در این صفحه
ارت کردن یک تابلو برق لزوماً صرفاً اتصال تابلو به یک میله ارت نیست. برای یک سیستم الکتریکی معمولی که از شبکه تغذیه میشود، طراحی باید هم سیستم الکترود زمین و هم مسیر جریان خطای زمین مؤثر را فراهم کند. در تجهیزات سرویس، هادی زمینشده به شبکه همبندی تجهیزات در نقطه همبندی مجاز سرویس متصل میشود. در تابلوهای فیدر پاییندست، هادی زمینشده معمولاً از بدنه و هادیهای ارت حفاظتی ایزوله است.
برچسب روی درب—“تابلو اصلی” یا “تابلو فرعی”—موضوع را تعیین نمیکند. ابتدا وسیله قطعکننده سرویس, ، منبع، و اینکه آیا تابلو تجهیزات سرویس است، تجهیزات تغذیهشده توسط فیدر است، یا بخشی از یک سیستم جداگانه مشتقشده است را شناسایی کنید. سپس ویرایش محلی پذیرفتهشده از NFPA 70، کد ملی برق (NEC)، لیست تجهیزات و دستورالعملها، الزامات شرکت برق و مرجع دارای صلاحیت (AHJ) را اعمال کنید.
محدوده ایمنی: کار روی تابلو میتواند هادیهای سرویس و ترمینالهای خط را که حتی هنگام باز بودن کلید مدار اصلی برقدار باقی میمانند، در معرض تماس قرار دهد. این مقاله یک راهنمای مفهومی NEC است، نه یک دستورالعمل نصب یا تست تجهیزات برقدار. طراحی، تغییر، تایید و سرویس باید توسط افراد واجد شرایط با استفاده از مستندات دقیق تجهیزات و شیوههای ایمنی کار با برق انجام شود.
سه مسیری که نباید با هم اشتباه گرفته شوند
بیشتر خطاهای ارتینگ با در نظر گرفتن سه مسیر جریان متفاوت به عنوان یک مسیر واحد آغاز میشوند.
| مسیر | نقش عادی | آنچه نباید با آن اشتباه گرفته شود |
|---|---|---|
| هادی ارتشده، که معمولاً نول است | جریان بازگشتی عادی را برای بارهای متصل فاز به نول حمل میکند | هادی ارت حفاظتی تجهیزات یا هادی الکترود ارت |
| مسیر جریان خطای زمین موثر | جریان خطا را از طریق فلزات همبندیشده و مسیر ارت حفاظتی تجهیزات به سمت منبع باز میگرداند تا وسیله حفاظتی بتواند عمل کند | مسیر جریانی که عمدتاً به خاک یا میله ارت وابسته است |
| اتصال الکترود زمین | سیستم را به الکترودهای واجد شرایط در ساختمان یا سازه متصل میکند | جایگزینی برای هادی ارت تجهیزات یا حفاظت در برابر اضافهجریان |
سازمان OSHA هادی ارت تجهیزات را مسیری توصیف میکند که جریان خطای خطرناک را به سمت منبع تغذیه بازمیگرداند و باعث عملکرد کلیدهای مدار یا فیوزها میشود. استاندارد الکتریکی آن همچنین ایجاب میکند که مسیر ارت از مدارها، تجهیزات و محفظهها دائمی، پیوسته و مؤثر باشد. NEC نیز از همان منطق اساسی سیستم استفاده میکند: زمین به عنوان مسیر عادی و مؤثر جریان خطای ارت استفاده نمیشود.
یک هادی فاز را در نظر بگیرید که با یک محفظه فلزی همبندیشده تماس پیدا میکند. مسیر پاکسازی مورد نظر از طریق همبندی محفظه و مسیر ارت تجهیزات، از طریق اتصال همبندی سرویس و بازگشت به سیمپیچ منبع است. آن مدار فلزی با امپدانس پایین، اجازه میدهد جریان خطای کافی برای عملکرد دستگاه حفاظتی اضافهجریان مربوطه در محدوده مشخصات آن جریان یابد.
سیستم الکترود زمین عملکردهای ضروری دیگری را نیز انجام میدهد، از جمله اتصال سیستم محل به زمین و کمک به محدود کردن ولتاژ نسبت به زمین در شرایط مشخص. این سیستم، فقدان مسیر ارت تجهیزات را قابل قبول نمیکند و افزودن یک میله ارت دیگر، هادی ارت تجهیزاتِ قطعشده در فیدر را تعمیر نمیکند.
تجهیزات سرویس در مقابل ارتینگ تابلوی پاییندست
اولین پرسش طراحی این نیست که “پیچ سبز کجاست؟” بلکه این است که “این محفظه در چه مرز الکتریکی قرار دارد؟”
| محیط تابلو | هادی زمینشده / نول | ارت تجهیزات و محفظه | اتصال الکترود زمین |
|---|---|---|---|
| تجهیزات سرویس در محل وسیله قطعکننده سرویس | متصل به شبکه همبندی تجهیزات از طریق آرایش همبندی اصلی الزامی یا مجاز | ترمینال ارت محفظه و تجهیزات به مسیر جریان خطای مؤثر همبندی شدهاند | هادی الکترود زمین، نقطه زمین/همبندی سرویس را طبق ضوابط آییننامه مصوب به سیستم الکترود زمین متصل میکند |
| تابلو فیدر پاییندست | در حالت عادی از محفظه و شینه ارت تجهیزات ایزوله است | شینه ارت تجهیزات و محفظه به مسیر ارت تجهیزات فیدر متصل (باند) میشوند | یک الکترود محلی، در مواردی که برای یک ساختمان مجزا یا شرایط دیگر مورد نیاز باشد، جایگزین مسیر ارت تجهیزات فیدر نشده و مجوز اتصال نول دوم را صادر نمیکند |
| سیستم مشتقشده مجزا | محل اتصال (باندینگ) به منبع سیستم، آرایش کلید قطعکننده، حفاظت و مقررات قابلاجرای NEC بستگی دارد | نیازمند تحلیل باندینگ و ارتینگ مختص به سیستم است | از اتصال الکترود ارت قابلاجرا برای آن سیستم مشتقشده استفاده میکند |
چرا نول پاییندست در حالت عادی ایزوله است
اگر هادی زمینشده در سمت بارِ نقطه اتصال سرویس، مجدداً به محفظه یا سیستم ارت حفاظتی متصل شود، جریان عادی نول میتواند بین مسیرهای فلزی، هادیهای ارت حفاظتی، محفظهها و سایر مسیرهای همبندیشده تقسیم شود. این امر باعث میشود بخشهای فلزی که در حالت عادی حامل جریان نیستند، به بخشی از مدار بازگشت عادی تبدیل شوند.
مستندات توسعه عمومی NEC توسط NFPA برای بخش 250.24، قاعده سمت بار را اینگونه بیان میکند: به جز مواردی که کد بهطور خاص اجازه دیگری داده باشد، هادی زمینشده نباید در سمت بارِ وسیله قطعکننده سرویس، مجدداً به هادیهای ارت حفاظتی، بخشهای فلزی که در حالت عادی حامل جریان نیستند، یا زمین متصل شود. به همین دلیل است که مرز سرویس—و نه اصطلاح عامیانه “تابلو اصلی”—تعیینکننده تصمیم است.
برای بررسی دقیقتر ساختار شینهها، از راهنمای شینه نول در مقابل شینه ارت. استفاده کنید. شینه نول ایزوله و شینه ارت حفاظتی همبندیشده، الزامات عملکردی در یک تابلوی پاییندست هستند، نه صرفاً ترجیحات ظاهری.
جدول تطبیقی ماده 250 NEC برای بازبینی تابلو
ماده 250، سیستم گسترده ارتینگ و همبندی را پوشش میدهد. جدول تطبیقی زیر، بخشهای مرتبطتر برای بازبینی تابلو را بدون بازنشر کد یا جایگزینی ویرایش مصوب، مشخص میکند.
| محدوده ماده 250 | پرسش مروری | شواهد قابل جمعآوری |
|---|---|---|
| عملکرد کلی ارتینگ و همبندی | آیا مسیر جریان خطای مؤثر، دائمی و پیوسته وجود دارد و از ایجاد مسیرهای جریان نامطلوب جلوگیری شده است؟ | نمودار تکخطی، روش فیدر، پیوستگی همبندی، وضعیت میدانی |
| سیستمهای تغذیهشده از شبکه | وسیله قطعکننده سرویس در کجا قرار دارد و اتصال همبندی سرویس در کجا مجاز است؟ | علائم تجهیزات سرویس، طرحبندی شبکه/سرویس، دستورالعملهای تابلو و قطعکننده |
| جامپر همبندی اصلی | آیا تجهیزات همبندی موجود هستند، بهدرستی جانمایی شدهاند، دارای تأییدیه (listed) یا پیشبینیشده برای تجهیزات بوده و از نظر اندازه مناسب هستند؟ | برچسب/دفترچه راهنمای تجهیزات، دادههای هادی و سرویس، جداول NEC مصوب |
| سیستم الکترود اتصال به زمین | کدام الکترودهای واجد شرایط موجود هستند و آیا موارد موجود طبق الزامات به یکدیگر همبندی شدهاند؟ | سوابق فونداسیون و سایت، بازرسی الکترود، مستندات اتصال |
| هادی الکترود زمین | آیا جنس، مسیر، حفاظت، اتصال و اندازه آن برای سرویس و الکترودهای واقعی صحیح است؟ | دادههای هادی سرویس، الزامات NEC مصوب، اطلاعات کانکتورهای دارای تأییدیه (listed) |
| هادی اتصال زمین تجهیزات | آیا فیدر و هر مدار، مسیر جریان خطای مورد تایید را فراهم میکنند؟ | روش سیمکشی، پیوستگی هادی/داکت، نقشههای بالادست/پاییندست |
| همبندی محفظهها و سیستمهای فلزی | آیا تمام بخشهای رسانای مورد نیاز، بدون ایجاد مسیرهای جریان عادی، از نظر الکتریکی پیوسته هستند؟ | بازرسی محفظه، داکت، لوله آب، سازه فلزی و همبندی |
شماره بخشها و جزئیات جداول ممکن است بین ویرایشها تغییر کنند و اصلاحات محلی ممکن است کاربرد را تغییر دهند. به جای فرض اینکه جدیدترین NEC منتشر شده بهطور خودکار بر پروژه حاکم است، از ویرایش پذیرفتهشده توسط مرجع ذیصلاح استفاده کنید.
سیستم الکترود زمین چیزی فراتر از یک میله زمین است
اصطلاحات NEC به یک سیستم الکترود زمین, ، نه صرفاً “میله”. مطالب عمومی NFPA برای بخش 250.50 بیان میکند که الکترودهای زمین واجد شرایط موجود در یک ساختمان یا سازه، برای تشکیل آن سیستم به یکدیگر متصل (باند) میشوند.
بسته به محل و آییننامه پذیرفتهشده، این سیستم ممکن است شامل لوله آب فلزی زیرزمینی واجد شرایط، تکیهگاه فلزی درون زمین، الکترود محصور در بتن، حلقه زمین، الکترودهای فهرستشده، الکترودهای میلهای یا لولهای، یا الکترودهای صفحهای باشد. وجود این موارد بهطور خودکار صلاحیت آنها را اثبات نمیکند: ابعاد، تماس با زمین، پیوستگی، دسترسی، حفاظت در برابر خوردگی و روشهای اتصال، همگی اهمیت دارند.
آیا میتوان از میلگرد استفاده کرد؟
این اظهارنظر کلی که “NEC استفاده از میلگرد به عنوان الکترود را ممنوع کرده است” نادرست است. یک الکترود محصور در بتن واجد شرایط میتواند از میلگرد یا میله فولادی استفاده کند که شرایط مربوط به ساخت، طول، قطر، پیوستگی، محصور بودن در بتن و تماس با زمین را برآورده کند. میلگرد معمولی بهطور خودکار واجد شرایط نیست و الکترود غیرقابل دسترس در یک ساختمان موجود، شرایط خاص خود را دارد. فونداسیون واقعی و ویرایش NEC پذیرفتهشده را بررسی کنید.
قانون 25 اهم به چه معناست؟
مقرره 25 اهم که اغلب به آن استناد میشود، محدود به موارد زیر است الکترود میلهای، لولهای یا صفحهای تکی قانون. طبق آرایش رایج NEC، اگر ثابت نشود که یک الکترود دارای مقاومت نسبت به زمین ۲۵ اهم یا کمتر است، یک الکترود مکمل نصب شده و طبق الزامات فاصلهگذاری میشود. این یک هدف جهانی برای هر نوع الکترود زمین یا تضمینی مبنی بر اینکه افزودن میلهها مسیر جریان خطای تجهیزات مؤثری ایجاد میکند، نیست.
راهنمای ارتینگ ساختوساز OSHA بهطور مشابه بیان میکند که یک الکترود واحد با مقاومت بالای ۲۵ اهم، با یک الکترود اضافی در فاصله حداقل ۶ فوتی تقویت میشود. پروژه همچنان باید از متن مصوب NEC، اصلاحیههای محلی، روش تست، نوع الکترود و تفسیر AHJ پیروی کند. این مفاد محدود را به یک قانون کلی “تست پنل باید زیر ۲۵ اهم باشد” تبدیل نکنید.
هر هادی و جامپر چه کاری انجام میدهد
| مورد | متصل میکند | عملکرد اصلی | مرجع انتخاب |
|---|---|---|---|
| هادی زمینشده | نقطه نول منبع به بارهای مجاز و نقطه زمین/همبندی سرویس | مسیر بازگشت عادی و مرجع سیستم زمینشده | طراحی سیستم، NEC مصوب، دستورالعملهای تجهیزات |
| هادی ارت تجهیزات (EGC) | محفظههای تجهیزات و ترمینالهای ارتینگ به سمت نقطه اتصال همبندی منبع | بخشی از مسیر جریان خطای زمین مؤثر | روش سیمکشی، طراحی مدار/فیدر، NEC پذیرفتهشده |
| هادی الکترود ارت (GEC) | نقطه ارتینگ سرویس یا سیستم مشتقشده به سیستم الکترود ارت | سیستم الکتریکی را به سیستم الکترود متصل میکند | دادههای سرویس/سیستم مشتقشده، نوع الکترود، NEC پذیرفتهشده |
| جامپر همبندی اصلی (MBJ) | هادی زمینشده به شبکه همبندی تجهیزات در تجهیزات سرویس | رابطه بازگشت جریان خطای سرویس را تکمیل میکند | ساختار تجهیزات سرویس و NEC پذیرفتهشده |
| جامپر همبندی سیستم (SBJ) | هادی زمینشده به شبکه همبندی تجهیزات برای یک سیستم مشتقشده جداگانه | نقطه همبندی سیستم مشتقشده را برقرار میکند | معماری منبع و قطعکننده، NEC پذیرفتهشده |
این نامها توصیفکننده عملکردهای الکتریکی هستند، نه قطعات قابل تعویض سیمهای سبز یا لخت. تعیین اندازه GEC از جدول EGC، استفاده از شینه ارت به عنوان شینه نول، یا فرض اینکه هر پیچ اتصالدهنده (bonding screw) متعلق به هر محفظهای است، میتواند منجر به نصب نادرست شود.
چکلیست بازرسی توسط فرد ذیصلاح
این چکلیست برای تعیین محدوده و مستندسازی یک بررسی حرفهای است. این چکلیست عمداً از ارائه دستورالعملهای ترمینالبهترمینال خودداری میکند.
- منبع و مرز را شناسایی کنید. نقطه سرویس، وسایل قطعکننده سرویس، مبدأ فیدرها، منابع جایگزین و منابع مشتقشده جداگانه را مکانیابی کنید.
- عملکرد هر هادی را شناسایی کنید. هادیهای برقدار (ungrounded)، هادی زمینشده (grounded)، هادی ارت تجهیزات، هادی الکترود زمین و جامپرهای اتصالدهنده (bonding jumpers) را از روی نقشهها و علائم تجهیزات تشخیص دهید.
- هر اتصال نول به زمین را مکانیابی کنید. تأیید کنید که نقاط اتصال همبندی سیستم سرویس و سیستمهای مشتقشده با طرح مصوب مطابقت دارند و هیچ اتصال ناخواستهای در پاییندست، مسیرهای جریان عادی موازی ایجاد نمیکند.
- ایزولاسیون نول در پاییندست را بررسی کنید. شینه نول، محفظه، شینه ارت تجهیزات، روش سیمکشی فیدر و هرگونه پیچ یا تسمه همبندی را با دستورالعملهای ذکر شده برای تابلو مطابقت دهید.
- مسیر کامل جریان اتصال کوتاه را ترسیم کنید. تداوم الکتریکی از بخشهای رسانای در دسترس تا نقطه همبندی منبع را تأیید کنید. خاک یا یک میله ارت ایزوله را به عنوان مسیر عادی رفع خطا در نظر نگیرید.
- الکترودهای زمین را فهرستبرداری کنید. تعیین کنید کدام الکترودهای واجد شرایط موجود هستند و آیا الکترودهای مورد نیاز به یک سیستم واحد متصل (همبندی) شدهاند یا خیر.
- شواهد مربوط به هادیها و اتصالات را بررسی کنید. مواد، اندازه، مسیر، حفاظت فیزیکی، فهرست اتصالات، تناسب محیطی و مجوزهای ترمینال را بر اساس NEC مصوب و دستورالعملهای دقیق تجهیزات بررسی کنید.
- استفاده از ترمینال و مستندات گشتاور را بررسی کنید. تعداد هادی، جنس/محدوده هادی، آمادهسازی و گشتاور را از روی علامتگذاری تجهیزات یا دستورالعملهای سازنده تأیید کنید؛ از مقدار گشتاور عمومی استفاده نکنید.
- برنامهریزی برای بیبرقسازی و تأیید آن. یک فرد واجد شرایط باید به بخشهای برقدار سمت سرویس، قفلگذاری/برچسبگذاری، تناسب ابزار تست و تجهیزات حفاظت فردی مورد نیاز تحت قوانین کار ایمن الکتریکی قابل اجرا رسیدگی کند.
- کد مصوب و مبنای تأییدیه را ثبت کنید. ویرایش NEC، اصلاحیههای محلی، الزامات مجوز/AHJ، مستندات تجهیزات، نتایج تست و اقدامات اصلاحی را یادداشت کنید.
یافتههای رایج و معنای واقعی آنها
| یافتهها | چرا مهم است | آنچه خودبهخود برطرف نمیشود |
|---|---|---|
| اتصال مجدد نول در تابلوی پاییندست | میتواند جریان نول عادی را روی مسیرهای ارتینگ تجهیزات و مسیرهای فلزی همبندیشده قرار دهد | افزودن یک الکترود زمین (میله ارت) |
| مسیر ارتینگ تجهیزات فیدر مفقود یا قطعشده است | ممکن است مانع از آن شود که مسیر فلزی جریان خطای مورد نظر، جریان کافی برای عملکرد تجهیزات حفاظتی را عبور دهد | یک الکترود زمین محلی بهتنهایی |
| هادی الکترود زمین موجود است اما قطع یا دچار خوردگی شده است | اتصال بین سیستم الکتریکی و سیستم الکترود زمین را به خطر میاندازد | فرض بر اینکه EGC مدار انشعابی، تمام عملکردهای الکترود را انجام میدهد |
| در نظر گرفتن تنها یک الکترود در حالی که سایر الکترودهای واجد شرایط موجود هستند | ممکن است سیستم الکترود زمین مورد نیاز را ناقص باقی بگذارد | در نظر گرفتن سادهترین میله قابل مشاهده به عنوان کل سیستم |
| استنباط وضعیت پیچ همبندی از روی نام مستعار تابلو | میتواند همبندی را در سمت اشتباه کلید قطعکننده سرویس قرار دهد | نامیدن یک محفظه به عنوان “تابلو اصلی” |
| قرارگیری چندین هادی زیر یک ترمینال که برای این منظور مشخص نشده است | میتواند باعث ایجاد اتصالات غیرقابلاطمینان شده و دستورالعملهای تجهیزات را نقض کند | سفت کردن با گشتاور حدسی |
ارتینگ و همبندی همچنین جایگزین حفاظت کلید مدار خطای زمین (GFCI) یا دستگاههای حفاظت در برابر ولتاژ ضربه (SPD) در مواردی که این عملکردها مورد نیاز هستند، نمیشوند. راهنمای مقایسه ارتینگ در برابر GFCI در برابر حفاظت در برابر ولتاژ ضربه این سه لایه ایمنی را از هم تفکیک میکند.
پرسشهای متمرکز
آیا باز کردن کلید مدار اصلی، کل تابلو را ایمن میکند؟
خیر. هادیهای ورودی سرویس و ترمینالهای سمت خط قبل از کلید قطعکننده ممکن است برقدار باقی بمانند. تابلو باید طبق شیوههای ایمن کار الکتریکی توسط یک فرد واجد شرایط ارزیابی شود؛ استفاده از یک نشانگر غیرتماسی یا بررسی با مولتیمتر عمومی، جایگزینی برای این فرآیند نیست.
آیا نول و ارت باید در یک تابلوی فرعی به هم متصل شوند؟
در یک تابلوی پاییندست که توسط فیدر تغذیه میشود، هادی زمینشده باید از بدنه و هادیهای ارت حفاظتی ایزوله باشد. تصمیم دقیق به نوع سرویس، فیدر، منبع مشتقشده جداگانه، شرایط نصب موجود، لیست تجهیزات و آییننامه پذیرفتهشده بستگی دارد، نه صرفاً به واژه “تابلوی فرعی”.
آیا تابلوی یک ساختمان مجزا به میله ارت نیاز دارد؟
ساختمان یا سازهای که توسط فیدر تغذیه میشود، ممکن است علاوه بر مسیر ارت حفاظتی فیدر، الزامات الکترود زمین نیز داشته باشد. یک الکترود محلی جایگزین هادی ارت حفاظتی نمیشود و مجوزی برای اتصال ناخواسته نول به ارت نیست. قوانین مربوط به فیدر، ساختمان و شرایط نصب موجود را در ویرایش آییننامه پذیرفتهشده بررسی کنید.
آیا میله ارت میتواند باعث قطع کلید مدار در هنگام خطای اتصال به زمین شود؟
طراحی استاندارد متکی بر زمین به عنوان مسیر مؤثر جریان خطای اتصال به زمین نیست. مسیر فلزی متصلشده ارت حفاظتی که به سمت منبع بازمیگردد، همان چیزی است که جریان خطای کافی برای عملکرد دستگاه حفاظتی اضافهجریان در محدوده مشخصات آن را فراهم میکند.
چه کسی باید ارتینگ تابلو را بررسی کند؟
از یک متخصص برق واجد شرایط که با ویرایش محلی پذیرفتهشده NEC، تجهیزات سرویس، لیست دقیق تابلو و دستورالعملهای آن، و الزامات مرجع ذیصلاح (AHJ) آشنا است، استفاده کنید. یک مقاله فنی میتواند محدودههای تصمیمگیری را توضیح دهد؛ اما نمیتواند وضعیت یک نصب خاص را تأیید کند.