پ 1-1 کلیات

سیستم‌های نیروی برق فشار ضعیف از دیدگاه ایمنی و مشخصه‌های اجزای سیستم منتخب که لازمه طرح و اجرای تأسیسات برقی ایمن و بهره‌برداری مؤثر از آن می‌باشد داشتن شناختی کامل از نوع سیستم نیروی تغذیه کننده آن و انتخاب صحیح روش‌های ایمنی و وسایل حفاظتی و لوازم و تجهیزات بکار رفته در تأسیسات الزامی است. به طور کلی سه نوع سیستم نیرو IT ,TT و TN متداول می‌باشد. مفهوم حروف اختصاری بکار رفته در نامگذاری سیستم‌های نیروی فوق الذکر به شرح زیر است:

حرف اول از سمت چپ مشخص کننده نوع رابطه سیستم نیرو با زمین است.

T: یک نقطه از سیستم مستقیماً به زمین وصل است (معمولاً نقطه خنثی).

I: قسم‌های برق‌دار سیستم نسبت به زمین عایق بوده و یا یک نقطه از سیستم از طریق امپدانسی که به اندازه کافی بزرگ است، به زمین وصل می‌باشد.

حرف دوم از سمت چپ مشخص کننده نوع رابطه بدنه‌های هادی تأسیسات با زمین است.

T: بدنه‌های هادی از نظر الکتریکی به طور مستقیم و مستقل از اتصالات زمین سیستم نیرو به زمین وصل‌اند.

N: بدنه‌های هادی از نظر الکتریکی مستقیماً به نقطه زمین شده سیستم نیرو وصل می‌شوند.

علاوه بر دو حرف اصلی تعیین کننده نوع سیستم نیرو، در مورد سیستم‌های TN برای مشخص کردن نحوه استفاده از هادی‌های حفاظتی (PE) و خنثی (N) از حروف اضافی استفاده می‌شود.

S: در سرتاسر سیستم، بدنه‌های هادی از طریق یک هادی حفاظتی مجزا (PE) به نقطه خنثی (N) در مبدأ سیستم وصل‌اند.

C: در سرتاسر سیستم، بدنه‌های هادی به هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) وصل‌اند.

در مواردی که قسمتی از سیستم از مبدأ تا نقطه تفکیک، هادی توأم حفاظتی – خنثی (PEN) دارند و از آن به بعد دو هادی حفاظتی (PE) و خنثی (N) از هم جدا می‌شوند، از هر دو حرف C و S استفاده خواهد شد، به نحوی که چنین سیستمی به صورت TN-C-S مشخص می‌شود. دیاگرام‌های سیستم‌های نیرو در شکل‌های پ 1-1:1 تا پ1-8:1 نشان داده شده و علائم خطوط مدارهای بکار رفته در سیستم‌های نیرو نیز در جدول شماره پ1-1- مشخص گردیده است.

جدول شماره پ1-1 علائم خطوط مدارها در سیستم‌های نیرو

پ 1-1-1 سیستم TN دارای نقطه‌ای است که مستقیماً به زمین وصل است (نقطه خنثی N) و کلیه بدنه‌های هادی تأسیسات برقی از طریق هادی‌های حفاظتی (PE) به این نقطه وصل‌اند. بسته به نحوه استفاده از هادی خنثی (N) و هادی حفاظتی (PE) این سیستم خود به سه گونه تقسیم می‌شود

پ 1-1-1-1 سیستم TN-S که در سرتاسر آن از یک هادی حفاظتی (PE) مجزا استفاده می‌شود (شکل شماره پ1-1:1)

شکل پ1-1:1 سیستم TN-S در سیستم سه فاز پنج سیمه با هادی‌های مجزای حفاظتی و خنثی در سرتاسر سیستمپ 1-1-1-2- سیستم TN-C که در سرتاسر آن از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی خنثی (PEN) استفاده می‌شود (شکل شماره پ1-2:1)

شکل پ1-1: 2 سیستم TN-C در سیستم سه فاز چهار سیمه با هادی مشترک حفاظتی – خنثی در سرتاسر سیستمپ 1-1-1-3 سیستم TN-C-S که در بخشی از آن از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی خنثی (PEN) و در ادامه مدار سیستم نیرو، هادی‌های حفاظتی و خنثی از همدیگر جدا می‌شوند (شکل‌های شماره پ 1-1: 3 و پ1-4:1).

شکل پ 1-1: 3 سیستم TN-C-S- در سیستم سه فاز چهار سیمه که هادی مشترک حفاظتی- خنثی، در بخشی از سیستم به هادی حفاظتی و هادی خنثی تفکیک شده است.

*

شکل پ1-4:1 سیستم TN-C-S- در سیستم سه فاز چهار سیمه که هادی مشترک حفاظتی- خنثی، در نقطه سرویس مشترک یا انشعاب به هادی حفاظتی و خنثی تفکیک شده است.

پ 1-1-1-4 در کلیه تأسیسات تحت پوشش این مقررات، از سیستم نیروی TN استفاده می‌گردد، مگر در مواردی که به صورت مشخص استفاده از سیستم‌های نیروی دیگر مجاز یا لازم باشد.

پ 1-1-2 سیستم TT جز در موارد خاصی که شرایط محلی برای استقرار آن مناسب باشد و یا وسایل حفاظتی مخصوص (کلیدهای جریان باقیمانده) بهره‌برداری از آن را ممکن کند، قابل استفاده نیست و استفاده از آن تنها با اجازه مخصوص مقامات صلاحیت‌دار مجاز خواهد بود (شکل‌های شماره پ1-5:1 و پ1-6:1)

شکل پ1-5:1 سیستم TT در سیستم سه فاز با هادی حفاظتی و بدون توزیع هادی خنثی در سرتاسر سیستم

*

شکل پ1-6:1 سیستم TT در سیستم سه فاز با هادی حفاظتی و با توزیع هادی خنثی در سرتا سر سیستم

پ 1-1-3 سیستم IT به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص در آن، جز در مواردی که ضرورت ایجاب کند مورد استفاده نخواهد بود. استفاده از این سیستم منوط به کسب اجازه مخصوص از مقامات صلاحیت‌دار خواهد بود.

از این سیستم در مواردی استفاده می‌شود که لازم است اولین اتصال به زمین سبب قطع مدار تغذیه نشود، مانند اتاق‌های عمل در بیمارستان‌ها، خطوط زنجیره‌ای تولید و سایر مواردی که تداوم و برقراری مدار تغذیه لازم و ضروری است (شکل‌های شماره پ1-1: 7 و پ 1-8:1)

الف) سیستم از طریق یک امپدانس به اندازه کافی بزرگ به اتصال زمین سیستم نیرو وصل می‌گردد (نقطه 1).

ب) امکان توزیع یا عدم توزیع هادی خنثی در سیستم وجود دارد (نقطه 2).

شکل پ1-7:1 سیستم IT که در آن کلیه بدنه‌های هادی به صورت گروهی از طریق یک هادی حفاظتی به اتصال زمین حفاظتی وصل گردیده است.

*

شکل پ1-8:1 سیستم IT که در آن بدنه‌های هادی بصورت گروهی یا منفرد به اتصال زمین حفاظتی وصل گردیده است.

پ 1-2 مشخصه‌های اصلی سیستم TN

پ 1-2-1 مقاومت الکتریکی اتصال به زمین

کل مقاومت الکتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثای یک سیستم TN (برای هر نوع منبع تغذیه، اعم از ترانسفورماتور یا ژنراتور) نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو اهم تجاوز کند. مقاومت کل دو اهم را ممکن است علاوه بر اتصال زمین پُست برق یا نیروگاه، از طریق احداث اتصال زمین‌های مکرر و اضافی در طول شبکه توزیع برق و وصل هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی – خنثی این خطوط به زمین تأمین کرد (شکل شماره پ1-2-1).

شکل پ 1-2-1- اتصال زمین حفاظتی مکرر و اضافی

لازم به توضیح است که در شکل شماره پ-1-2-1 مقاومت معادل RB و RB1 و RB2 و RBn یعنی مقاومت کل (RT) باید حداکثر برابر دو اهم باشد. در مورد ساختمان‌های مرتفع که امکان ایجاد اتصال زمین‌های مکرر وجود ندارد، باید طبق ردیف پ -1-2-8-5 برای هم ولتاژ کردن، هم‌بندی اضافی انجام شود.

با وجود تعیین دو اهم به عنوان حداکثر مجاز مقاومت نقطه خنثی نسبت به جرم کلی زمین، هرگاه برای ناظر رسمی مقررات ثابت شود که یک منطقه مقاومت اتصال اتفاقی بین هادی فاز و جرم کلی زمین (از راه تماس مستقیم هادی فاز با زمین یا هادی‌های بیگانه که به هادی خنثی یا حفاظتی وصل نیستند) از 7 اهم بیشتر است، مجری مقررات می‌تواند به جای دو اهم کل مقاومت مجاز نسبت به جرم کلی زمین در آن منطقه، مقدار جدیدی را که از رابطه زیر به دست می‌آید مجاز اعلام کند:

در این رابطه:

R_T: مقاومت کل معادل مجاز جدید (به جای دو اهم)، برحسب اهم

R_E: مقاومت اتصال اتفاقی فاز به زمین (مقدار تجربی آماری)، برحسب اهم

U₀: ولتاژ بین فاز و خنثای سیستم ( 220 ولت در موارد عادی)، برحسب ولت (ولتاژ نامی شبکه 230 ولت می‌باشد)

50: ولتاژ مجاز تماس برحسب ولت

پ 1-2-2 سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی – خنثی

سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) در تأسیسات نصب ثابت به دلایل تنش‌های مکانیکی (بریدگی و قطع احتمالی در برابر فشار و صدمات مکانیکی) نباید از 10 میلی‌متر مربع برای هادی مسی و 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی، کمتر باشد. در این صورت مدارهای سه فاز 4 رشته‌ای و مدارهای تک فاز 2 رشته‌ای خواهند بود (TN-C).

در غیراین صورت باید از یک هادی به عنوان هادی حفاظتی و از یک هادی دیگر نیز به عنوان هادی خنثی استفاده شود و در اینصورت مدارهای سه فاز 5 رشته‌ای و مدارهای تک فاز 3 رشته‌ای خواهند بود (TN-S).

پ 1-2-3- رنگ عایق هادی‌های مدارهای توزیع نیرو و مدارهای نهایی

رنگ عایق کابل‌های چند رشته باید به قرار زیر باشد:

الف) (L₁) قرمز، (L₂) زرد و (L₃) سیاه برای تشخیص فازها

تبصره: در بعضی از کابل‌های چندرشتهای تولید کنندگان کابل برای کابل‌های چند رشته‌ای از دو رنگ قهوه‌ای و یک سیاه و یا دو سیاه و یک قهوه‌ای برای تشخیص فازها استفاده می‌کنند توصیه می‌شود مبنای رنگ سیستم سه فاز فوق الذکر یعنی قرمز، زرد و سیاه برای تشخیص فازها توسط تولید کنندگان نیز رعایت گردد.

ب) در کابل‌های تک رشته، رنگ عایق فاز می‌تواند هر یک از رنگ‌های قرمز، زرد و سیاه انتخاب شود. چنانچه کابل‌های تک رشته برای سیستم سه فاز مورد استفاده قرار گیرد (ردیف 13-7-1-7) هر یک از کابل‌های هر فاز در هر گروه باید از رنگ‌بندی فوق الذکر تبعیت کند.

پ) آبی کمرنگ برای تشخیص هادی خنثی (N) (در همه موارد)

ت) سبز و زرد (راه راه) برای تشخیص هادی حفاظتی (PE) (در همه موارد)

تبصره 1: ترجیح دارد هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) دارای عایقی به رنگ سبز و زرد (راه راه) باشد در غیراین صورت می‌توان به این منظور از هادی با عایق آبی کمرنگ نیز استفاده کرد. در هر صورت در هر دو انتهای هادی مشترک حفاظتی – خنثای هر مدار باید با نصب برچسبهای مخصوص وظیفه دوگانه،هادی مشترک مشخص شود تا از ایجاد اشتباه درحین بهره‌برداری جلوگیری شود.

تبصره 2: رنگ شینه‌ها در تابلوهای برق باید از رنگ عایق هادی‌ها تبعیت کند (ردیف پ1-2-3).

تبصره 3: مطابق استاندارد IEC 60227-1 رنگ انتخابی برای تشخیص فازها به قرار L₁ (قهوه ای)، L₂ (سیاه) و L₃ (خاکستری) می‌باشد ولی با توجه به شرایط تولید کابل‌ها در حال حاضر، رنگ عایق کابل‌ها و سیم‌ها مطابق ردیف‌های پ1-2-3 و پ1-2-4 انتخاب گردیده است.

پ 1-2-4- رنگ عایق سیم‌ها در مدارهای نهایی

رنگ عایق سیم‌ها در مدارهای نهایی از قبیل سیستم روشنایی پریزهای برق و غیره به قرار زیر می‌باشد:

الف) (L₁) قرمز، (L₂) زرد، (L₃) سیاه برای تشخیص فازها، برای حالتی که تغذیه تابلو برق و مدارهای نهایی سه فاز باشد و در صورت یک فاز بودن تابلو تغذیه کننده مدارهای نهایی، رنگ عایق مدارهای نهایی در این تابلو باید از رنگ فاز کابل تغذیه تابلو مذکور از تابلو بالادست تبعیت کند.

ب) آبی کمرنگ برای تشخیص هادی خنثی (N)

پ) سبز و زرد (راه راه) برای تشخیص هادی حفاظتی (PE)

ت) خاکستری و یا سفید برای برگشت مدار فاز

پ 1-2-5- ممنوع بودن وصل مجدد هادی‌های حفاظتی و خنثی پس از تفکیک

اگر در نقطه‌ای از تأسیسات هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) تفکیک شده و از آن به بعد هادی‌های حفاظتی (PE) و خنثی (N) به طور جداگانه کشیده شوند، نباید در هیچ نقطه دیگری بین این دو هادی تماس یا اتصال الکتریکی برقرار کرد. در نقطه تفکیک، هادی مشترک حفاظتی -خنثی (PEN) باید به شینه مربوط به هادی حفاظتی (PE) وصل شود.

پ 1-2-6 لزوم دقت در نصب هادی‌های خنثی و حفاظتی

هادی خنثی (N)، هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) یا هادی حفاظتی (PE) باید با همان عایق‌بندی و دقتی که در نصب هادی‌های فاز به عمل می‌آید نصب شود و در مدارهایی که هادی حفاظتی جدا از هادی‌های فاز می‌باشد باید هادی حفاظتی در مسیر مدار اصلی کشیده شود.

پ 1-2-7 انواع وسایل حفاظتی قابل استفاده در سیستم‌های TN

در سیستم‌های TN می‌توان از انواع وسایل حفاظتی زیر استفاده کرد:

الف) فیوزها

ب) کلیدهای خودکار مینیاتوری

پ) کلیدهای خودکار (کلید اتوماتیک)

ت) کلیدهای جریان باقیمانده (کلید RCD)

تبصره: از کلید خودکار جریان باقیمانده می‌توان فقط در قسمت‌هایی از تأسیسات که هادی‌های مجزای حفاظتی (PE) و خنثی (N) دارند استفاده کرد.

پ 1-2-8 هم‌بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن

پ 1-2-8-1 در هر ساختمان یک هم‌بندی اصلی باید کلیه قسمت‌های زیر را از نظر الکتریکی به یکدیگر وصل کند:

الف) هادی حفاظتی اصلی (PE) یا (PEN)

ب) هادی خنثی (N)

پ) لوله‌های اصلی فلزی آب

ت) لوله‌های اصلی گاز

ث) لوله‌های فلزی اصلی و یا بالارو (رایزرها) تأسیسات از هر نوع از قبیل سیستم‌های برودتی و حرارتی، فاضلاب و غیره

ج) ریل‌های کابین و ریل‌های وزنه تعادل آسانسورهای کششی و جک آسانسورهای هیدرولیکی

چ) قسمت‌های اصلی فلزی ساختمان‌ها ( اسکلت فلزی و آرماتورهای بتن مسلح فونداسیون)

ح) الکترودهای اصلی و فرعی اتصال زمین

پ 1-2-8-2 الزام به استفاده از سیستم اتصال زمین عملیاتی (ردیف 13-2-3-1) توسط استانداردهای معتبر و یا توسط سازندگان دستگاه‌های الکترونیکی سیستم‌های جریان ضعیف از جمله تجهیزات مرکز کامپیوتر و یا مرکز داده، مرکز تلفن، مخابرات و ارتباطات و غیره، به منظور تضمین کارکرد صحیح و قابل اطمینان تجهیزات سیستم‌های مذکور تعیین می‌گردد. اتصال زمین عملیاتی این سیستم‌ها باید در نهایت به ترمینال اصلی اتصال زمین ساختمان وصل و هم‌بندی گردد.

پ1-2-8-3 طرحواره عمومی روش غلط (الکترودهای اتصال زمین مجزا از هم) و روش صحیح (الکترودهای اتصال زمین متصل به هم) و هم‌چنین نحوه اتصال الکترودهای اصلی اتصال زمین حفاظتی عملیاتی و صاعقه‌گیر به ترمینال اصلی اتصال زمین در شکل شماره پ1-2-8-3 نشان داده شده است.

شکل پ -1-2-8-3 طرحواره نحوه اتصال الکترودهای زمین حفاظتی، عملیاتی و صاعقه‌گیر

تبصره: در صورتی که برای سیستم اتصال زمین عملیاتی یک ترمینال مستقل و مجزا از ترمینال اصلی اتصال زمین طراحی و پیشبینی شده باشد، این ترمینال باید به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین متصل و با آن هم‌بندی گردد.

پ 1-2-8-4 طرحواره عمومی سیستم هم‌بندی اصلی و نیز سیستم هم‌بندی اضافی در حمام و دوش برای هم ولتاژ کردن در ساختمان‌ها در شکل شماره پ1-2-8-4 نشان داده شده است و نیز شرح علائم اختصاری این شکل در جدول شماره پ1-2-8-4 آمده است.

شکل پ1-2-8-4 طرحواره عمومی هم‌بندی اصلی و اضافی برای هم ولتاژ کردن

جدول پ1-2-8-4 شرح علائم استفاده شده در شکل شماره پ1-2-8-4

تبصره 1: علاوه بر لوله‌های فلزی آب و فاضلاب در حمام و دوش (C₆ و C₇ در جدول شماره پ1-2-8-4) در صورت وجود دیگر موارد از قبیل قطعات و بدنه‌های فلزی، سایر لوله‌های فلزی سیستم‌های موجود در حمام و دوش نیز به ترمینال یا شینه هم‌بندی اضافی حمام و دوش (SEBT شکل شماره پ1-2-8-4) وصل می‌گردد.

تبصره 2: در شکل شماره پ1-2-8-4 علت عدم انشعاب‌گیری هادی هم‌بندی اضافی (مدار 3) جهت اتصال به ترمینال یا شینه هم‌بندی اضافی (SEBT) از ترمینال اتصال زمین متصل به هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاه الکتریکی (M) نصب ثابت و موجود در محل هم‌بندی، در نظر گرفتن مشکلات اجرایی اتصال و انشعاب‌گیری هادی هم‌بندی اضافی از ترمینال اتصال زمین بدنه هادی دستگاه الکتریکی می‌باشد. در صورتی که امکان اجرا وجود داشته باشد، اجرای این اتصال (مدار 3) بجای اتصال به تابلو توزیع فرعی (DB) ترجیح خواهد داشت.

تبصره 3: ترمینال اتصال زمین متصل به هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاه الکتریکی (M) نصب ثابت، عموماً به عنوان ترمینال هم‌بندی اضافی جهت اجرای سیستم هم‌بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن پایه فلزی نصب دستگاه و غیره نیز، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پ 1-2-8-5 هم‌بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن

چنانچه کمترین شکی نسبت به کارایی وسایل قطع خودکار مدار، (فیوزها و انواع کلیدهای خودکار) وجود داشته باشد، باید از هم‌بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن استفاده کرد. هم‌بندی اضافی ممکن است کلیه تأسیسات، قسمتی از آن و یا یک دستگاه وسیله یا محل را در بر گیرد.

هم‌بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن باید کلیه قسمت‌های هادی یا فلزی را که به طور همزمان در آن محل در دسترس‌اند، در برگیرد از جمله:

الف) کلیه بدنه‌های هادی دستگاه و لوازم نصب ثابت

ب) قسمت‌های هادی بیگانه از هر نوع

پ) قسمت‌های فلزی قابل دسترس در ساختمان‌ها مانند اسکلت فلزی و غیره

تبصره: در صورت نیاز به ایجاد هم‌بندی اضافی در هر قسمت از ساختمان، ترمینال یا شینه هم‌بندی اضافی آن قسمت توسط هادی هم‌بندی اضافی به ترمینال یا شینه حفاظتی (PE) تابلو برق تغذیه کننده مدارهای آن قسمت متصل می‌گردد (ردیف پ1-2-8-4)

پ 1-2-9 قطع خودکار مدار در اثر اتصال کوتاه

قطع خودکار مدار، در زمانی مجاز، مهمترین مشخصه هر سیستم الکتریکی است. بنابراین از نظر ایمنی در صورت بروز اتصالی بین یک هادی فاز و یکی از مدارهای زیر قطع خودکار مدار در زمانی مجاز الزامی است.

الف) بدنه‌های هادی

ب) هادی حفاظتی (PE)

پ) هادی حفاظتی – خنثی (PEN)

ولتاژ ظاهر شده بر روی بدنه‌های هادی در اثر اتصالی نباید هیچگاه به مدتی طولانی از 50 ولت تجاوز کند و هرچه این ولتاژ بیشتر باشد لازم است تغذیه مدار در زمانی کوتاهتر قطع شود.

برای رسیدن به این هدف لازم است رابطه زیر برقرار باشد:

Z_a×I_a≤ U_o

که در آن رابطه:

Z_a: امپدانس حلقه اتصال کوتاه از منبع تغذیه (هادی فاز + هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی – خنثی + فاز ژنراتور یا (ترانسفورماتور، برحسب اهم.

Za را می‌توان از راه محاسبه یا به طریق اندازه‌گیری بدست آورد.

Ia: شدت جریان اتصال کوتاهی است برحسب آمپر که وسیله حفاظتی را در زمانی مجاز قطع خواهد کرد.

U_o: ولتاژ بین هادی فاز و زمین سیستم که برابر %95 ولتاژ نامی می‌باشد (ولتاژ نامی برابر ولت 230 ولت.)

پ 1-2-9-1 حداکثر مجاز زمان قطع در صورت بروز اتصال کوتاه بین یک هادی فاز و بدنه یا هادی حفاظتی و یا هادی حفاظتی – خنثی در جدول شماره پ1-2-9-1- نشان داده شده است.

جدول پ1-2-9-1- حداکثر مجاز زمان قطع اتصال کوتاه بین هادی فاز و بدنه یا هادی حفاظتی و یا هادی حفاظتی – خنثی

تبصره:سیستم TT فقط از نظر مقایسه نشان داده شده است. اگر در یک سیستم TT هم‌بندی کامل بین همه سیستم‌های لوله‌کشی و سازه‌های دیگر انجام شده باشد می‌توان در آن از مقادیر مربوط به سیستم TN از جدول شماره پ1-2-9-1 استفاده نمود.

نظر به اینکه فیوزها و کلیدهای خودکار با توجه به ملاحظاتی مانند شدت جریان بار، شدت جریان راه‌اندازی و غیره انتخاب می‌شوند لازم است پس از انجام انتخاب اولیه نسبت به کارآیی آن‌ها از نظر ایمنی طبق ردیف فوق اقدام شود. چنانچه مقدار جریان اتصال کوتاه برای قطع وسیله حفاظتی در شرایط موجود و قطع در زمان مناسب کافی نبود باید از یک یا چند روش زیر استفاده شود:

الف) سطح مقطع مدار تغذیه بزرگتر انتخاب شود تا امپدانس حلقه اتصال کوتاه کمتر شود و جریان اتصال کوتاه به مقدار کافی افزایش یابد.

ب) به جای وسیله حفاظتی انتخاب اولیه از وسیله حفاظتی مناسب‌تر استفاده شود.

پ) در صورت عدم امکان تأمین شرایط بند الف و ب فوق الذکر، طبق ردیف پ1-2-8-5 از هم‌بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن استفاده شود. روش اخیر مطمئن‌ترین راه جلوگیری از برق گرفتگی در همه موارد است.

در سیستم‌های TN وصل مستقیم بدنه‌های هادی به الکترود زمین مستقل، یعنی الکترودی که مستقل از اتصال زمین خنثی باشد، جز در مواردی که مدارهای تغذیه توسط کلیدهای جریان باقیمانده (RCD) حفاظت شوند، ممنوع است که در اینصورت مدار تغذیه کننده تجهیزات باید دارای هادی‌های حفاظتی (PE) و خنثای (N) مجزا بوده و مقاومت الکترود مستقل نیز در رابطه زیر صدق کند:

که در این رابطه:

R_A: مقاومت الکترود زمین مستقل نسبت به جرم کلی زمین، برحسب اهم

I_Δ: جریان عامل کلید جریان باقیمانده (RCD) بر حسب آمپر

U_L: حداکثر ولتاژ تماس مجاز، برحسب ولت (برای محیط‌های عادی 50 ولت)

پ 1- 3 سطح مقطع هادی خنثى

سطح مقطع هادی خنثی (سیستم سه فاز) نباید از مقادیر ارائه شده در جدول شماره پ1-3 کوچکتر باشد:

جدول پ 1-3 حداقل مقطع هادی خنثی (سیستم سه فاز)

پ 1-3-1 هادی‌های فاز و خنثی باید از یک جنس باشند.

پ 1-3-2 جنس هادی‌های فاز و خنثی مدارهای نهایی (روشنایی، پریز و غیره) باید از مس باشد.

پ 1-3-3 استفاده از کابل با هادی آلومنیومی در شبکه توزیع و تغذیه میانی با رعایت شرط ردیف 13-7-2-5-14 بلامانع می‌باشد.

پ 1-3-4 در صورت وجود ضریب توانهای متفاوت فازها، عدم تعادل بارها و یا وجود هارمونیک‌ها، سطح مقطع هادی خنثی در این موارد معادل حداقل هادی فاز و یا حتی از آن بیشتر باید انتخاب شود.

پ 1-3-5 سطح مقطع هادی خنثی در سیستم یک فاز معادل سطح مقطع هادی فاز می‌باشد.

پ 1-3-6 در صورتی می‌توان از کلید یا وسیله حفاظتی در مسیر هادی خنثی استفاده کرد که کنتاکت مربوط به هادی خنثی قبل از هادی یا هادی‌های فاز وصل و در موقع قطع بعد از جدایی فاز قطع شود. در غیراینصورت از هیچ نوع کلید و یا وسیله حفاظتی که شرایط مذکور را نداشته باشد نباید در مسیر هادی خنثی استفاده شود.

پ 1-4 سطح مقطع هادی حفاظتی، حفاظتی – خنثی

سطح مقطع هادی حفاظتی، باید با توجه به شرایط زیر انتخاب شود:

الف) قطع مطمئن کلید حفاظتی مدار در حداقل جریان اتصال کوتاه فاز به هادی حفاظتی در زمان مجاز

ب) تحمل حداکثر جریان اتصال کوتاه با توجه به زمان قطع کلید (حداکثر 5 ثانیه)

پ 1-4-1 در صورت رعایت بندهای الف و ب و انجام محاسبات لازم برای تعیین سطح مقطع هادی حفاظتی بر اساس استاندارد IEC 60364-5-57 نتایج به دست آمده از محاسبات مبنای تعیین سطح مقطع هادی حفاظتی قرار خواهد گرفت. در غیراینصورت و عدم انجام محاسبات و یا تأمین شرایط فوق الذکر، جدول شماره پ1-4-1 مبنای تعیین حداقل سطح مقطع هادى حفاظتی خواهد بود.

پ 1-4-2 سطح مقطع هادی حفاظتی – خنثی (PEN) نباید از 10 میلی‌متر مربع برای هادی مس و 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی کمتر باشد (ردیف پ1-2-2)

چنانچه جنس هادی حفاظتی از جنس هادی فاز نباشد در این حالت حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی باید دارای هدایت الکتریکی برابر هادی هم جنس به دست آمده از جدول شماره پ1-4-1 باشد.

پ 1-4-3 برای هادی حفاظتی- خنثی رعایت ردیف‌های (پ 1-3-1 تا پ 1-3-5) نیز الزامی است.

پ 1-4-4 برای مدارهایی که هادی حفاظتی (PE) آن همراه مدار (رشته‌ای از کابل یا رشته‌ای از یک مدار در داخل لوله) نبوده و در یک مسیر و به صورت جدا اجرا شده باشد، سطح مقطع آن نباید از مقادیر زیر کوچکتر باشد:

الف) 2/5 میلی‌متر مربع برای هادی مسی یا 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی کافی برخوردار باشد.

ب) 4 میلی‌متر مربع برای هادی مسی یا 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی برخوردار نباشد.

پ 1-4-5 هادی‌های حفاظتی (PE) همراه مدار (مدارهای داخل لوله و مجراها) باید هادی عایق‌دار باشند. در موارد دیگر نیز مانند مدارهای داخل کانال و سینی و نردبان کابل‌ها، به منظور حفاظت در برابر خوردگی و امکان شناسایی آنهادی لازم می‌نماید که از هادی عایق‌دار برای هادی حفاظتی (PE) استفاده شود.

پ 1-4-6 در صورت اجبار، چنانچه هادی حفاظتی به صورت مشترک برای دو یا چند مدار مورد استفاده قرار گیرد، باید سطح مقطع هادی حفاظتی معادل با بزرگترین سطح مقطع هادی حفاظتی مدارها انتخاب گردد.

جدول پ 1-4-1 حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی

پ 1-5 سطح مقطع هادی هم‌بندی اصلی

پ 1-5-1 سطح مقطع هادی هم‌بندی اصلی به قرار زیر می‌باشد:

الف) سطح مقطع هادی هم‌بندی اصلی نباید از 6 میلی‌متر مربع برای هادی مسی، 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی و 50 میلی‌متر مربع برای هادی فولادی کوچکتر باشد.

ب) از طرف دیگر سطح مقطع هادی‌های حفاظتی در تأسیسات هر چه باشد، لزومی نخواهد داشت سطح مقطع هادی هم‌بندی از 25 میلی‌متر مربع برای مس و یا سطح مقطع معادل آن (از نظر هدایت الکتریکی) برای آلومینیوم و فولاد بزرگتر باشد.

پ) بین دو سطح مقطع بندهای الف و ب سطح مقطع هادی هم‌بندی اصلی نباید از نصف سطح بزرگترین هادی حفاظتی در تأسیسات و متصل به ترمینال اصلی اتصال زمین کوچکتر باشد.

پ 1-5-2 هادی‌های هم‌بندی اصلی به ترمینال اصلی یا شینه اصلی اتصال زمین وصل می‌گردند. به ردیف پ 1-8 و شکل شماره پ1-2-8-4 رجوع شود.

پ 1-6 سطح مقطع هادی‌های هم‌بندی اضافی

پ 1-6-1 سطح مقطع هادی هم‌بندی اضافی نباید از مقادیر زیر کوچکتر باشد:

الف) 5/2 میلی‌متر مربع برای هادی مسی یا 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی هم‌بندی اضافی از حفاظت مکانیکی برخوردار باشد.

ب) 4 میلی‌متر مربع برای هادی مسی یا 16 میلی‌متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی هم‌بندی اضافی از حفاظت مکانیکی برخوردار نباشد.

تبصره: حمام و دوش‌ها سطح مقطع هادی هم‌بندی اضافی نباید از 4 میلی‌متر مربع برای هادی مس کمتر باشد.

پ 1-6-2 جهت اتصال هادی‌های هم‌بندی اضافی به ترمینال یا شینه هم‌بندی اضافی و نیز به ترمینال یا شینه اتصال زمین تابلو برق فرعی آن قسمت، به شکل شماره پ1-2-8-4 رجوع شود.

پ 1-6-3 سطح مقطع هادی هم‌بندی اضافی که بدنه هادی دو دستگاه الکتریکی را به هم وصل کند نباید از سطح مقطع کوچکترین هادی حفاظتی (PEN یا PE) در مدار تغذیه کننده و متصل به بدنه‌های هادی دو دستگاه مذکور کوچکتر باشد.

پ 1-6-4 حداقل سطح مقطع هادی هم‌بندی اضافی که بدنه هادی دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی را به قسمت‌های هادی بیگانه وصل می‌کند نباید از نصف سطح مقطع هادی حفاظتی در مدار تغذیه کننده دستگاه الکتریکی کوچکتر باشد.

پ 1-6-5 حداقل سطح مقطع هادی هم‌بندی اضافی که قسمت‌های دو هادی بیگانه را به هم وصل می‌کند باید مطابق ردیف پ 1-6-1- باشد.

پ 1-6-6 می توان اجزای فلزی ساختمان را به عنوان قسمتی از مسیر هم‌بندی به تنهایی یا همراه با هادی‌های دیگر به عنوان هادی هم‌بندی اضافی به کار گرفت.

پ 1-6-7 هادی هم‌بندی برای هم ولتاژ کردن (اصلی و اضافی) می‌تواند به صورت بدون عایق (لخت) اجرا گردد. ولی لازم به ذکر است که استفاده از هادی عایق‌دار برای این منظور ممنوعیت مقرراتی ندارد.

پ 1-7 هادی اتصال زمین

هادی اتصال زمین آن قسمت از سیستم زمین است که الکترود زمین را به ترمینال یا شینه اصلی آن زمین وصل می‌کند، حداقل سطح مقطع، نوع و جنس هادی اتصال زمین که در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی)، تنش‌ها و صدمات مکانیکی حفاظت نشده باشند، بر اساس جدول شماره پ1-10-2-4- انتخاب می‌گردد.

تبصره: در نقطه اتصال هادی اتصال زمین به الکترود زمین از یک قطعه هادی بعنوان هادی رابط قابل بازشدن و جدا شدن بمنظور انجام آزمایشات و اندازه‌گیری‌های لازم با سطح مقطع، نوع و جنس هادی اتصال زمین استفاده می‌شود

پ 1-7-1 استفاده از آلومینیوم به عنوان هادی اتصال زمین مجاز نمی‌باشد.

پ 1-7-2 آن قسمت از هادی اتصال زمین که در تماس با خاک و یا به صورت دفنی در خاک یا بتن باشد، جزء الکترود زمین محسوب می‌شود.

تبصره: حفاظت هادی اتصال زمین در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی)، تنش‌ها و صدمات مکانیکی در محیط نصب، در اکثر موارد امکان‌پذیر نیست، بدین جهت توصیه می‌شود که بمنظور افزایش حاشیه ایمنی در برابر عوامل مذکور برای انتخاب حداقل سطح مقطع هادی اتصال زمین به مقادیر جدول شماره 1-10-2-4 اکتفا شود.

پ 1-8 ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین

یک ترمینال اصلی و یا شینه اصلی اتصال زمین برای اتصال زمین حفاظتی در تأسیسات و یا اتصال زمین سیستم نیرو باید در محل ورود برق به ساختمان در نقطه سرویس مشترک (کنتور) و یا تابلوی برق اصلی ترانسفورماتور (در صورت وجود) نصب شود تا علاوه بر هادی اتصال زمین (الکترود زمین) هادی‌های زیر نیز به آن وصل شوند.

الف) هادی‌های حفاظتی (PE) (شکل شماره پ 1-1: 1) یا هادی‌های مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) (شکل‌های شماره پ1-2:1 و پ1-3:1)

ب) هادی‌های خنثی، برای حالتی که در نقطه سرویس مشترک اتصال زمین حفاظتی نصب شده باشد. (شکل شماره پ1-4:1)

پ) هادی‌های هم‌بندی اصلی برای هم ولتاژ کردن

ت) در صورت وجود سیستم صاعقه‌گیر در طرح، هادی هم‌بندی سیستم صاعقه‌گیر از طریق ترمینال رسیدگی و آزمایش آن سیستم به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین وصل می‌شود (ردیف پ1-2-8-3 و شکل شماره پ1-2-8-3).

ث) در صورت وجود سیستم اتصال زمین عملیاتی این سیستم نیز به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین وصل و هم‌بندی می‌گردد (ردیف پ1-2-8-2 و شکل شماره پ-1-2-8-3).

پ 1-8-1 ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین باید به نحوی ساخته و نصب شود که باز کردن هادی اتصال زمین از آن برای انجام اندازه‌گیریهای دوره‌ای مقاومت زمین امکان‌پذیر باشد. اتصال هادی اتصال زمین به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین و الکترود زمین باید قابل اطمینان و محکم باشد و نسبت به برقراری پیوستگی الکتریکی آن نباید هیچ شکی وجود داشته باشد.

پ 1-8-2 حداقل سطح مقطع شینه اصلی اتصال زمین با هادی مس برابر 50 میلی‌متر مربع می‌باشد. (ردیف پ1-8 و جدول شماره پ1-10-2-4)

پ 1-8-3 در ساختمان‌های بزرگ و وسیع که بیش از یک ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین وجود دارد باید این ترمینالها به هم متصل گردند.

پ 1-9 مقررات اضافی مربوط به هادی‌های حفاظتی، هم‌بندی‌ها و اتصال زمین

از لوله‌های فلزی آب،گاز، انواع دیگر سوخت‌رسانی، سیستم برودتی و حرارتی و غیره نباید به عنوان الکترود زمین یا اصل هادی‌های حفاظتی یا هادی‌های زمین استفاده کرد.

البته از نظر هم‌بندی باید لوله‌های فلزی گوناگونی را که در ساختمان کار گذاشته می‌شوند به هادی حفاظتی متصل کرد. هادی‌های حفاظتی باید در برابر خرابیهای مکانیکی، شیمیایی و الکترودینامیکی حفاظت شده باشد. اتصالات هادی حفاظتی از هر نوع باید مطمئن و محکم باشند و هدایت جریان آن‌ها بی‌نقص باشد. هیچ نوع کلید یا وسیله حفاظتی نباید در مسیر هادی‌های حفاظتی و یا حفاظتی – خنثی وجود داشته باشد.

پ 1-9-1 از بدنه‌های هادی که در مسیرهادی حفاظتی قرار می‌گیرند نباید به عنوان قسمتی از مسیر هادی حفاظتی استفاده شود.

پ 1-10 الکترود زمین

پ 1-10-1 ملاحظات عمومی

الکترود زمین عبارتست از یک قطعه هادی یا گروهی متشکل از قطعات هادی که در تماس مستقیم با زمین بوده و با آن اتصال الکتریکی برقرار می‌کند.

الکترود زمین باید از طرفی با الزامات حفاظتی سیستم و از طرف دیگر با مقررات ایمنی در برابر برق گرفتگی در اثر تماس با بدنه‌های هادی مطابقت کند.

پ 1-10-1-1 مقاومت الکتریکی الکترود زمین به عوامل فراوان مخصوصاً به نوع ترکیبات خاک اطراف الکترود، رطوبت خاک و ابعاد الکترود بستگی دارد. برای حجم معینی از فلز الکترود، هر چه یکی از ابعاد الکترود بزرگتر از دو بعد دیگر آن باشد و تماس الکترود در این بعد با خاک بیشتر باشد، مقاومت کل الکترود نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد شد. بنابراین یک الکترود میله‌ای یا تسمه‌ای که بصورت قائم (در چاه اتصال زمین) و افقی (در محوطه) اجرا شده باشد نسبت به الکترود صفحه‌ای ارجحیت داشته و الکترود صفحه‌ای کم اثرترین الکترودهاست.

پ 1-10-1-2 در صورت استفاده از چند الکترود بصورت موازی هم و یا هم‌بندی اجزای فلزی دیگر با این الکترودها که دارای جنس‌های متفاوتی از هم بوده و به هم متصل می‌گردند باید به خورندگی متقابل در اثر جریان‌های گالوانیک (الکتروشیمیایی) دقت کرد (جدول شماره پ 1-10-2-5).

پ 1-10-1-3 برای کم کردن مقاومت الکترود زمین در صورتی که خاک اطراف الکترود مناسب نباشد می‌توان از مواد شیمیایی مجاز و یا مواد کاهنده مقاومت مخصوص خاک که سازگار با محیط‌زیست باشند استفاده کرد. این مواد عبارتند از:

(الف) بنتونیت و یا ترکیبات مشابه آن

ب) بتن

پ) بتن خاص (بتن هادی که در آن از گرانول‌های کربن یا خاک زغال استفاده می‌شود)

تبصره: این نوع آماده‌سازی مخصوصاً در زمینهای سنگی و زمینهایی که لایه سنگی در نزدیکی سطح آن قرار دارد بسیار مؤثر می‌باشد.

پ 1-10-1-4 از نصب الکترود در محیط‌های زیر باید اجتناب شود:

الف) زمینهای اشباع و یا مملو از آب

ب) بستر رودخانه و آبهای زیرزمینی

پ) چاه‌های آب

ت) چاه‌های فاضلاب

ت) زمینهایی که دارای خاک دستی می‌باشند.

پ 1-10-2 انواع الکترودهای زمین

الکترودها از نظر شکل و طرز قرار گرفتن آن‌ها در زمین به شرح زیر تقسیم می‌شوند:

الف) الکترودهای صفحه ای

ب) الکترودهای قائم

پ) الکترودهای افقی

پ 1-10-2-1 الکترودهای صفحه ای

در مناطق با خاک مرطوب و نمناک از الکترود صفحه‌ای کم عمق استفاده می‌شود، حداقل پوشش خاک از لبه بالایی صفحه برابر 5/1 متر خواهد بود. در غیراینصورت نصب الکترود صفحه‌ای در عمق زیاد (بیش از 3 متر) با هدف رسیدن به لایه‌های نمناک زمین انجام می‌گیرد، در هر دو حالت این صفحه بصورت عمودی در زمین قرار می‌گیرد.

پ 1-10-2-2 الکترودهای قائم

الکترودهای قائم به خاطر تماس بیشتر لایه‌های خاک در طول قائم الکترود و هم‌چنین در مواردی که فضای افقی کافی در دسترس نباشد از متداول‌ترین نوع الکترودها می‌باشند. انواع الکترودهای قائم که با روش کوبیده شدن در زمین و یا به روش دفنی (حفر چاه) نصب می‌شوند عبارتند از:

الف) الکترودهای میله ای

ب) الکترودهای لوله ای

پ) سیم لخت چند مفتولی

تبصره: عمق دفن الکترودهای قائم کوبیده شده در زمین نباید از دو متر کمتر باشد.

پ 1-10-2-3 الکترودهای افقی

استفاده از این الکترود وقتی مطرح است که امکانات و محوطه با وسعت کافی جهت اجرای آن وجود داشته باشد.

الکترودهای افقی در شکل‌های مختلف در عمق 0/5 تا 0/8 متری از سطح زمین نصب می‌شوند و انواع این الکترودهای افقی عبارتند از:

الف) تسمه

ب) سیم لخت چند مفتولی

پ ) میلگردهای فولادی داخل بتن (بتن مسلح)

ت) هر نوع فلز دفن شده در زمین و در تماس با آن مانند زره و غلاف فلزی کابل‌ها و اجزای فلزی سازه‌ها و غیره

پ 1-10-2-4 الکترودهای زمین و حداقل اندازه آنها

حداقل اندازه الکترودهای زمین که در خاک و یا بتن دفن می‌گردد و بدون حفاظت در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی) و نیز بدون حفاظت مکانیکی در محیط نصب می‌باشند، در جدول شماره پ1-10-2-4 آمده است.

جدول پ 1-10-2-4 الکترودهای زمین و حداقل اندازه آن‌ها از نظر خوردگی، زنگ زدگی و مقاومت مکانیکی

تبصره:در صورت استفاده از الکترود صفحه‌ای بعنوان الکترود اتصال زمین از نوع صفحه مسی دفن شده در زمین (چاه) ابعاد آن حداقل باید 50 × 50 سانتی‌متر و با حداقل ضخامت 2 میلی‌متر باشد.

پ 1-10-2-5 خوردگی الکترودها در اثر هم‌بندی با فلزات دیگر

هم‌بندی اجزای فلزی مختلف مدفون در خاک بمنظور دستیابی به مقاومت کمتر برای یک سیستم الکترود زمین و یا برای هم ولتاژ کردن اجزای فلزی ساختمانی که مورد استفاده قرار می‌گیرد، در جدول شماره پ1-10-2-5 آمده است.

جدول پ1-10-2-5 مقاومت مواد فلزی در برابر اثر خوردگی در صورت هم‌بندی

+ مناسب برای هم‌بندی – نامناسب برای هم‌بندی

* خوردگی در فلز روی (zinc) موجود در پوشش گالوانیزه اتفاق می‌افتد.

تبصره: سطح بزرگتر در جدول شماره پ1-10-2-5 باید حداقل 100 برابر بیشتر از سطح کوچکتر باشد.

پ 1-10-3 اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی الکترود زمین

در پایان کار احداث هر الکترود زمین و از آن پس به صورت دوره‌ای باید مقاومت کل آن را نسبت به جرم کلی زمین به کمک دستگاه‌های مخصوص و توسط افراد کارآزموده اندازه‌گیری کرد و اگر تغییرات قابل ملاحظه‌ای در مقاومت الکتریکی مشاهده شد، نسبت به اصلاح و یا توسعه سیستم اتصال زمین با احداث الکترودهای جدید، با هدف احراز مقاومت اتصال زمین مجاز، اقدام کرد.

برای هر الکترود زمین یا سیستم زمین باید یک پرونده مخصوص تشکیل شود و اندازه‌گیری‌های دوره‌ای با ذکر تاریخ در آن ثبت گردد. این پرونده باید در اختیار فرد، افراد یا تشکیلات بهره‌بردار از سیستم برای بازرسی در دسترس باشد.

تبصره: برای تقلیل مقاومت الکترود زمین می‌توان آن را با وسایل مختلف آبیاری کرد، مشروط بر اینکه آبیاری به صورت مداوم انجام شود.

پ 1-10-4- الکترود زمین اساسی (برای هر دو نوع زمین، شامل حفاظت سیستم و ایمنی)

یکی از متداولترین روش احداث الکترود زمین اساسی، حفر چاه اتصال زمین می‌باشد. عمق چاه زمین از منطقه‌ای شروع می‌شود که نم طبیعی به طور دائم وجود داشته باشد. در این روش برای انتخاب الکترودی که داخل چاه قرار می‌گیرد، می‌توان از سیم لخت چند مفتولی مسی و یا از الکترود صفحه‌ای مسی که در ته چاه قرار گیرد و بوسیله سیم لخت چند مفتولی مسی متصل به صفحه به ترمینال اصلی زمین وصل می‌شود، استفاده نمود.

تبصره 1: انتخاب سیم لخت چند مفتولی مسی به عنوان الکترود هم از نظر اقتصادی و هم از نظر یک پارچه بودن الکترود و هادی اتصال زمین تا ترمینال اصلی زمین، نسبت به الکترود صفحه‌ای که ایجاد نقاط اتصال سیم به صفحه با جوش یا بست و پیچ و مهره مخصوص در آن اجتناب‌ناپذیر است، برتری محسوسی دارد برای این منظور می‌توان در انتهای چاه لخت مفتولی مسی را بصورت 5 حلقه مارپیچ به قطر هر حلقه حدود 50 سانتی‌متر پیچیده و در زمین قرارداد و بقیه سیم را بصورت یک پارچه تا سطح زمین و از آنجا تا محل ترمینال اصلی اتصال زمین هدایت کرد.

تبصره 2: علاوه بر انواع ذکر شده در ردیف پ1-10-4، از انواع الکترود زمین مناسب دیگر که در جدول شماره پ1-10-2-4 آمده است، می‌توان استفاده نمود.

تبصره 3: ته چاه با مواد کاهنده مقاومت (بنتونیت و غیره) به ارتفاع مناسب پُر شده و بعد از سفت شدن مواد کاهنده مقاومت، بقیه چاه با مخلوطی از خاک رُس و خاک سرند شده حاصل از حفاری، پُر و فشرده شود.

پ 1-10-4-1 در صورت استفاده از صفحه مسی در داخل چاه، اتصال هادی مسی اتصال زمین به صفحه از اهمیت زیادی برخوردار است و باید از اتصالات سست پرهیز نمود. این اتصال به یکی از دو روش زیر انجام می‌شود:

الف) در انتهای هادی مسی یک کابلشوی مسی پرسی مناسب نصب شده و به کمک دو عدد پیچ مجهز به مهره‌های اصلی و قفل شونده از جنس مس به صفحه محکم شود.

ب) به جای استفاده از کابلشو و یا پیچ می‌توان اتصال هادی به صفحه را با جوش مناسب انجام داد.

پ 1-10-4-2 در صورتی که از وجود نم طبیعی در سالهای بعد به علت تغییرات آب و هوایی و پایین رفتن عمق آبهای سطحی در هر منطقه‌ای اطمینان وجود نداشته باشد، ضروری است برای الکترود اساسی اقدام به ایجاد چاهک و دریچه بازدید حداقل به ابعاد 30×30×30 سانتی‌متری نمود (مانند آنچه که در ردیف پ1-10-5 ذکر شده است) و به منظور تزریق آب به الکترود زمین یک لوله غیرفلزی که در تمام جهات دارای سوراخ بوده و داخل لوله با سنگریزه پُر شده باشد از 10 سانتی‌متری دریچه سطح زمین تا لبه بالایی مواد کاهنده ته چاه تعبیه نمود.

پ 1-10-4-3- انواع دیگر الکترودهای اساسی

الف) الکترود اساسی بصورت الکترودهای قائم:

در مورد الکترود اساسی غیراز آنچه که ذکر شد (ردیف پ1-10-4)، می‌توان با نصب الکترودهای میله‌ای متعدد به اشکال مختلف و ارتباط آن‌ها به همدیگر به مقاومت مورد نظر دسترسی پیدا کرد. الکترودهای میله‌ای می‌توانند در طول اضلاع مستطیل و یا در طول یک خط مستقیم که به همدیگر متصل باشند، توزیع گردند رعایت فاصله بهینه الکترودها از همدیگر به اندازه دو برابر عمق الکترود مورد توجه قرار گیرد.

ب) الکترود اساسی بصورت الکترودهای افقی:

در جاهایی که فضای افقی لازم وجود دارد بخصوص در محوطه‌ها و یا در جاهایی که با زمین سنگلاخی و با مقاومت ویژه خیلی بالایی روبرو باشیم می‌توان از الکترود افقی که بصورت شکل‌های کمربندی، مستقیم و یا مستطیل و شبکه پنجره‌ای که در عمق بین 0/5 تا 0/8 متری سطح زمین قرار داده می‌شود استفاده نمود. در صورت نیاز، برای دست یابی به مقاومت کمتر می‌توان خاک اطراف الکترود را با مواد کاهنده مقاومت تعویض نمود.

پ 1-10-5 الکترود زمین ساده (فقط برای وصل به هادی خنثای فشار ضعیف)

در مواردی که تعداد مشترکان در سیستم توزیع برق زیاد باشند، می‌توان با احداث تعدادی الکترود ساده‌تر و با مقاومت بیشتر به مقاومت زمین مطلوب، دست یافت (ردیف پ1-2-1)

الکترود زمین ساده می‌تواند از یک میله یا یک لوله که بصورت قائم در زمین کوبیده و یا دفن می‌شود، تشکیل شود. در حالت دفنی برای لوله و یا میله، چاهی حداقل به عمق 2 متر حفر می‌شود و پس از قرار دادن میله یا لوله در وسط چاه فضای اطراف الکترود با مواد کاهنده مقاومت پُر می‌گردد (برای انتخاب نوع میله و یا لوله به جدول شماره پ1-10-2-4- مراجعه شود). در محل خروج میله یا لوله از زمین یک چاهک بتنی یا آجری با ابعاد حداقل 30×30×30 سانتی‌متر ایجاد گردیده و سر لوله یا میله حداقل 20 سانتی‌متر بالاتر از کف چاهک قرار می‌گیرد. چاهک با یک دریچه فلزی متصل به چهارچوب بسته می.شود سر لوله و یا میله با بست مخصوص و یا بوسیله جوش به هادی اتصال زمین متصل می‌گردد.

جنس هادی اتصال زمین و الکترود میله‌ای یا لوله‌ای و بست مخصوص اتصال باید با همدیگر همخوان باشند (به جدول شماره پ 1-10-2-5 مراجعه شود) و نباید از جنس آلومینیوم یا آلیاژهای آن باشد. هادی اتصال زمین از محل اتصال به الکترود تا محل ترمینال اصلی اتصال زمین باید قابل رویت باشد و یا اینهادی برای محفوظ ماندن از درون یک لوله غیرفلزی محافظ عبور داده شده باشد و باید بصورت دوره‌ای چاهک و هادی اتصال زمین و اتصالات آن از نظر محکم بودن و خوردگی و زنگ زدگی مورد بازدید قرار گیرد.

برای کاهش مقاومت زمین الکترود ساده در صورت نیاز می‌توان با افزایش طول میله و یا لوله و یا ایجاد دو یا چند الکترود ساده مشابه و موازی بستن آن‌ها به هم اقدام نمود. رعایت فاصله بهینه بین این الکترودها به میزان حداقل دو برابر عمق هر الکترود مورد توجه قرار گیرد.

تبصره: در صورت استفاده از روش دفنی (حفره چاه) برای الکترود زمین ساده، علاوه بر انواع ذکر شده در ردیف پ 1-10-5، از انواع الکترود زمین مناسب دیگر که در جدول شماره پ1-10-2-4 آمده است، می‌توان استفاده نمود.

پ 1-10-6- شرایط استفاده از یک یا دو الکترود زمین برای حفاظت سیستم و ایمنی

برای تأمین ایمنی در شبکه، پُست برق، برق فشار متوسط و فشار ضعیف بسته به شرایط و امکانات، نیاز به استفاده از دو یا یک الکترود زمین می‌باشد و عمدتاً الکترودهای فوق الذکر در پُست برق و یا محوطه همجوار آن اجرا و نصب می‌شود.

پ 1-10-6-1 کلیات

در پُست برق هر دو ولتاژ فشار متوسط (11، 20 و 33 کیلوولت) و فشار ضعیف 231/400 ولت در کنار هم وجود دارند. در صورت اتصال کوتاه بین یکی از فازهای فشار متوسط با بدنه هادی تجهیزات فشار متوسط، حوزه اثر این اتصالی در شبکه برق فشار ضعیف نیز تا دورترین نقطه ادامه خواهد داشت، بنابراین برای تأمین ایمنی و حفاظت سیستم برق فشار متوسط و فشار ضعیف و نیز پُست برق بسته به شرایط محیطی فضای اختصاص یافته به پُست برق و نیز ورودی و خروجی خطوط برق فشار متوسط و فشار ضعیف (خطوط هوایی و زمینی)، لازم است که یکی از گزینه‌های زیر جهت دو الکترود زمین و یا یک الکترود برای حفاظت سیستم و ایمنی، بسته به شرایط و امکانات انتخاب و اجرا شوند.

پ 1-10-6-2 در صورتی که امکان احداث دو الکترود زمین (به منظور حفاظت سیستم و ایمنی) مستقل از هم از نظر شرایط و امکانات فراهم باشد بطوری که:

الف) فاصله بین دو الکترود زمین فشار متوسط و فشار ضعیف کمتر از 20 متر نباشد (برای جلوگیری از اثر حوزه ولتاژ روی -همدیگر گرادیان ولتاژ). این موضوع در صورت وجود الکترود زمین برق فشار متوسط در ساختمان پُست برق موجود در همسایگی ساختمان مورد احداث و یا برعکس نیز باید رعایت گردد.

ب) هیچ‌گونه ارتباط هادی در فاصله بین دو الکترود زمین وجود نداشته باشد (از قبیل لوله‌های آب، گاز و غیره دفن شده و هم‌چنین فونداسیون بتن‌آرمه ساختمان‌ها)

پ 1-10-6-2-1 چنانچه تفکیک عایقی تابلوهای برق فشار ضعیف از تابلوهای برق فشار متوسط ترانسفورماتور و سازه فلزی پُست برق تأمین و تضمین شده باشد (مانند جداسازی تابلوی برق فشار ضعیف با کف پوشهای عایق از اسکلت فولادی و تجهیزات برق فشار متوسط) باید بدنه تابلوی برق فشار ضعیف و نقطه خنثای برق فشار ضعیف به الکترود زمین ایمنی (دورتر از سازه پُست، با فاصله حداقل 20 متر) متصل شود و کلیه بدنه‌های برق تابلوی فشار متوسط، ترانسفورماتور و کلیه قطعات فلزی سازه پُست به الکترود زمین حفاظتی (داخل یا مجاور پُست) متصل گردد.

پ 1-10-6-2-2 چنانچه امکان تفکیک و جداسازی عایقی تابلوهای برق فشار ضعیف از تجهیزات برق فشار متوسط و سازه فلزی پُست برق وجود نداشته باشد.

در این حالت باید بدنه تابلوهای برق فشار ضعیف و بدنه‌های تابلوهای برق فشار متوسط و ترانسفورماتورها (تجهیزات برق فشار متوسط) و هم‌چنین کلیه اجزای فلزی سازه پُست برق به الکترود زمین حفاظتی متصل گردد و نقطه خنثای برق فشار ضعیف با استفاده از کابل و غلاف کابل غیرفلزی (ایزوله از تماس با زمین و اجزاء فلزی) به الکترود اتصال زمین ایمنی در فاصله حداقل 20 متری از پست برق اتصال داده شود.

پ 1-10-6-3 در صورتی که هیچ یک از شرایط موضوع ردیف پ1-10-6-2 و بندهای آن فراهم نباشد. یعنی احداث دو الکترود زمین مستقل امکان‌پذیر نباشد، باید از یک الکترود زمین مشترک برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمنی استفاده کرد. در این حالت مقاومت کل الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین نباید از یک اهم تجاوز نماید.

پ 1-10-6-4 چنانچه در یک پُست برق خطوط ورودی و خروجی برق فشار متوسط همگی کابلی باشند و طول هر یک از خطوط ورودی و یا خروجی به پُست کمتر از 3 کیلومتر نباشد. می‌توان برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمنی از یک الکترود زمین استفاده کرد. لازم بذکر است که در صورتی که طول هر یک از خطوط ورودی و یا خروجی به پُست برق کمتر از 3 کیلومتر باشد باید از دو الکترود زمین مستقل و مجزا از هم استفاده شود.

پ 1-10-6-5 اگر همه یا قسمتی از کابل‌های متصل به پُست برق اعم از برق فشار متوسط و برق فشار ضعیف دارای زره فولادی در پوشش لایه بیرونی کابل بوده و این زره فولادی در طول مسیر کابل در تماس با زمین باشد و طول کل این کابل‌ها یک کیلومتر و یا بیشتر باشد، می‌توان برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمنی از یک الکترود زمین استفاده کرد.

تبصره: در صورت استفاده از یک الکترود زمین برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمنی در پُست برق و تأمین یکی از موارد ردیف‌های پ1-10-6-4 و یا پ1-10-6-5- توصیه می‌شود که مقاومت کل سیستم در این حالت (یک الکترود زمین) از دو اهم تجاوز نکند.

پ 1-10-6-6 چنانچه حتی یکی از خطوط برق فشار متوسط ورودی یا خروجی پُست برق از نوع خط هوایی باشد، علیرغم مجهز بودن خط به برقگیر باید از دو الکترود زمین به منظور حفاظت سیستم و ایمنی، استفاده کرد و شرط مستقل بودن دو الکترود از هم، باید تأمین شود (ردیف پ1-10-6-2).

پ 1-10-6-7 چنانچه حتی بخشی از خطوط ورودی و یا خروجی برق فشار متوسط به پُست برق در فاصله‌ای کمتر از 3 کیلومتر از پُست برق خط هوایی باشد (قسمتی از خط بصورت هوایی و قسمتی از خط بصورت کابل زمینی)، باید از دو الکترود زمین به منظور حفاظت سیستم و ایمنی استفاده کرد و شرط مستقل بودن دو الکترود زمین از هم باید تأمین شود (ردیف پ1-10-6-2).

پ 1-10-6-8 در تمام موارد فوق الذکر که لزوم ایجاد دو الکترود زمین به منظور حفاظت سیستم و ایمنی، ضرورت پیدا کند ولی احداث دو الکترود مستقل از هم به هر دلیلی امکان‌پذیر نباشد، می‌توان از یک الکترود زمین برای پُست ترانسفورماتور برق استفاده کرد. در این حالت باید تمام اجزاء فلزی مدفون در زمین در محدوده پُست برق (مانند لوله‌های فلزی آب، گاز و تأسیسات، میلگردهای بتن‌آرمه و اسکلت فلزی و غیره) با هم هم‌بندی شده و نهایتاً به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین الکترود زمین حفاظتی متصل گردد، مشروط بر اینکه مقاومت کل الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین از یک اهم تجاوز نکند.

تبصره: در صورت استفاده از دو الکترود اتصال زمین به منظور حفاظت سیستم و ایمنی، مقاومت کل الکترود اتصال زمین ایمنی که نقطه خنثی یا هادی خنثی ترانسفورماتور را در سیستم نیروی TN به زمین وصل می‌کند، نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو اهم تجاوز کند.

پ 1-10-6-9 در حالتی که پُست برق‌دارای دو الکترود زمین به منظور حفاظت سیستم و ایمنی باشد و بدنه تابلوهای برق فشار ضعیف همراه با بدنه تابلوها و تجهیزات برق فشار متوسط به الکترود زمین حفاظتی و نقطه خنثی برق فشار ضعیف به الکترود زمین ایمنی متصل باشد (ردیف پ 1-10-6-2-2). تابلوهای برق فشار ضعیف باید با درجه عایق‌بندی بالاتری نسبت به ولتاژ اسمی بین فاز و خنثی انتخاب شده و برای سطح عایق‌بندی و زمان قطع کلید اتوماتیک فشار متوسط در این حالت باید موارد جدول شماره پ -1-10-6-9 رعایت گردد.

جدول شماره پ1-10-6-9 سطح عایق‌بندی در تابلوهای برق فشار ضعیف و زمان قطع کلید اتوماتیک فشار متوسط

U_n: ولتاژ اسمی بین فاز و خنثی در طرف برق فشار ضعیف
t= مدت زمان بر حسب ثانیه