محافظ برق ساختمان چیست؟
بابا ادیسون در اثر برخی حوادث طبیعی نظیر رعد و برق امکان تغییر ولتاژ جریان برق ورودی ساختمان وجود دارد. در بسیاری اوقات، بعد از رعد و برق های شدید شاهد سوختن لوازم برقی منزل هستیم. این موضوع در ساختمان های اداری خسارت بسیار بیشتری وارد می کند. رایانه و وسایل برقی علاوه بر گران قیمت بودن، حاوی اطلاعات حساس و مهمی هستند و باید از نوسانات برق دور بمانند.
کانکتور با نصب یک محافظ و یک کنتاکتور می توان از همه وسایل برقی موجود در ساختمان، حفاظت کرد. محافظ برق یک دستگاه الکترونیکی است که در مسیر برق ورودی ساختمان نصب می شود و جلوی نوسانات برق را می گیرد. چنانچه به هر علتی ایرادی در سیستم برق رسانی ساختمان به وجود بیاید، این دستگاه بلافاصله جریان برق ورودی به مدار را قطع می کند. بهترین محافظ برق ساختمان عملکردی مشابه در کاهش یا افزایش ولتاژ دارد و آن قطع کامل برق ساختمان است.
چرا بهتر است از محافظ برق کل ساختمان استفاده کنیم ؟
سیستم عملکرد محافظ به گونه ای است که در اثر افت یا افزایش فشار، برق ورودی به ساختمان را کامل قطع می کند. به این ترتیب تجهیزات برقی ساختمان از آسیب احتمالی در امان می مانند. این وضعیت تا به وجود آمدن شرایط عادی، برقرار است. به محض عادی شدن شرایط و بهبود ولتاژ ، جریان برق اتومات وصل خواهد شد.
در ساختمان هایی که محافظ ورودی بعد از کنتور نصب نیست، هر واحد به صورت مجزا از محافظ های داخلی استفاده می کند. محافظ های معمولی برای جلوگیری از آسیب به دستگاه های کوچک برقی نظیر وسایل برقی منزل مناسب هستند. این محافظ های برق تنها قادرند روی دستگاه های متصل، کارایی داشته باشند و نمی توانند ورودی کلی برق هر واحد را تحت کنترل داشته باشند. در صورت بروز مشکل احتمالی، همه دستگاه های برقی در امان نیستند. این در حالی است که با نصب بهترین محافظ برق ساختمان در مسیر برق بعد از کنتور می توان همه دستگاه های برقی متصل را از خطر ایراد و آسیب در امان نگاه داشت.
مزایای نصب بهترین محافظ برق در ساختمان در مقایسه با محافظ های معمولی چیست؟
این دستگاه بعد از کنتور نصب می شود و به صورت یکجا برق ورودی کل ساختمان را از نوسانات ولتاژ حفظ می کند. به این ترتیب نیازی نیست که برای تک تک دستگاه های برقی از محافظ معمولی استفاده شود. نوسان برق موجب کاهش عمر وسایل برقی و یا سوختن دستگاه می شود. یکی از مزایای نصب محافظ بعد از کنتور اینست که دیگر نیازی به خرید چندین محافظ معمولی نیست. به جای خرید جداگانه محافظ برق برای هر دستگاه، تنها لازم است تا یک محافظ برای برق ساختمان نصب کنید. هزینه نصب و نگهداری از محافظ برق ساختمان در طولانی مدت خیلی کمتر از محافظ های معمولی است. علاوه بر آن، کارایی این دستگاه نیز به مراتب بالاتر از محافظ معمولی است.
چه دستگاه هایی نیاز به محافظ برق دارند؟
از نظر اصولی همه دستگاه های برقی باید از محافظ برق استفاده کنند. یخچال فریزر، ماشین لباسشویی و ظرفشویی، لامپ ال ای دی و کم مصرف، آیفون تصویری، تلویزیون و ال سی دی، شارژر موبایل و دیگر وسایل کوچک و بزرگ برقی همگی نیاز به محافظ برق دارند. با توجه به تعدد دستگاه های برقی منزل معمولا برای خرید محافظ برق یخچال یا کامپیوتر و دستگاه های گرانقیمت اقدام می شود و بقیه دستگاه ها بدون محافظ رها می شوند.
برای مثال کسی برای آیفون تصویری از یک دستگاه نوسان گیر و محافظ برق استفاده نمی کند در واقع امکان اتصال محافظ یا ترانس مجزا برای آیفون و درب بازکن های برقی وجود ندارد. نوسنات برق می تواند روی همه لوازم بزرگ و کوچک برقی تاثیر نامطلوب داشته باشد. در ساختمان هایی که فاقد دستگاه ترانس و محافظ برق ساختمان هستند به ناچار برای وسایل برقی پر کاربرد و گران قیمت از محافظ برق معمولی استفاده می شود. گاه چند دستگاه به طور مشترک از یک محافظ استفاده می کنند.
محافظ الکتریک چه تفاوتی با چند راهی دارد؟
وقتی تعداد پریزهای برق برای وسایل مورد نظر کافی نباشد می توان از چند راهی برای اتصال دستگاه های بیشتر استفاده کرد. چند راهی ها امکان استفاده هم زمان چند وسیله برقی از یک پریز برق را فراهم می کنند. برخی از این دستگاه ها دارای سوییچ های قطع کننده مدار برق هستند اما حالت محافظ الکتریکی ندارند. با این کلیدهای قطع و وصل می توان برا الکتریکی روی دستگاه و یا هر پریز اضافی را قطع یا برقرار کرد. در صورت نوسانات احتمالی برق، حتی با وجود اتصال چند راهی همیشه امکان سوختن وسایل برقی هست. چند راهی هیچ سیستمی برای قطع اتومات مدار ندارد.
محافظ الکترونیک می تواند یک چند راهی با چندین پریز جداگانه باشد. اما تفاوت اینجاست که در محافظ الکتریک، مدارهای داخلی جهت حفاظت از وسایل برقی در برابر ولتاژ زیاد نصب شده است. این دستگاه ها شاید به ظاهر شبیه به چند راهی باشند ولی از نظر مدارات داخلی در برابر افزایش ولتاژ واکنش نشان می دهند. محافظ های الکتریک معمولی کارایی بهترین محافظ برق ساختمان را دارند با این تفاوت که تنها دستگاه های متصل را ساپورت می کنند. این دستگاه های کوچک قادرند توان زیاد ورودی را ردیابی کرده و با قطع مدار از آسیب دیدن وسایل برقی متصل به محافظ جلوگیری کنند.
بهترین محافظ برق ساختمان کدام است؟
به طور کلی همه این دستگاه ها کارایی مشابهی دارند. ترانس، استابلایزر و تجهیزات محافظ الکتریک ساختمان مدار برق داخلی را از نوسانات برق حفظ می کنند. دستگاه های برقی ساختمان در برابر افت فشار برق و یا افزایش ولتاژ در امان هستند و دچار آسیب نمی شوند. افزایش شدت جریان موجب سوختن دستگاه شده و افت ولتاژ هم راندمان دستگاه را به شدت کاهش می دهد. برای انتخاب محافظ مناسب باید با توجه به شرایط محیط و کاربری ساختمان تصمیم گیری کرد.
برای منازل مسکونی، نصب استابلایزر و ترانس خانگی در کاهش آسیب به وسایل برقی و افزایش طول عمر لوازم برقی پیشنهاد می شود. در ساختمان های اداری به دلیل استفاده از وسایل برقی ارزشمند و حساس حتما لازم است تا محافظ استفاده شود. با توجه به تعدد دستگاه ها در ادارات پیشنهاد می شود حتما در ورودی برق ساختمان و بعد از کنتور، نصب استابلایزر اداری انجام شود. تجهیزات محافظ برق ساختمان برای برق تک فاز و سه فاز قابل نصب است. برای کارخانه ها و اماکن صنعتی از محافظ های ویژه و استابلایزر صنعتی استفاده می شود. این تجهیزات از دستگاه های الکترونیک بزرگ به خوبی محافظت می کنند.
آیا تجهیزات محافظ برق ساختمان قابل تعمیر است؟
محافظ الکترونیک و همه تجهیزات و متعلقات آن در معرض آسیب هستند. ایراد و خرابی لوازم الکتریکی موضوعی دور از ذهن نیست. البته انواع محافظ الکتریک را می توان تعمیر کرد و مجدد مورد بهره برداری قرار داد. تعمیرات این دستگاه توسط نیروی متخصص و برقکار حرفه ای انجام می شود. سیستم ظریف و پیچیده ای در این تجهیزات وجود دارد که می بایست توسط یک فرد کاربلد تعمیر شود. اگر در این زمینه تجربه ای ندارید هرگز اقدام به تعمیر محافظ برق نکنید. مدار کنترل فاز و نول استابلایزر، فیوز، میکروسوییچ ها، خازن، ترانس و …… همگی می توانند دچار ایراد شوند. عیب یابی و تشخیص علت خرابی محافظ نیاز به تخصص دارد
حفاظت الکتریکی در حالات مختلف
منظور از حفاظت الکتریکی عبارت است از اقداماتی که باید در تأسیسات الکتریکی به عمل آورد تا اینکه خطرات ناشی از جریان برق باعث صدمه زدن به اشخاص، حیوانات، دستگاه ها، مولدها، مصرف کننده ها و سیم های حامل جریان نگردد.
۱– حفاظت سیم ها و کابل ها
تمامی سیم های و کابل ها باید در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت شوند برای حفاظت سیم در برابر اضافه بار می توان از کلیدهای حرارتی (بی متال) و یا فیوزهای ذوب شونده استفاده نمود.
۲– حفاظت مصرف کننده ها و دستگاه ها الکتریکی
مصرف کننده ها و دستگاه های الکتریکی باید در مقابل خطاهای احتمالی از قبیل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت شوند جهت حفاظت این دستگاه ها معمولاً قبل از مصرف کننده یا دستگاه مورد نظر از فیوزهای ذوب شونده و کلیدهای مغناطیسی یا حرارتی که مطابق با جریان نامی آن دستگاه انتخاب شده استفاده می شود.
۳– حفاظت اشخاص
یکی از مهمترین نکاتی که باید در قسمت حفاظت الکتریکی به آن توجه نمود مسئله برق گرفتگی انسان است. هر اضافه جریان احتمالی که در قسمت های برق دار ایجاد شود، نباید موجب خسارت یا صدمه به اشخاص یا دستگاه ها و وسایل شود. بنابراین حفاظت در برابر اضافه جریان ضروری است و به یکی از روش های زیر صورت می گیرد:
- از طریق قطع خودکار تغذیه هنگام بروز اضافه جریان قبل از رسیدن اضافه جریان به میزان خطرناک (با توجه به مدت زمان برقراری اضافه جریان)
- ایجاد محدودیت برای حداکثر اضافه جریان به میزان بی خطر (با توجه به مدت زمان برقراری اضافه جریان)
انواع خطاهای ناشی از جریان برق
خطاهای ناشی از جریان برق را عمدتا به ۳ دسته می توان تقسیم نمود:
۱- اتصالات بدنه که عبارت است از اتصال یکی از سیم های جریان برق به بدنه دستگاه.
۲- اتصال کوتاه که عبارت است از اتصال ۲ سیم لخت که نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشند به یکدیگر.
۳- اتصال زمین که عبارت است از اتصال یکی از سیم های حامل جریان به زمین.
خطاهای گفته شده در بالا معمولاً به دو صورت کامل و ناقص می تواند اتفاق بیافتد اگر چنان چه اتصال کامل باشد به این معنی است که در محل اتصالی مقاومت وجود ندارد و جریان زیاد از این نقطه عبور می کند. اما اگر اتصال ناقص باشد در محل اتصالی مقاومتی وجود دارد بنابراین جریان خط نسبت به حالت قبل کمتر است. این نوع اتصالی اغلب خطرناک است زیرا به راحتی قابل تشخیص نیست در هر مورد از خطاهای گفته شده باید سیستم حفاظتی خاصی به کار برد.
اغلب برق گرفتگی در مواقعی که پوشش سیم های برق پاره شده و یا معیوب بوده و یا شکافی در آن ایجاد شده باشد اتفاق می افتد. همچنین، ممکن است پوشش سیم های داخلی موتورها با دستگاه های الکتریکی سائیده یا سوخته شود و در اثر تماس با بدنه دستگاه خطراتی ایجاد کند. این مورد بیشتر در موتورهای الکتریکی یا دستگاه هایی که متحرک باشند پیش می آید. اگر شدت جریان عبوری از بدن ۳۰ میلی آمپر تجاوز کند در هنگام عبور جریان الکتریکی از بدن خطرناک خواهد بود. مقاومت بدن فرد در مقابل عبور جریان الکتریکی متفاوت است و از ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ اهم و بیشتر است.
این اختلاف مقاومت به طبیعت فرد و شرایط محیطی که در آن قرار گرفته بستگی دارد. به طور مثال اگر پوست فرد خشک باشد مقاومت بدنش در مقابل عبور جریان الکتریکی بیشتر از زمانی است که پوست وی مرطوب است. در شرایط نامناسب و در مواردی که تدابیر حفاظتی کامل اتخاذ نشده باشد، یک اختلاف پتانسیل ۱۵ تا ۲۰ ولت ممکن است برای شخص خطرناک باشد ، البته مدت عبور و نوع جریان الکتریکی نیز در شدت برق گرفتگی دخالت دارد.
اگر در دستگاه هایی که با فشار ضعیف (۲۴ ولت) کار می کنند اتصال بدنه به وجود آید ممکن است به افرادی که به جریان الکتریکی حساسیت دارند، آسیب برساند. زیرا اگر مقاومت بدن فرد در حدود ۵۰۰ اهم باشد جریانی معادل ۰/۰۴۸ آمپر از بدن عبور کرده و چون میزان آن از حد ۰/۰۳۰ آمپر بیشتر است خطرناک است.
روش های کنترل خطرات ناشی از اضافه جریان
وقتی میزان جریان از مقدار نامی تجهیزات با سیم کشی فراتر رود، خطر به وجود می آید. در این حالت سیم کشی مدار، تجهیزات با ابزار نمی تواند جریان را بدون گرم شدن یا حتی ذوب شدن حمل کند. نه تنها سیم کشی با ابزار آسیب خواهند دید، بلکه درجه حرارت زیاد هادی می تواند باعث حریق شود. برای پیشگیری از این اتفاق، یک دستگاه محافظت کننده از جریان زیاد (قطع کننده مدار یا فیوز) در مدار باید استفاده شود.
این دستگاه در صورتی که جریان بیش از جریان نامی تجهیزات با سیم کشی تشخیص دهد به طور خودکار مدار را قطع می کند. ازدیاد جریان می تواند به علت بار زیاد، مدار اتصال کوتاه یا عیب زمین باشد. دستگاه های محافظ در برابر ازدیاد جریان برای حفاظت تجهیزات و ساختمان در برابر حریق طراحی شده اند. این دستگاه ها نمی توانند فرد را در مقابل شوک الکتریکی محافظت کنند. در صورتیکه آمپراژ درمدار خیلی بالا باشد، این دستگاه جریان را قطع می کند. یک قطع کننده مدار یا فیوز مقادیر نسبتاً کوچک جریان را که می تواند باعث جراحت یا مرگ شود، متوقف نخواهد کرد.
یعنی قطع کننده یا فیوز خانگی تا زمانی که جریان به بیش از ۲۰ آمپر نرسد، مدار را قطع نمی کند (با عبور ۲۰ میلی آمپر (ramps 0/2) از قفسۀ سینه، مرگ می تواند اتفاق بیافتد). دستگاه های محافظ جریان زیاد مجاز نیستند در نواحی که در معرض آسیب های فیزیکی یا محیط های پر مخاطره قرار می گیرند، نصب شوند. این دستگاه ها ممکن است گرم و گهگاهی جرقه بزنند که سبب حریق با انفجار در مناطق خاص شوند. اگر یک دستگاه محافظ جریان زیاد، مدار را قطع کند ممکن است به علت وجود مشکل در طول مدار باشد. (در مورد قطع کننده های مدار، فعال شدن مکرر ممکن است مشخص کند که قطع کننده معیوب است). وقتی قطع کننده مدار فعال و یا فیوز ذوب شود علت را باید جستجو نمود.
قطع کننده ی مدار نوعی دستگاه محافظ جریان زیاد و یک نوع سوئیچ خودکار است که در مدار قرار می گیرد. زمانی قطع کننده مدار فعال می شود که جریان خیلی زیادی از آن عبور کند. قطع کننده نباید به طور منظم برای روشن یا خاموش کردن منبع تغذیه در مدار به کار رود مگر اینکه برای این منظور طراحی و با علامت SWD مشخص شده باشد.
فیوز ها ساده ترین و قدیمی ترین وسایل حفاظتی هستند. فیوزها سیم هایی از جنس به خصوص با سطح مقطع کوچک هستند که به طور متوالی در مدار برقی قرار می گیرند. اندازه سیم فیوز طوری انتخاب می شود که جریان نامی، مدار را بدون ایجاد حرارت خارج از حد و ذوب شدن حمل کند و در صورتی که به دلیل بار اضافی با اتصال کوتاه، جریان از حد مجاز افزایش یابد، سیم فیوز گرم و بالاخره ذوب شده و مدار را قطع کند. بار اضافی کم و کوتاه مدت معمولاً صدمه ای به مدار و وسایل وارد نمی کند و لزومی به قطع مدار توسط فیوز نیست، لیکن در موارد اتصال کوتاه، فیوز باید به سرعت عمل کرده و مدار را قطع کند.
حفاظت در برابر اتصال کوتاه
با اتصال کوتاه دو هادی غیر عایق به یکدیگر، اتصال کوتاه رخ می دهد. در این حالت مقاومت نزدیک به صفر می شود. این جریان چندین برابر جریان کاری عادی است. جریان ایجاد شده هنگام بروز اتصال کوتاه باید بلافاصله قطع شود. به طور کلی جریان اتصال کوتاه در یک مدار معیوب در اثر اتصال یک یا چند هادی از مدار که در حالت عادی دارای اختلاف پتانسیل مختلف هستند، از طریق امپدانس بسیار کم به هادی های دیگر بروز می کند. در ضمن جریان اتصال کوتاه معمولاً از ارت عبور می کند. بنابراین باید حتماً به طراحی صحیح هادی حفاظتی PE (ارت) دقت نمود. هادی های هم بندی و هادی های ارت و دیگر قطعاتی که به منظور هدایت جریان اتصالی پیش بینی شده اند باید جریان را بدون ایجاد دمای زیاد هدایت کنند.
استفاده از رله مغناطیسی جهت حفاظت اضافه جریان در هنگام اتصال کوتاه
جهت قطع سریع جریان هنگام بروز اتصال کوتاه از رله مغناطیسی و تجهیزاتی که در ساختار خود دارای رله مغناطیسی هستند استفاده می شود. رله های مغناطیسی از یک هسته آهنی به همراه سم پیچی به دور آن تشکیل شده است، که این سیم پیچ ها سر راه فاز قرار می گیرند. عبور جریان اتصال کوتاه از سیم پیچ ها باعث ایجاد میدان مغناطیسی شدیدی می شود که حرکت هسته آهنی و در نهایت حرکت اهرم قطع را به دنبال دارد. تیغه قطع نیز در مدار مانند شستی STOP عمل می کند. رله های مغناطیسی به همراه رله های حرارتی در کلیدهای مینیاتوری، کلیدهای اتوماتیک کمپکت و … وجود دارند.
تفاوت اضافه بار و اضافه جریان
هنگامی که تعداد وسایلی که در یک مدار کار می کنند زیاد شود و یا یک دستگاه بالاتر از میزان طراحی شده، جریان بکشد اصطلاحاً اضافه بار ایجاد شده است. به طور مثال یک موتور که در شرایط عادی ۱۰ آمپر جریان مصرف می کند، در شرایط اضافه بار ۲۰ تا ۳۰ آمپر جریان بکشد. این جریان باعث داغ شدن موتور می شود و در صورتی که رله اضافه بار باعث قطع مدار نشود، موتور در کوتاه مدت آسیب دچار آسیب می شود.
جریان اضافه بار در یک مدار سالم ممکن است به دلایلی مانند اشتباه در محاسبه و انتخاب نادرست تجهیزات مدار در طراحی و اجرا، رشد بار با گذشت زمان، اشکال در دستگاه (به طور مثال افزایش اصطکاک در یاتاقان ها) و … ایجاد شود. اما اضافه جریان ناشی از خطای دستگاه و یا اتصالی سیم با بدنه یا اتصال کوتاه یا اتصال به زمین است.
اضافه بار موقتی هنگام جریان راه اندازی
جریان راه اندازی موتورهای الکتریکی بیشتر از مقدار جریان نامی موتور است. کلید حفاظتی که به منظور حفاظت موتور انتخاب می شود باید بتواند جریانی اضافه تر از مقدار نامی را برای مدت کوتاه از خود عبور دهد. در غیر این صورت با هر دفعه راه اندازی موتور، مدار قطع شده و موتور از مدار خارج می شود. رله های اضافه بار برای استفاده وسایل موتوری که نیاز به جریان راه اندازی دارند، استفاده می شود و دارای ویژگی های زیر هستند:
- اضافه بارهای موقتی ناشی از راه اندازی بدون قطع مدار می توانند عبور کنند.
- اگر جریان در یک زمان معین از جریان نامی بیشتر شود، تریپ کرده و مدار را باز می کنند.
- پس از برطرف شدن اضافه بار ریست می شوند.
کلید مینیاتوری مناسب حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار
کلید مینیاتوری اشنایدر یا کلید اتوماتیک مینیاتوری در اصل نوعی کلید خودکار است که هر دو مشخصه قطع کنندگی زیر بار و مجزا کنندگی را دارد و وظیفۀ آن قطع مدار در زمان اتصال کوتاه یا اضافه بار است. کلید مینیاتوری از سه قسمت رله مغناطیسی برای حفاظت اتصال کوتاه، رلۀ حرارتی یا رلۀ بی متال برای حفاظت اضافه بار و مجزا کننده تشکیل شده است. این کلید از دو قسمت مغناطیسی (جریان زیاد در مدت زمان کم) و حرارتی (افزایش تدریجی جریان) تشکیل شده است.
کلیدهای مینیاتوری کلاس C از جمله کلیدهایی هستند که مناسب حفاظت وسایل موتوری هستند. این کلیدها جریان بیشتر از ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی را قطع می کنند. یعنی به عبارتی جریان راه اندازی موتور را تحمل می کنند.
کلید حرارتی یا بی متال برای حفاظت در برابر اضافه بار
یکی دیگر از قطعاتی که تجهیزاتی مانند موتور را در برابر اضافه بار محافظت می کند رله بی متال است. ساختار کلید بی متال متشکل از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت است که با عبور جریان و افزایش انبساط طولی یکی بیشتر از دیگری است و دو فلز خم شده و در نتیجه این حرکت به اهرم قطع منتقل می شود و مدار را قطع می کند.
کلید محافظ موتور و حفاظت اتصال کوتاه و اضافه بار
این کلید از جمله قطعاتی است که موتور را در مقابل اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می کند. در صورت افزایش جریان به بیشتر از میزان تنظیم شده، رله حرارتی عمل نموده و مدار را قطع می کند که این عمل سریع و در مدت زمان کوتاه صورت می گیرد.
کلید محافظ موتور (رله حرارتی-مغناطیسی) اشنایدر الکتریک
تشخیص جریان نشتی با رله ارت فالت (رله نشتی جریان)
رله ارت فالت به منظور آشکارسازی و فرمان قطع مدار در صورت بروز خطای اتصال زمین یا جریان نشتی به کار می رود. این رله به وسیله ترانس حلقوی کوربالانس جریان باقی مانده بیش از حد مجاز را تشخیص داده و در این حالت خروجی رله فعال می شود. رله شنت یا رله آندر ولتاژ، کنتاکتور یا کلید اتوماتیک در مسیر رله قرار می گیرند تا در صورت بروز خطا، مدار تغذیه را قطع کند. رله ارت فالت همراه ترانس جریان یا CT کوربالانس به صورت مکمل یکدیگر به کار می روند و جریان نشتی را تشخیص می دهند. با تشخیص نشتی جریان، رله ارت فالت عمل می کند و به کنتاکتور یا کلید اتوماتیک فرمان قطع می دهد.
حفاظت اشخاص در برابر برق گرفتگی ناشی از اضافه جریان
حفاظت در برابر برق گرفتگی را با روش های زیر می توان برای افراد ایجاد نمود:
هم بندی به منظور هم ولتاژ کردن:
در هر ساختمان هم بندی اصلی با اتصال الکتریکی هادی های ارت و نول و PEN، لوله های اصلی آب، گاز، لوله های فلزی اصلی رایزرها و لوله های فلزی تأسیسات، قسمت های اصلی فلزی فوندانسیون، الکترودهای اصلی و فرعی اتصال زمین به یکدیگر انجام می پذیرد. هم چنین هم بندی اضافی به منظور هم ولتاژ کردن، از طریق اتصال الکتریکی کلیه قسمت های فلزی قابل دسترس در محل، بدنه های فلزی دستگاه های برقی و غیر برقی و قسمت های هادی بیگانه به سیم ارت صورت می گیرد.
(حفاظت به وسیله اتصال دستگاه ها به یکدیگر با سیم هادی)
اگر دو یا چند دستگاه الکتریکی نزدیک به هم ، به علل مختلف مانند اتصال بدنه، دارای اختلاف پتانسیل گوناگونی شوند و دست کارگر در یک زمان به هر دو آنها تماس پیدا کند در این صورت با وجود مجهز بودن به کفش عایق جریان خطرناک از بدن کارگر عبور خواهد کرد. در واقع با هم بندی می توان شدت جریان عبوری دستگاه ها را به وسیله سیم هادی به یکدیگر متصل نمود تا در موارد بالا، اختلاف پتانسیلی بین آن ها وجود نداشته باشد.
حفاظت با استفاده از رله محافظ جان:
محافظ جان وسیله ای است که در ورودی تابلو ها به منظور حفاظت در برابر برق گرفتگی نصب شده و در صورت وجود اختلاف بین جریان فاز و نول دستگاه، عمل کرده و چنانچه اتصال بدنه در دستگاه ایجاد شود و به فرار جریان به زمین منجر گردد، میزان جریان نول دستگاه کمتر از جریان فاز خواهد شد. جریان فاز و نول در دو سیم پیچ که در جهت مخالف یکدیگر پیچیده شده، وارد می شوند در حالت عادی که اتصال بدنه وجود ندارد. جریان در هر دو سیم پیچ یکسان بوده، میدان مغناطیسی ایجاد نمی گردد، ولی در اثر اختلاف بین دو جریانی که در این دو سیم پیچ وارد می شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده و هسته مغناطیسی باعث قطع مدار می گردد.
حفاظت در برابر جریان از طریق سیستم اتصال زمین
اتصال به زمین (Grounding) عبارتست از اتصال سیستم الکتریکی به زمین توسط یک سیم. جریان اضافی و پراکنده (نشتی) از طریق این سیم به جزئی که در عمق زمین قرار دارد(الکترود زمین)، منتقل می شود. اتصال به زمین از ورود جریان ناخواسته به تجهیزات برقی جلو گیری می کند.
سیستم اتصال زمین
بعضی مواقع یک سیستم الکتریکی، ولتاژی بالاتر از آنچه که برای حمل آن طراحی شده است، دریافت می کند. این ولتاژهای بالا ممکن است از برخورد صاعقه، افزایش ناگهانی جریان یا تماس با خطوط ولتاژ بالا ناشی شوند. بعضی مواقع نقصی در دستگاه اتفاق می افتد که اجازه می دهد قسمت های فلزی لخت برق دار شوند. اتصال زمین به حفاظت افراد مشغول بر روی سیستم، خود سیستم و دیگران که از ابزار و تجهیزات استفاده می کنند، کمک می کند. اتصال به زمین مسیری را برای عبور جریان های ناخواسته که توسط ولتاژهای بالا تولید شده اند، ایجاد می کند.
الکترود زمین
الکترود زمین عبارت از یک قطعه جسم هادی است که در زمین قرار داده می شود و سیم زمین به آن متصل می شود. الکترودها به اشکال مختلف قائم، صفحه ای و افقی ساخته می شوند.
حفاظت توسط ترانسفورماتور یک به یک یا ایزوله
در این نوع حفاظت از یک ترانسفورماتور که نسبت تبدیل آن یک است استفاده می کنند، به عنوان مثال در شبکه ۲۲۰ ولت ولتاژ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور برابر با ۲۲۰ ولت است. در این نوع حفاظت اگر سیم فاز ثانویه ترانسفورماتور با بدنه فلزی دستگاه ارتباط پیدا کند و شخص نیز با بدنه دستگاه و زمین تماس برقرار کند هیچ گونه خطری متوجه فرد نمی گردد، زیرا سیم فاز ترانسفورماتور فقط با سیم نول ثانویه ترانسفورماتور دارای ولتاژ است. این ترانسفورماتورها در انواع سه فاز و تک فاز در جریان های ۱۰، ۱۶ و ۲۵ آمپر ساخته می شوند.
حفاظت توسط ولتاژ کم
از ولتاژهای کمتر از ۴۲ ولت برای حفاظت استفاده می شود و برای این منظور باید از یک ترانسفورماتور با دو سیم پیچ جداگانه استفاده نمود. از این نوع حفاظت می توان در اتاقک های فلزی، اسباب بازی و … استفاده نمود. همچنین برای محل هایی که احشام نگهداری می شوند و احتمال از بین رفتن سیم و یا جویدن سیم توسط احشام وجود دارد می توان از این روش استفاده نمود.
حفاظت به وسیله عایق کردن
در حفاظت توسط عایق کردن، تمام قسمت های در دسترس مصرف کننده را که در صورت اتصال بدنه می توانند نسبت به زمین ولتاژ داشته باشند عایق می نامند. همچنین با عایق کردن اطراف دستگاه ها مانند کف زمین و یا دیوار می توان ولتاژ تماس را نسبت به زمین حفاظت نمود. البته چنین حفاظتی را تنها می توان برای دستگاه هایی که در یک محل ثابت هستند، اجرا نمود.
به هرحال برای حفاظت کامل باید آموزش افراد کافی بوده و سیستم همیشه مورد تست قرار گرفته باشد. چک کردن دائم و مرتب دستگاه های الکتریکی از راه های ایمنی باید توسط افراد آموزش دیده انجام گیرد . چک کردن یعنی جواب دادن به سوالاتی از قبیل:
۱- آیا ولتاژ مجاز در صفحه مشخصات دستگاه با ولتاژ سیستم ما یکی است یا نه و اگر نه چه فرقی دارد؟
۲- آیا دو شاخه سالم و از نوع خوب است یا نه؟
۳- آیا سیستم سیم به هنگام خروج از دستگاه نسبت به بدنه فلزی آن با حلقه لاستیکی مقاوم حفاظت شده یا نه؟
۴- آیا سیم بطور کلی سالم است؟ پارگی یا زدگی ندارد؟
۶- آیا کلید خود دستگاه کلید قبل از پریز در حالت قطع قرار دارد یا نه؟
۷- آیا سیم بطور کلی بالاتر از ارتفاع سر کارگر در محل کار قرار دارد یا نه؟
چک لیست مکانیکی دستگاه الکتریکی
۱- آیا قبل از هرگونه کاری مثل تنظیم تیغه یا سفت کردن سه نظام و غیره دو شاخه از برق خارج شده است یا نه؟
۲- آیا در بدنه دستگاه شکستگی یا خرابی وجود دارد یا نه؟
۳- آیا قسمت های متحرک مثل مته ثابت شده اند یا نه؟
۴- آیا قسمت های چرخنده با دست به آرامی می چرخند؟
۵- آیا قطعه کار خوب نگهداری می شود؟
نحوه محافظت از برق ساختمان با کنتاکتور
به‌منظور محافظت از برق شما باید از یک محافظ و یک کنتاکتور استفاده کنید. استفاده از کنتاکتور به شما کمک می‌کند تا بتوانید فرآیند محافظت از برق را به بهترین شکل ممکن انجام دهید. این وسیله می‌تواند کار محافظت از برق را برای شما ساده کند. به‌منظور استفاده از کنتاکتور شاهد سه مدار مختلف هستیم. این مدارها برای برق تک فاز خانگی گزینه مناسبی هستند و می‌توانند مورداستفاده قرار بگیرند.
مدار فرمان
برای استفاده از مدار فرمان باید از یک سیم فاز به PH استفاده کرد و یک نول هم به N متصل شود. پس از انجام این کار یک سیم فاز باید به بخش ۱۵ که در تصویر مشخص‌شده و در بخش پایین محافظ است وصل شود. همچنین در گام بعدی باید یک سیم از A2 کنتاکتور به بخش ۱۸ محافظ متصل شود و در گام بعدی نیز یک نول هم به A1 برده شود. از این طریق به‌راحتی می‌توانید مدار فرمان محافظ را به کنتاکتور متصل کنید.
مدار قدرت
در بخش بعدی برای محافظت از برق ساختمان با کنتاکتور باید مدار قدرت کنتاکتور را متصل کنید. در این گام باید سه سیم از فیوز زیر کنتور را به بخش ورودی دستگاه کنتاکتور و قسمت‌های 1، 3 و 5 متصل کرده و همچنین از بخش‌های 2، 4 و 6 کنتاکتور هم سیم به جعبه فیوز برده و درنهایت نیز این سیم‌ها را جعبه‌فیوز به‌کل برق ساختمان متصل کنید. شاید برای شما هم جالب باشید که کاربرد کنتاکتور در تابلو برق را بدانید.
نکات مهم به‌منظور استفاده از کنتاکتور
نکته مهمی که باید به آن توجه داشته باشید این است که محافظ‌های معمولی دارای یک ورودی و یک خروجی هستند. در چنین شرایطی باید ورودی دو شاخه محافظ داخل پریز زده‌شده و خروجی هم به شکل پریز است که روی محافظ نصب‌شده و بر روی آن قرار می‌گیرد. برای نصب این دسته از محافظ‌ها باید برق به ورودی محافظ وصل شده تا محافظ روشن باقی بماند و خروجی هم که پریز روی محافظ است باید به‌صورت کامل و دقیق به کنتاکتور وصل شود.
در گام بعدی برای نصب ورودی در تابلو برق نیز به یک پریز تابلویی نیاز است تا این پریز داخل تابلو نصب شود. همچنین محافظ معمولی باید بر روی ریل داخل تابلو نصب‌شده تا بتوان از آن استفاده کرد. از سوی دیگر برای دو شاخه لازم است تا نیم متر سیم به دو شاخه وصل شده و دو شاخه را به پریز روی محافظ متصل کنید. از سوی دیگر آن سر سیم را نیز باید به دو شاخه متصل کرده و آن را به کنتاکتور وصل کنید. در این گام باید یک رشته به بخش A1 و یک رشته هم به بخش A2 وصل شود. سپس می‌توانید این محافظ را هم به کنتاکتور متصل کرده و از این طریق از کنتاکتور برای محافظت از برق ساختمان استفاده کنید.
با وجود این که شما می‌توانید از کنتاکتور استفاده کنید، پیشنهاد می‌شود که اگر تجربه‌ای در استفاده و نصب از کنتاکتور ندارید، برای اتصال این قطعه به سراغ افراد متخصص رفته و از افراد باتجربه و حرفه‌ای بخواهید تا کنتاکتور را متصل کرده و از این طریق از برق ساختمان محافظت کرد. این مسئله به شما کمک می‌کند تا به خوبی بتوانید از قطعات ایمنی برای افزایش امنیت ساختمان خود استفاده کنید.