y الكترود كمكي جريان وZ الكترود كمكي ولتاژ ناميده مي شود. در صورت مساعد بودن كليه شرايط با مشخصات آزمون، مقاومت الكترود X نسبت به جرم كلي زمين، از بخش ولتاژ بر شدت جريان اندازه گيري شده به وسيله ولتمتر و آمپر كه در شكل نشان داده شده اند ، به دست خواهد آمد . منبع ولتاژ آزمون، ممكن است جريان متناوب با فركانس 50 هرتز باشد كه از شبكه فشار ضعيف گرفته مي شود. براي به دست آوردن دقتي معقول در اين اندازه گيري، لازم است مقاومت ولتمتر نسبت به مقاومت الكترود ولتاژZ  زياد باشد. در بسياري از موارد مقاومت اين الكترود ممكن است 1000 اهم ( وحتي بيشتر ) باشد كه در اين صورت براي كسب دقت اندازه گيري با تقريب 5 درصد ، لازم خواهد بود مقاومت ولمتر دست كم 20000 اهم باشد.

در صورت استفاده از ولتاژ شبكه به عنوان منبع تغذيه، لازم است از يك ترانسفورماتور مجزا كننده (با سيم پيچي هاي مجزاي اوليه و ثانويه) استفاده شود . الكترود نيز بنوبه خود بايد از سيستم نيرو مجزا شده باشد تا انجام اندازه گيري ممكن شود.

شكل4-2. روش اندازه گيري مقاومت الكترود زمين

- راهنماي عملي براي انجام اندازه گيري

اگر الكترود مورد اندازه گيريX ، از انواع ساده يعني يك ميله كوبيده شده يا صفحه اي دفن شده در زمين باشد، الكترود جريان Y را ميتوان در فاصله 30 متري از الكترود اصلي X و بار ديگر به همين مقدار نزديكتر به الكترود كمكي جريان Y. چنانچه نتايج هر سه آزمون در حد دقت مورد نظر باشند، ميانگين سه مقدار اندازه گيري شده ، مقاومت مورد نظر خواد بود.

اگر نتيجه اندازه گيريها قابل قبول نبود ، الكترود جريان Y را به فاصله دلخواه مانند 45 تا 50 متري از الكترود اصلي X منتقل كرده و كل اندازه گيري ها را مشابه بالا تكرار مي كنند و در صورت لزوم آنقدر (براي فواصل دورتري از الكترود Y نسبت به X) به اين عمل ادامه مي دهند تا نتيجه مطلوب حاصل شود.

نتايج بدست آمده از اين روش ساده براي اندازه گيري در موارد زير رضايتبخش نخواهد بود :

·   اگر مقاومت الكترود مورد اندازه گيري X ، حدود يك اهم يا كمتر باشد.

·   اگر مقاومت الكترود كمكي جريان Y ، بسيار زياد باشد.

(در اين مورد حوزه اثر مقاومت الكترود جريان Y ، بسيار وسيع تر بوده و در نتيجه لازم خواهد بود فاصله الكترود جريان Y از الكترود اصلي  Xخيلي بيشتر باشد)

شرايط مورد بحث هنگامي پيش مي آيند كه الكترود  مورد اندازه گيري مانند الكترود يك نيروگاه يا پست اصلي، بسيار گسترده باشد. براي اين حالت تجويز روش معيني ممكن نخواهد بود جز اينكه تهييه يك يا چند منحني تغييرات مقاومت نسبت به فاصله لازم خواهد بود.

مقاومت مخصوص زمين :

وسايل و تجهيزات لازم براي بنا كردن تأسيسات زمين ، به مقاومت مخصوص زمين يا به عبارت ديگر به نوع مواد تشكيل دهندة خاك زمين بستگي دارد .

 مقاومت مخصوص زمين با توجه به نوع و جنس زمين ، لايه هاي زمين ،دانه بندي . درجة رطوبت محل به محل فرق مي كند ، ضمن اينكه رطوبت زمين در فصول مختلف سال نيز متفاوت است .

در صورتي كه مقاومت مخصوص زمين در محل ناشناخته باشد ، مي توان مقاومت مخصوص زمين آن محل را به وسيلة‌دستگاه هايي كه بدين منظور ساخته شده سنجيد .

جدول 5-1. مقاومت مخصوص زمين بر حسب جنس آن

اندازه گيري مقاومت ويژه خاك با همان دستگاهي انجام مي گيرد كه اندازه گيري  مقاومت الكترود زمين به عمل مي آيد با اين تفاوت كه در مورد اخير از چهار الكترود به جاي سه الكترود كه در اندازه گيري مقاومت خود نمايي مي كنند استفاده مي شود . بديهي است كه در مورد اخير هر چهار الكترود موقتي مي باشند.

شكل شماره 5-1. روش اندازه گيري مقاومت ويژه خاك

براي انجام آزمون ، چهار الكترود كمكي عمقي حدود 1 متر در زمين كوبيده مي شوند . عمق فرو رفتگي الكترود ها در زمين نبايد از يك بيستم فاصله الكترود ها يعني a بيشتر باشد . اگر فرض شود كه زمين مورد آزمون كاملا يكدست و همگن است مقاومت اندازه گيري شده ،R در رابطه زير صدق خواهد كرد .

كه در آن :

P = مقاومت ويژه ميانگين براي خاك بر حسب اهم متر در عمق a متر است .

a = فاصله الكترود ها از يكديگر بر حسب متر و عمقي است كه در آن مقاومت ويژه برابر r است .

با تكرار اندازه گيري ها براي مقادير مختلف a مقاومت ويژه ميانگين براي عمق ها ي مختلف a به دست مي آيد . و با مطالعه همه نتايج مي توان نسبت به عمق كوبيدن يا دفن كردن الكترود ،تصميم گيري نمود و به عبارت ديگر قضاوت كرد كه ازدياد عمق تا چه حد به كم كردن مقاومت كمك خواهد كرد

جنس سيم اصلي زمين

موادي كه تا امروز براي سيم اصلي زمين به كار برده شده و در مراجع معتبر هم مورد تأييد قرار گرفته عبارتند از :

1- مس ،‌آلومينيوم و فولاد : به صورت عايق شده (‌ايزوله ) و از نظر مكانيكي حفاظت شده كشيده مي شود (‌از نظر مكانيكي حفاظت شده به معناي آن است كه سيم در داخل لولة محكم و مطمئن در زمين كشيده شود و يا بصورت كابل از آن استفاده شود )

2-  مس و فولاد : عايق شده ، اما از نظر مكانيكي حفاظت نشده (‌بي حفاظ ) كشيده شود .

3- مس و فولاد روي اندود: بدون عايق و بدون حفاظ كشيده مي شود .

به خصوص بايددقت كرد كه سيم زمين خارج از زمين در مقابل ديد و قابل رويت باشد و يا اگر زير پوشش خاصي قرار نگرفته است بايد دسترسي به آن ساده و در مقابل اثر هاي مخرب مكانيكي و شيميايي  به طور كامل حفاظت شده باشد.

سيم اصلي زمين را مي توان حتي از داخل بتن هم عبور داد ، ولي در اين حالت بايد محل هاي آزاد و قابل دسترسي براي ارتباط برقرار كردن با آن و انشعاب گرفتن موجود باشد.

از فولاد داخل ساختمان هاي بتن مسلح مي توان به عنوان سيم زمين استفاده كرد به شرط آنكه سطح مقطع لازم مورد تأييد قرار گرفته و زدگي نداشته و سرتاسر جوش خورده باشد يا به طريق ديگري از نظر الكتريكي در محل هاي اتصال داراي هدايت خوب و مناسب باشد.

مراجع

1- مشخصات فني عمومي و اجرايي تأسيسات برقي كارهاي ساختمان، معاونت امور فني، دفتر امور فني و تدوين معيارها، تهيه و تدوين پرويز سيد احمدي .... و ديگران، تجديد نظر اول، ويرايش 2، مركز مدارك علمي و انتشارات، 1380.

2- تأسيسات الكتريكي (تأمين انرژي و توزيع برق شهري تدابير و مقررات ايمني)، تأليف گونتر «گ» زايپ، ترجمه مسعود سلطاني، انتشارات دانشگاه تهران.

3- مقرارات ملي ساختمان مبحث 13.

4- تأسيسات برق، تأليف بهروز احمدي، ناشر اتحاد، 1381.

5- استاندارد 1937، ISIRI.

6- ELC STANDARD.

7- سايت هاي :

1- hydropower.blogfa.com

2- Auto.ir.com

3-IRAN.ENG.com

4- Toptechnology.com

زکیه دستا,

کارشناسی ناپیوسته صنایع گرایش ایمنی و بهداشت محیط کار,

یزد,خیابان فرهنگ , کوچه 25 , پلاک 7 ,

شماره تماس :03518216019

          09131583573

Mina_mobina1384@yahoo.com