مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان : طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمان ها (1395) | پ ١-٢ مشخصە های اصلى سيستم TN

پ ١-٢-١ مقاومت الکتریکی اتصال به زمین

کل مقاومت الكتریکی نقطه خنثی یا هادی خنثای يک سيستم TN (برای هر نوع منبع تغذيه، اعم از ترانسفورماتور یا ژنراتور) نسبت به جرم کلی زمین، نباید از دو اهم تجاوز کند. مقاومت کل دو اهم را ممكن است علاوه بر اتصال زمين پست برق يا نيروگاه، از طريق احداث اتصال زمين هاى مکرر و اضافی در طول شبکه توزیع برق و وصل هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی - خنثی این خطوط به زمين تأمين كرد (شكل شماره پ ١-٢-١).

لازم به توضيح است كه در شكل شماره پ١-٢-١ مقاومت معادل RBوRB1وRB2و .... وRBn یعنی مقاومت کل (RT) باید حدا کثر برابر دو اهم باشد. در مورد ساختمان‌های مرتفع که امكان ایجاد اتصال زمین‌های مكرر وجود ندارد، بايد طبق رديف پ ١-٢-٨-۵ برای هم ولتاژ كردن، همبندی اضافی انجام شود.

با وجود تعیین دو اهم به عنوان حداکثر مجاز مقاومت نقطه خنثی نسبت به جرم کلی زمین، هر گاه برای ناظر رسمی مقررات ثابت شود که در 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 حفاظتى وصل نيستند) از ٧ اهم بيشتر است، مجری مقررات می تواند به جاى دو اهم كل مقاومت مجاز نسبت به جرم کلی زمین در آن منطقه، مقدار جديدى را كه از رابطه زير به دست مى آيد مجاز اعلام كند:

که در این رابطه :

RT : مقاومت کل معادل مجاز جدید ( به جای دو اهم) ، بر حسب اهم

RE : مقاومت اتصال اتفاقی فاز به زمین (مقدار تجربی آماری) ، بر حسب اهم

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

50 : ولتاژ مجاز تماس ، برحسب ولت

پ ١-٢-٢ سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی - خنثی

سطح مقطع هادى مشترک حفاظتى - خنثى (PEN) در تأسیسات نصب ثابت به دلايل تنش‌های مکانیکی (بریدگی و قطع احتمالی در برابر فشار و صدمات مكانیكی) نباید از ١٠ میلی مترمربع برای هادی مسی و ١۶ میلیمتر مربع برای هادی آلومینیومی، کمتر باشد. در این صورت مدارهای سه فاز 4 رشته ای و مدارهای تکفاز ٢ 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 سه‌فاز ۵ رشته ای و مدارهای تکفاز ٣ رشته ای خواهند بود (TN-S).

پ ١-٢-٣ رنگ عایق هادی‌های مدارهای توزیع نیرو و مدارهای نهایی

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

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

تبصره: در بعضی از کابل های چند رشته ای تولیدکنندگان کابل برای کابل های چند رشته ای از دو رنگ قهوهای و یک سیاه و یا دو سیاه و یک قهوه‌ای برای تشخيص فازها استفاده مى كنند توصيه می شود مبنای رنگ سیستم سه فاز فوق الذکر یعنی قرمز، زرد و سياه براى تشخيص فازها توسط تولیدکنندگان نیز رعایت گردد.

ب) در کابل‌های تک رشته، رنگ عایق فاز میتواند هریک از رنگ های قرمز، زرد و سیاه انتخاب شود. چنانچە کابل‌های تک رشته براى سيستم سه فاز مورد استفاده قرار گيرد (رديف ١٣-٧-١-٧) هر یک از کابل های هر فاز در هر گروہ باید از رنگ بندی فوق الذکر تبعیت کند.

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

ت) سبز و زرد (راہ راہ) برای تشخیص هادی حفاظتی  (PE) (در همە موارد)

تبصرہ ١: ترجیح دارد هادی مشتر ک حفاظتی - خنثی (PEN) دارای عایقی به رنگ سبز و زرد (راه راه) باشد در غیر اینصورت میتوان به این منظور از هادى با عايق آبى كمرنگ نيز استفاده کرد. در هر صورت در هر دو انتهاى هادى مشترک حفاظتى - خنثاى هر مدار بايد با نصب برچسب هاى مخصوص وظيفه دوكانه هادى مشترک مشخص شود تا از ايجاد اشتباه درحين بهرەبرداری جلوگیری شود.

تبصرہ ٢: رنگ شینه‌ها در تابلوهای برق باید از رنگ عایق هادی ھا تبعیت کند (ردیف پ١-٢-٣).

تبصره ٣: مطابق استاندارد 1-60227 IEC رنگ انتخابى براى تشخيص فازها به قرار L1 (قھوەای)، L2 (سیاه) و L3 (خاکستری) میباشد ولی با توجه به شرایط تولید کابل‌ها در حال حاضر، رنگ عایق کابل‌ها و سیم‌ها مطابق ردیف‌های پ١-٢-٣ و پ١-٢-۴، انتخاب گردیدە است.

پ ١-٢-۴ رنگ عایق سیم ها در مدارهای نھایی

رنگ عایق سیم ها در مدارهای نهایی از قبیل سیستم روشنایی، پریزهای برق و غيره به قرار زير مى باشد:

الف) (L1) قرمز، (L2) زرد، (L3) سیاه برای تشخیص فازها، برای حالتی كه تغذيه تابلو برق و مدارهای نھایی سه فاز باشد و در صورت یک فاز بودن تابلو تغذیه کنندہ مدارهای نھایی، رنگ عایق مدارهای نهايى در اين تابلو بايد از رنگ فاز كابل تغذيه تابلو مذكور از تابلو بالادست تبعیت کند.

ب) آبی کمرنگ براى تشخيص هادى خنثى (N)

پ) سبز و زرد (راہ راه) برای تشخيص هادى حفاظتى (PE)

ت) خاکستری و یا سفید برای بر گشت مدار فاز

پ ١-٢-۵ ممنوع بودن وصل مجدد هادی‌های حفاظتی و خنثی پس از تفکیک

اگر در نقطه ای از تأسیسات، هادی مشتر ک 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 ١-٢-۶ لزوم دقت درنصب هادی‌های خنثی و حفاظتی

هادی خنثی(N)، هادی مشترک حفاظتى - خنثی (PEN) يا هادى حفاظتى (PE) بايد باهمان عایقبندی و دقتی که در نصب هادی‌ های فاز به عمل می آید نصب شود و در مدارهایی که هادی حفاظتی جدا از هادی‌های فاز می باشد باید هادی حفاظتی در مسیر مدار اصلی کشیده شود.

پ ١-٢-٧ انواع وسايل حفاظتى قابل استفاده در سيستم هاى TN

در سیستم های TN میتوان از انواع وسايل حفاظتى زير استفاده كرد:

الف) فيوزها

ب) كلیدهای خودكار مينياتورى

پ) کلیدهای خودكار (كلید اتوماتیک)

ت) كليدهاى جريان باقيمانده (كليد RCD)

تبصره: از کلید خودکار جریان باقیمانده میتوان فقط در قسمت هایی از تأسیسات كه هادی‌های مجزای حفاظتی (PE) و خنثی (N) دارند استفادە کرد.

پ ١-٢-٨ همبندی اصلی برای هم ولتاژ کردن

پ ١-٢-٨-١ در هر ساختمان یک همبندی اصلی باید کلیه قسمتهای زیر را از نظر الکتریکی به یکدیگر وصل کند:

الف) هادى حفاظتى اصلى (PE يا PEN)

ب) هادى خنثى (N)

پ) لوله‌های اصلى فلزى آب

ت) لوله‌های اصلی گاز

ث) لوله‌های فلزى اصلى و يا بالارو (رايزرها) تأسيسات از هر نوع از قبيل سيستم هاى برودتى و حرارتی، فاضلاب و غيره

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

ج) قسمت هاى اصلى فلزى ساختمان ها ( اسكلت فلزى وآرماتورهاى بتن مسلح فونداسيون )

ح) الكترودهاى اصلى وفرعى اتصال زمين

پ ١-٢-٨-٢ الزام به استفاده از سيستم اتصال زمين عملياتى (رديف ١٣-٢-٣-١) توسط استانداردهاى معتبر و يا توسط سازندگان دستگاه هاى الكترونيكى سيستم هاى جريان ضعيف از جملە تجهیزات مرکز کامپیوتر و یا مرکز داده، مرکز تلفن، مخابرات و ارتباطات و غيره، به منظور تضمین کارکرد صحیح و قابل اطمینان تجهیزات سیستم‌های مذكور تعيین می گردد. اتصال زمين عملياتى اين سيستم ها بايد در نهايت به ترمينال اصلى اتصال زمين ساختمان وصل و همبندى گردد.

پ ١-٢-٨-٣ طرحواره عمومى روش غلط (الكترودهاى اتصال زمين مجزا از هم) و روش صحيح (الكترودهای اتصال زمين متصل به هم) و همچنين نحوه اتصال الكترودهاى اصلى اتصال زمين حفاظتی، عملیاتی و صاعقە گیر به ترمینال اصلی اتصال زمين در شكل شماره پ ١-٢-٨-٣ نشان داده شده است.

تبصره: در صورتی كه براى سيستم اتصال زمين عملياتى يك ترمينال مستقل ومجزا از ترمينال اصلی اتصال زمین طراحی و پیش بینی شده باشد، این ترمينال بايد به ترمينال يا شينه اصلى اتصال زمین متصل و با آن همبندی گردد.

پ ١-٢-٨-۴ طرحواره عمومی سیستم هم بندی اصلی و نیز سیستم همبندی اضافی در حمام و دوش برای هم ولتاژ كردن در ساختمان‌ها در شكل شماره پ١-٢-٨-4 نشان داده شده است و نيز شرح علائم اختصارى اين شكل در جدول شماره پ١-٢-٨-۴ آمده است.

تبصره ١: علاوه بر لوله هاى فلزى آب وفاضلاب در حمام ودوش (C6 و C7 در جدول شماره پ١-٢-٨-۴) در صورت وجود دیگر موارد از قبیل قطعات و بدنه‌های فلزی، سایر لوله‌های فلزی سیستم‌های موجود در حمام و دوش نيز به ترمينال يا شينه هم بندى اضافى حمام ودوش (SEBT شکل شمارہ پ١-٢-٨-۴) وصل می گردد.

تبصره ٢: در شكل شماره پ ١-٢-٨-۴ علت عدم انشعاب گيرى هادى هم بندى اضافى (مدار 3) جهت اتصال به ترمینال یا شینه همبندی اضافی (SEBT) از ترمینال اتصال زمین متصل بە هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاہ الکتریکی (M) نصب ثابت و موجود در محل هم بندی، در نظر گرفتن مشكلات اجرايى اتصال و انشعاب گيرى هادى هم بندى اضافى از ترمينال اتصال زمين بدنه هادی دستگاه الكتریکی میباشد. در صورتی كه امكان اجرا وجود داشته باشد، اجراى اين اتصال (مدار 3) بجاى اتصال به تابلو توزيع فرعى (DB) ترجیح خواهد داشت.

تبصرہ ٣: ترمینال اتصال زمین متصل بہ هادی حفاظتی (PE) بدنه هادی دستگاہ 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 می گیرد.

پ ١-٢-٨-۵ همبندی اضافی برای هم ولتاژکردن

چنانچە کمترین شکی نسبت به کارایی وسایل قطع خودکار مدار، (فیوزها و انواع کلیدهای خودكار) وجود داشته باشد، باید از همبندی اضافی برای همولتاژ 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 همولتاژ کردن باید کلیه قسمت‌های هادی یا فلزی را که به طور همزمان در آن محل در دسترس اند، در بر گیرد از جمله:

الف) کلیه بدنه‌های هادی دستگاه و لوازم نصب ثابت

ب) قسمت‌های هادی بیگانه از هر نوع

پ) قسمت‌های فلزى قابل دسترس در ساختمان‌ها مانند اسكلت فلزى و غيره

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 کنندہ مدارهای آن قسمت متصل می گردد (ردیف پ١-٢-٨-۴).

پ ١-٢-٩ قطع خودکار مدار در اثر اتصال كوتاه

قطع خودكار مدار، در زمانى مجاز، مهم ترين مشخصه هر سيستم الكتريكى است. بنابراين از نظر ایمنی در صورت بروز اتصالی بین یک هادی فاز و یکی از مدارهای زیر قطع خودکار مدار در زمانی مجاز الزامى است.

الف) بدنه‌های هادی

ب) هادى حفاظتى (PE)

پ) هادی حفاظتی - خنثى (PEN)

ولتاژ ظاهر شده بر روی بدنه‌های هادی در اثر اتصالی نباید هیچگاه به مدتى طولانى از ٥٠ ولت تجاوز كند و هرچه اين ولتاژ بيشتر باشد لازم است تغذيه مدار در زمانى كوتاهتر قطع شود.

برای رسیدن به اين هدف لازم است رابطه زير برقرار باشد :

که در آن رابطه :

Za : امپدانس حلقه اتصال کوتاه از منبع تغذیه ( هادی + هادی حفاظتی یا هادی حفاظتی - خنثی + فاز ژنراتور یا ترانسفورماتور ) ، برحسب اهم. Za را می توان از راه راه محاسبه یا به طریق اندازه گیری به دست آورد.

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

Uo : ولتاژ بین هادی فاز و زمین سیستم که برابر 95% ولتاژ نامی می باشد ( ولتاژ نامی برابر 230 ولت ).

پ ١-٢-٩-١ حداكثر مجاز زمان قطع در صورت بروز اتصال كوتاه بين يك هادى فاز وبدنه يا هادی حفاظتی و یا هادی حفاظتی - خنثی در جدول شماره پ١-٢-٩-١ نشان داده شده است.

تبصره: سيستم TT فقط از نظر مقايسه نشان داده شده است. اگر در يك سيستم TT هم بندى کامل بین همه سیستم‌های لوله کشی و سازه‌های دیگر انجام شده باشد می توان در آن از مقادير مربوط به سيستم TN از جدول شماره پ ١-٢-٩-١ 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 اوليه نسبت به كارآیی آنها از نظر ایمنی طبق ردیف فوق اقدام شود. چنانچه مقدار جریان اتصال کوتاه برای قطع وسيله حفاظتی در شرایط موجود و قطع در زمان مناسب کافی نبود باید از یک یا چند روش زیر استفاده شود:

الف) سطح مقطع مدار تغذيه بزركتر انتخاب شود تا امپدانس حلقه اتصال كوتاه كمتر شود و جريان اتصال کوتاه به مقدار کافی افزایش یابد.

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

پ) در صورت عدم امكان تأمين شرايط بند الف وب فوق الذكر، طبق رديف پ١-٢-٨-٥ از همبندى اضافى براى هم ولتاژ كردن استفاده شود. روش اخير مطمئن ترين راه جلوگيرى از برق گرفتگی در همه موارد است.

درسیستم‌های TN وصل مستقيم بدنه هاى هادى به الكترود زمين مستقل، يعنى الكترودى كه مستقل از اتصال زمین خنثى باشد، جز در مواردى كه مدارهاى تغذيه توسط كليدهاى جريان باقيمانده (RCD) حفاظت شوند، ممنوع است كه در اينصورت مدار تغذيه كننده تجهيزات بايد داراى هادى هاى حفاظتى (PE)  و خنثاى (N) مجزا بوده و مقاومت الكترود مستقل نيز در رابطه زير صدق كند:   

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

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

UL : حداکثر ولتاژ تماس مجاز ، برحسب ولت (برای محیط های عادی)