تفاوتهای بین bounding grounding earthing

در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاوتهای بین bounding , grounding , earthing بپردازیم.

فهرست مطالب

• مقدمه
• Bonding (هم بندی)
• Earthing (ارت کردن)
• Grounding( زمین کردن)
• تفاوت‌های کم بین Earthing و Grounding
• استفاده غیرقانونی از Grounding و Earthing به جای هم
• نتیجه‌گیری 

————————————————–

مقدمه

یکی از مفاهیمی که دچار سوء تعبیر می‌شود 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 می‌شود حتما مقاله ی تفاوت بین باندیگ، گراندیگ و ارتینگ  را مطالعه فرمایید.

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

 

درسیستم 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.

 Earthing بیشتر در بریتانیا و اروپا و اکثر کشورهای دارای استاندارد های (IEC,IS) استفاده‌می‌شود، در حالیکه Grounding کلمه ایی است که در استانداردهای شمال امریکا (IEEE,NEC,ANSI, UL) استفاده‌می‌شود.

         

       

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 می‌نامیم.

Earthing اتصال مستقیم یک منبع الکتریکی  و یا به زمین‌است (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. (بااستفاده از مدار نول این کار انجام می‌شود).

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 میان آن ها و زمین وجود نداشته باشد که باعث ایجاد برق گرفتگی شود. با این وجود ممکن‌است 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.

سیستم TN

درسیستم توزیع توان نوع TN، دراستفاده 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 فازاست. سیم‌ارت 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.

 

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

اما برای مثال درسیستم توزیع توان نوع TTسیم‌نول 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.

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

————————————————–

 Bounding (هم‌بندی)

Bounding یا هم‌بندی به‌طور ساده عبارت‌است از اتصال دو رسانای الکتریکی به یکدیگر. ممکن‌است 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 میان 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.

خود Bounding  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 بااستفاده از کاهش جریان میان 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 درسیستم مشکلی ایجاد شود)

 زمین   

 

دلیل اولیه برایBounding  ایمنی فردی‌است، 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 سیم‌فاز 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

 

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 میان آنها روی نمی‌دهد.

————————————————–

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 زمین‌است، 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 مورداستفاده‌می‌شود.»

 

تحت شرایط وجود نقص بخش‌های فلزی یک تأسیسات الکتریکی که جریان ندارند مانند چارچوب‌ها، بدنه، بخش‌های حفاظتی، نرده‌کشی و … ممکن‌است 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 ممکن‌است 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 بااستفاده ازسیستم 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 بااستفاده از تخلیه انرژی الکتریکی به زمین‌است.

————————————————–

Grounding[ps2id id=’4′ target=”/]

Grounding  به معنای اتصال بخش‌های زنده (آن به معنای بخشی است که تحت شرایط عادی حامل جریان باشد) به زمین‌است.

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 …ممکن‌است 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 ممکن‌است earth ‌یا همان زمین بشود یا می‌تواند زمین نشود. درسیستم توزیع ground‌ را زمین می‌کنند ولی برای مثال در ماشینتان ground زمین نمی‌شود؛

(برای مثال تمام مدارهای الکتریکی وسایل نقلیه ground یا همان سیم‌نول متصل به شاسی و بدنه فلزی دارند که به‌واسطه تایرها عایق‌ها از زمین می‌شوند).

ممکن‌است یک ولتاژ میان 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 سیم‌نول نیز صفراست. در هرسیستمی، این به‌طور کامل میسر نیست، اما ما تلاش می‌کنیم جریان فازها را متعادل کرده تا جریان سیم‌نول را کاهش دهیم.

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

————————————————–

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 میان Grounding و Earthing وجود دارد:

1- تفاوت ازلحاظ اصطلاحات

در عبارت ایالات‌متحده امریکاGrounding استفاده‌می‌شود اما در بریتانیا عبارت Earthing استفاده‌می‌شود.

2- متعادل‌سازی بار در مقابل ایمنی

زمین یا  یک منبع جریان‌های ناخواسته‌است 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 سیم‌خنثی 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 استفاده‌می‌شود.

درحالی‌که Earthing میان تجهیزات و زمین‌استفاده‌می‌شود تا از شوک الکتریکی و خسارت به تجهیزات جلوگیری می‌کند.

3- حفاظت از تجهیزات در مقابل ایمنی انسان

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

زمین کردن برای ایمنی بدن انسان در شرایط وجود خطا استفاده‌می‌شود درحالی‌که Grounding (به‌عنوان یک زمین خنثی) برای حفاظت از خود تجهیزات استفاده‌می‌شود.

Earthing یک وظیفه‌ی حفاظتی دارد درحالی‌که Grounding فقط یک مسیر بازگشت‌است.

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 ازسیستم سیم‌کشی‌است و ما هرگز نمی‌خواهیم که در حال کار عادی دستگاه در Grounding جریان وجود داشته باشد.

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

4- پتانسیل صفر سیستم در مقابل پتانسیل صفر مدار

Grounding و Earthing هردو به پتانسیل صفر اشاره دارند اما سیستمی که به پتانسیل صفر متصل‌است با وسیله‌ای که به پتانسیل صفر متصل شده‌است متفاوت‌است.

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 سیم‌نول یا خنثی ممکن‌است دارای پتانسیل باشد. این بدان معناست که سیم‌نول 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 درسیستم توزیع توان متصل می‌کنیم می‌خواهیم ولتاژ مرجع یکسانی داشته باشیم بنابراین آن‌ها و زمین را به یکدیگر متصل می‌کنیم. این مرجع مشترک ممکن‌است با پتانسیل Earth متفاوت باشد.

————————————————–

استفاده غیرقانونی از Grounding  و Earthing

سیم‌نول 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 سیم‌نول یا خنثی برای رساندن برق به چراغ‌هایش استفاده‌می‌کند.

فرد دیگری در طبقه دوم از سیم‌خنثی به‌صورت صحیح برای این کار استفاده‌می‌کند.

بااین‌وجود، سیم‌نول (سیم‌خنثی) 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. استفاده‌از سیم‌زمین بجای سیم‌نول باعث برق‌دزدی می‌شود .وسیله اندازه‌گیری تنها از فاز و نول برای ثبت مصرف انرژی شما استفاده‌می‌کند.

بسیاری از مشتریان بااستفاده سیم Earth  به‌عنوان یک سیم‌نول انرژی برق‌دزدی می‌کنند.

————————————————–

نتیجه‌گیری

Grounding منبع عبور جریان‌های ناخواسته است و همچنین به‌عنوان مسیر بازگشتی برای جریان اصلی محسوب می‌ شود.

درحالی‌که زمین کردن (Earthing) نه‌تنها برای مسیر بازگشت بلکه برای حفاظت از تجهیزات حساس استفاده‌ می‌ شود. Earth یک مسیر مقاومت پایین برای عبور جریان خطا محسوب می‌شود.

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

 

مقالات مرتبط‌:

حفاظت ساختمان در مقابل صاعقه

اجرای ارت – ارتینگ

اجرای ارت – ارتینگ و چاه ارت