زمین کردن و صفر کردن در تاسیسات الکتریکی

درتمامی تأسیسات الکتریکی، بخصوص تأسیسات فشارقوی ،زمین کردن یکی ازمهم ترین واساسی ترین اقدامی است که برای رفاه وسلامتی واصولا ادامه زندگی اشخاصی که به نحوی بااین پست هادرتماس هستندوحتی در خارج از پست دررفت وآمد می باشند، باید بادقت هرچه تمام تروباتوجه به قواعد وقوانینی که بدین منظورتحریر شده است انجام می گیرد.
درتأسیسات برقی دونوع زمین کردن وجود دارد که مایکی را « زمین کردن حفاظتی » ودیگری را«زمین کردن الکتریکی » می نامیم .
- زمین کردن حفاظتی :
زمین کردن حفاظتی عبارتست اززمین کردن کلیه قطعات فلزی تأسیسات الکتریکی که درارتباط مستقیم (فلزبافلز) بامدارالکتریکی قرارندارند. این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماسی زیادبه کاربرده می شود.
بدین منظوردرپست های فشارقوی بایدتمام قسمت های فلزی که درنزدیکی وهمسایگی بافشارقوی قرارگرفته اند ومکان تماس عمدی یاسهوی باآن ها موجود است، به تأسیسات زمینی که برای این منظوراحداث شده است (زمین حفاظتی ) متصل ومرتبط گردند. این قسمت هاعبارتند از ستون1- زمین کردن حفاظتی :


زمین کردن حفاظتی عبارتست اززمین کردن کلیه قطعات فلزی تأسیسات الکتریکی که درارتباط مستقیم (فلزبافلز) بامدارالکتریکی قرارندارند. این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماسی زیادبه کاربرده می شود.
بدین منظوردرپست های فشارقوی بایدتمام قسمت های فلزی که درنزدیکی وهمسایگی بافشارقوی قرارگرفته اند ومکان تماس عمدی یاسهوی باآن ها موجود است، به تأسیسات زمینی که برای این منظوراحداث شده است (زمین حفاظتی ) متصل ومرتبط گردند. این قسمت هاعبارتند از ستون هااوپایه های فلزی ، درب هاونرده های فلزی، قسمت های فلزی دسترس تمام دستگاه های اندازه گیری ، ایزولاتورها، مقره های عبور، بخصوص قسمت های فلزی که برای کارکردن بادستگاه ها بایدباآنها لمس کردودردست گرفت ، مثل چرخ های فرمان انواع واقسام تنظیم کننده هاورگولاتور، دسته کلیدها وغیره. زیرادراین قسمت هادراثرعبورجریان خیلی کم نیزعضلات دست به طوری منقبض می شودکه بازکردن ورهایی پیداکردن ازآن غیرممکن ومحال به نظرمی رسدوعاقبتی وخیم واسفناک برای تماس گیرنده به پیش خواهدداشت.
بدین منظوروبرای جلوگیری ازهرحادثه ای باید زمین حفاظتی به نحوی تأسیس گرددکه قسمتس ازمسیرجریان که توسط تماس اعضای بدن انسان اتصالی می شود(دست وپا ویا دو دست یادوپا)دارای تفاوت پتانسیل یا افت ولتاژ زیادنباشد. افت ولتاژ بستگی به شدت جریان ومقاومت مسیرجریان دارد. شدت جریان قابل محاسبه ودرضمن غیرقابل پیشگیری .
   لذا برای کوئچک نگه داشتن افت ولتاژ بایدمقاومت مسیرجریان حتی المقدور کوچک نگه داشته شود. به طورمثال اگریک مقره عبورکه دردیوار مرطوبی نصب شده است، بشکندوسیم فشارقوی بادیوارتماس پیدا کندوجریان اتصال زمین دراین حالت 25 آمپرومقاومت هرمتر دیوار 10 اهم باشد،مابین دونقطه ازدیوار که انسان باآن تماس دارد(فاصله دست وپاتقریبا 2 متر) اختلاف سطحی برابر با:
U = I . R = 25 . 2 .10 = 500 volt
به وجودمی آید که مسلما برای انسان خطرناک استولی اگرپایه فلزی مقره که به دیوار محکم شده به وسیله یک سیم نسبتا ضخیم به زمین وصل شود، درموقع اتصال بدنه یا اتصال زمین ، قسمت عمده جریان اتصالی ازاین سیم عبورخواهدکرد وکلیه قسمت های دیوار هم پتانسیل سیم درآن نقطه قطع خواهدشد. لذاافت ولتاژ درامتداد دیوارناچیز شده وبرای انسان خطری ایجاد نخواهدکرد.
عامل مؤثرخطربرای انسان یاهرموجود زنده دیگرجریان می باشدکه البته وجوداختلاف سطح است که باعث عبوراین جریان می گردد. درفشارضعیف جریان های 1 تا 1/0 آمپر که ازقلب می گذرد، خطرجانی دارد.
آزمایش هاوبررسی های مختلف نشان داده است که :
1- جریان هایی تا 02/0 آمپربرای انسان قابل تحمل است.
2- جریان های تاحدود 05/0 آمپرخطرناک وجریان های از1/0 آمپربا بالا خطرجانی دارد.
عبورجریان ازقلب باعث می شودکه عمل منظم تپش قلب نامنظم شده ودررسیدن خون به مغز وقفه ای حاصل گردد، درنتیجه انسان پس از چند دقیقه به هلاکت می رسد.
برای نجات برق زده بلادرنگ از تنفس مصنوعی کمک گرفته شودکه بهترین نوع آن از راه دهان به دهان است.
شدت جریان مهلک ومقاومت بدن انسان هامتفاوت است. مقاومت بین اعضای مختلف بدن انسان به طورمتوسط برابر است با:
دست ودست : تقریبا  4000 اهم
دست وپا:تقریبا  4500 اهم
پا وپا : تقریبا 6500 اهم
هردودست ودوپا : تقریبا 1800 اهم
درضمن بدن مرطوب بوده ودست ها عرق کرده باعث کم شدن مقاومت وعبورجریان زیادتری می شود ، لذا می توان گفت که حتی اختلاف سطح 20 ولت نیز محصوص و اختلاف سطح 60 ولت ممکن است خطرجانی داشته باشد.
البته اثر مرگبارجریان بستگی به فرکانس صنعتی 50 هرذتس خطرناک ترین آنها می باشد. درفرکانس های زیاد نمی تواند موجبات منقبض شدن اعضای بدن انسان رافراهم سازد. به طوری که عبورجریان به شدت چندین آمپر بافرکانس خیلی زیاد نیزممکن است برای انسان بی خطرباشد وبه همین جهت است که درپزشکی ازجریان بافرکانس زیاد برای درمخان استفاده می شود.
دربرق گرفتگی فشارقوی جریان هایی از1تا100 آمپروبیشترممکن است ازبدن انسان عبورکندبدون این که مستقیما باعث ازکارافتادن قلب شود.ولی درعوض این جریان های شدید باعث خراب کردن وسوزاندن بافت های بدن به خصوص تجزیه آب بدن می شودوبه کلیه آسیب فراوان می رساند. درضمن عبور جریان زیادازبدن باعث سوزاندن محل ورود و زخم برداشتن عمیق درمحل خروج جریان می شود که ممکن است متعاقبا منجربه مرگ گردد.
درخاتمه بدنیست متذکرشویم که بعضی ازحیوانات بخصوص اسب هادرمقابل جریان های زمین حساس ترومستعدتر ازانسان ها می باشندکه شاید این مستعدبودن به علت بزرگتربودن فاصله قدم آنها واختلاف سطح قدمی که آنها اززمین برداشت می کنند ، باشد.
2-زمین کردن الکتریکی :
     « زمین کردن الکتریکی » یعنی زمین کردن نقطه ای ازدستگاه های الکتریکی وادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشند.مثل زمین کردن مرکزستاره سیم پیچی ترانسفورماتور ویاژنراتورویازمین کردن سیم وسط یا سیم مشترک دوژنراتور جریان دایم سری شده.(Mp )
زمین کردن الکتریکی دستگاه ها به خاطرکارصحیح دستگاه ها وجلوگیری ازازدیاد فشارالکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین درموقع تماس یکی از فازها بازمین می باشد.
   زمین کردن الکتریکی سه نوع است :
الف - زمین کردن مستقیم 
    مثل وصل کردن مستقیم نقطه صفرترانسفورماتور وبا نقطه ای ازسیم رابط بین دو ژنراتور جریان دایم به زمین.
ب- زمین کردن غیرمستقیم
    مانند اتصال نقطه صفرژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا اتصال نقطه صفرستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمین ( سلف پترزن یا پیچک محدود کننده جریان زمین )
پ- زمین کردن بار
    دراین نوع زمین کردن نقطه صف یاهرنقطه ازشبکه که دارای پتانسیل نسبت به زمین است توسط یک فیوز فشارقوی( الکترود جرقه) به زمین وصل می شود تاموقعی که مدارفیوز باراست یعنی درحالت کارعادی شبکه ، ارتباط شبکه بازمین بازاست ولی درموقعی که ولتاژ زیادی شبکه راتهدید می کند ، مدار فیوزها می باشند وبدین جهت زمین کردن بازدرحقیقت نوعی اززمین کردن الکتریکی درحالت کارعادی شبکه محسوب نمی شود، اززمین الکتریکی اغلب درموقعی که دستگاه ها وشبکه برق رسانی بدون عیب نیز می باشند جریان عبورمی کند که اززمین حفاظتی فقط ارتباط فازها بازمین جریان عبورمی کند.
   اززمین کردن الکتریکی درحالت کارعادی شبکه محسوب نمی شود اززمین کردن الکتریکی اغلب درموقعی که دستگاه ها وشبکه برق رسانی بدون عیب نیز می باشد جریان عبور می کند. درصورتیکه اززمین حفاظتی فقط درموقع ارتباط فازها بازمین جریان عبورمی کند.
اصطلاحاتی که درزمین کردن به کاربرده می شود
1-زمین
    زمین دراین مبحث به معنی نوع وجنس زمین است، مثل خاک رس ، ماسه ، شن ، سنگ لاخ ، باتلاق ، مرداب وغیره.
2- میل زمین ( زمین کننده)
    میل زمین عبارتست ازهادی یافلزی به هرشکل ( صفحه ای ، لوله ای ، طنابی، پروفیل) که درزمین چال می شود وبازمین ارتباط برقرارمی کند وما به آن دراین مبحث به اختصار«میل» می گوئیم.
3- زمین هم سطح
    عبارتست از سطح زمین که بین نقاط مختلف آن دراثرعبورجریان اززمین اختلاف پتانسیل محسوسی ایجاد نمی شود. زمین هم سطح تقریبا 20 مترازمیل فاصله دارد.
4- میل فرمان
    عبارتست از سیم یا مفتول یا صفحه فلزی که مربوط به زمین کننده است وبرای تنظیم افت پتانسیل وکوچک کردن ولتاژ تماسی خطرناک بکاربرده می شود.
5- سیم زمین
    عبارتست از سیم رابط بین زمین کننده (میل) وزمین شونده.
آن قسمت ازاین سیم که درزمین قرارگرفته است جزئی ازمیل محسوب می شود.