theme wordpress
حفاظت و رله

تفاوتهای بین bounding grounding eathing

تفاوت های بین ارت، زمین و هم بندی

 تفاوتهای بین bounding,grounding, eathing

تفاوت های بین ارت، زمین و هم بندی

فهرست مطالب

مقدمه

یکی از مفاهیمی که دچار سوء تعبیر می شود تفاوت بین کلمات مختلف Bonding, Grounding, Earthing است. bounding درمقایسه با دو کلمه دیگر مفهوم روشنتری دارد اما بین دو کلمه  grounding و Earthing تفاوت ظریفی وجود دارد.

بعد از مطالعه ی این مقاله پیشنهاد می شود حتما مقاله ی زیر نیز مطالعه گردد:

تفاوت بین باندیگ، گراندیگ و ارتینگ

«Grounding و Earthing در واقع عبارتهای متفاوت برای تعریف مفهوم یکسان هستند.»

اتصال زمین یک تابلو که از طریق در آن زمین شده است (قسمت فلزی)
اتصال زمین یک تابلو که از طریق در آن زمین شده است (قسمت فلزی)

در سیستم های الکتریکی ground یا earth(زمین) یک هادی است که یک مسیر امپدانس پایین به زمین را فراهم می کند تا از بوجود آمدن ولتاژ های خطرناک در تجهیزات جلوگیری کند.  Earthingبیشتر در بریتانیا و اروپا و اکثر کشورهای دارای استاندارد های (IEC,IS) استفاده می شود، در حالیکه Grounding کلمه ایی است که در استانداردهای شمال امریکا (IEEE,NEC,ANSI, UL) استفاده می شود.

تفاوت بین نول زمین ارت و هم بندی
تفاوت بین نول زمین ارت و هم بندی

ما میدانیم که اجرای  Grounding و Earthing لازم هستند و درمورد چگونگی اجرای آن اطلاع داریم اما مفهوم روشنی برای آنها در اختیار نداریم. باید بدانیم که در واقع دو چیز متفاوت برای یک هدف مشترک وجود دارند که ما آنرا Grounding یا Earthing می نامیم. Earthing اتصال مستقیم یک منبع الکتریکی  و یا به زمین است (معمولا با اتصال انواع خاصی از میله های فلزی قرار گرفته در زمین یا فلزهای دیگر که مستقیما با زمین در ارتباط هستند).

بعلاوه در دستگاه ها الکتریکی به غیر از زمین شدن باید مسیر بازگشت جریان از دستگاه به منبع توان داشته باشند تا به درستی کار کنند. (با استفاده از مدار نول این کار انجام می شود).

علاوه براین، اجزای فلزی دستگاه ها الکتریکی، مانند جعبه های تجهیزات، حصار و ساختارهای فولادی، باید با هم متصل شده و به صورت مناسب زمین شده تا ولتاژی بین آن ها و زمین وجود نداشته باشد که باعث ایجاد برق گرفتگی شود. با این وجود ممکن است عبارتهای Bounding،Grounding و Earthing گیج کننده باشند و عبارتهایی مانند Bounding،Grounding و Earthing جایگزین یکدیگر شوند یا در موقعیتهای خاصی باهم اشتباه گرفته شوند.

در سیستم توزیع توان نوع TN، در استفاده US NEC(و احتمالا موارد دیگر): تجهیزات زمین می شوند تا جریان خطا را انتقال دهند تا رله ی حفاظتی عمل کرده و از برقدار شدن دستگاه ها جلوگیری شود. نول مسیر برگشت جریان های فاز است. سیم ارت و نول در تابلو توزیع به یکدیگر متصل شده و در تابلو توزیع زمین می‌شوند، هدف از اینکار اینست که بجز در زمان وجود خطای لحظه ای، جریان الکتریکی در زمین وجود نداشته باشد.

سیستم نوع TN
سیستم نوع TN

در اینجا ممکن است بگوییم که Grounding و Earthing در عمل تقریباً نزدیک به هم هستند.

اما برای مثال در سیستم توزیع توان نوع TTسیم نول به‌تنهایی در منبع توزیع (در ترانسفورمر توزیع) زمین می‌شود (در اینجا درواقع Grounding نامیده می‌شود) و چهار سیم (خنثی و سه فاز) به مشتری رسانده می‌شوند. درحالی‌که در سمت مشتری تمام بدنه تجهیزات الکتریکی به هم متصل می‌شوند و در محل مشتری زمین می‌شوند (در اینجا Earthing نامیده می‌شوند). مشتری مجاز به ترکیب خنثی و زمین در محل خود نیست در اینجا Grounding و Earthing در عمل متفاوت هستند.

سیستم نوع TT
سیستم نوع TT

«در هردو مورد بالا مورد Grounding و Earthing برای اهداف مشابه ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اجازه دهید این عبارت را یک‌به‌یک بررسی کنیم.»

فهرست مطالب↑

مقاله مرتبط:

اجرای ارت – ارتینگ و چاه ارت

 Bounding (هم‌بندی)

Bounding یا هم‌بندی به‌طور ساده عبارت است از اتصال دو رسانای الکتریکی به یکدیگر. ممکن است این‌ها دو عدد سیم، یک سیم و یک لوله، یا دو وسیله باشند.  Boundingدر تمام قسمت‌های فلزی که قرار نیست آن‌ها حاوی جریان الکتریکی باشند مانند در تابلوها یا قابل وسایل الکتریکی باید انجام شود تا کل آن‌ها هم‌پتانسیل شوند.

Bounding یا هم‌بندی تضمین می‌کند که دستگاه‌های هم‌بندی شده هم‌پتانسیل هستند . با این کار بین قاب فلزی  یا اجسام فلزی که در ساختمان وجود دارند اختلاف ولتاژ ایجاد نمی‌شود. هیچ جریانی نمی‌تواند بین دو بدنه اتصال شده اتفاق بیافتد زیرا آن‌ها به خاطر هم‌بندی دارای ولتاژ یکسان هستند.

هم بندی در یک ساختمان
هم بندی در یک ساختمان

خودBounding  از هیچ چیزی حفاظت نمی‌کند. بااین‌وجود اگر سیستم هم‌بندی شده به‌وسیله‌ی الکترود زمین شود دیگر هیچ کدام از قاب‌ها و فلزات هم‌بندی شده برق‌دار نمی‌شوند. اگر جعبه یا قاب فلزی زمین شده به جعبه یا قاب دیگر متصل شود، جعبه دیگر نیز در ولتاژ الکتریکی صفر قرار خواهد گرفت.

این کار با استفاده از کاهش جریان بین قطعات و تجهیزات که ولتاژهای کار مختلفی دارند، از تجهیزات و شخص حفاظت می‌کند.(با این کار دیگر بدنه‌ی تجهیز به‌هیچ‌عنوان برق‌دار نمی‌شود  و همه ی اجسام فلزی هم پتانسیل هستند حتی اگر تجهیز مشکلی بربخورد یا در سیستم مشکلی ایجاد شود)

هم بندی در یک ساختمان
هم بندی در یک ساختمان

دلیل اولیه برایBounding  ایمنی فردی است، بنابراین کسی که دو قطعه از تجهیزات را در یک‌زمان لمس می‌کند با تبدیل‌شدن به مسیر عبور جریان به علت اختلاف‌پتانسیل بین دو قطعه برق نمی‌گیرد. حال اگر سیم فاز یک دستگاه، به بدنه آن متصل شود چه اتفاقی می‌افتد؟

Bounding  یک مسیر کم اهم تا منبع توان ایجاد می‌کند؛ و با این کار در صورت اتصال فاز به بدنه یک جریان بزرگ را به راه می‌اندازد که این جریان فیوز را قطع می‌کند

رفع خطای اتصال فاز به بدنه از طریق ارت و فیوز
رفع خطای اتصال فاز به بدنه از طریق ارت و فیوز

به‌عبارت‌دیگر،Bounding به فیوز اجازه می‌دهد تا خطای اتصال بدنه به فاز یک دستگاه تشخیص داده‌شده و فیوز برق را قطع می‌کند.

اتصال Bounding معمولی

Bounding یا اتصال هم‌بندی به زمین تضمین می‌کند که تمام رساناها (افراد، سطح و اجسام) دارای ولتاژ یکسانی هستند. زمانی که تمام رساناها در ولتاژ یکسان هستند هیچ تخلیه جریانی بین آنها روی نمی‌دهد.

برگشت به فهرست↑

Earthing  

Earthing به معنای اتصال بخش بدون برق یا مرده (این به معنای بخشی است که تحت شرایط عادی جریان را حمل نمی کند) به زمین است، برای مثال چارچوب های تجهیزات الکتریکی، بدنه، بخشهای حفاظتی و … .

«هدف از Earthing کاهش خطر دریافت شوک الکتریکی در صورت تماس با بخش‌های فلزی در زمان نقص در تجهیزات است. عموماً سیم سبزرنگ برای این مورداستفاده می‌شود.»

شکل ۹ - اتصال داخلی سیم های پایین برنده ی صاعقه با سیستم هم بندی در ساختمان
شکل ۹ – اتصال داخلی سیم های پایین برنده ی صاعقه با سیستم هم بندی در ساختمان
ارت در یک ساختمان برای دفع صاعقه و ارت کردن تجهیزات داخل ساختما
ارت در یک ساختمان برای دفع صاعقه و ارت کردن تجهیزات داخل ساختما

تحت شرایط وجود نقص بخش‌های فلزی یک تأسیسات الکتریکی که جریان ندارند مانند چارچوب‌ها، بدنه، بخش‌های حفاظتی، نرده‌کشی و … ممکن است با توجه به زمین ولتاژ بالایی داشته باشند به‌نحوی‌که هر فرد یا حیوانی که آن‌ها را لمس کند و یا به آن‌ها نزدیک شود در معرض اختلاف ولتاژ شدید و خطر برق گرفتگی خواهد بود که ممکن است که باعث ایجاد جریان به‌واسطه بدن فرد یا حیوان باشد که می‌تواند کشنده باشد.

برای اجتناب از این امر، بخش‌های فلزی بدون جریان سیستم الکتریکی با استفاده از سیستم زمین کردن متشکل از رساناهای زمین برای انتقال ایمن جریان‌های خطا به زمین، به زمین متصل می‌شوند.

Earthing به‌واسطه اتصال سیستم فلزی به زمین حاصل می‌شود. معمولاً با واردکردن میله یا دیگر الکترودهای درون زمین انجام می‌شود.

Earthing برای تضمین ایمنی یا حفاظت از تجهیزات الکتریکی و انسان با استفاده از تخلیه انرژی الکتریکی به زمین است.

برگشت به فهرست↑

Grounding

Grounding  به معنای اتصال بخش‌های زنده (آن به معنای بخشی است که تحت شرایط عادی حامل جریان باشد) به زمین است برای مثال اتصال نقطه ی نول ترانسفورماتور به زمین. این کار برای حفاظت از تجهیزات و برای ارائه یک مسیر بازگشت جریان نول از دستگاه به منبع توان انجام می‌شود. برای مثال، زمین کردن نقطه خنثی یک ترانسفورماتور.

«Grounding به بخش حامل جریان یک سیستم مانند نول (ترانسفورمر یا ژنراتور) اشاره دارد.»

به دلیل صاعقه، اتصال غیر عمد ولتاژ بالا یک خط دیگر و …ممکن است ولتاژهای خطرناک در سیم‌های توزیع الکتریکی به وجود آیند. Grounding یک مسیر متفاوت و ایمن را حول سیستم الکتریکی منزل شما به وجود می‌آورد و خسارت‌های احتمالی از چنین اتفاقی را کاهش می‌دهد.

عموماً سیم‌های مشکی‌رنگ برای این هدف استفاده می‌شوند.

یک مدار الکتریکی الکترونیکی تکفاز  (AC&DC) به یک ولتاژ صفر نیاز دارد که ground نامیده می‌شوند، به این منظور که عبور جریان از ژنراتور به بار را ممکن سازد. ground ممکن است earth ‌یا همان زمین بشود یا می‌تواند زمین نشود. در سیستم توزیع ground‌ را زمین می‌کنند ولی برای مثال در ماشینتان ground زمین نمی‌شود (برای مثال تمام مدارهای الکتریکی وسایل نقلیه ground یا همان سیم نول متصل به شاسی و بدنه فلزی دارند که به‌واسطه تایرها عایق‌ها از زمین می‌شوند).

ممکن است یک ولتاژ بین نول مولد با زمین ایجاد شود. نول مولد یا ترانسفورماتور را می‌توان زمین نکرد و این بستگی به نوع سیستم دارد که نول را زمین یا همان ground ‌بکنیم و یا نکنیم

در یک سیستم کاملاً متعادل، جریان تمام فازها متعادل شده، به‌نحوی‌که جریان سیم نول نیز صفر است. در هر سیستمی، این به‌طور کامل میسر نیست، اما ما تلاش می‌کنیم جریان فازها را متعادل کرده تا جریان سیم نول را کاهش دهیم.

جریان متعادل در فازها بازدهی ترانس و یا مولد را افزایش می‌دهد و می‌توان از آن‌ها به‌طور کامل بار گرفت

برگشت به فهرست↑

تفاوت‌های کم بین Earthing و Grounding

هیچ تفاوت عمده‌ای بین Earthing و Grounding وجود ندارد، هردو به معنای «اتصال یک مدار الکتریکی یا وسیله، به زمین می‌باشند.» این کار اهداف مختلفی مانند از بین بردن جریان‌های ناخواسته را انجام می‌دهد تا یک ولتاژ مرجع برای مدارها فراهم کند تا آن‌ها را از صاعقه محافظت کند.

بااین‌وجود تفاوت‌های بسیار کمی بین Grounding و Earthing وجود دارد:

  1. تفاوت ازلحاظ اصطلاحات

در عبارت ایالات‌متحده امریکاGrounding استفاده می‌شود اما در بریتانیا عبارت Earthing استفاده می‌شود.

  1. متعادل‌سازی بار در مقابل ایمنی

زمین یا  یک منبع جریان‌های ناخواسته است و همچنین به‌عنوان یک مسیر برگشت برای جریان‌های اصلی شناخته می‌شود. درحالی‌که Earthing برای ایجاد مسیر بازگشت انجام نمی‌شود بلکه برای حفاظت از تجهیزات ظریف انجام می‌شود. می‌تواند یک مسیر با مقاومت پایین متفاوتی برای جریان جهت حفاظت تجهیزات محسوب شود.

وقتی سیم خنثی یا نول را برای یک اتصال سه فاز متعادل نشده بیرون می‌آوریم و آن را به زمین ,وصل می کنیم، این عمل را Grounding می‌نامیم. Grounding برای متعادل‌سازی بار نامتعادل استفاده می‌شود. درحالی‌که Earthing بین تجهیزات و زمین استفاده می‌شود تا از شوک الکتریکی و خسارت به تجهیزات جلوگیری می‌کند.

  1. حفاظت از تجهیزات در مقابل ایمنی انسان

Earthing برای حفاظت از عوامل مختلف مدار درجایی است که ولتاژ بالا از طریق رعدوبرق یا هر منبع دیگری ایجاد می‌شود درحالی‌که نقطه Grounding نقطه‌ی مشترک در مدار برای حفظ سطح ولتاژ است.

Earthing برای ایمنی بدن انسان در شرایط وجود خطا استفاده می‌شود درحالی‌که Grounding (به‌عنوان یک زمین خنثی) برای حفاظت از خود تجهیزات استفاده می‌شود. Earthing یک وظیفه‌ی حفاظتی دارد درحالی‌که Grounding فقط یک مسیر بازگشت است.

درصورتی‌که فاز به‌طور تصادفی با یک شیء زمین شده در تماس قرار بگیرد رسانای زمین grounding یک مسیر بازگشت برای جریان خطا ایجاد می‌کند. این یک ویژگی ایمن از سیستم سیم‌کشی است و ما هرگز نمی‌خواهیم که در حال کار عادی دستگاه در Grounding جریان وجود داشته باشد

مهم: برای بار دوم زمانی که سیم خنثی در ترانسفورماتور توزیع یا در تابلو اصلی مشتری زمین شده است آن را زمین نکنید؛ اما سیم خنثی نمی‌تواند به‌عنوان زمین عمل کند.

  1. پتانسیل صفر سیستم در مقابل پتانسیل صفر مدار

Grounding و Earthing هردو به پتانسیل صفر اشاره دارند اما سیستمی که به پتانسیل صفر متصل است با وسیله‌ای که به پتانسیل صفر متصل شده است متفاوت است. اگر نقطه خنثی یا نول ژنراتور یا ترانسفورماتور به پتانسیل صفر متصل شود آن را Grounding  می‌نامیم.

به‌طور هم‌زمان اگر بدنه ترانسفورماتور یا ژنراتور به پتانسیل صفر متصل باشد

آن را به‌عنوان Earthing  می‌شناسیم.

عبارت  Earthing به این معنا است که مدار به‌طور فیزیکی به زمین متصل است و در پتانسیل صفر نسبت به زمین قرار دارد اما در مورد Grounding  مدار ازنظر فیزیکی به زمین متصل نیست، اما پتانسیل آن نسبت به نقاط دیگر صفر است (جایی که مجموع جریان به‌صورت جبری صفر است) که همچنین تحت عنوان زمین مجازی نیز شناخته می‌شود.

زمین پتانسیل صفر را دارد درحالی‌که سیم نول یا خنثی ممکن است دارای پتانسیل باشد. این بدان معناست که سیم نول با توجه به زمین دارای پتانسیل صفر نیست. در Earthing ما پتانسیل صفر نسبت به زمین راداریم درحالی‌که در Grounding پتانسیل صفر مرجع به مدار الکتریکی که در آن جریان وجود دارد راداریم. وقتی‌که دو مدار توانی متفاوت را در سیستم توزیع توان متصل می‌کنیم می‌خواهیم ولتاژ مرجع یکسانی داشته باشیم بنابراین آن‌ها و زمین را به یکدیگر متصل می‌کنیم.

این مرجع مشترک ممکن است با پتانسیل Earth متفاوت باشد.

برگشت به فهرست↑

استفاده غیرقانونی از Grounding  و Earthing

سیم نول یا خنثی در اتصالات شبکه برای حفظ ایمنی امری ضروری است. تصور کنید یک فرد در طبقه چهارم از یک سیم زمین یا earth به‌عنوان سیم نول یا خنثی برای رساندن برق به چراغ‌هایش استفاده می‌کند. فرد دیگری در طبقه دوم از سیم خنثی به‌صورت صحیح برای این کار استفاده می‌کند.

بااین‌وجود، سیم نول (سیم خنثی) مقاومت الکتریکی بسیار کمتری نسبت به سیم زمین Earth دارد که به تفاوت پتانسیل و ولتاژ بین آن‌ها منجر می‌شود. این ولتاژ برای هرکسی که یک سیم زمین (بدنه وسیله) را لمس می‌کند خطرناک است.

دومین موضوع قانونی بودن است. استفاده از سیم زمین بجای سیم نول باعث برق‌دزدی می‌شود .وسیله اندازه‌گیری تنها از فاز و نول برای ثبت مصرف انرژی شما استفاده می‌کند. بسیاری از مشتریان با استفاده سیم Earth  به‌عنوان یک سیم نول انرژی برق‌دزدی می‌کنند.

برگشت به فهرست↑

نتیجه‌گیری

Grounding منبع عبور جریان‌های ناخواسته است و همچنین به‌عنوان مسیر بازگشتی برای جریان اصلی محسوب می‌شود. درحالی‌که زمین کردن (Earthing) نه‌تنها برای مسیر بازگشت بلکه برای حفاظت از تجهیزات حساس استفاده می‌شود. Earth یک مسیر مقاومت پایین برای عبور جریان خطا محسوب می‌شود.

Earth برای ایمنی بدن انسان در صورت وجود نقص استفاده می‌شود درحالی‌که Grounding (به‌عنوان زمین بدون بار) برای حفاظت از تجهیزات استفاده می‌شود.

برگشت به فهرست↑

مقالات مرتبط‌:

حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه

محسن ترابی

مهندس برق قدرت، فوق لیسانس برق قدرت از دانشگاه سراسری یزد، موسس ماه صنعت، متخصص در ژنراتور، دیزل، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی، سنکرون و سیستم های حفاظت الکتریکی به خصوص حفاظت ژنراتور. دارای گواهی ثبت اختراع ساخت موتور PMSM‌ معکوس گرد. هدف از ایجاد این وبسایت و مقالات آن آموزش در راستای توسعه ی صنعت برق کشور عزیزمان ایران می باشد و سعی می کنم مقالات کاربردی در راستای این هدف در وبسایت انتشار بدهم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن