مقاومت زمین (NGR)

در طراحی شبکه های برقی صنعتی  روشهای مختلفی  برای زمین کردن الکتریکی وجود دارد. 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 .

چه نکاتی را باید در اندازه گیری NGR در نظر گرفت؟

1.  NGR باید به اندازه ای باشد که جریان خطا را به مقداری که می تواند توسط تجهیزات محافظت شده تحمل شود محدود کند. این حداکثر حد را برای جریان عبوری NGR تعیین می کند.
2. مقدار جریان عبوری NGR نباید آنقدر کم باشد که توسط سیستم حفاظتی قابل تشخیص نباشد.
3. جریان عبوری NGR باید حداقل بیش از یا مساوی 3 برابر جریان شارژ سیستم باشد.                                          جریان شارژ سیستم جریانی است که از طریق ظرفیت های طبیعی در یک سیستم سالم و متعادل می گذرد. خازن خط به زمین مرتبط با اجزای سیستم، مقدار جریان شارژ توالی صفر را تعیین می کند. جریان شارژ یک سیستم را می توان با جمع کردن ظرفیت خازنی دنباله صفر یا تعیین راکتانس خازنی تمام کابل ها و تجهیزات متصل به سیستم محاسبه کرد.

نکته مهم : مقادیر جریان شارژ تجهیزات مختلف در سطوح مختلف ولتاژ و همچنین محاسبه جریان شارژ سیستم را مورد بحث قرار می دهد. این شرط یعنی I ≥ 3 x جریان شارژ حداکثر حد مقاومت را تعیین می کند.

4. NGRهای نصب شده در سطوح مختلف ولتاژ باید با بزرگی آنها هماهنگ شوند تا بالاترین سطح ولتاژ بیشترین مقاومت NGR و غیره را داشته باشد.
5. همچنین، امروزه تولید کنندگان، NGR ها را با مقادیر استاندارد برای هر سطح ولتاژ تولید می کنند. 

مزایای مقاومت اتصال زمین NGR

سه ایراد در یک سیستم زمین نشده وجود دارد که در  زیر به آنها اشاره شده است.

1. تشدید خطاهای ناشی از اضافه ولتاژهای مربوط به کلیدزنی
2. افزایش اثر دو خطای تکفاز همزمان در حد خطای خط به خط
3. افزایش ولتاژ فاز و ایجاد صدمات عایقی در لحظه خطای تکفاز به دلیل شناور بودن نقطه صفر

نصب دستگاه NGR در شبکه علاوه بر رفع عیوب فوق الذکرموجب 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:

1.  کاهش میزان خسارت ناشی از ذوب شدگی و سوختگی در محل وقوع اتصال کوتاه
2.  کاهش میزان فشار مکانیکی برای تجهیزات و دستگاه های که جریان خطا از آن عبور می کند
3.  کاهش خطرات شوک الکتریکی به پرسنل ناشی از جریان های خطای تک فاز در مسیر بازگشت به نقطه نوترال
4.  کاهش قوس الکتریکی و کاهش خطر برای پرسنلی که در مجاورت خطای تک فاز قرار می گیرند
5.  کاهش افزایش ولتاژ ناشی از اتصال کوتاه برای فازهای دیگر
6.  کاهش بروز اضافه ولتاژ لحظه ای ناشی از اتصال کوتاه

به غیر از رتبه بندی ولتاژ، رتبه جریان و رتبه مقاومت، پارامترهای دیگر در طراحی NGR عبارتند از:

•  زمان نامی
• جریان پیوسته نامی
• افزایش دما زمان نامی.

زمان نامی زمانی است که در طی آن جریان نامی با در نظر گرفتن محدودیت های حرارتی مطابق با استانداردها از تجهیزات تحت شرایط مشخص شده عبور می کند. زمان های پیشنهادی امتیاز ده ثانیه، 1 دقیقه، 10 دقیقه و زمان طولانی است. (از زمان های رتبه بندی خارج از مقادیر ذکر شده نیز می توان استفاده کرد). در عمل، به دلیل تنظیم تجهیزات حفاظتی، مدت زمان عبور خطا از NGR بسیار کمتر از زمان نامی آن است. در تعیین زمان نامی، وقوع احتمالی خطاهای اتصال کوتاه متوالی نیز باید در نظر گرفته شود.

جریان پیوسته نامی مقدار جریانی است که می توان به طور مداوم از تجهیزات عبور داد و محدودیت های حرارتی مطابق با استاندارد را در نظر گرفت. در نتیجه این جریان، دمای عنصر به دمای حالت پایدار می رسد.

افزایش دما در زمان نامی حداکثر افزایش دما نسبت به دمای حالت پایدار ناشی از جریان نامی در طول زمان نامی است. طبق استاندارد IEEE 32، NGR ها برای حداکثر افزایش دما 720 درجه سانتیگراد طراحی شده اند. مقاومت باید به گونه ای طراحی شود که تغییرات در محدوده دما کمتر از 10% باشد.

نکته مهم :

در سیستم‌های قدرت معدنی با ولتاژ متوسط، مقاومت کم معمولاً با یک مقاومت زمین خنثی استفاده می‌شود که خطای زمین را حداکثر به ۲۵ تا ۵۰ آمپر محدود می‌کند. این برای محدود کردن ولتاژ لمسی به ۱۰۰ ولت یا کمتر ضروری است. ترانسفورماتورهای جریان توالی صفر و رله های خطای زمین خطا را تشخیص می دهند و در کمتر از یک سوم درجه مقاومت خاموش می شوند. این مقاومت برای کار مداوم با حداکثر افزایش دما 375 درجه سانتیگراد درجه بندی شده است.

سیستم های قدرت معادن مدرن می توانند مقدار قابل توجهی از ظرفیت سیستم توزیع شده داشته باشند و مانند تمام مقاومت های زمین خنثی، حداکثر جریان خطای زمین مجاز توسط مقاومت باید از ظرفیت کل نسبت به جریان شارژ زمین سیستم و مجموع برداری جریان شارژ سیستم بیشتر باشد. به علاوه جریان مقاومت نباید از 8 آمپر تجاوز کند.

 

برای ارتباط با کارشناسان شرکت با ما در ارتباط باشیدتماس با ما

برای مطالعه ادامه مطلب در خصوص مقاومت به بخش اخبار مراجعه کنید چرایی و چگونگی استفاده از NGR