ارتینگ و صاعقه گیر

سیستم های زمین، حفاظت در برابر صاعقه و حفاظت کاتدیک

 

سیستم زمین  (Earthing System)

جرم اصلی زمین می تواند به عنوان یک مرجع ثابت و غیر قابل تغییر پتانسیل (صفر) مورد استفاده قرار گیرد. این نقطه صفر برای تمامی سیستم هایی که به نوعی به زمین نیاز دارند، بکار گرفته می شود. در عمل تمامی اجزا و بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی به طور مستقیم به این مرجع پتانسیل (زمین) متصل می شوند.

در هنگام بروز یک اتصال کوتاه ناخواسته با بدنه تجهیزات الکتریکی، قطعات فلزی که دارای اتصال به زمین نیستند، در همان پتانسیل فاز قرار می گیرند و انسانی که با آنها در تماس است، ممکن است یک اختلاف پتانسیل خطرناک را برداشت نموده و آسیب ببیند.

اساس زمین کردن :

زمین ﮐﺮدن ﺑﻪ دو ﻋﻠﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﮔﯿﺮد ، ﮐﺎرﮐﺮد و رﻓﺘﺎر ﺻﺤﯿﺢ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺑﻪ ﺑﯿﺎن دﯾﮕﺮ ﺣﻔﺎﻇﺖ از ﺗﺠﻬﯿﺰات (زمین الکتریکی)

 و دیگری ﺣﻔﺎﻇﺖ اﺷﺨﺎﺻﯽ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻧﻮﻋﯽ ﺑﺎ ﺗﺠﻬﯿﺰات در ﺗﻤﺎس ﻫﺴﺘﻨﺪ (زمین حفاظتی)

ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺳﯿﺴﺘﻢ اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ:

  • ﺣﻔﺎﻇت اﻧﺴﺎﻧﻬﺎ و ﺗﺠﻬﯿﺰات (Protection & Safety)
  • عملکرد ﺻﺤﯿﺢ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﻐﺬﯾﻪ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ (Functional & Operational)
  • انتقال ﺟﺮﯾﺎﻧﻬﺎي ﻟﺤﻈﻪ اي ﻧﺎﺷﯽ از ﺗﺨﻠﯿﻪ اﻟﮑﺘﺮواﺳﺘﺎﺗﯿﮏ و ﺣﻮادث ﺟﻮي (EMP,ESD)
  • ﺣﻔﺎﻇﺖ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﻣﺨﺎﺑﺮاﺗﯽ و دﯾﺘﺎ (EMC)

 

ﭘﯿﮑﺮﺑﻨﺪي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ارﺗﯿﻨﮓ ﺗﻐﺬﯾﻪ (Power System Configuration):

ﺑﻄﻮر ﮐﻠﯽ، اﻧﻮاع روﺷﻬﺎي زﻣﯿﻦ ﮐﺮدن ﺳﯿﺴﺴﺘﻢ ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻓﺸﺎر ﺿﻌﯿﻒ ﺑﻪ ﺷﺮح زﯾﺮ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ:

  • ﺳﯿﺴﺘﻢ TN-C-S, TN-S, TN-C) TN)
  • ﺳﯿﺴﺴﺘﻢ TT
  • ﺳﯿﺴﺴﺘﻢ IT

ﺣﺮف اول از ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ارﺗﺒﺎط ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﻐﺬﯾﻪ ﺑﺎ زﻣﯿﻦ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ:

T: ﻧﻮل ﺗﺮاﻧﺲ ﺗﻐﺬﯾﻪ، ﺑﻄﻮر ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺑﻪ زﻣﯿﻦ ﻣﺘﺼﻞ اﺳﺖ.

I: ﻫﯿﭻ ﻧﻘﻄﻪ از ﺗﺮاﻧﺲ ﺗﻐﺬﯾﻪ ﺑﻪ زﻣﯿﻦ ﻣﺘﺼﻞ ﻧﯿﺴﺖ و ﯾﺎ ﺑﺎ اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﺑﺎﻻ اﺗﺼﺎل دارد.

ﺣﺮف دوم از ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ارﺗﺒﺎط ﺑﺪﻧﻪ ﻫﺎدي ﻣﺼﺮف ﮐﻨﻨﺪه ﺑﺎ زﻣﯿﻦ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ:

N: ﺑﺪﻧﻪ ﻫﺎدي ﻣﺼﺮف ﮐﻨﻨﺪه ﻫﺎ از ﻃﺮﯾﻖ ﻫﺎدي اﺗﺼﺎل زﻣﯿﻦ ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﯾﻪ )ﺗﺮاﻧﺲ( ﺑﻪ زﻣﯿﻦ ﻣﺘﺼﻞ ﻫﺴﺘﻨﺪ.

T: ﺑﺪﻧﻪ ﻫﺎدي ﻣﺼﺮف ﮐﻨﻨﺪه ﻫﺎ ﺑﻪ ﺳﯿﺴﺘﻢ زﻣﯿﻦ ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﯾﻪ )ﺗﺮاﻧﺲ( اﺗﺼﺎل ﻧﺪارﻧﺪ.

در ﺳﯿﺴﺘﻢ TN، ﺣﺮوف ﺑﻌﺪي :

TN-C ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎي اﺳﺘﻔﺎده از ﯾﮏ ﻫﺎدي ﻣﺸﺘﺮك ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻫﺎدي ﻧﻮل (N) و ﻫﺎدي ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ (PE) ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ که به صورت (PEN) ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺷﺪه اﺳﺖ.

TN-S ﻧﯿﺰ ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎي اﺳﺘﻔﺎده از دو ﻫﺎدي ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻫﺎدي ﻫﺎي ﻧﻮل (N) و ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ (PE) ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.

  • اﻧﻮاع اﻟﮑﺘﺮود ﺷﺒﮑﻪ زﻣﯿﻦ :

    اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎي ﺷﺒﮑﻪ زﻣﯿﻦ ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎي ﻃﺒﯿﻌﯽ و اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎي ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺑﻨﺪي ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.

    اﻧﻮاع اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎي ﻃﺒﯿﻌﯽ :

    ﻏﻼف ﻫﺎدي ﮐﺎﺑﻠﻬﺎ، اﺟﺰاي ﻓﻠﺰي ﺳﺎزه ها، آرﻣﺎﺗﻮرﻫﺎي ﺳﺎزه، لولهﮐﺸﯽ ﺗﺎﺳﯿﺴﺎت، هرگونه ﺗﺎﺳﯿﺴﺎت زﯾﺮ زﻣﯿﻨﯽ ﻓﻠﺰي ﮐﻪ در ﺗﻤﺎس ﺑﺎ زﻣﯿﻦ ﺑﻮده و ﻣﺎﻧﻌﯽ ﺑﺮاي اﺳﺘﻔﺎده از آن ﺑﻌﻨﻮان اﻟﮑﺘﺮود زﻣﯿﻦ وجود نداشته باشد.

    اﻧﻮاع اﻟﮑﺘﺮودﻫﺎي ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ :

    – هادی های عمقی (میله، لوله، صفحه و …)

    – هادی های افقی (سیم، تسمه، مش و…)

سیستم ﺣﻔﺎﻇﺖ در برابر ﺻﺎﻋﻘﻪ (Lightning Protection System)

  • سیستم ﺣﻔﺎﻇﺖ در برابر ﺻﺎﻋﻘﻪ (Lightning Protection System)

    صاﻋﻘﻪ ﯾﮏ ﭘﺪﯾﺪه ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺟﻮي اﺳﺖ و ﻫﯿﭻ وﺳﯿﻠﻪ و روﺷﯽ وﺟﻮد ﻧﺪارد ﮐﻪ ﻗﺎدر ﺑﺎﺷﺪ از ﺗﺨﻠﯿﻪ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮي ﻧﻤﺎﯾﺪ. ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ و ﻏﯿﺮﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻬﺎ و اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮﯾﺎن آن از ﻃﺮﯾﻖ ﺧﻄﻮط ﺧﺪﻣﺎﺗﯽ ورودي ﺑﻪ آﻧﻬﺎ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮاي اﻧﺴﺎﻧﻬﺎ ، ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻬﺎ و ﻣﺤﺘﻮﯾﺎت ﺑﺎ ارزش آﻧﻬﺎ، آﺳﯿﺐ زﻧﻨﺪه و ﺧﻄﺮﻧﺎك ﺑﺎﺷﺪ. ﭘﺲ ﺑﮑﺎرﮔﯿﺮي ﺗﻤﻬﯿﺪات ﻻزم ﺑﺮاي ﺣﻔﺎﻇﺖ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺻﺎﻋﻘﻪ و اﯾﺠﺎد ﺷﺒﮑﻪ ارﺗﯿﻨﮓ ﻣﻨﺎﺳﺐ اﻣﺮي ﺿﺮوري اﺳﺖ.

    اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ شامل ﺣﻔﺎﻇﺖ داﺧﻠﯽ (Internal) و ﺑﯿﺮوﻧﯽ (External) ﻣﯽ ﺷﻮد.

    سیستم ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﯿﺮوﻧﯽ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺻﺎﻋﻘﻪ (External Lightning Protection system)

    ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﺳﺎزه ﻫﺎ و ﺗﺎﺳﯿﺴﺎت ﻣﻮﺟﻮد در ﯾﮏ ﺳﺎﯾﺖ در ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺻﺎﻋﻘﻪ و ﺟﻠﻮﮔﯿﺮي از ﺗﺨﺮﯾﺐ و آﺗﺶ ﺳﻮزي ﻧﺎﺷﯽ از ﺟﺮﻗﻪ ﻫﺎ ، ﻻزم اﺳﺖ ﺑﺎ اﺳﺘﻨﺎد ﺑﻪ ﯾﮑﯽ از اﺳﺘﺎﻧﺪاردﻫﺎي ﻣﻮﺟﻮد، ﻃﺮاﺣﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ اﻧﺠﺎم ﮔﯿﺮد. در اﯾﻦ راﺳﺘﺎ دو روش ﺑﺮاي ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﻄﺮح ﻣﯽ ﺷﻮد:

    صاعقه گیر غیر فعال (Passive):

    هادی هاي ﭘﺎﯾﺎﻧﻪ ﻫﺎي ﻫﻮاﺋﯽ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر درﯾﺎﻓﺖ ﺿﺮﺑﻪ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺻﺎﻋﻘﻪ ﺑﺮروي ﺳﺎزه ﻣﻮرد ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻧﺼﺐ ﻣﯽ ﮔﺮدﻧﺪ، ﻣﯽ ﺗﻮانند یکی ﯾﺎ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از اﻧﻮاع زﯾﺮ ﺑﺎﺷند:

    • ﻣﯿﻠﻪ ﻫﺎ (Rods )
    • ﺳﯿﻤﻬﺎي آوﯾﺰ ﺑﻬﻢ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه (Suspended Air Conductor)
    • هادی هاي ﺷﺒﮑﻪ ﺑﻨﺪي ﺷﺪه (Meshed Conductor )

    صاعقه گیر فعال :(Active)

    صاعقه گیرهای فعال یا اکتیو ﺟﻬﺖ دريـاﻓﺖ و ﻫﺪاﯾﺖ ﺟﺮيان صـاﻋﻘﻪ ﺑﻪ ﺳﯿﺴﺘﻢ زﻣﯿﻦ ﻓﻀﺎي اﻃﺮاف ﺧﻮد را از روﺷﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﯾﻮﻧﯿﺰه می کنند.

    ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮﻫﺎي ﯾﻮﻧﯿﺰه ﮐﻨﻨﺪه ﻫﻮا را (Early Streamer Emission) ﻣﯽ ﻧﺎﻣﻨﺪ.

    ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮﻫﺎي اﮐﺘﯿﻮ را می توان به دو دسته ی ﻧﯿﺎز ﯾﺎ ﻋﺪم ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻣﻨﺒﻊ ﺧﺎرﺟﯽ ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻋﻤﻠﯿﺎت ﯾﻮﻧﯿﺰاﺳﯿﻮن طبقه بندی کرد:

    • اوﻟﯿﻦ ﺳﺮي از ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي اﮐﺘﯿﻮ، ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎﯾﯽ ﺑﻮدﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺮاي ﯾﻮﻧﯿﺰه ﮐﺮدن ﻫﻮاي اﻃﺮاف ﺧﻮد ، ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻣﺒﻨﻊ اﻧﺮژي ﺧﺎرﺟﯽ داﺷﺘﻨﺪ، ﮐﻪ اﻣﺮوزه ﺑﻄﻮر ﮐﺎﻣﻞ ﻣﻨﺴﻮخ ﺷﺪه اﻧﺪ.
    • ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي اﮐﺘﯿﻮ ﺧﻮد ﮐﻔﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس روﺷﯽ ﮐﻪ ﺑﺮاي ﯾﻮﻧﯿﺰه ﮐﺮدن ﻫﻮا دارﻧﺪ، ﺑﻪ دﺳﺘﻪ ﻫﺎي زیر ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ:
    • ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي اﺗﻤﯽ
    • ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي ﺧﻮرﺷﯿﺪي و ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي ﺑﺎدي (ﭘﯿﺰو اﻟﮑﺘﺮﯾﮏ)
    • ﺻﺎﻋﻘﻪ ﮔﯿﺮ ﻫﺎي ﭘﺎﻟﺴﯽ/ ﺧﺎزﻧﯽ

    سیستم ﺣﻔﺎﻇﺖ داخلی در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺻﺎﻋﻘﻪ (Internal Lightning Protection system)


    هدف از اﺟﺮاي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ داﺧﻠﯽ، ﺣﺬف ﺟﺮﻗﻪ و اﺧﺘﻼف ﭘﺘﺎﻧﺴﯿل هاي ﺧﻄﺮﻧﺎك در داﺧﻞ ﺳﺎزه ﻣﻮرد ﺣﻔﺎﻇﺖ اﺳﺖ.

    در هنگامیکه ﺟﺮﯾﺎن ﺻﺎﻋﻘﻪ از ﻫﺎدﯾﻬﺎي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﯿﺮوﻧﯽ (External LPS) و ﯾﺎ ﺳﺎﯾﺮ ﻗﻄﻌﺎت ﻓﻠﺰي ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻋﺒور ﻣﯿﮑﻨﺪ، اﯾﻦ ﺟﺮﻗﻪ ﻫﺎي ﺧﻄﺮﻧﺎك ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﯿﺎن ﻫﺎدﯾﻬﺎي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﻔﺎﻇﺖ ﺑﯿﺮوﻧﯽ ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ ﻫﺎدﯾﻬﺎ از ﺟﻤﻠﻪ ﺗﺄﺳﯿﺴﺎت ﻓﻠﺰي، سیستم های داﺧﻠﯽ و ﺧﻄﻮط ﻓﻠﺰي ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن (ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎي ﻓﻠﺰي ، ﺳﯿﻨﯽ ﮐﺎﺑﻠﻬﺎ و ﺧﻄﻮط ﺗﻐﺬﯾﻪ و ﺗﻠﻔﻦ و …. ) اﯾﺠﺎد شود ﮐﻪ ﻻزم اﺳﺖ ﺑﺎ ﻫﻢ ﺑﻨﺪي و اﺟﺮاي ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﻢﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ و ﯾﺎ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺳﺎزي و اﯾﺠﺎد ﻋﺎﯾﻖ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﻣﻨﺎﺳﺐ از بروز آنها جلوگیری کرد.

    ﺑﺮاي ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺗﺮازﻫﺎي ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ (LPL I-IV) ﮐﻠﯿﺎت ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﻢ ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻣﯽ ﺑﺎﯾﺴﺖ ﺑﻄﻮر ﯾﮑﺴﺎن اﺟﺮا ﮔﺮدد.

    اﺗﺼﺎﻻت ﻓﻮق ﺗﻮﺳﻂ ﺳﯿﻢ ﻫﺎي ﻫﺎدي ﺑﻄﻮر ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ و ﯾﺎ ﺗﻮﺳﻂ وﺳﺎﯾﻞ ﻣﺤﺎﻓﻆ در ﺑﺮاﺑﺮ ﻓﺮاﺗﺎﺧﺖ (SPD) ﺑﻄور ﻏﯿﺮﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺻﻮرت ﻣﯽ ﮔﯿﺮد.

     

    حفاظت کاتدیک

    امروزه خوردگی شيميايی فلزات از جمله مشكلات اساسی و هزينه ساز صنايع بزرگ به خصوص صنعت نفت، گاز، پتروشيمی، نيروگاهی، آب و فاضلاب و … می باشد.
    در خصوص پيشگيری از خوردگی دو روش عمده زير می باشد:

    1) استفاده از انواع پوشش 2) استفاده از سيستم حفاظت كاتديك

     از آنجائيكه پوشش های موجود هيچ يك دارای راندمان 100% نمی باشند در سيستم حفاظت كاتديك با كاتد كردن سازه در حال خورده شدن (كه قبلاٌ آند بوده است) می توان از خوردگی آن جلوگيری نمود.

     

    روش های حفاظت کاتدیک:
     1. روش آند های فدا شونده (آلیاژ هایی از روی، منیزیوم و آلومینیوم  )
    (یک فلز نسبت به دیگری منفی تر (فعال تر) است و خورده می شود ، موجب حذف خوردگی نمی شود بلکه خوردگی از یک ساختار به آندها، انتقال می یابد.
    2. روش استفاده از ترانس های تزریق جریان کاتدیک

    در این روش با اعمال جریان الکتریکی به عوامل حفاظت شونده از آنها حفاظت می کنند که این تزریق جریان توسط ترانسفورمر رکتیفایر انجام می شود. این ترانسفورمر ها با یکسو کردن جریان ورودی و اعمال آن به حفاظت شونده ها از آنها حفاظت می کنند.

    – آند های تزریق جریان: آند میکس متال اکسادیس mmo) ) هسته مرکزی از جنس تیتانیوم

    – آند های چدنی پرسیلیس(پر کاربرد ترین به علت داشتن سیلیسیم و کروم بالا، مقاومت خوردگی بسیار بالایی دارند)

    – آند سرب _ نقره

    شرکت مهام تجهیز سپند با بهره گیری از کاشناسان متخصص و با ارائه ی خدمات قبل، حین و پس از فروش توانسته به صورت تخصصی در مراحل مشاوره ی قبل از خرید، طراحی، تامین و نصب و نیز خدمات پس از فروش در زمینه ی ارتینگ و حفاظت در برابر صاعقه کلیه ی پروژه های برزگ شامل صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد و ساختمان خدمت گذار مشتریان خود باشد.