کدکاو : مبحث سیزدهم طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمانها پیوست 1- سیستم های نیروی برق

پ ۱-۱ کلیات

سیستم های نیروی برق فشار ضعیف از دیدگاه ایمنی و مشخصه های اجزای سیستم منتخب که لازمه طرح و اجرای تأسیسات برقی ایمن و بهره برداری مؤثر از آن می باشد 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 می باشد. مفهوم حروف اختصاری بکار رفته در نامگذاری سیستم های 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: قسم های 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 می باشد.

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

T: بدنه های هادی از نظر الکتریکی به طور مستقیم و مستقل از اتصالات زمین سیستم نیرو به زمین وصل اند.

N: بدنه های هادی از نظر الکتریکی مستقیماً به نقطه زمین شده سیستم نیرو وصل می شوند.

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

S: در سرتاسر سیستم، بدنه های هادی از طریق یک هادی حفاظتی مجزا (PE) به نقطه خنثی (N) در مبدأ سیستم وصل اند.

C: در سرتاسر سیستم، بدنه های هادی به هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) وصل اند.

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 می شوند، از هر دو حرف C و S استفاده خواهد شد، به نحوی که چنین سیستمی به صورت TN-C-S مشخص می شود. دیاگرام های سیستم های نیرو در شکل های پ 1-1:1 تا پ۱-۸:۱ نشان داده شده و علائم خطوط مدارهای بکار رفته در سیستم های نیرو نیز در جدول شماره پ۱-۱- مشخص گردیده است.

جدول شماره پ۱-۱ علائم خطوط مدارها در سیستم های نیرو
علائم خطوط مدارها
هادی خنثی (N)
هادی حفاظتی (PE)
هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN)
هادی فازها (L1,L2,L3)

پ ۱-۱-۱ سیستم TN دارای نقطه ای است که مستقیماً به زمین وصل است (نقطه خنثی N) و کلیه بدنه های هادی تأسیسات برقی از طریق هادی های حفاظتی (PE) به این نقطه وصل اند. بسته به نحوه استفاده از هادی خنثی (N) و هادی حفاظتی (PE) این سیستم خود به سه گونه تقسیم می شود

پ ۱-۱-۱-۱ سیستم TN-S که در سرتاسر آن از یک هادی حفاظتی (PE) مجزا استفاده می شود (شکل شماره پ۱-1:1)

شکل پ۱-۱:۱ سیستم TN-S در سیستم سه فاز پنج سیمه با هادی های مجزای حفاظتی و خنثی در سرتاسر سیستمپ ۱-۱-۱-۲- سیستم TN-C که در سرتاسر آن از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی خنثی (PEN) استفاده می شود (شکل شماره پ۱-۲:۱)

شکل پ۱-1: 2 سیستم TN-C در سیستم سه فاز چهار سیمه با هادی مشترک حفاظتی – خنثی در سرتاسر سیستمپ ۱-۱-۱-۳ 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، هادی های حفاظتی و خنثی از همدیگر جدا می شوند (شکلهای شماره پ 1-1: 3 و پ۱-۴:۱).

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 پ۱-۴:۱ 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 ۱-۱-۱-۴ در کلیه تأسیسات تحت پوشش این مقررات، از سیستم نیروی TN استفاده می گردد، مگر در مواردی که به صورت مشخص استفاده از سیستم های نیروی دیگر مجاز یا لازم باشد.

پ ۱-۱-۲ سیستم TT جز در موارد خاصی که شرایط محلی برای استقرار آن مناسب باشد و یا وسایل حفاظتی مخصوص (کلیدهای جریان باقیمانده) بهره برداری از آن را ممکن کند، قابل استفاده نیست و استفاده از آن تنها با اجازه مخصوص مقامات صلاحیت دار مجاز خواهد بود (شکلهای شماره پ۱-۵:۱ و پ۱-۶:۱)

شکل پ۱-۵:۱ سیستم TT در سیستم سه فاز با هادی حفاظتی و بدون توزیع هادی خنثی در سرتاسر سیستم

شکل پ۱-۶:۱ سیستم TT در سیستم سه فاز با هادی حفاظتی و با توزیع هادی خنثی در سرتا سر سیستم

پ ۱-۱-۳ 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 صلاحیت دار خواهد بود.

از این سیستم در مواردی استفاده می شود که لازم است اولین اتصال به زمین سبب قطع مدار تغذیه نشود، مانند اتاقهای عمل در بیمارستانها، خطوط زنجیره ای تولید و سایر مواردی که تداوم و برقراری مدار تغذیه لازم و ضروری است (شکلهای شماره پ۱-1: 7 و پ ۱-۸:۱)

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

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

شکل پ۱-۷:۱ سیستم IT که در آن کلیه بدنه های هادی به صورت گروهی از طریق یک هادی حفاظتی به اتصال زمین حفاظتی وصل گردیده است.

شکل پ۱-۸:۱ سیستم IT که در آن بدنه های هادی بصورت گروهی یا منفرد به اتصال زمین حفاظتی وصل گردیده است.

پ ۱-۲ مشخصه های اصلی سیستم TN

پ ۱-۲-۱ 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 زمین های مکرر و اضافی در طول شبکه توزیع برق و وصل هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی – خنثی این خطوط به زمین تأمین کرد (شکل شماره پ۱-۲-۱).

شکل پ ۱-۲-۱- اتصال زمین حفاظتی مکرر و اضافی

لازم به توضیح است که در شکل شماره پ-۱-۲-۱ مقاومت معادل RB و RB1 و RB2 و RBn یعنی مقاومت کل (RT) باید حداکثر برابر دو اهم باشد. در مورد ساختمان های مرتفع که امکان ایجاد اتصال زمین های مکرر وجود ندارد، باید طبق ردیف پ -۱-۲-۸-۵ برای هم ولتاژ کردن، هم بندی 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 هادی های بیگانه که به هادی خنثی یا حفاظتی وصل نیستند) از ۷ اهم بیشتر است، مجری مقررات می تواند به جای دو اهم کل مقاومت مجاز نسبت به جرم کلی زمین در آن منطقه، مقدار جدیدی را که از رابطه زیر به دست می آید مجاز اعلام کند:

در این رابطه:

$R_{T}\leq R_{E}\frac{50}{U_{e}-50}$

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 ( ۲۲۰ ولت در موارد عادی)، برحسب ولت (ولتاژ نامی شبکه ۲۳۰ ولت می باشد)

۵۰ : ولتاژ مجاز تماس برحسب ولت

پ ۱-۲-۲ سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی – خنثی

سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) در تأسیسات نصب ثابت به دلایل تنش های مکانیکی (بریدگی و قطع احتمالی در برابر فشار و صدمات مکانیکی) نباید از ۱۰ میلی متر مربع برای هادی مسی و ۱۶ میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی، کمتر باشد. در این صورت مدارهای سه فاز ۴ رشته ای و مدارهای تک فاز ۲ رشته ای خواهند بود (TN-C).

در غیر این 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 ۵ رشته ای و مدارهای تک فاز ۳ رشته ای خواهند بود (TN-S).

پ ۱-۲-۳- رنگ عایق هادی های مدارهای توزیع نیرو و مدارهای نهایی

رنگ عایق کابل های چند رشته باید به قرار زیر باشد:

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

تبصره: در بعضی از کابل های چندرشتهای تولید کنندگان کابل برای کابل های چند رشته ای از دو رنگ قهوه ای و یک سیاه و یا دو سیاه و یک قهوه ای برای تشخیص فازها استفاده می کنند توصیه می شود مبنای رنگ سیستم سه فاز فوق الذکر یعنی قرمز، زرد و سیاه برای تشخیص فازها توسط تولید کنندگان نیز رعایت گردد.

ب) در کابل های تک رشته، رنگ عایق فاز میتواند هر یک از رنگهای قرمز، زرد و سیاه انتخاب شود. چنانچه کابل های تک رشته برای سیستم سه فاز مورد استفاده قرار گیرد (ردیف ۱۳-۷-۱-۷) هر یک از کابل های هر فاز در هر گروه باید از رنگ بندی 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 ۱: ترجیح دارد هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) دارای عایقی به رنگ سبز و زرد (راه راه) باشد در غیر این 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 بهره برداری جلوگیری شود.

تبصره ۲: رنگ شینه ها در تابلوهای برق باید از رنگ عایق هادی ها تبعیت کند (ردیف پ۱-۲-۳).

تبصره 3: مطابق استاندارد IEC 60227-1 رنگ انتخابی برای تشخیص فازها به قرار L₁ (قهوه ای)، L₂ (سیاه) و L₃ (خاکستری) می باشد ولی با توجه به شرایط تولید کابل ها در حال حاضر، رنگ عایق کابل ها و سیم ها مطابق ردیف های پ۱-۲-۳ و پ۱-۲-۴ انتخاب گردیده است.

پ ۱-۲-۴- رنگ عایق سیم ها در مدارهای نهایی

رنگ عایق سیم ها در مدارهای نهایی از قبیل سیستم روشنایی پریزهای برق و غیره به قرار زیر می باشد:

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 ۱-۲-۵- ممنوع بودن وصل مجدد هادی های حفاظتی و خنثی پس از تفکیک

اگر در نقطه ای از تأسیسات هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) تفکیک شده و از آن به بعد هادی های 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 ۱-۲-۶ لزوم دقت در نصب هادی های خنثی و حفاظتی

هادی خنثی (N)، هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) یا هادی حفاظتی (PE) باید با همان عایق بندی و دقتی که در نصب هادی های فاز به عمل می آید نصب شود و در مدارهایی که هادی حفاظتی جدا از هادی های فاز می باشد باید هادی حفاظتی در مسیر مدار اصلی کشیده شود.

پ ۱-۲-۷ انواع وسایل حفاظتی قابل استفاده در سیستم های TN

در سیستم های 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 هادی های مجزای حفاظتی (PE) و خنثی (N) دارند استفاده کرد.

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

پ ۱-۲-۸-۱ در هر ساختمان یک هم بندی 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) لوله های اصلی فلزی آب

ت) لوله های اصلی گاز

ث) لوله های فلزی اصلی و یا بالارو (رایزرها) تأسیسات از هر نوع از قبیل سیستم های برودتی و حرارتی، فاضلاب و غیره

ج) ریل های کابین و ریل های وزنه تعادل آسانسورهای کششی و جک آسانسورهای هیدرولیکی

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

ح) الکترودهای اصلی و فرعی اتصال زمین

پ ۱-۲-۸-۲ الزام به استفاده از سیستم اتصال زمین عملیاتی (ردیف ۱۳-۲-۳-۱) توسط استانداردهای معتبر و یا توسط سازندگان دستگاه های الکترونیکی سیستم های 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 سیستم های مذکور تعیین می گردد. اتصال زمین عملیاتی این سیستم ها باید در نهایت به ترمینال اصلی اتصال زمین ساختمان وصل و هم بندی 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 صاعقه گیر به ترمینال اصلی اتصال زمین در شکل شماره پ۱-۲-۸-۳ نشان داده شده است.

شکل پ -۱-۲-۸-۳ طرحواره نحوه اتصال الکترودهای زمین حفاظتی، عملیاتی و صاعقه گیر

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 هم بندی گردد.

پ ۱-۲-۸-۴ طرحواره عمومی سیستم هم بندی اصلی و نیز سیستم همبندی اضافی در حمام و دوش برای هم ولتاژ کردن در ساختمان ها در شکل شماره پ۱-۲-۸-۴ نشان داده شده است و نیز شرح علائم اختصاری این شکل در جدول شماره پ۱-۲-۸-۴ آمده است.

شکل پ۱-۲-۸-۴ طرحواره عمومی هم بندی اصلی و اضافی برای هم ولتاژ کردن

جدول پ۱-۲-۸-۴ شرح علائم استفاده شده در شکل شماره پ۱-۲-۸-۴
C	قسمتهای هادی های بیگانه (شامل گروه های C6, C5, C4, C3, C2, C1 و C7)
C1	لوله های آب فلزی محوطه
C2	لوله های فاضلاب فلزی محوطه
C3	لوله های گاز فلزی محوطه عایق شده (با عایق جداکننده)
C4	قسمتهای اصلی فلزی ساختمان ها (اسکلت فلزی و آرماتورهای بتن مسلح فونداسیون)
C5	لوله های اصلی فلزی سیستم های برودتی و حرارتی، آب، فاضلاب و ریلها و یا جک آسانسورها و غیره
C6	لوله فلزی آب در حمام و دوش
C7	لوله فلزی فاضلاب در حمام و دوش
D	عایق جداکننده لوله های گاز محوطه
MDB	تابلو توزیع اصلی
DB	تابلو توزیع فرعی
MET	ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین
SEBT	ترمینال یا شینه هم بندی اضافی
T1	الکترود زمین
T2	الکترود زمین سیستم صاعقه گیر (در صورت نیاز)
LPS	سیستم صاعقه گیر
PE	ترمینال اتصال زمین حفاظتی در تابلو توزیع
PE/PEN	ترمینال اتصال زمین حفاظتی حفاظتی – خنثی در تابلو توزیع اصلی
M	بدنه هادی دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی
1	هادی حفاظتی (PE)
1a	هادی حفاظتی (PE) و یا هادی حفاظتی – خنثی (PEN) از تابلو توزیع اصلی (برای موارد مورد نیاز)
2	هادی هم بندی جهت اتصال به ترمینال اصلی اتصال زمین
3	هادی هم بندی برای همبندی اضافی
4	هادی نزولی سیستم صاعقه گیر (LPS)
5	هادی اتصال زمین

تبصره ۱: علاوه بر لوله های 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 بدنه های فلزی، سایر لوله های فلزی سیستم های موجود در حمام و دوش نیز به ترمینال یا شینه همبندی اضافی حمام و دوش (SEBT شکل شماره پ۱-۲-۸-۴) وصل می گردد.

تبصره ۲ : در شکل شماره پ۱-۲-۸-۴ علت عدم انشعاب گیری هادی هم بندی اضافی (مدار 3) جهت اتصال به ترمینال یا شینه هم بندی اضافی (SEBT) از ترمینال اتصال زمین متصل به هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاه الکتریکی (M) نصب ثابت و موجود در محل هم بندی، در نظر گرفتن مشکلات اجرایی اتصال و انشعاب گیری هادی هم بندی اضافی از ترمینال اتصال زمین بدنه هادی دستگاه الکتریکی می باشد. 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 هم بندی اضافی جهت اجرای سیستم هم بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن پایه فلزی نصب دستگاه و غیره نیز، مورد استفاده قرار می گیرد.

پ ۱-۲-۸-۵ 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. هم بندی اضافی ممکن است کلیه تأسیسات، قسمتی از آن و یا یک دستگاه وسیله یا محل را در بر گیرد.

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

الف) کلیه بدنه های هادی دستگاه و لوازم نصب ثابت

ب) قسمتهای هادی بیگانه از هر نوع

پ) قسمتهای فلزی قابل دسترس در ساختمان ها مانند اسکلت فلزی و غیره

تبصره : در صورت نیاز به ایجاد همبندی اضافی در هر قسمت از ساختمان، ترمینال یا شینه هم بندی اضافی آن قسمت توسط هادی هم بندی اضافی به ترمینال یا شینه حفاظتی (PE) تابلو برق تغذیه کننده مدارهای آن قسمت متصل می گردد (ردیف پ۱-۲-۸-۴)

پ ۱-۲-۹ 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) بدنه های هادی

ب) هادی حفاظتی (PE)

پ) هادی حفاظتی – خنثی (PEN)

ولتاژ ظاهر شده بر روی بدنه های هادی در اثر اتصالی نباید هیچگاه به مدتی طولانی از ۵۰ 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 اندازه گیری 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 %۹۵ ولتاژ نامی می باشد (ولتاژ نامی برابر ولت 230 ولت.)

پ ۱-۲-۹-۱ 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 پ۱-۲-۹-۱- نشان داده شده است.

جدول پ۱-۲-۹-۱- حداکثر مجاز زمان قطع اتصال کوتاه بین هادی فاز و بدنه یا هادی حفاظتی و یا هادی حفاظتی – خنثی
سیستم نیرو	ولتاژ نامی $120<U_{0}\leq 230$	حداکثر مجاز زمان قطع (ثانیه)
TN	برای مدارهای نهایی با وسیله حفاظتی تا 32 آمپر	0/4
TN	برای مدارهای توزیع غیر از نهایی	5
TT	برای مدارهای نهایی با وسیله حفاظتی تا 32 آمپر	0/2
TT	برای مدارهای توزیع غیر از نهایی	1

تبصره: سیستم TT فقط از نظر مقایسه نشان داده شده است. اگر در یک سیستم TT هم بندی کامل بین همه سیستم های لوله کشی و سازه های دیگر انجام شده باشد میتوان در آن از مقادیر مربوط به سیستم TN از جدول شماره پ۱-۲-۹-۱ استفاده نمود.

نظر به اینکه فیوزها و کلیدهای خودکار با توجه به ملاحظاتی مانند شدت جریان بار، شدت جریان راه اندازی و غیره انتخاب می شوند 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 مناسب تر استفاده شود.

پ) در صورت عدم امکان تأمین شرایط بند الف و ب فوق الذکر، طبق ردیف پ۱-۲-۸-۵ از هم بندی اضافی برای هم ولتاژ کردن استفاده شود. روش اخیر مطمئن ترین راه جلوگیری از برق گرفتگی در همه موارد است.

در سیستم های TN وصل مستقیم بدنه های 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 هادی های حفاظتی (PE) و خنثای (N) مجزا بوده و مقاومت الکترود مستقل نیز در رابطه زیر صدق کند:

$R_{A}\times I_{\Delta }\leq UL$

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 محیط های عادی ۵۰ ولت)

پ 1- 3 سطح مقطع هادی خنثى

سطح مقطع هادی خنثی (سیستم سه فاز) نباید از مقادیر ارائه شده در جدول شماره پ۱-۳ کوچکتر باشد:

جدول پ 1-3 حداقل مقطع هادی خنثی (سیستم سه فاز)
سطح مقطع هادی فاز مدار s ( میلی متر مربع)	حداقل سطح مقطع هادى خنثى N (میلی متر مربع)
$S\leq 16$	S
$16<S\leq 35$	16
S>35	$\frac{S}{2}$

پ ۱-۳-۱ هادی های فاز و خنثی باید از یک جنس باشند.

پ ۱-۳-۲ جنس هادی های فاز و خنثی مدارهای نهایی (روشنایی، پریز و غیره) باید از مس باشد.

پ ۱-۳-۳ استفاده از کابل با هادی آلومنیومی در شبکه توزیع و تغذیه میانی با رعایت شرط ردیف ۱۳-۷-۲-۵-۱۴ بلامانع می باشد.

پ ۱-۳-۴ در صورت وجود ضریب توانهای متفاوت فازها، عدم تعادل بارها و یا وجود هارمونیک ها، سطح مقطع هادی خنثی در این موارد معادل حداقل هادی فاز و یا حتی از آن بیشتر باید انتخاب شود.

پ ۱-۳-۵ سطح مقطع هادی خنثی در سیستم یک فاز معادل سطح مقطع هادی فاز می باشد.

پ ۱-۳-۶ در صورتی میتوان از کلید یا وسیله حفاظتی در مسیر هادی خنثی استفاده کرد که کنتاکت مربوط به هادی خنثی قبل از هادی یا هادی های فاز وصل و در موقع قطع بعد از جدایی فاز قطع شود. در غیر اینصورت 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 ۵ ثانیه)

پ ۱-۴-۱ 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 غیر اینصورت و عدم انجام محاسبات و یا تأمین شرایط فوق الذکر، جدول شماره پ۱-۴-۱ مبنای تعیین حداقل سطح مقطع هادى حفاظتی خواهد بود.

پ ۱-۴-۲ سطح مقطع هادی حفاظتی – خنثی (PEN) نباید از ۱۰ میلی متر مربع برای هادی مس و ۱۶ میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی کمتر باشد (ردیف پ۱-۲-۲)

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 پ۱-۴-۱ باشد.

پ ۱-۴-۳ برای هادی حفاظتی- خنثی رعایت ردیف های (پ ۱-۳-۱ تا پ ۱-۳-۵) نیز الزامی است.

پ ۱-۴-۴ برای مدارهایی که هادی حفاظتی (PE) آن همراه مدار (رشته ای از کابل یا رشته ای 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 ۱۶ میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی کافی برخوردار باشد.

ب) ۴ میلی متر مربع برای هادی مسی یا ۱۶ میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی حفاظتی از حفاظت مکانیکی برخوردار نباشد.

پ ۱-۴-۵ هادی های حفاظتی (PE) همراه مدار (مدارهای داخل لوله و مجراها) باید هادی عایق دار باشند. در موارد دیگر نیز مانند مدارهای داخل کانال و سینی و نردبان کابل ها، به منظور حفاظت در برابر خوردگی و امکان شناسایی آنهادی لازم می نماید که از هادی عایق دار برای هادی حفاظتی (PE) استفاده شود.

پ ۱-۴-۶ 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 ۱-۴-۱ حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی
سطح مقطع هادی فاز مدار S (میلی متر مربع)	حداقل سطح مقطع هادی حفاظتی (PE) (میلی متر مربع) (چنانچه هادی حفاظتی از جنس هادی فاز باشد)
$S\leq 16$	S
$16<S\leq 35$	16
S>35	$\frac{S}{2}$

پ 1-5 سطح مقطع هادی هم بندی اصلی

پ ۱-۵-۱ سطح مقطع هادی هم بندی اصلی به قرار زیر می باشد:

الف) سطح مقطع هادی هم بندی اصلی نباید از ۶ میلی متر مربع برای هادی مسی، 16 میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی و ۵۰ میلی متر مربع برای هادی فولادی کوچکتر باشد.

ب) از طرف دیگر سطح مقطع هادی های حفاظتی در تأسیسات هر چه باشد، لزومی نخواهد داشت سطح مقطع هادی هم بندی از ۲۵ 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 هم بندی اصلی نباید از نصف سطح بزرگترین هادی حفاظتی در تأسیسات و متصل به ترمینال اصلی اتصال زمین کوچکتر باشد.

پ ۱-۵-۲ هادی های هم بندی اصلی به ترمینال اصلی یا شینه اصلی اتصال زمین وصل می گردند. به ردیف پ 1-8 و شکل شماره پ۱-۲-۸-۴ رجوع شود.

پ ۱-۶ سطح مقطع هادی های هم بندی اضافی

پ ۱-۶-۱ سطح مقطع هادی هم بندی اضافی نباید از مقادیر زیر کوچکتر باشد:

الف) 5/2 میلی متر مربع برای هادی مسی یا ۱۶ میلی متر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی هم بندی اضافی از حفاظت مکانیکی برخوردار باشد.

ب) ۴ میلی متر مربع برای هادی مسی یا ۱۶ میلیمتر مربع برای هادی آلومینیومی، اگر هادی هم بندی اضافی از حفاظت مکانیکی برخوردار نباشد.

تبصره: حمام و دوش ها سطح مقطع هادی هم بندی اضافی نباید از ۴ میلی متر مربع برای هادی مس کمتر باشد.

پ 1-6-2 جهت اتصال هادی های همبندی اضافی به ترمینال یا شینه همبندی اضافی و نیز به ترمینال یا شینه اتصال زمین تابلو برق فرعی آن قسمت، به شکل شماره پ۱-۲-۸-۴ رجوع شود.

پ ۱-۶-۳ سطح مقطع هادی هم بندی 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 بدنه های هادی دو دستگاه مذکور کوچکتر باشد.

پ ۱-۶-۴ حداقل سطح مقطع هادی هم بندی اضافی که بدنه هادی دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی را به قسمتهای هادی بیگانه وصل می کند نباید از نصف سطح مقطع هادی حفاظتی در مدار تغذیه کننده دستگاه الکتریکی کوچکتر باشد.

پ ۱-۶-۵ حداقل سطح مقطع هادی همبندی اضافی که قسمتهای دو هادی بیگانه را به هم وصل می کند باید مطابق ردیف پ ۱-۶-۱- باشد.

پ ۱-۶-۶ می توان اجزای فلزی ساختمان را به عنوان قسمتی از مسیر هـم بنـدی به تنهایی یا همراه با هادی های دیگر به عنوان هادی همبندی اضافی به کار گرفت.

پ ۱-۶-۷ هادی هم بندی برای هم ولتاژ کردن (اصلی و اضافی) می تواند به صورت بدون عایق (لخت) اجرا گردد. ولی لازم به ذکر است که استفاده از هادی عایق دار 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 می کند، حداقل سطح مقطع، نوع و جنس هادی اتصال زمین که در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی)، تنش ها و صدمات مکانیکی حفاظت نشده باشند، بر اساس جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۴- انتخاب می گردد.

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 اندازه گیری های لازم با سطح مقطع، نوع و جنس هادی اتصال زمین استفاده می شود

پ ۱-۷-۱ استفاده از آلومینیوم به عنوان هادی اتصال زمین مجاز نمی باشد.

پ ۱-۷-۲ 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 می شود.

تبصره: حفاظت هادی اتصال زمین در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی)، تنش ها و صدمات مکانیکی در محیط نصب، در اکثر موارد امکان پذیر نیست، بدین جهت توصیه می شود که بمنظور افزایش حاشیه ایمنی در برابر عوامل مذکور برای انتخاب حداقل سطح مقطع هادی اتصال زمین به مقادیر جدول شماره ۱-۱۰-۲-۴ 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) هادی های زیر نیز به آن وصل شوند.

الف) هادی های حفاظتی (PE) (شکل شماره پ 1-1: 1) یا هادی های مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) (شکل های شماره پ۱-۲:۱ و پ۱-۳:۱)

ب) هادی های خنثی، برای حالتی که در نقطه سرویس مشترک اتصال زمین حفاظتی نصب شده باشد. (شکل شماره پ۱-۴:۱)

پ) هادی های همبندی اصلی برای هم ولتاژ کردن

ت) در صورت وجود سیستم صاعقه گیر در طرح، هادی هم بندی سیستم صاعقه گیر از طریق ترمینال رسیدگی و آزمایش آن سیستم به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین وصل می شود (ردیف پ۱-۲-۸-۳ و شکل شماره پ۱-۲-۸-۳).

ث) در صورت وجود سیستم اتصال زمین عملیاتی این سیستم نیز به ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین وصل و هم بندی می گردد (ردیف پ۱-۲-۸-۲ و شکل شماره پ-۱-۲-۸-۳).

پ ۱-۸-۱ ترمینال یا شینه اصلی اتصال زمین باید به نحوی ساخته و نصب شود که باز کردن هادی اتصال زمین از آن برای انجام اندازه گیریهای دوره ای مقاومت زمین امکان پذیر 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 ۱-۸-۲ حداقل سطح مقطع شینه اصلی اتصال زمین با هادی مس برابر ۵۰ میلی متر مربع می باشد. (ردیف پ۱-۸ و جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۴)

پ ۱-۸-۳ در ساختمان های 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 هادی های حفاظتی، هم بندی ها و اتصال زمین

از لوله های فلزی آب ،گاز، انواع دیگر سوخت رسانی، سیستم برودتی و حرارتی و غیره نباید به عنوان الکترود زمین یا اصل هادی های حفاظتی یا هادی های زمین استفاده کرد.

البته از نظر همبندی باید لوله های فلزی گوناگونی را که در ساختمان کار گذاشته می شوند به هادی حفاظتی متصل کرد. هادی های 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 بی نقص باشد. هیچ نوع کلید یا وسیله حفاظتی نباید در مسیر هادی های حفاظتی و یا حفاظتی – خنثی وجود داشته باشد.

پ ۱-۹-۱ از بدنه های هادی که در مسیرهادی حفاظتی قرار می گیرند نباید به عنوان قسمتی از مسیر هادی حفاظتی استفاده شود.

پ ۱-۱۰ الکترود زمین

پ ۱-۱۰-۱ 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 می کند.

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

پ ۱-۱۰-۱-۱ 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 میله ای یا تسمه ای که بصورت قائم (در چاه اتصال زمین) و افقی (در محوطه) اجرا شده باشد نسبت به الکترود صفحه ای ارجحیت داشته و الکترود صفحه ای کم اثرترین الکترودهاست.

پ ۱-۱۰-۱-2 در صورت استفاده از چند الکترود بصورت موازی هم و یا هم بندی اجزای فلزی دیگر با این الکترودها که دارای جنس های متفاوتی از هم بوده و به هم متصل می گردند باید به خورندگی متقابل در اثر جریانهای گالوانیک (الکتروشیمیایی) دقت کرد (جدول شماره پ ۱-۱۰-۲-۵).

پ ۱-۱۰-۱-۳ برای کم کردن مقاومت الکترود زمین در صورتی که خاک اطراف الکترود مناسب نباشد می توان از مواد شیمیایی مجاز و یا مواد کاهنده مقاومت مخصوص خاک که سازگار با محیط زیست 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 گرانول های کربن یا خاک زغال استفاده می شود)

تبصره: این نوع آماده سازی مخصوصاً در زمینهای سنگی و زمینهایی که لایه سنگی در نزدیکی سطح آن قرار دارد بسیار مؤثر می باشد.

پ ۱-۱۰-۱-۴ از نصب الکترود در محیط های زیر باید اجتناب شود:

الف) زمینهای اشباع و یا مملو از آب

ب) بستر رودخانه و آبهای زیرزمینی

پ) چاه های آب

ت) چاه های فاضلاب

ت) زمینهایی که دارای خاک دستی می باشند.

پ ۱-۱۰-۲ انواع الکترودهای زمین

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

الف) الکترودهای صفحه ای

ب) الکترودهای قائم

پ) الکترودهای افقی

پ ۱-۱۰-۲-۱ الکترودهای صفحه ای

در مناطق با خاک مرطوب و نمناک از الکترود صفحه ای کم عمق استفاده می شود، حداقل پوشش خاک از لبه بالایی صفحه برابر 5/1 متر خواهد بود. در غیر اینصورت نصب الکترود صفحه ای در عمق زیاد (بیش از ۳ متر) با هدف رسیدن به لایه های نمناک زمین انجام می گیرد، در هر دو حالت این صفحه بصورت عمودی در زمین قرار می گیرد.

پ ۱-10-2-2 الکترودهای قائم

الکترودهای قائم به خاطر تماس بیشتر لایه های خاک در طول قائم الکترود و همچنین در مواردی که فضای افقی کافی در دسترس نباشد از متداول ترین نوع الکترودها می باشند. انواع الکترودهای قائم که با روش کوبیده شدن در زمین و یا به روش دفنی (حفر چاه) نصب می شوند 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 می شوند 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 کابل ها و اجزای فلزی سازه ها و غیره

پ ۱-10-2-۴ الکترودهای زمین و حداقل اندازه آنها

حداقل اندازه الکترودهای زمین که در خاک و یا بتن دفن می گردد و بدون حفاظت در مقابل اثرات الکتروشیمیایی (خوردگی و زنگ زدگی) و نیز بدون حفاظت مکانیکی در محیط نصب می باشند، در جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۴ آمده است.

جدول پ ۱-۱۰-۲-۴ الکترودهای زمین و حداقل اندازه آنها از نظر خوردگی، زنگ زدگی و مقاومت مکانیکی
جنس الکترود	شکل	قطر ملی متر	سطح مقطع میلی متر مربع	ضخامت میلی متر	ضخامت پوشش میکرون
فولاد دفن شده در داخل بتن (از نوع لخت، گالوانیزه عمقی داغ و یا فولاد ضدزنگ)	سیم لخت مفتولی یا میله گرد	10	–	–	–
	تسمه	–	75	3	–
فولاد گالوانیزه عمقی داغ	تسمه (با لبه های گرد)	–	90	3	63
	میله با مقطع گرد نصب شده بصورت عمودی	16	–	–	45
	سیم لخت مفتولی نصب شده بصورت افقی	10	–	–	45
	لوله (هر دو جداره گالوانیزه)	25	–	2	45
	سیم لخت چند مفتولی دفن شده در بتن	–	70	–	–
فولاد با روکش مس	میله با مقطع گِرد نصب شده به صورت عمودی	15	–	–	2000
فولاد با روکش مس عجین شده	میله با مقطع گِرد نصب شده به صورت عمودی	14	–	–	250
فولاد با روکش مس عجین شده	تسمه نصب شده به صورت افقی	–	90	3	70
فولاد ضد زنگ	تسمه
	میله با مقطع گِرد نصب شده به صورت عمودی	16	–	–	–
	سیم لخت مفتولی نصب شده به صورت افقی	10	–	–	–
	لوله	25	–	2	–
مس	تسمه	–	50	2	–
	سیم لخت مفتولی نصب شده به صورت افقی	–	25	–	–
	میله با مقطع گرِد نصب شده به صورت عمودی	12	–	–	–
	سیم لخت چند مفتولی (حداقل قطر هر مفتول 1/7 میلی متر)	–	25	–	–
	صفحه مسی	–	–	2	–
	لوله	20	–	2	–

تبصره: در صورت استفاده از الکترود صفحه ای بعنوان الکترود اتصال زمین از نوع صفحه مسی دفن شده در زمین (چاه) ابعاد آن حداقل باید ۵۰ × ۵۰ سانتیمتر و با حداقل ضخامت ۲ میلیمتر باشد.

پ ۱-10-2-۵ خوردگی الکترودها در اثر هم بندی با فلزات دیگر

هم بندی 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 می گیرد، در جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۵ آمده است.

جدول پ۱-۱۰-۲-۵ مقاومت مواد فلزی در برابر اثر خوردگی در صورت هم بندی
	ماده ای که دارای سطح بزرگتر است
ماده ای که دارای سطح کوچکتر است (الکترود)	فولاد گالوانیزه	فولاد	فولا در بتن	فولاد گالوانیزه در بتن	فولاد ضد زنگ	مس	مس قلع اندود
فولاد گالوانیزه	+	*+	–	*+	–	–	–
فولاد	+	+	–	+	–	–	–
فولاد در بتن	+	+	+	+	+	+	+
فولاد با پوشش مس	+	+	+	+	+	+	+
فولاد ضدزنگ	+	+	+	+	+	+	+
مس	+	+	+	+	+	+	+
مس قلع اندود	+	+	+	+	+	+	+

+ مناسب برای همبندی – نامناسب برای هم بندی

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

تبصره: سطح بزرگتر در جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۵ باید حداقل ۱۰۰ برابر بیشتر از سطح کوچکتر باشد.

پ ۱-۱۰-۳ اندازه گیری مقاومت الکتریکی الکترود زمین

در پایان کار احداث هر الکترود زمین و از آن پس به صورت دوره ای باید مقاومت کل آن را نسبت به جرم کلی زمین به کمک دستگاه های مخصوص و توسط افراد کارآزموده اندازه گیری کرد و اگر تغییرات قابل ملاحظه ای 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 اندازه گیری های دوره ای با ذکر تاریخ در آن ثبت گردد. این پرونده باید در اختیار فرد، افراد یا تشکیلات بهره بردار 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 ۱-۱۰-۴- 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 می باشد. عمق چاه زمین از منطقه ای شروع می شود که نم طبیعی به طور دائم وجود داشته باشد. در این روش برای انتخاب الکترودی که داخل چاه قرار می گیرد، میتوان از سیم لخت چند مفتولی مسی و یا از الکترود صفحه ای مسی که در ته چاه قرار گیرد و بوسیله سیم لخت چند مفتولی مسی متصل به صفحه به ترمینال اصلی زمین وصل می شود، استفاده نمود.

تبصره ۱: 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 صفحه ای که ایجاد نقاط اتصال سیم به صفحه با جوش یا بست و پیچ و مهره مخصوص در آن اجتناب ناپذیر است، برتری محسوسی دارد برای این منظور میتوان در انتهای چاه لخت مفتولی مسی را بصورت ۵ حلقه مارپیچ به قطر هر حلقه حدود ۵۰ 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 پ۱-۱۰-۲-۴ آمده است، می توان 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 ۱-۱۰-۴-۱ 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 می شود:

الف) در انتهای هادی مسی یک کابلشوی مسی پرسی مناسب نصب شده و به کمک دو عدد پیچ مجهز به مهره های 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 ۱-۱۰-۴-۲ در صورتی که از وجود نم طبیعی در سالهای بعد به علت تغییرات آب و هوایی و پایین رفتن عمق آبهای سطحی در هر منطقه ای اطمینان وجود نداشته باشد، ضروری است برای الکترود اساسی اقدام به ایجاد چاهک و دریچه بازدید حداقل به ابعاد ۳۰×۳۰×۳۰ سانتی متری نمود (مانند آنچه که در ردیف پ۱-۱۰-۵ 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 ۱۰ سانتی متری دریچه سطح زمین تا لبه بالایی مواد کاهنده ته چاه تعبیه نمود.

پ ۱-۱۰-۴-۳- انواع دیگر الکترودهای اساسی

الف) الکترود اساسی بصورت الکترودهای قائم:

در مورد الکترود اساسی غیر از آنچه که ذکر شد (ردیف پ۱-۱۰-۴)، میتوان با نصب الکترودهای میله ای متعدد به اشکال مختلف و ارتباط آنها به همدیگر به مقاومت مورد نظر دسترسی پیدا کرد. الکترودهای میله ای می توانند 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 محوطه ها 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 پنجره ای که در عمق بین 0/5 تا 0/8 متری سطح زمین قرار داده می شود استفاده نمود. در صورت نیاز، برای دست یابی به مقاومت کمتر میتوان خاک اطراف الکترود را با مواد کاهنده مقاومت تعویض نمود.

پ ۱-۱۰-۵ 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 ساده تر و با مقاومت بیشتر به مقاومت زمین مطلوب، دست یافت (ردیف پ۱-۲-۱)

الکترود زمین ساده می تواند از یک میله یا یک لوله که بصورت قائم در زمین کوبیده و یا دفن می شود، تشکیل شود. در حالت دفنی برای لوله و یا میله، چاهی حداقل به عمق ۲ متر حفر می شود و پس از قرار دادن میله یا لوله در وسط چاه فضای اطراف الکترود با مواد کاهنده مقاومت پُر می گردد (برای انتخاب نوع میله و یا لوله به جدول شماره پ۱-۱۰-۲-۴- مراجعه شود). در محل خروج میله یا لوله از زمین یک چاهک بتنی یا آجری با ابعاد حداقل ۳۰×۳۰×۳۰ سانتی متر ایجاد گردیده و سر لوله یا میله حداقل ۲۰ سانتیمتر بالاتر از کف چاهک قرار می گیرد. 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 می گردد.

جنس هادی اتصال زمین و الکترود میله ای یا لوله ای و بست مخصوص اتصال باید با همدیگر همخوان باشند (به جدول شماره پ ۱-۱۰-۲-۵ 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 غیر فلزی محافظ عبور داده شده باشد و باید بصورت دوره ای 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 پ۱-۱۰-۲-۴ آمده است، میتوان استفاده نمود.

پ ۱-۱۰-۶- 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 می باشد و عمدتاً الکترودهای فوق الذکر در پُست برق و یا محوطه همجوار آن اجرا و نصب می شود.

پ ۱-۱۰-۶-۱ کلیات

در پُست برق هر دو ولتاژ فشار متوسط (۱۱، ۲۰ و ۳۳ 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 گزینه های زیر جهت دو الکترود زمین و یا یک الکترود برای حفاظت سیستم و ایمنی، بسته به شرایط و امکانات انتخاب و اجرا شوند.

پ ۱-۱۰-۶-۲ 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 ۲۰ 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 لوله های آب، گاز و غیره دفن شده و همچنین فونداسیون بتن آرمه ساختمان ها)

پ ۱-۱۰-۶-۲-۱ 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 ۲۰ متر) متصل شود و کلیه بدنه های برق تابلوی فشار متوسط، ترانسفورماتور و کلیه قطعات فلزی سازه پُست به الکترود زمین حفاظتی (داخل یا مجاور پُست) متصل گردد.

پ ۱-۱۰-۶-۲-۲ 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 بدنه های 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 ۲۰ متری از پست برق اتصال داده شود.

پ ۱-۱۰-۶-۳ در صورتی که هیچ یک از شرایط موضوع ردیف پ۱-۱۰-۶-۲ و بندهای آن فراهم نباشد. یعنی احداث دو الکترود زمین مستقل امکان پذیر 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 ۱-۱۰-۶-۴ 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 ۳ کیلومتر نباشد. می توان 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 ۳ کیلومتر باشد باید از دو الکترود زمین مستقل و مجزا از هم استفاده شود.

پ ۱-۱۰-۶-۵ اگر همه یا قسمتی از کابل های 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 کابل ها 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 ردیف های پ۱-۱۰-۶-۴ و یا پ۱-۱۰-۶-۵- توصیه می شود که مقاومت کل سیستم در این حالت (یک الکترود زمین) از دو اهم تجاوز نکند.

پ ۱-۱۰-۶-۶ 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 پ۱-10-6-2).

پ ۱-۱۰-6-7 چنانچه حتی بخشی از خطوط ورودی و یا خروجی برق فشار متوسط به پُست برق در فاصله ای کمتر از ۳ 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 پ۱-۱۰-۶-۲).

پ ۱-۱۰-۶-۸ 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 امکان پذیر 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 لوله های فلزی آب، گاز و تأسیسات، میلگردهای بتن آرمه 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 می کند، نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو اهم تجاوز کند.

پ ۱-۱۰-۶-۹ در حالتی که پُست برق دارای 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 ۱-۱۰-۶-۲-۲). تابلوهای برق فشار ضعیف باید با درجه عایق بندی بالاتری نسبت به ولتاژ اسمی بین فاز و خنثی انتخاب شده و برای سطح عایق بندی و زمان قطع کلید اتوماتیک فشار متوسط در این حالت باید موارد جدول شماره پ -۱-۱۰-۶-۹ رعایت گردد.

جدول شماره پ۱-۱۰-۶-۹ سطح عایق بندی در تابلوهای برق فشار ضعیف و زمان قطع کلید اتوماتیک فشار متوسط
سطح عایقی ولتاژ در تأسیسات فشار ضعیف	مدت زمان مجاز قطع کلید اتوماتیک فشار متوسط (ثانیه)
1.5Un	$t\leq 1.5$
1.5Un+750	t>1.5

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

پیوست 1- سیستم های نیروی برق