نمونه سوالات پودمان 4 دانش فنی تخصصی پایه 12 رشته الکتروتکنیک

1. برای ناخالص کردن نیمه هادی های سیلیسیوم وژرمانیوم از کدام عناصر پنج ظرفیتی استفاده می شود؟ 6 مورد نام ببرید.
2. اتم اهداکننده چیست؟
3. اتم پذیرنده چیست؟
4. دیود چیست؟
5. هرگاه پتانسیل پایه آند دیود دریک مدار الکتریکی مثبت تر از پتانسیل پایه کاتد باشد، چه اتفاقی برای دیود می افتد؟
6. در بایاس مخالف دیود ... می باشد و مانند .... عمل می کند و .... از آن عبور ...... .
7. فرکانس کار چیست؟
8. حداکثر ولتاژ معکوس دیود را تعریف کنید.
9. حداکثر ولتاژ معکوس PIV دیود معمولی چقدر است؟
10. برای تحمل ولتاژ باالتر .... دیود را با یکدیگر با شرایطی ..... می کنند.
11. مقدار جریان قابل تحمل دیود توسط ..... تعیین میشود.
12. دیود معمولی از ....A الی 0000A ساخته شده و ...... عرضه شده اند.
13. چه زمانی بایدبرای دیود گرماگیر نصب می شود؟
14. مدار پل دیودی با ..... دیود ساخته می شود.
15. مدار پل سه فاز دیودی با .... دیود ساخته می شود.
16. صافی خازنی دامنه تغییرات ....... را کاهش می دهد.
17. شدت نور LED به ...... بستگی دارد.
18. ترانزیستور دارای سه پایه .... ، .... و .... می باشد.
19. ترانزیستور BJTچیست؟
20. بایاس ترانزیستور چیست؟
21. برای اینکه از ترانزیستور بتوان استفاده کرد باید .... کرد.
22. فرق ترانزیستور با یک کلید چیست؟
23. اگر بخواهیم به کمک ترانزیستور، یک رله را قطع و وصل کنیم بهتر است چگونه عمل کنیم؟
24. تحریک گیت چیست؟
25. تریستور چیست؟
26. در بایاس مخالف، حتی با تحریک گیت، .... سوئیچ نخواهد شد و همانند یک سوئیچ ....، قطع خواهد بود و از آند و کاتد جریان عبور ..... .
27. تریستور SCRچیست؟
28. هنگامی که IGBT قطع است .... و .... باید تحمل ولتاژی که برروی آنها قرار می گیرد را داشته باشند
29. VFD  چگونه دستگاهی است؟
30. 6 مورد از مزایای اینورتر را بنویسید.
31. وقتی یک موتور از طریق .... راه اندازی میشود اگر پارامترهای .... درست تنظیم شده باشند، ..... هرگز ....
32. اگر از خروجی .... جریانی بیش ازحد تحمل ..... عبور کند بالافاصله ..... انتقال توان به ..... را ..... و پیغام جریان اضافی ...... را صادر میکند.

نقشه كشي و نرم افزار

نقشه كشي و نقشه خواني ابزار اجراي پروژه است. بسياري از مواقع قبل از اجراي يك پروژه و سامانه با ترسيم نقشه مي توان به موانع اجرايي احتمالي آن پي برد. وبا استفاده از نقشه مي توان برآوردي از هزينه ها به دست آورد.

نرم افزار نيز قبل از اجرا اين فرصت را براي افراد ايجاد مي كند تا ديد كلي از فضاي انجام كار،متغيرها و خروجي ها پيدا كنند. فضاي نرم افزار با تغيير متغيرها و مطالعه خروجي هاي مختلف مي توان تصميم دقيق تري در مورد كار نهايي گرفت و شرايط را متناسب با محيط و محل انجام پروژه تعريف كرد .

ابتدا نقشه كشي همبندي، پلان همبندي فونداسيون و طبقات با اشاره به نحوه جوشكاري قطعات مختلف در همبندي ذكر شده و کارعملي دوم براي نقشه كشي خانه هوشمند تعريف و يك كار عملي براي سامانه خورشيدي آورده می شود .

نقشه کشی همبندی با میلگردهای اسکلت

نقشه كشي همبندي با توجه به پلان هايی كه داده می شود انجام مي گيرد. اين كار همراه با نكات فني همبندي است. پلان را به همراه جزئيات كار تكميل و ترسيم نماييد .مراحل كار به شرح زير است: 

1ـ رسم همبندی در فونداسيون

2ـ پلان همبندی طبقات

3ـ پلان همبندی سقف بام و پلان همبندی خرپشته

4ـ جزئيات همبندی روی يكی از ستون ها به صورت رايزر

5ـ تهيه نقشه جزئيات انواع اتصالات مي لگردها

6ـ جزئيات برای اتصال دهنده روی ستون ها

 

نقشه کشی ساختمان هوشمند KNX 

نقشه كشي ساختمان هوشمند شبيه نقشه كشي روشنايي برق ساختمان است. با اين تفاوت كه در اين نقشه كشي از قطعات نقشه كشي خانه هوشمند استفاده و نقشه هاي متفاوتي دارد. اين نقشه ها عبارت اند از: 

1ـ ترسيم سيم كشی ساختمان هوشمند روی پلان مربوط

2ـ نقشه تابلو برق ساختمان هوشمند

3ـ نقشه های رايزر در صورت لزوم

4ـ جزئيات اجرايی نصب سنسورها

برای ترسيم نقشه ها در زمينه پلان، علائمی كه KNX برای قطعات مختلف تعريف و معرفی كرده برای نقشه كشی پلان می تواند به كار گرفته شود. با توجه به اينكه اين علائم چهارگوش و نسبتا بزرگ هستند فقط می توانيد آنها رادر پلان نشان دهيد. برای ترسيم سيم كشی Bus و قدرت بايد از نمودًار ديگری بيرون از پلان استفاده كنيد. به همين منظور اين نوع نقشه كشی در بازار كار چندان رايج نيست و از علائم كوچك ديگری برای اين منظور استفاده می شود.

براي ترسيم اين نقشه ها روش كار به اين صورت خواهد بود. ابتدا لايه هايی را تعريف كنيد .يك لايه مربوط به خطوط Bus و لايه ديگر مربوط به برق اصلیpower و لايه ای را هم برای قطعات و ماژول ها در نظر بگيريد. برای نوشتن توضيحات فارسی و متن مطابق جدول 2 لايه لازم داريد.

ترسيم را روی پلانی شروع كنيد كه از قبل آماده كرده و زوايد آن را حذف كرده و در لايه plan  قرار داده ايد .

با توجه به اينكه مدارهاي Bus دارای ولتاژ 30 و لت و مدارهاي برق اصلی دارای ولتاژ 230 ولت هستند قاعدتاً بايد آنها را در دو پلان مجزا ترسيم كنيد. اين كار باعث مي شود مجريان پروژه دچار مشكل اجرايي نشوند.با توجه به تفاوت رنگ لايه های مربوط می توان آنها را روی يك پلان ترسيم و پلات گرفتن از نقشه اين كار را انجام داد. قبل از اين كار احتياج به يك جدول كوچك علائم شمای فنی داريد كه آن را مطابق جدول داده شده كنار پلان مربوط ترسيم نماييد.

نقشه های كار عملي فقط شامل مدارات Lighting )روشنايی( ، Dimming)افزايش و كاهش نور( ، Blind)كنترل پرده( ،HVAC )سرمايش و گرمايش و تهويه مطبوع) می باشد. با توجه به سناريوهايی كه در نظر گرفتيد كار رسم را انجام خواهيد داد، اما در ساختمان هوشمند با توجه به بحث كاهش مصرف انرژی و سيستم های حفاظتی مدارات و ارتباطات، سناريوهای ديگری را نيز می توان در نظر گرفت. براي ادامه كار مطابق مراحل زير عمل نماييد:

الف. ابتدا برای يك مدار روشنايی روی پلان مطابق مراحل نقشه كشی، چيدمان قطعات را انجام و ترسيم نماييد.

ب. مداربندي اين قطعات را باتوجه به مدار Bus و مدار power  انجام دهيد. انواع كليدها شامل ساده ،لمسی و تاچ را توسط مدار Bus بهم ارتباط دهيد. با توجه به مكان سنجي Bus كه در فصل ساختمان هوشمند ارائه شده است می توانيد ارتباطات را انجام دهيد. استفاده از ارتباطات ساده ساختمان های معمول و در اندازه كوچك توصيه می شود.

نقشه کشی سامانه خورشیدی

نقشه كشي سامانه فتوولتاييك بر خلاف دو كارعملی نقشه كشی قبل، روی پلان طبقات ساختمان انجام نمي شود. با توجه به مطالب مربوط به سامانه خورشيدي مي توانيد اين نقشه ها را ترسيم كنيد:

1ـ پلان بام ساختمان سامانه PV  

2ـ نمودار تك خطی سامانه PV

هر چند چيدمان پنل ها و آرايه های خورشيدي روی پلان بام و همچنين نحوه سيم كشی آنها به همراه چيدمان ساير قطعات به عنوان نقشه كار، برای نصابان لازم و مفيد است اما صرفا ديدن يك پلان بام بدون حضور در محل و بررسي موقعيت و مختصات، شرايط و امكانات نصًب، نمی تواند نقشه كشی مناسبی را به همراه داشته باشد. برای توجيه و امكان سنجي سامانه هاي PV علاوه بر نرم افزار اتوكد كار عملی با نرم افزار meteo و PVSyst آمده است. با استفاده از اين نرم افزارها مي توانيد مطالعات كافی برای ارائه نقشه و نوع سامانه تهيه كنيد و به عنوان مستندات طراحی ارائه دهيد .

براي رسم نقشه، ابتدا علائم را ترسيم نموده و در ادامه با توجه به لايه های مربوط سيم كشی را نيز انجام داده و نقشه تك خطی را تكميل نماييد. به مسير سيم كشي قطب مثبت و منفي و سيم كشي اتصال زمين توجه كنيد.

نرم افزار

براي برنامه ريزي،نصب و بهره برداري از سيستم هاي فتوولتاييك نياز است تا ابتدا برآورد و نيازسنجي تابش نور خورشيد از موقعيت و محل نصب سامانه وجود داشته باشد. و ضروري است تا نقشه اوليه از پلان چيدمان و جانمايي قطعات و سيم كشي قطعات سامانه انجام شود. آيا قابليت تشخيص مقدار تابش خورشيد بدون وسيله اندازه گيري وجود دارد؟ آيا مي توان نمونه هاي واقعي تجهيزات سامانه را انتخاب كرد و توان خروجي را به دست آورد؟

ابتدا با نرم افزار meteo نيازسنجي محلي وضعيت تابش نور خورشيد در محل نصب سامانه و مقايسه آن در شهرهاي مختلف كشورمان ايران انجام مي شود، و نرم افزار PVSYST معرفي شده و امكانات و قابليت هاي آن براي برآورد توليد و مصرف انرژي الكتريكي توسط سامانه فتوولتاييك مستقل از شبكه بررسي مي شود.

از اهداف توسعه سامانه هاي خورشيدي، حركت به سمت توليد انرژي الكتريكي توسط سامانه فتوولتاييك نصب شده روي ساختمان است. ساختمان هايي كه مصرف انرژي الكتريكي مورد نياز خود را به طور مستقل تأمين مي كنند BIPV: Building Integrated PV:

نيازسنجي ميزان توليد انرژي الكتريكي توسط ساختمان هاي سبز چه به صورت مسطح يا شيرواني ضروري است.

در ساختمان هاي با بام شيرواني زاويه نصب مدول خورشيدي بايد در جهت بيشترين تابش نور خورشيد باشد تا بازده خروجي سامانه داراي مقدار قابل ملاحظه و مقرون به صرفه باشد .

ـ امکان سنجي تابش خورشید با نرم افزار Meteo Syn

از ملزومات مورد نياز هنگام نصب و راه اندازي سامانه فتوولتاييك تعيين شدت تابش نور خورشيد در محل و تعيين دقيق عرض جغرافيايي آن محل است. براي تعيين اين دو پارامتر مي توان از نرم افزار Meteo Syn استفاده كرد.

بعد از نصب نرم افزار و اتصال به شبكه اينترنت در قسمت map نرم افزار، كشور و شهر مورد نظر قابل انتخاب است.

از قابليت هاي ديگر اين نرم افزار مرتب كردن شهرهاي هر كشور در قسمت List از لحاظ ميزان تابش نور مقدار تابش خورشيد  است. با حسب 2mمرتب kwh است.

بعد از پيدا كردن شهر و محل مورد نظر نصب سامانه مي توان با افزايش مقدار بزرگنمايي نرم افزار، موقعيت جغرافيايي دقيق تري را پيدا كرد.  تعيين عرض جغرافيايي براي تنظيم زاويه نصب مدول هاي خورشيدي اهميت دارد .

نرم افزار PV syst 

نرم افزار PVSyst نرم افزاري توانا براي شبيه سازي سامانه هاي فتوولتاييك متصل و مستقل از شبكه است. بسياري از طراحان و پژوهشگران انرژي خورشيدي شبيه سازي را لازم و مطالعه رفتار سامانه را با اين نرم افزار انجام مي دهند. با استفاده از اين نرم افزار و مهارت در به كارگيري مي توان برآورد دقيقي از انتخاب قطعات سامانه و خروجي توان الكتريكي آن به دست آورد.

الف( گزينه طراحي مقدماتي) Preliminary design: براي بررسي ابتدايي و سريع سامانه قابليت دارد.

ب( گزينه طراحي پروژه) Project design: براي بررسي دقيق تر و تخصصي تر سامانه متصل و مستقل از شبكه، پمپ چاه آب و بار جريان مستقيم كاربرد دارد.

ج( پايگاه داده ها) Data bases: در بانك اطلاعات و محل تعريف موقعيت جغرافيايي و تجهيزات سامانه كاربرد دارد .

د( ابزار) Tools: تعريف قطعات مورد نياز سامانه از اين قسمت انجام مي شود .

 

تعریف جهت و زاویه نصب مدول خورشیدي

الف( زاویه نصب )tilt: زاويه نصب مدول خورشيدي مطابق با عرض جغرافيايي كه قبلاً از نرم افزار meteo استخراج شده قابل دسترسي است.

ب( جهت نصب )Azimith: جهت نصب مدول خورشيدي ايران هميشه به سمت جنوب بوده ومقدار آن صفر است .

انتخاب بهينه جهت نصب و زاويه باعث كمترين تلفاتOptimum Loss by respect to و بيشترين تابش نور خورشيد با ضريب انتقال مناسب خواهد بود.

نتایج نهایي 

پس از وارد كردن مصرف كننده ها و تعيين جهت و زاويه نصب مدول با كليك رويResults نتايج نهايي تحليل نرم افزار بررسي می شود. منحني هاي ميله اي قرمز و سبز که منحني هاي قرمز، توان توليدي در دسترس توسط سامانه خورشيدي و منحني سبزرنگ مقدار توان الكتريكي مورد نياز مصرف كننده را به تفكيك 12 ماه سال نشان داده است.

توان آرايه وات، ظرفيت باتري آمپر ساعت، قيمت تمام شده يورو پروژه و ارزش انرژي توليد شده يورو بر كيلو وات ساعت نتايج نهايي تحليل قطعات سامانه براي بارهاي تعيين شده است.

طراحي پروژهProject design: در قسمت طراحي پروژه، شاخه هاي زير براي تعيين و شبيه سازي قطعات سامانه تعريف شده است . الف( سامانه متصل به شبكه)  ConnectedـGrid ب( سامانه مستقل از شبكه) Stand aloneج( سامانه پمپ چاه آب) Pumpingد( بار جريان مستقيم) DC Grid.

طراحي پروژه از نظر ارائه جزئيات قطعات سامانه از طراحي مقدماتي مفصل تر و پيشرفته تر است. در اين حالت نوع و مدل قطعات اصلي نظير مدول خورشيد، كنترل شارژ، باتري قابل تعيين و شبيه سازي است .

البته مراحل اوليه ورود اطلاعات با حالت طراحي مقدماتي مشابه است .

ـ سامانه مستقل از شبکه stand alone

الف. تعیین پروژه: در اين صفحه داده هايي شامل نام پروژه، تاريخ ورود اطلاعات، تعيين پارامترها و بارگذاري پروژه قرار دارد. اولين كار صفحه تعريف پروژه جديد New project است.

سامانه مستقل از شبكه مجهز به باتري بوده و در فواصل عدم تابش نور خورشيد انرژي ذخيره شده را به مصرف كننده منتقل مي كند. اگر سامانه متصل به شبكه Grid Connected به جاي سامانه جدا از شبكه در اين قسمت انتخاب شود علاوه بر قطعات سامانه جدا از شبكه مبدل يا اينورتر نيز بايد انتخاب شود .

ب. متغیرهاي سامانه: متغيرهاي سامانه از مهم ترين پارامترهاي ورود اطلاعات به نرم افزار است. در نيمه پائين صفحه اين متغيرها براي شبيه سازي در دو حالت اجباري man Iatory و انتخابيOptional تعريف شده است.

بعد از وارد كردن نام پروژه و تاريخ شبيه سازي از گزينه Site and Meteo، مطابق فعاليت هاي قبل شهر و منطقه محل سامانه تعيين شود. اگر شهر مورد نظر در اين قسمت وجود نداشت از گزينه Open مي توان كشور و شهر مورد نظر را براي نرم افزار تعريف كرد. براي امكان سنجي بهتر مي توان از نرم افزار Meteo Syn استفاده كرد .

بعد از تعريف سامانه و نام گذاري حتماً آن را ذخيره كنيد وگرنه هر بار مجبور به ورود مجدد داده هاي اوليه خواهيد شد .

از گزينه هاي اين صفحه گزينه Show all Meteo available است. اين گزينه به معني نشان داده كليه مشخصه هاي نرم افزار امكان سنجي meteo براي محل نصب است با انتخاب اين گزينه و كليك روي دكمه Open ارائه مي شود. بازه زماني و تاريخ مورد نظر در قسمت Dates قابل تعريف است .

براي بررسي وضعيت جغرافيايي و دسترسي به داده هاي Meteo اتصال به شبكه اينترنت ضروري است .

از ديگر گزينه هاي متغير سامانه جزئيات تلفات Data losses و گزينه هاي افق خورشيد Horizon،  سايه اندازي Newz Shading و ارزيابي اقتصادي elonomic eval است.

اگر شهر مورد نظر در ليست Meteo file نرم افزار نباشد مي توان از گزينه پايگاه داده ها يا data bases شهر مورد نظر را تعريف كرد .

 انتخاب باتري:

براي تعيين باتري از قسمت Storage مي توان نوع باتري را متناسب با مقدار مصرف پيشنهاد داد .

و در قسمت بعد PV Arrey مدول خورشيدي براي سامانه تعريف مي شود.

مشخصات باتري انتخاب شده با مدول خورشيدي و با كنترل شارژ نيز بايد سازگار باشد. وگرنه درگوشه صفحه پيام هشدار و خطا داده مي شود.

بعد از تعريف باتري ها، نرم افزار درخواست معرفي مدل و نوع مدول خورشيدي و به دنبال آن دستگاه كنترل شارژ خواهد داشت. با انتخاب صحيح كنترل شارژ كه در مرحله بعد انجام مي شود پيغام خطا از پائين صفحه حذف مي شود .

با تعريف صحيح باتري و كنترل شارژ و مدول خورشيدي پيام خطا برطرف شده و مي توان اين انتخاب را براي شبيه سامانه تعريف كرد .

با تغيير توان مدول خورشيدي تعداد مدول هاي مورد نياز نيز تغيير خواهد كرد.

شبیه سازي: آخرين مرحله و چكيده اطلاعات فني سامانه است. در اين قسمت در يك نگاه مي توان به تفسير وضعيت شبيه سازي و انتخاب صحيح قطعات پي برد. با كليك روي گزينه Simulation شبيه سازي آغاز مي شود .

اگر انتخاب پارامترها و شرايط درست اتفاق افتاده باشد منحني شبيه سازي شده وضعيت مناسب تري نشان مي دهد.

اگر نياز به گزارش گيري از پروژه با فرمت Pdf و چاپ آنها باشد با كليك بر كليد Report گزارش گيري می شود.

 

نگهداري از سامانه فتوولتاييک مستقل از شبکه

 

سامانه هاي فتوولتاييک اهميت بالايي دارد و در پايش و نگهداري اين سامانه بايد مدنظر قرار گيرد. هزينه نگهداري سامانه هاي خورشيدي ازهزينه نصب بسيار کمتر است.

مقدمه

سامانه هاي فتوولتاييک در مقايسه با ديگر مولدهاي الکتريکي نياز به نگهداري کمتري دارند. نگهداری از سامانه فتوولتاييک تأثير مستقيم بر راندمان خروجی و طول عمر دارد.  اتصالات همبندي و صاعقه گير در بازه 20 ساله نصب مي شود.

براي عملکرد بهينه سامانه، بررسي دوره اي عملکرد قطعات و اتصالات جزء نگهداري از سامانه فتوولتاييک است.

نگهداري از سامانه به دو دسته تقسيم مي شود.

1ـ نگهداري از طريق مشاهده         

موارد زير از نوع نگهداري از طريق مشاهده است:  

 بررسي کابل ها به دليل قرار گرفتن در معرض آفتاب، باران و باد و اتصالات مدول خورشيدي .

 تميزي و سلامت صفحه مدول .

 تهويه اينورتر و کنترل شارژ

2ـ نگهداري از طريق تست و اندازه گيري موارد زير از نوع دوم نگهداري است:

 ثبت ولتاژ و جريان خروجی پنل و مقايسه با مقادير مجاز .

 اندازه گيري ولتاژ بي باري و جريان اتصال کوتاه مدول خورشيدي .

سعي شده تا ترکيبي از هر دو نوع نگهداري آورده شود. نگهداري و پايش سامانه در توان بيشينه سامانه مهم است. عوامل متعددي باعث مي شود تا توان توليدي سامانه در عمل کمتر از مقدار نامي باشد .

اين عوامل عبارت است از:

سيستم های خورشيدی در مقايسه با سيستم های ديگر توليد انرژی، نياز به تعمير و نگهداری کمتری دارند. با اين حال تعمير و نگهداری مناسب سيستم های خورشيدی سبب افزايش مقدار انرژی قابل دريافت از سيستم نصب شده مي شود. بعضي از شرايط شامل همه اجزا مي شود. انجام فعاليت هاي زير براي تعمير و نگهداًري از پنل خورشيدي، کنترل شارژ و باتري بايد در دستور کار تعميرات و نگهداری قرار گيرد .

1ـ پنل خورشيدی

نگهداري پنل خورشيدي از طريق مشاهده مدول خورشيدي در نوع نصب قابل بررسي است .کيفيت و نوع نصب پنل ها در بازدهي سامانه مؤثر است.

همبندي در نصب آرايه هاي فتوولتاييک:

يکي از مراحل مهم نصب آرايه هاي خورشيدي همبندي پايه هاي فلزي و اينورتر است. اين کار به معني هم پتانسيل کردن قطعات فلزي و براي ايمني سامانه انجام مي شود. همبندي توسط تسمه فلزي قابل انعطاف انجام مي شود

حفاظت و اتصال زمين: هدف از زمين کردن سامانه فتوولتاييک اين است که اطمينان ايجاد شود که در هيچ شرايطي بين دو نقطه فلزي بي حفاظ سامانه ولتاژي القا نمي شود.

به منظور حفاظت افراد و دستگاه ها، استفاده از سيستم ارت و زمي نکردن تجهيزات مطابق روش های استاندارد1 ضروری است. سيستم زمين کردن به گونه ای طراحی شود که باعث ايجاد اضافه ولتاژی فراتر از مقدار نامی تجهيزات متصل شده به شبکه برق نشود و همچنين نبايد موجب اختلال در هماهنگی حفاظت خطای زمين در شبکه برق شود .

هزينه نگهداري سامانه فتوولتاييک نسبت به مولد هاي سوخت فسيلي بسيار کمتر است.

صاعقه گیر

رنگهای صاعقه

صاعقه ها که می توانند رنگهای رنگین کمان را شامل شوند که این رنگها حاشیه ای بر رنگ سفید مرکزی هستند . این رنگها معمولاً شامل رنگ های آبی ، زرد و بنفش هستند .

رنگ صاعقه میزان حرارت آنرا تعیین می کند . بنفش خنک ترین و سرخ داغترین رعدوبرق ها هستند .
 اما رنگ صاعقه به عوامل محیطی نیز بستگی دارد
 

بروز صاعقه آبی به معنی شرایط رگبار و تگرگ است .

بروز صاعقه قرمز به معنی بارش باران است .

بروز صاعقه زرد به معنی وجود گردوغبار زیاد در هوا است .

بروز صاعقه سفید به معنی خشکی و عدم رطوبت هواست و اغلب باعث آتش سوزی در جنگلها می شود .

 

صاعقه داغ و سرد

 

اکثر صاعقه ها در بازه زمانی در حدود چند میلی ثانیه اتفاق می افتند اما گاهی در طی یک یا چند صاعقه پی در پی ، جریان پیوسته ای در حدود 100 آمپر تامین می گردد . این نوع از صاعقه ها را اصطلاحاً صاعقه داغ می شناسند که اغلب باعث آتش سوزیهایی می گردد . اختلاف حرارت ناشی از صاعقه ها ی گرم و سرد ، از 8.300  تا 33000 درجه سانتیگراد متغیر است . این جریان پیوسته ، سالانه  باعث بیش از 10 هزار آتش سوزی در ایالات متحده می گردد .

شرایط جوی ایجاد صاعقه :

تحت شرایط اتمسفریک ، بارهای درون ابر یونیزه شده و از یکدیگر جدا می شوند. بدین صورت که بارهای منفی به سمت پایین ابر حرکت کرده و بارهای مثبت به سمت بالای ابر می روند و یا برعکس و پتانسیل الکتریکی درون بر به حدود میلیون ولت می رسد .

در سطح زمین نیز در یک شرایط مشابه ، این اثر با پلاریته مخالف ایجاد می شود . میدان الکتریکی بین قسمت پایین ابر و سطح زمین بسیار شدید گشته و یک تخلیه الکتریکی ایجاد می گردد که حاصل آن ، جریان رو به پائینی می باشد .وقتی این جریان تخلیه به سطح زمین می رسد ، یک جریان با بارهای مثبت رو به بالا ایجاد می نماید . وقتی این دو جریان با یکدیگر برخورد می کنند ، مدار تخلیه بسته گشته و جریان تخلیه ای بین 10 تا 200 کیلو آمپر تولید می شود .

    

حفاظت در برابر صاعقه :
برای ایجاد یک حفاظت مناسب ، نیاز به مجهز شدن به دو نوع حفاطت هستیم

 1 - حفاظت خارجی در برابر اصابت مستقیم صاعقه با استفاده از یکی از سه سیستم زیر :

• صاعقه گیر

• سیستم سیم هوایی

• سیستم مش

2 - حفاظت داخلی در برابر اضافه ولتاژ حاصل از صاعقه در مجاورت یا بر روی هادیهای شبکه الکتریکی می باشد. حفاظت خارجی و داخلی نیازمند یک سیستم طمین مناسب جهت تخلیه جریانات صاعقه است .

حفاظت خارجی :

1 - میله صاعقه گیر:
Air Terminaion System

صاعقه گیر باید سایر نقاط موجود ساختمان را مورد حفاظت قرار دهد و وظیفه آن ، جلوگیری از برخورد صاعقه به ساختمان و تخلیه جریان ساعقه به زمین است . جهت نصب باید به این نکات توجه داشت : قرار دادن صاعقه گیر بر روی دکل مربوطه - استفاده از یک یا چند هادی میانی - یک گیره تست برای هر هادی میانی جهت اندازه گیری مقاومت زمین - فاصله هادی میانی از اجسام فلزی باید 2 متر باشد - سیستم طمین جداگانه برای هر هادی میانی - هم پتانسیل سازی چاههای ارت .

2 - سیستم ترمینال سیم هوایی
Wire Termination System

این نوع حفاظت بصورت استفاده از یک یا چند سیم هوایی در بالای ناحیه مورد حفاظت است .این سیم ها از طریق دکل هایی در دو طرف ناحیه مورد نظر قرار گرفته و از همان طریق نیز به زمین متصل میشوند .
نکات لازم : یک یا چند سیم هادی هوایی - دو دکل جهت مهار کردن سیم - سیستم زمین جداگانه برای هر هادی میانی - هم پتانسیل سازی سیستم های زمین .

3 - سیستم ترمینال مش
Mesh Air Termination System

این سیستم شامل چندین میله مهار شده و متصل به یکدیگر است که تمامی این میله ها توسط هادی بهم وصل شده و به زمین نیز متصل می شوند .
نکات لازم : چندین میله مهار شده - یک شبکه متصل شده به میله ها - برای هر میله نیاز به یک هادی میانی است - هر هادی میانی نیاز به یک چاه ارت جداگانه دارد - هم پتانسیل سازی سیستم های زمین .

روشهاي فوق متعاقباً به تفصيل تشريح خواهند گرديد .

انواع صاعقه گیر

صاعقه گیر ها  از نظر نحوه عملکرد ، به دو نوع اصلی تقسیم می شوند : فعال و غیر فعال

صاعقه گیر های غیر فعال ( Passive )

صاعقه گیرهایی که بر اساس شکل و خاصیت فیزیکی متضمن تشدید پدیده هایی مثل اثر میله نوک تیز ( Point Effect ) می شوند و در این مسیر هیچ عامل تشدید کننده ای غیر از شکل خاص آنها وجود ندارد . مثل میله ساده فرانکلین ، صاعقه گیر های ژوپیتر ، جوجه تیغی و ترمینال سیم هوایی ( سیم های معلق ) .

صاعقه گیر های فعال ( Active  )

صاعقه گیر هایی که به واسطه انرژی دریافت شده از منبع خارجی و یا تولید شده بصورت خودکفا ، اثر پدیده هایی مثل Point Effect یا Corona Effect را تشدید می نماید ، تنوع وسیعی دارند . از انواع آنها می توان اتمی - بادی - خورشیدی - برقی - خازنی و ... را نام برد .

وابسته یا خودکفا

از نظر نیاز به انرژی ، صاعقه گیر های فعال به دو گروه تقسیم می شوند . آنهائیکه برای فعال شدن به یک منبع خارجی مثل باتری یا برق شهر محتاج هستند و بدون آن نمی توانند کار کنند و گروهی که انرژی را توسط یک مکانیسم داخلی از محیط اطراف دریافت می نمایند . نوع اول را وابسته و نوع دوم را خودکفا می نامند .

انواع صاعقه گیر های خودکفا

1 - صاعقه گیر های اتمی یا رادیواکتیو

این گروه از صاعقه گیر ها که سابقاً ساخته می شد ، به هیچ وجه انرژی مصرفی را  از منبع خارجی تامین نمی کرد و لذا ضمن قدرت یونیزاسیون بالا ، شعاع حفاظتی وسیعی را فراهم می آورد .

دلیل حذف این نوع صاعقه گیر از مدار تولید و مصرف به قرار زیر هستند :

الف - یونیزاسیون هوای اطراف این نوع صاعقه گیر در تمام فصول و مواقع سال رخ می دهد . هیچ وابستگی به شرایط جوی و محیطی ندارد . نیمه عمر طولانی چشمه سزیم تداوم طول عمر دستگاه را سبب می شد اما محیط را در مواقع غیر ضروری با یونیزاسیون مداوم دچار آلودگی می نمود ( تشعشع رادیواکتیو برای موجودات زنده مضر است ، اگرچه هنوز وسعت این مضرات کاملاً مشخص نشده اما اجتناب از آن توصیه شده است ) .

ب - چون پدیده یونیزاسیون در این ابزار ارتباط با پیوند صحیح صاعقه گیر با زمین ندارد و عملاً به دلیل منشأ خاص ( عنصر رادیواکتیو ) انرژی آن از پدیده Point Effect نشأت نمی گیرد ( اگرصاعقه گیری با تشدید پدیده Point Effect فعال شود در صورت قطع مسیر هادی میانی و چاه ارت عملاً از کار می افتد و یونیزاسیون صورت نمی گیرد ) در صورت قطع مسیر چاه ارت یونیزاسیون ادامه دشته و صاعقه گیر بدون داشتن اتصال مناسب با زمین نقطه برتر دریافت صاعقه باقی می ماند و در صورت دریافت صاعقه ، بعلت نقص در مسیر تخلیه صاعقه گیر متلاشی شده و یا به اطراف جرقه جانبی پرتاب می نماید و موجب آتش سوزی می شود که این هر دو با هدف اولیه نصب صاعقه گیر منافات دارد و لدا همین عوامل سبب حذف آن از چرخه تولید و مصرف شد .

2 - صاعقه گیر های بادی یا پیزوالکتریک

این نوع صاعقه گیر از یک محفظه خالی با مسیر ورود و خروج دوکی شکل آیرو دینامیک ساخته شده که ورود و خروج هوا از آن طی یک سیکل و مسیر مشخص صورت می پذیرد و سبب ارتعاش یک الکترود عمودی می شود . الکترود موصوف به یک سلول پیزوالکتریک متصل است . نوسانات الکترود سبب ایجاد الکتریسیته ساکن در سلول می شود و این انرژی ذخیره شده بین الکترود و جداره خارجی صاعقه گیر تخلیه شده و سبب یونیزاسیون هوای اطراف خواهد شد . تکنیک فوق خودکفا اما بسیار حساس و آسیب پذیر است . چراکه ورود یک جسم خارجی و عدم خروج آن به سبب مسیر دوکی شکل خروجی ممکن است باعث انسداد مسیر و از کار افتادن دستگاه شود . ضمن اینکه وزش هر نوع باد ( که لزوماً صاعقه ای به دنبال ندارد ) باعث شارژ شدن بی مورد دستگاه و کاهش طول عمر سلول پیزوالکتریک و عملکرد ارتعاشی آن می شود .

3 - صاعقه گیر های خورشیدی

این نوع صاعقه گیر مجهز به باتری و تعدادی سلول خورشیدی دریافت کننده انرژی است که در تابش نور آفتاب سبب شارژ شدن باتری و ذخیره الکتریسیته در آنهاست . این انرژی بایستی در لحظه مناسب باعث تخلیه و یونیزاسیون هوا شود . صرف نظر از مکانیسم عمل آن ، این نوع صاعقه گیر ها هم بعلت وابستگی شدید به باتری ، فتوسل ( طول عمر باتری و زمان محدود ذخیره انرژی ) عملاً مکانیسم مناسبی برای تضمین ایمنی نیست چراکه هیچ اطمینانی وجود ندارد که هوای ابری و غیر آفتابی کمتر از ساعات شارژ ماندن باتری طول خواهد کشید و اگر بیشتر باشد ، قطعاً از صاعقه گیر فوق کاری ساخته نیست . نمونه هایی از این صاعقه گیرها با ترکیب انواع خورشیدی ( سولار ) و بادی ( پیزوالکتریک ) عملکرد دستگاه را بهبود بخشیده اند .

4 - صاعقه گیرهای الکترونیک خازنی - اتمسفریک

مکانیسم عملکرد این صاعقه گیر بر اساس وجود پتانسیل الکتریکی اتمسفر طراحی شده و در صورتی که شرایط جوی فاقد پتانسیل الکتریکی باشد این صاعقه گیر همانند یک برقگیر ساده است و فعالیتی ندارد . واحد حس کننده این صاعقه گیر وقتی انرژی الکتریکی اتمسفر فراتر از حد معینی ( مثلاً 5 کیلو ولت بر متر ) می رود ، واحد شارژ را برای جمع آوری انرژی بکار می اندازد . این واحد تا پر شدن خازنهای یک مدار الکترونیکی بکار ادامه می دهد . همین واحد وقتی میزان پتانسیل اتمسفر از حد معینی ( نزدیک به وقوع صاعقه مثلاً در حدود 100 کیلو ولت بر متر ) گذر نماید ، واحد شارژ دستور تخلیه خازنها را به الکترود میانی متصل به زمین می دهد . اینکار باعث یونیزاسیون هوای اطراف صاعقه گیر خواهد شد . اینکار بصورت متوالی تکرار شده و با افزایش پتانسیل اتمسفر شدت می یابد . روش عملکرد این نوع صاعقه گیر بعلت وابستگی مطلق به شرایط جوی صاعقه خیز بهترین کارآیی را داراست .

نقشه فراواني استفاده از صاعقه گيرهاي الكترونيك خازني در سطح جهان

نام اصلي اينگونه صاعقه گير ها ( ESE  ( Early Streamer Emission مي باشد . اساس كار اينگونه صاعقه گيرها بدينصورت است كه با ايجاد گوي يونيزه شده در اطراف صاعقه گير ، جريانات صاعقه امكان اصابت به محدوده داخلي را نداشته و به جلد خارجي اين گوي اصابت مي كنند .

زمان فعال سازي يا Advanced Time  كه با DT شناخته مي شود عبارتست از زماني كه صاعقه گير سريعتر از يك برقگير معمولي عمل مي كند . با توجه به اينكه سرعت جريان بالارونده درحدود يك ميكروثانيه در متر مي باشد ( هرچند در روشهای ثبت سرعت صاعقه به روشهای اپتیک ، همیشه این مقدار صادق نبوده و سرعتهای بسیار کمتری هم ثبت شده که این یکی از مواردیست تا منتقدین این سیستم ها بر آن استناد کنند ) لذا پارامتر ديگري به نام DL مطرح مي گردد كه عبارتست از شعاع گوي يونيزه شونده . بر اساس مطالب فوق صاعقه گيري با زمان فعال سازي 30 ميكروثانيه ، داراي شعاع گوي يونيزه شونده 30 متري مي باشد .

كلاس حفاظتي صاعقه :

كلاس حفاظتي عبارتست از تعيين محدوده اي كه در آن احتمال برخورد صاعقه مستقيم ، مطابق با درصد معيني مي باشد . بر اساي استاندارد NFC17 102  سه كلاس حفاظتي در نظر گرفته مي شود . كلاس يك كه بيشترين سطح حفاظتي را دارد ، در آن 98 درصد حفاظت در نظر گرفته مي شود و به ترتيب براي كلاس هاي 2 و 3 مقادير 95 و 90 درصد محاسبه شده است . البته در استاندارد جديد CTE SU 8 ، اين 3 كلاس به چهار كلاس افزايش يافته و براي كلاسهاي يك تا چهار به ترتيب 98 ، 95 ، 90 و 80 درصد حفاظت در نظر گرفته مي شود .اما كلاس حفاظتي نكته ديگري را نيز بيان مي كند و آن توانايي تامين جريان توسط صاعقه است . بدين معني كه صاعقه هاي اصابت كننده در كلاس های مختلف توانایی ایجاد حریانهایی در محدوده جدول زیر خواهند داشت  .

نکته : در نسخه جدید استاندارد NF C 17 102:2011 که در آن بصورت تخصصی در مورد سیستم حفاظت در برابر صاعقه به روش اکتیو صحبت شده است ، بهبود کلاس حفاتی را به حصول شرایطی منوط کرده است .بدینصورت که اگر در سیستم حفاظت در برابر صاعقه ای در کلاس یک ؛ هادی های نزولی در بالا و پائین ساختمان ، به اسکلت فلزی و یا میلگردهای همبندی شده داخل بتن همبند شوند ، کلاس حفاظتی به یک سطح بالاتر ارتقاء پیدا می کند که بصورت +I نمایش داده می شود . اما درصورتیکه در کلاس حفاظتی +I ، از شعاع تعیین شده توسط جدولهای موجود به میزان 40 درصد کم کنیم و همچنان ساختمان در محدوده پوشش حفاظتی صاعقه گیر فعال قرار گیرد ، کلاس حفاظتی به کلاس ++I ارتقاء خواهد یافت .

تعیین شعاع حفاظتی صاعقه گیرهای اکتیو :

برای تعیین شعاع حفاظتی صاعقه گیر فعال براساس استاندارد NF C17 102:2011 نیاز است نوع صاعقه گیر ( برای تعیین ∆ ) ، کلاس حفاظتی ( r که شعاع گوی متناظر با هر کلاس حفاظتی می باشد ) و ارتفاع نصب صاعقه گیر ( h ) لازم می باشد . صاعقه گیر باید حداقل دو متر بالاتر از کلیه تجهیزات تصب شود . پس برای ارتفاع های بین دو تا پنج متر از معادله 1 و برای ارتفاع های بیشتر از رابطه 2 استفاده می شود .

در نتیجه محاسبه روابط بالا ، منحنی ای به شکل زیر ایجاد می شود که تعیین کننده محدوده شعاع حفاظتی متناظر با فرضیات ما خواهد بود .

تعيين شعاع حفاظتي به روش پسيو :

بر اساس استاندارد IEC62305 براي تعيين شعاع حفاظتي روشهاي مختلفي وجود دارد كه مشخصات كلاس حفاظتي ، ارتفاع سازه ، نوع برقگير ( اكتيو يا پسيو ) در تعيين آن درنظر گرفته مي شوند .

روشهاي حفاظت ( Protection Methods ) عبارتند از :

مخروط فرانكلين يا روش زاويه ( Angle Method ) : در اين روش محدوده اي مخروطي بر اساس جدول و شكل زير كه زاويه راس آن بستگي به ارتفاع سازه دارد ايجاد مي شود كه محدوده حفاظتي بحساب مي آيد . همانطور كه مشاهده مي كنيد اين روش براي سازه هاي مرتفع تر از 20 متر براي كلاس يك پاسخگو نيست .

ميله هاي برقگير بايد در بلندترين نقاط ساختمان بنحوي قرار گيرند كه گوشه هاي ساختمان بكلي محافظت شوند . در اينحالت بر اساس ارتفاع نوك برقگير ، شعاع حفاظتي در پاي ساختمان را نتيجه مي دهد .

روش گوي غلتان ( Rolling Sphere Method ) : در اين روش گوي هايي با شعاع هايي متناظر با كلاس هاي حفاظتي در نظر گرفته مي شود ( اين شعاع D عبارتست از فاصله آخرين استپ از ليدر پائين رونده ) كه شعاع حفاظتي ، محدوده زير منحني نقاط تلاقي كره با نوك برقگير و زمين مي باشد ( احتمال اصابت صاعقه تنها به نقاطي وجود دارد كه با كره تلاقي دارند  ) .

وقتي كه برقگير پسيو نصب شد ، شعاع حفاظتي بر اساس فرمول زير محاسبه مي گردد

روش قفس فارادي (Mesh Method ) :  در اين روش تسمه هاي مسي را بصورت متقاطع به نحوي بر روي سطح خارجي ساختمان نصب مي كنند كه فاصله اين تسمه هاي مسي ، متناظر با اعداد مرتبط با كلاس حفاظتي است . براي ساختمان هاي مرتفع تر از 60 متر ، براي 20 درصد ديوارهاي بخش بالايي ساختمان نيز اين روش اجرا ميگردد .

همچنين فاصله بين هادي هاي نزولی از جدول زير بدست مي آيد .

هادي هاي نزولی بايد هر سی سانتیمتر توسط بست به جداره ساختمان محكم شوند .
به منظور جلوگيري از خسارتهاي ناشي از اثرات حرارتي عبور جريان صاعقه از هادي مياني طولاني لازم است هر 20 متر بخشي به منظور جبران اين اختلاف طول در نظر گرفته شود .
بمنظورجلوگيري ازصدمات مكانيكي به هادي مياني،حداقل سطح 20 مترپائيني هادي مياني باپوشش فلزي پوشانده شود .
بخش جداشونده اي براي هر هادي مياني در نظر گرفته شود تا بتوان مقاومت هريك از سيستم هاي ارت را جداگانه اندازه گيري نمود .
مقاومت كمتر از 10 اهم براي سيستم ارت توصيه مي گردد .
بمنظور جلوگيري از خوردگي ، بخش متصل كننده بخشهاي غير همجنس سيستم ارت ، توسط اتصالات بيمتال و يا استيل ضدزنگ متصل شوند .

سیستم های ایزوله و غیر ایزوله :

در سیستم ایزوله ، صاعقه گیر جایی خارج از ساختمان بعنوان مثال بر روی دکلی با فاصله از ساختمان مورد حفاظت نصب می شود . اما در سیستم غیر ایزوله ، صاعقه گیر و هادی های نزولی بر روی ساختمان مورد حفاظت نصب می شوند .

تعیین تعداد هادی های نزولی :

بر اساس استاندارد IEC 62305:2010 و NF C17 102:2011 حداقل تعداد هادی های نزولی در سیستم غیر ایزوله دو رشته تعیین شده که از دو طرف سازه و حتی الامکان از گوشه ها بسمت پائین هدایت می شوند . البته تحت شرایطی می توان از بخشهای فلزی سازه بعنوان یکی از این هادی های نزولی بهره برد ( توضیح ). در استاندارد NFPA 780:2017 که استاندارد حفاظت در برابر آتشسوزی ایالات متحده می باشد برای تعیین تعداد هادی های نزولی روشی آرده شده است که بدینصورت تعیین می شود . با تعیین محیط ساختمان در صورتیکه محیط کمتر از 76 متر باشد از حداقل دو رشته هادی نزولی استفاده می شود و به ازای هر 30 متر افزایش این محیط ، یک رشته به تعداد هادی های نزولی افزوده می شود . بعنوان مثال ساختمانی با محیط 109 متر ، نیاز به حداقل چهار رشته هادی نزولی دارد . در سیستم های ایزوله حداقل به یک رشته هادی نزولی نیاز است و درصورتیکه بدنه محل نصب فلزی بوده (بعنوان مثال بر روی دکل فلزی نصب شده باشد) و پیوستگی لازم را داشته باشد، میتوان از بدنه سازه بعنوان هادی نزولی بهره برد .

نگاه فرکانسی به سیستم حفاظت در برابر صاعقه :

شاید شنیده باشید که در اثر بروز صاعقه ، جریانهای بالا در ولتاژ های بسیار بالا در محل تخلیه ایجاد می شوند . اما این ولتاژ ها در چه محدوده فرکانسی ظهور پیدا می کنند ؟ از آنجا که ماهیت ایجاد این ولتاژ های عظیم ، سایش مولکوهای آب در اثر حرکت جریانهای هوای گرم و سرد در ابر ها بوده و این انرژی الکتریکی بصورت الکترواستاتیکی است ، فرکانس در این منظر چگونه نمود پیدا می کند ؟ بعبارتی در چه مرحله ای این فرکانسها ایجاد می شوند ؟

برای توضیح این موضوع لازمست شکل موج حریان تخلیه صاعقه را مورد بررسی قرار دهیم .

با توجه به مشخصات شکل موج جریان صاعقه می توان آنرا تابع ضربه بحساب آورد . شکل موجی که در زمان ده میکروثانیه به دامنه یکصد کیلوآمپری میرسد . سیگنالی با دامنه بسیار زیاد که در زمان بسیار اندکی اتفاق افتاده است . از آنجائیکه وقتی تابع ضربه ای در بعد زمان اتفاق می افتد ، در بعد فرکانس همه فرکانسها تولید می شوند ، ایجاد جریان شدید ضربه ای صاعقه در هادی نزولی را میتوان منشاء ایجاد طیف وسیعی از فرکانسها در مسیر تخلیه بحساب آورد . از لحاظ تئوری ، کل طیف فرکانسی در لحظه ایجاد شده و به تعبیری نویزی سفید تولید می شود . اما از آنجائیکه انتشار و یا جریان یافتن این فرکانسها در هادی نزولی مستلزم شرایط خاصی برای هر محدوده از فرکانس می باشد ، بخش عمده این فرکانسها در ابتدای مسیر تشعشع کرده و هادی نزولی را ترک می کنند و در اصل عمده حریاناتی که در هادی نزولی جریان می یابند ، فرکانسهای پائینتر هستند . به این نکته هم توجه باید کرد که نور نیز از جنس امواج الکترومغناطیسی بوده و حداقل در حالت تئوریک ، در لحظه اصابت صاعقه ایجاد و منتشر می شود .

  

توضیح : در  Time Domain نگاه زمانی وجود دارد و سیگنال بر اساس گذر زمان نشان داده می شود شکلی که در دستگاه اسیلوسکوپ مشاهده می کنیم اما Frequency Domain حالتی را نشان می دهد که در محور افقی فرکانس های مختلف را داریم چیزی که در دستگاه اسپکتروم آنالایزر نمایش داده می شود . در نگاه فرکانسی ، فرکانسها در لحظه نمایش داده می شوند نه سیر تغییرات زمانی . در تصویر زیر بسادگی تفاوت این دو نگاه را مشاهده می کنید .

برای آزمایش ساده این اثر ، یعنی ایجاد نویز سفید در اثر تابع ضربه ، میتوان رایویی را در کنار کلید برق قرار داد . همین که کلید زنی اتفاق می افتد ، صدایی از رادیو بر روی موج اصلی شنیده می شود . یعنی فرکانسی در این محدوده ایجاد شد . با تغییر موج رادیو و تکرار کلید زنی به این نتیجه خواهیم رسید که فرکانس در کل طیف فرکانسی ایجاد می شود .

تفاوت صاعقه گیرهای الکتریکی و خازنی :

در صاعقه گیر های خازنی همانطور که از اسمشان پیداست ، تامین کننده انرژی برای یونیزه کردن محیط اطراف صاعقه گیر توسط خازنی انجام می شود یعنی با افزایش سطح میدان الکتریکی در اثر فعالیت ابرها ، خازن داخلی شروع به شارژ شدن کرده و محیط اطراف خود را یونیزه می کند  اما در انواع صاعقه گیرهای الکترونیکی ، باتری تعبیه شده در آن عمل یونیزاسیون را بر عهده دارد و دارای عمر مشخصی است .

شمارنده های تعداد اصابت صاعقه :

بر اساس استاندارد ، بعد از هر اصابت صاعقه به سیستم حفاظتی ، برای برطرف کردن صدمات ایجاد شده احتمالی ، لازم است سیستم سریعاً بررسی شود و تعبیه کنتور در مسیر هادی نزولی صاعقه گیر می تواند بصورت دقیق تعیین کنه که اصابتی صورت پذیرفته یا خیر . این شمارنده در ارتفاع دو متری از سطح و در مسیر هادی نزولی قرار می گیرد .

 

شمارنده ها معمولا تغذیه خود را از جریان عبوری تامین می کنند ولی انواعی از شمارنده ها ارائه شده اند که علاوه بر ثبت اصابت صاعقه مشخصات مهمی مثل پلاریته صاعقه ، پیک جریان آن ، تاریخ ، ساعت و مقدار انرژی تخلیه شده را نیز ثبت می کنند و امکان استخراج این اطلاعات توسط درگاه یو اس بی تعبیه شده وجود دارد . این نوع از شمارنده ها تغذیه خود را از باتری تعبیه شده در خود تامین می کنند . در تصاویر بالا انواع بدون تغذیه خارجی و در زیر نمونه هایی از شمارنده هایی با تغذیه خارجی را مشاهده می کنید .

 

شمارنده سری AT-LOGGER نصب شده  به همراه  تجهیزات جانبی

نمونه ای از اطلاعات استخراج شده از شمارنده صاعقه سری AT-LOGGER

 

سیستم ارت (سیستم ارتینگ ):

 

سیستم ارت (سیستم ارتینگ ):
در سايتهاي کامپيوتری زمين مناسب از دو بابت حائز اهميت است :

الف ـ حفاظت در مقابل صاعقه و اضافه ولتاژها (صاعقه گیر )
ب ـ هم پتانسيل بودن تجهيزات نصب شده در سايت و کارکرد صحيح آنها بخصوص تجهيزات ديجيتال و انتقال ديتا

با توجه به بكارگيري تجهيزات کامپيوتری جديد لازم است به موضوع سیستم ارت ( ارتینگ ) و روش اجراي اصولي آن اهميت بيشتري داده شود تا در آينده از آسيب رسيدن به نيروي انساني و تجهيزات کامپيوتری پيشگيري شده و از عملكرد صحيح تجهيزات اطمينان داشته باشيم .
 
لزوم استفاده از سيستم ارت ( ارتینگ ) :
به منظور حفاظت افراد و دستگاهها ، اضافه ولتاژهاي توليد شده در بدنه ان باعث صدمه ديدن دستگاهها و افراد
ميشود ، همچنين ولتاژهاي بسيار زياد و خطرناك ناشي از برخورد صاعقه با دآلهاي کامپيوتری را بايد در جايي خنثي
نمائيم . به همين منظور استفاده از سيستم ارت ( ارتینگ )و حفاظت از تجهيزات بسيار لازم و ضروري است بعلاوه با افزايش استفاده از سيستمهاي ديجيتالي و حساس ، لزوم بازنگري در طراحي ، نصب و نگهداري سيستمهاي حفاظتي گراندينگ وجود دارد
 
به طور خلاصه اهداف بكارگيري سيستم ارتينگ يا گراندينگ عبارتند از :
الف ـ حفاظت و ايمني جان انسان
ب ـ حفاظت و ايمني وسايل و تجهيزات الكتريكي و الكترونيكي
ج ـ فراهم آوردن شرايط ايدهال جهت کار
د ـ جلوگيري از ولتاژ تماسي
ه ـ حذف ولتاژ اضافي
و ـ جلوگيري از ولتاژهاي ناخواسته و صاعقه
ز ـ اطمينان از قابليت آار الكتريكي
 
 
 
روشهاي اجراي سیستم ارت يا زمين حفاظتي ( ارتینگ ) :
 
بطور کلی جهت اجراي سیستم ارت يا زمين حفاظتي ( ارتینگ ) دو روش کلی وجود دارد که ذيلاً ضمن بيان آنها ، موارد استفاده و تجهيزات مورد نياز هر روش و نحوه اجراي هر يك بيان ميگردد .
 
١ـ زمين عمقي :
در اين روش آه يك روش معمول مي باشد از چاه براي اجراي ارت استفاده مي شود.
 
٢ -زمين سطحي:
در اين روش سيستم ارت در سطح زمين (براي مناطقي که امكان حفاري عميق در آنها وجود ندارد) و يا در عمق حدود
٨٠ سانتيمتر اجرا مي گردد

 

انواع سیستمها از نظر ایمنی

الف) سیستم TN

این سیستم دارای نقطه‌ای است که مستقیماً به زمین وصل است (نقطه خنثی) و کلیه بدنه‌های هادی تأسیسات الکتریکی از طریق هادی حفاظتی (PE) به این نقطه متصل می‌شوند.
بسته به نحوه استفاده از هادی خنثی (N) و هادی حفاظتی (PE) این سیستم به 3 دسته زیر تقسیم می‌شود.
1- سیستم TN-S

سیستم TN-S با هادیهای مجزای حفاظتی و خنثی در سرتاسر سیستم

2- سیستم TN-C-S

سیستم TN-C-S

در بخشی از سیستم TN-C-S از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی – خنثی استفاده می‌شود.

3- سسیستم TN-C

در سرتاسر سیستم TN-C از یک هادی مشترک به عنوان هادی حفاظتی – خنثی استفاده می‌شود.

نکته: از سه گونه‌ای که برای سیستم TN ذکر شد نوع TN-C-S متداولترین آنها است.

ب- سیستم TT

در این سیستم یک نقطه از سیستم مستقیماً به زمین وصل است. و بدنه‌های هادی مستقلاً و مستقیماً به زمین وصل می‌باشند.

سیستم TT جز در موارد خاصی که شرایط محل برای استقرار آن مناسب باشد و یا وسایل حفاظتی مخصوص (کلیدهای جریان باقی مانده RCCB یا RCD) بهره‌برداری از آن را ممکن کند قابل استفاده نیست و در کشور ما استفاده از آن تنها با اجازه مقامات صلاحیت‌دار مجاز می‌باشد.

پ- سیستم IT

این سیستم کلاً از زمین مجزا است و بدنه‌های هادی مستقیماً به زمین وصلند.

سیستم IT به علت لزوم استفاده از وسایل حفاظتی مخصوص در آن جز در مواردی که ضرورت ایجاب کند به صورت گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. موارد استفاده این سیستم در اتاق‌های عمل و خطوط زنجیره‌ای تولید می‌باشد.
نکته: از سه سیستم ذکر شده، سیستم TN متداولترین سیستم می‌باشد و دلیل آن سادگی و کم خرجی نسبت به دو نوع دیگر می‌باشد. در این سیستم از فیوز که ارزانترین وسیله حفاظتی است به عنوان عامل ایجاد ایمنی در برابر اتصال کوتاه فاز به بدنه‌های هادی تجهیزات و در نتیجه برق گرفتگی استفاده می‌شود.
گروه بندی سیستم های الکتریکی براساس IEC-TC64
شناسایی نوع رابطه یک سیستم الکتریکی با زمین و نحوه اتصال به زمین بدنه‌های الکتریکی براساس IEC :

سه سیستم به صورت IT, TT, TN مطرح است که متداولترین آنها سیستم TN می‌باشد (به خاطر سادگی و کم خرجی) چون عامل اصلی ایجاد ایمنی در مقابل اتصال کوتاه فاز به بدنه‌های هادی تجهیزات می‌باشد.

زیر سیستمهای TN :

لزوم اجرای سیستم TNCS برابر مقررات مبحث 13

در سیستم TNCS مدار در سیستم تک فاز در کلیه قسمت‌های ساختمان باید 3 سیمه و در مدارات سه فازه در کلیه قسمت‌ها بایستی 5 سیمه باشد. رعایت این موضوع و اجرای صحیح سیم‌کشی در شبکه‌های کامپیوتری و بیمارستان‌ها که وجود نویز باعث اختلال در کارکرد سیستم‌ها می‌شود (به جز اتاق‌های عمل که از سیستم IT استفاده می‌گردد) بسیار مهم و ضروری است.

جلوگیری از برق گرفتگی

اهداف مبحث جلوگیری از برق گرفتگی :

انواع برق گرفتگی

روش های جلوگیری از برق گرفتگی

جلوگیری از برق گرفتگی مستقیم

جلوگیری از برق گرفتگی غیر مستقیم

---

 

   با وجود روش های مختلف برای جلوگیری از برق گرفتگی سالانه تعداد قابل توجهی مرگ و میر در اثر برق گرفتگی اتفاق می افتد. برق گرفتگی زمانی رخ می دهد که اختلاف پتانسیلی بین دو نقطه از بدن ایجاد و باعث شود که جریان الکتریکی از نقطه ای از بدن وارد و از نقطه دیگری خارج شود. یا به عبارت ساده تر، بدن انسان قسمتی از مدار الکتریکی باشد. برای جلوگیری از برق گرفتگی باید از انواع برق گرفتگی آگاهی کافی داشته باشیم تا بتوانیم از انسان و دستگاه ها در برابر برق گرفتگی محافظت کنیم

 

• انواع برق گرفتگی

شدت جریان الکتریکی به مستقیم یا متناوب بودن جریان بستگی دارد. جریان متناوب به علت ایجاد انقباض عضلانی و تاثیر روی عملکرد قلب، حدود ۴ تا ۶ برابر خطرناک تر از جریان مستقیم است. انواع برق گرفتگی به دو طریق ممکن است رخ دهد: برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم و تماس غیر مستقیم.

 

• برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم

 برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم یا تماس با هادی برقدار هنگامی که سیستم الکتریکی سالم است و انسان بر اثر سهل انگاری یا بی توجهی، با هادی برقدار در یک یا دو نقطه تماس می گیرد، برق گرفتگی رخ می دهد. شدت برق گرفتگی به اختلاف پتانسیل بستگی دارد و در ولتاژ های بالا یا پایین ممکن است رخ دهد. اگر اختلاف پتانسیل پایین باشد فقط در صورتی که تماس مستقیم با هادی برقدار اتفاق بیفتد برق گرفتگی اتفاق می افتد. اما اگر ولتاژ بالا باشد در هر دو صورت فرد دچار برق گرفتگی می شود.

به همین دلیل اشخاص باید در مقابل خطرات احتمالی ناشی از تماس با قسمت های برقدار تأسیسات الکتریکی حفاظت شوند. این حفاظت ممکن است با یکی از روش های زیر تأمین شود:

• • جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از بدن انسان
  • محدود کردن جریانی که ممکن است از بدن عبور کند (به میزان کمتر از جریان برق گرفتگی)

 

 

• برق گرفتگی در اثر تماس غیرمستقیم

   برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم یا تماس با بدنه های دستگاه های الکتریکی وقتی اتفاق می افتد که در اثر خراب شدن عایق بندی یا هر علت دیگری، یک هادی برقدار با سطوح فلزی (یا بدنه هادی) دستگاه تماس یابد و انسان با همان سطح فلزی در تماس باشد، به آن برق گرفتگی غیر مستقیم می گویند. اشخاص باید در مقابل خطرات احتمالی ناشی از تماس با بدنه هادی دستگاه ها به گونه ای حفاظت شوند که موارد حفاظتی زیر را در برگیرند:

• • جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از بدن انسان.
  • محدود کردن جریان اتصالی که ممکن است از بدن عبور کند (به میزان کمتر از جریان برق گرفتگی)
  • قطع خودکار مدار تغذیه به محض بروز برق گرفتگی که ممکن است به عبور جریان از بدن انسان که در تماس با بدنه فلزی دستگاه قرار دارد منجر شود؛ در زمانی که جریان برابر یا بیش از جریان برق گرفتگی باشد.

 

 

• روش های جلوگیری از برق گرفتگی

   برای به حداقل رساندن احتمال خطر برق گرفتگی باید موارد ایمنی در طراحی، ساخت، نصب و بهره برداری از دستگاه های الکتریکی رعایت شود. روش های جلوگیری از برق گرفتگی برای محافظت از مدار ها، تجهیزات و انسان ها در نظر گرفته شده اند. روش های زیر برای حفاظت در تماس مستقیم یا غیر مستقیم و یا هر دو مورد قابل استفاده است:

 

• جلوگیری از برق گرفتگی مستقیم

روش های مختلفی برای جلوگیری از برق گرفتگی به روش مستقیم وجود دارد. این روش ها در ادامه معرفی و توضیح داده می شوند.

• عایق بندی قسمت های برقدار
• محصور کردن تجهیزات
• استقرار در خارج از دسترس
• کلید محافظ جان

 

 

• • عایق بندی قسمت های برقدار

 می توان قسمتی از سیم برقدار یا فاز در دسترس را به وسیله نوار چسب عایق برق، عایق کرد تا از تماس افراد با آن جلوگیری شود. پوشش هایی مانند رنگ، وارنیش، لاک و نظایر آن به تنهایی برای عایق کردن مناسب نیستند و باید جسم عایق، مقاوم و دارای استاندارد لازم باشد. همچنین باید عایق مزبور تحت شرایط غیر عادی مانند تأثیرات مکانیکی، الکتریکی و حرارتی محیط اطراف، کیفیت و استقامت خود را حفظ کند.

   از جمله محل هایی که احتمال تماس وجود دارد، ترمینال ها، انتهای کابل ها، بست ها و محل اتصال دو یا چند کابل به یکدیگر است که معمولاً این اتصالات هنگام نصب با استفاده از عایق هایی نظیر نوار، عایق بندی می شوند؛ مانند کابلی که جهت بستن در یک دوشاخه برق بیش از اندازه لخت شده و باید قسمتی را که در خارج از دو شاخه در دسترس است به وسیله نوار عایق پوشانده شود.

 

• • محصور کردن تجهیزات

چون قسمت های برقدار اکثر وسایل الکتریکی پوشیده یا محصور شده و دور از دسترس افراد هستند، ایمن بوده شوک الکتریکی ایجاد نمی کند. بعضی از وسایل درون کپسول قرار دارند امکان هیچ گونه دسترسی به داخل آن ها میسر نیست البته در برخی موارد وجود سوراخ یا دریچه هایی جهت خنک شدن داخل محفظه ضرورت دارد.

لازم است وسایلی انتخاب و استفاده شوند که آب، گرد و غبار یا ذرات هادی مانند براده نتواند داخل محفظه رود و یک مسیر هادی ایجاد سازد. محفظه وسایل الکتریکی باید متناسب با محیط باشد. قسمت های برقدار نیز باید در داخل محفظه یا در پشت مانع یا حصاری قرار داده شوند تا از دسترس خارج باشند و در صورت باز کردن یا برداشتن مانع آنها، به وسیله آژیر یا چراغ خطر هشدار لازم داده شود.

این پوشش ها باید استقامت کافی داشته باشند تا در شرایط غیرعادی تحت فشار با قسمت های زنده یا برقدار تماس پیدا نکند. در صورتی که پوشش محافظ، مشبک یا سوراخ دار است، ابعاد سوراخ ها باید چنان باشد که نتوان از طریق انگشت با قسمت های برقدار تماس یافت. برای مثال، حفاظتی عایق باید روی شینه های تابلوی توزیع برق را بپوشاند تا با باز کردن در تابلو، صفحه عایق از تماس مستقیم دست یا انگشت با شینه های برقدار جلوگیری کند.

برداشتن حفاظ یا باز کردن حصار تنها باید با استفاده از ابزار خاص یا قطع برق امکان پذیر باشد؛ مانند پوشش استخوانی عایق که در داخل کوبیکل های فشار قوی یا متوسط، شینه ها را می پوشاند؛ حصار اطراف ترانسفورماتورهای زمینی در داخل ایستگاه ها و …

 

• • استقرار در خارج از دسترس

قسمت های برقدار یا دستگاه ها باید به نحوی قرار گیرند که دسترسی به آن ها با دراز کردن دست در هر جهت امکان پذیر نباشد و در محل هایی که وسایل فلزی بلند مانند میلگرد، نبشی و غیره جابه جا می شود، ابعاد چنین وسایلی جهت عدم برخورد با قسمت های برقدار در نظر گرفته شود. اصولاً دو نقطه هنگامی قابل دسترس تلقی می شوند که فاصله آن ها به یکدیگر از ۲/۵ مترتجاوز نکند.

• • • تعریف حدود دسترس

عبارت از حدی است که در محل های مور استفاده بتوان بدون هیچگونه وسیله اضافی از محل ایستادن به آن حد دسترسی پیدا کرد. حد دسترس برای انسان از محل توقف به شرح زیر است

 

                                                                                 محدوده دسترسی

 

• • کلید محافظ جان

کلید محافظ جان یا جریان کلید جریان نشتی زمین به وسیله مقایسه جریان هایی که از فاز و نول (سیم برگشت جریان) عبور می کند، جریان عبوری یا نشتی به زمین (یا ارت) را تشخیص می دهد. محافظ جان به اندازه ای حساس است که می تواند جریان های نشتی کوچک را که باعث قطع کلید مینیاتوری نمی شود، ولی عاملی برای شروع یک آتش سوزی یا برق گرفتگی کافی باشد را بیابد. چنین جریانی باعث قطع این کلید و در نتیجه منبع تغذیه را از مدار می شود.

                                            محافظ جان اشنایدر

 

محافظ جان شخصی را که احتمالاً بین دو فاز یا فاز و نول دچار شوک می شود، محافظت نخواهد کرد. اگر شخص از قسمتی که نسبت به زمین برقدار است دچار شوک الکتریکی شود، به دلیل جریانی که از بدن وی به زمین عبور می کند، این کلید در چند صدم ثانیه منبع تغذیه را قطع می کند.

سیم های فاز و نول از یک ترانسفورماتور جریان (C.T) عبور میکند و سیم پیچ ثانویه آن به یک آشکارگر الکترونیکی حساس متصل می شود که می تواند باعث قطع یک کلید قطع کننده (بریکر) شود که با خط ۲۲۰ ولت و ۵۰ هرتز یا ۱۱۰ ولت و ۶۰ هرتز سری می باشد.

                                                                   محافظ جان تک فاز و سه فاز

                                       

محافظ جان برای مصرف کنندگان سه فاز هم قابل استفاده است و هر چهار هادی برقدار (سه فاز و نول) از داخل هسته ترانسفورماتور جریان عبور می کند. در حالت عادی جمع جبری ما جریان هایی که از سه فاز عبور میکند، برابر صفر خواهد بود؛ از این رو در هسته ترانسفورماتور هیچ میدانی القاء نمی شود و ولتاژی بر روی ثانویه به وجود نمی آید و کلید قطع نخواهد شد.

این نوع کلید یک وسیله الکترومکانیکی قابل اعتماد است که مانند هر وسیله مکانیکی دیگر شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار می تواند بر عملکرد آن اثر بگذارد. هر تأخیری در عملکرد آن نیز می تواند کشنده باشد. به همین جهت یک دکمه آزمایش دارد که باید از طریق آن عملکرد کلید آزمایش شود و در صورتی که اشکالی دارد رفع گردد.

                                اتصال محافظ جان در مدار

 

• جلوگیری از برق گرفتگی غیر مستقیم

روش های مختلفی برای جلوگیری از برق گرفتگی به روش غیر مستقیم وجود دارد. این روش ها در ادامه معرفی و توضیح داده می شوند.

• حفاظت با سیم اتصال زمین
• عایق بندی دوبل
• عایق کردن محیط
• همبندی کردن
• جدا کردن منبع تغذیه از زمین

 

• • قطع خودکار مدار تغذیه با استفاده از اتصال زمین

اكثر شوک های الکتریکی وقتی رخ می دهند که شخص با زمین تماس دارد و قسمتی را که برقدار است یا بر اثر اتصال بدنه برقدار شده، لمس میکند. اگر بدنه فلزی وسایل الکتریکی در دسترس به طور مناسب به زمین ارت یا اتصال زمین شده باشند نمی توانند بر اثر اتصالی، برقدار شوند و این عمل خطر ایجاد شوک را تا حدودی از بین می برد.

این سیستم بستگی به اتصال مناسب آن به زمین دارد تا اگر بین قسمت برقدار و محفظه آن اتصالی رخ داد، فیوز یا کلید قطع کننده مدار عمل کند و منبع الکتریکی را جدا نماید.

ممکن است اجسام هادی مجاور نیز بر اثر وقوع اتصالی الکتریکی برقدار شوند؛ مانند یک لوله فلزی که بر اثر تماس با هادی برق، برقدار شده است. بنابراین توصیه می شود که اجسام فلزی به وسیله هایی به گونه ای به زمین ارت شوند که حتی اگر به یکدیگر اتصالی کنند، هیچ ولتاژ تماسی خطرناکی پیش نیاید. این احتياطات اولیه، به خصوص در منازل و مکان هایی نظیر حمام، آشپزخانه و به طور کلی جائی که دست های مرطوب باعث کاهش مقاومت پوست بدن و در نتیجه افزایش قابلیت شوک الکتریکی می شود، باید رعایت شود.

در روش قطع خودکار منبع تغذیه، به محض اتصالی فاز به بدنه هادی دستگاه، باید وسيله حفاظتی جریان برق تغذیه دستگاه یا مدار را در مدت زمانی کوتاه قطع کند تا ولتاژ تماس نتواند به مدتی بیش از زمان تعیین شده در جدول زیر برقرار بماند. برای شرایط عادی محیط، ولتاژ تماسی استاندارد، که می تواند به مدت طولانی برقرار باشد، کمتر از ۵۰ ولت است.

باید یک هادی همبندی کلیه قسمت های هادی (هادی حفاظتی، هادی نول، لوله های اصلی آب و گاز با سیستم حرارتی) را به یکدیگر وصل کند و وسایل حفاظتی از قبیل فیوزها و کلیدها متناسب با نوع سیستم اتصال زمین انتخاب شوند.

 

• • حفاظت با سیم اتصال زمین

وقتی در دستگاه الکتریکی اتصال بدنه به وجود می آید، جریانی از طریق ارت بدنه دستگاه به زمین و سپس به مرکز ستاره ترانسفورماتور شبکه توزیع جاری می شود. مقدار این جریان باید به اندازه ای باشد تا جریان خطا، باعث قطع سريع وسیله حفاظتی یا فیوز شده و ولتاژ تماس قطع شود.

یعنی مقاومت زمین باید حداکثر برابر ۰/۲۸ اهم باشد تا جریان خطا باعث قطع فيوز شود. بنابراین به دست آوردن چنین مقاومت زمین بسیار مشکل بوده و اقتصادی نمی باشد و بهتر است از سیستم حفاظتی اقتصادی تری استفاده شود. 

    سیستم اتصال زمین برای مصرف کننده

 

• • عایق بندی دوبل

اگر دستگاه الکتریکی دارای محفظه فلزی باشد، برای جلوگیری از برقدار شدن بدنه فلزی آن باید از عایق بندی دوبل یا مضاعف استفاده شود. در عایق بندی مضاعف هادی های برقدار، وسایل الکتریکی به وسیله دو لایه مجزا یا مکمل عایقی پوشیده شده که هر کدام به طور مناسب هادی را عایق کند و مجموعه هر دو لایه این اطمینان را به وجود می آورد که بر اثر شکست عایق خطری رخ ندهد.

هدف از این نوع حفاظت جلوگیری از تماس با بدنه هادی دستگاه از طریق عایق کردن آن است تا در صورت بروز خرابی در عایق بندی اولیه، بدنه هادی در دسترس نباشد و ایجاد برق گرفتگی نکند. پوشش لاک یا لعاب، قشر اکسید و پوشش الیافی حتی اگر آغشته به مواد عایق باشند به عنوان عایق محافظ شناخته نمی شوند. عایق مضاعف باید در برابر تنش های مکانیکی و الکتریکی و حرارتی وارد شده بر آن ها در بهره برداری عادی ایستادگی کنند.

در این روش نیازی به اتصال زمین (ارت کردن بدنه فلزی دستگاه) وجود ندارد و بیشتر برای لوازم قابل حمل یا متحرک، از قبیل ابزارهایی که به وسیله موتور الکتریکی کار میکنند و نمی توانند سیم ارت داشته باشند (مانند دریل برقی، جاروبرقی، ریش تراش، رادیو) و ابزارهای برقی دارای پوشش پلاستیکی استفاده می شود. علامت این قبیل دستگاه ها  است.

 

                                              عایق بندی دوبل

 

• • عایق کردن محیط

هدف این حفاظت ایجاد وضعیتی است که تماس همزمان با قسمت هایی که ممکن است به علت خرابی در عایق بندی هادی های برقدار در ولتاژهای مختلف قرار گیرند، غیر ممکن می شود. می توان با عایق کردن اطراف محل قرار گرفتن دستگاه، مانند کف زمین و دیوارها نیز اشخاص را در برابر ولتاژ تماسی نسبت به زمین حفاظت کرد. چنین حفاظتی تنها برای دستگاه هایی که در یک محل ثابت هستند می تواند اجرا شود.

به طور مثال فردی که در یک کارگاه تعمیر وسایل الکتریکی خانگی مثلاً تلویزیون،کار می کند و معمولاً به منظور آزمایش و عیب یابی دستگاه به ناچار با مدار برقدار کار می نماید، می تواند کف کارگاه و دیوارها را با استفاده از مواد عایق، عایق بندی کند و حتی از صندلی و میز کار چوبی استفاده کند تا از برق گرفتگی جلوگیری شود. بدیهی است از هر گونه تماس فرد به طور هم زمان با سیم فاز و نول، یا دو فاز، فاز و بدنه فلزی دستگاهها و تأسیسات باید پیشگیری شود.

کارهای انجام شده برای تعبیه محیط عایق باید دائمی باشد و بازدید دوره ای برای اطمینان از آن انجام شود. مقاومت دیوارها و کف نباید از مقادیر زیر کمتر باشد:

• • ۵۰ کیلو اهم تا ولتاژ متناوب ۵۰۰ ولت با ولتاژ دی سی ۷۵۰ ولت
  • ۱۰۰ کیلو اهم برای ولتاژ متناوب بیش از ۵۰۰ ولت با ولتاژ دی سی ۷۵۰ ولت

 

• • همبندی کردن

هدف از هم ولتاژ کردن یا همبندی پیشگیری از ظاهر شدن ولتاژ خطرناک تماس است.

• • یک هادی همبندی هم ولتاژ کننده باید کلیه بدنه هادی قابل تماس هم زمان و بدنه های هادی بیگانه را به یکدیگر مرتبط کند.
  • هادی همبندی هم ولتاژ کننده نباید در ارتباط مستقیم الکتریکی با زمین از طریق بدنه های هادی و بدنه های هادی بیگانه باشد.

به هنگام استفاده از این روش لازم است دقت شود افرادی که وارد محیط با همبندی هم ولتاژ کننده می شوند، تحت اختلاف ولتاژی خطرناک قرار نخواهند گرفت؛ به خصوص در حالتی که در یک محیط کف، هادی عایق شده از زمین به هادی همبندی مورد بحث وصل شده باشد باید دقت لازم به عمل آید.

منظور از هادی بیگانه، قسمت های هادی یا فلزی است که جزئی از تأسیسات الکتریکی به حساب نمی آید؛ نظیر اسکلت فلزی ساختمان ها، لوله های فلزی گاز، آب، حرارت مرکزی و غیره.

•  

 

• • جداکردن منبع تغذیه از زمین

اگر مدار از قسمت های اصلی (سیستم تغذیه)، ارت اجسام فلزی اطراف یا هر مدار دیگری کاملاً مجزا باشد، هیچ ولتاژی بین هادی های برقدار و ارت یا قسمت های فلزی بوجود نمی آید و امکان دریافت شوک الکتریکی را کاهش می دهد. البته چون همه سیستم ها تا حدودی به وسیله کوپلینگ خازنی یا سلفی یا نشت در محیط، با یکدیگر ارتباط دارند نمی توان به هادی های مدار سیستم های ایزوله (یا مجزا شده که دارای ولتاژ صفر نسبت به محیط هستند اعتماد داشت؛ مگر این که سیستم مجزا شده خیلی کوچک و محلی باشد.

یک سیستم مجزا شده، سیستمی است که از سیم پیچی ثانویه یک ترانسفورماتور مجزا کننده یا سیم پیچی یک مولد که بین آن ها و منبع انرژی الکتریکی دیگر هیچ ارتباطی وجود ندارد تغذیه شود.

برای ایجاد حفاظت لازم باید از سیستم سیم کشی جدایی استفاده شود و کابل ها در تمامی مسیر قابل رؤیت باشند. به همین جهت اگر هیچ ارتباطی بین قسمتی از مدار و اتصال زمین (ارت) وجود نداشته باشد، برای شخصی که زمین و یک قسمت برقدار را لمس میکند، مدار کاملی به وجود نخواهد آمد و از ایجاد شوک الکتریکی نسبت به زمین جلوگیری خواهد شد.

باید توجه داشت که ترانسفورماتور حفاظتی حتماً دارای دو سیم پیچی جدا از یکدیگر باشد تا در صورت اتصال بدنه در مصرف کننده، ولتاژ تماسی بین محل تماس و زمین وجود نداشته باشد. در شکل (۵) یک دستگاه الکتریکی به وسیله ترانسفورماتور حفاظت گردیده نشان داده شده است. به ثانویه ترانسفورماتورهای حفاظتی تنها یک مصرف کننده می تواند وصل شود؛ زیرا با اتصال بیش از یک مصرف کننده به ثانویه آن، احتمال خطر برق گرفتگی در صورت اتصال بدنه همزمان در مصرف کننده وجود خواهد داشت.

 

                                                                    ترانفسورماتور جدا کننده

 

همچنین در صورت صدمه دیدن یکی از سیم های رابط و اتصال آن به زمین، اگر سیم رابط دیگر نیز به بدنه دستگاه اتصال پیدا کند، مانند شکل (۶)، باعث عبور جریان را از بدن شخص می شود. معمولاً به علت کمتر بودن مقاومت محل تماس دستگاه به زمین از مقاومت بدن شخص، جریان ها IF1>>IF2 است. اما اگر دستگاه توسط شخص از زمین جدا شود، جریان از بدن شخص عبور میکند که خطرناک است و برای پیشگیری از آن باید مراقبت های لازم انجام گیرد. برای مثال، باید سیستم های رابط دستگاه، یک تکه و کوتاه باشند تا به راحتی قابل کنترل گردد.

ترانسفورماتورهای حفاظتی معمولاً در اندازه ها و قدرت های مختلف حداکثر تا ۱۶ آمپر و برای مصرف کنندگان تکفاز تا ولتاژ ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت و برای مصرف کنندگان سه فاز تا ۳۸۰ ولت استاندارد شده و ساخته می شوند.

از این نکات چنین استنباط می شود که این نوع حفاظت تنها برای شرایطی که به دقت تحت کنترل باشد، مناسب و کاربرد آن محدود است. برای مثال، مناسب روشی است که جهت آزمایش تلویزیون توسط اشخاص فنی با صلاحیت و تحت کنترل دقیق به کار می رود. اما در محیط های ساختمانی که تأسیسات نمی تواند به طور ثابت و جدا از زمین باقی بماند، این روش به تنهایی قابل استفاده نیست و باید همراه با روش کاهش ولتاژ به کار رود.

مسیر عبور جریان برق از بدن حالت های دیگری هم دارد به این حالت ها نگاه کنید:

برای اشخاص عادی این موارد را پیشنهاد می کنیم تا دچار برق گرفتگی نشوند:

• زمانی که دستتان خیس است به هیچ کلید یا پریز یا وسیله برقی دست نزنید.
• در آشپزخانه همیشه دنپایی پلاستیکی به پا کنید.
• در محیط های مرطوب مثل حمام از وسایلی مثل بخاری برقی یا سشوار یا ماشین لباسشویی استفاده نکنید.
• هیچ وقت هیچ وقت روی سیم های برق، لباسهای خیس پهن نکنید.
• حتماً در ساختمان تان از کلید محافظ جان استفاده کنید، قیمت یک محافظ جان معمولی در حدود 50 هزار تومان است.
• از عبور دادن سیم ها از کف منزل یا زیر فرش ها جداً خودداری کنید.
• در قسمت بالا و پایین کلیدها و پریزهای برق (از سقف تا کف زمین) هیچ وقت میخ نکوبید. چون لوله های برق از این مسیرها عبور می کنند.
• پریزهای جدید همگی دارای محافظ کودک هستند، تا بچه ها نتوانند اشیا فلزی را داخل سوراخ پریزها فرو کنند. بهتر است از این پریزها استفاده کنید.
• هنگام سرویس و دستکاری کولر آبی بسیار مراقب باشید، بیشترین آمار برق گرفتگی در ایران از همین مورد بوده است. حتماً از یک برق کار ماهر کمک بگیرید.
• اگر در ساختمان های مرتفع زندگی می کنید و سیم های تیر برق از جلوی پنجره شما رد شده است، درب پنجره را با توری های مخصوص بپوشانید تا احتمال دسترسی و نزدیک شدن به بیرون از پنجره امکانپذیر نباشد.
• در هنگام کار با برق دستکش داشته باشید و از کفش مناسب استفاده کنید.
• هنگام تعویض لامپ ها، یک چهار پایه پلاستیکی یا چوبی در زیر پایتان قرار دهید.
• قبل از انجام هر کاری حتماً فیوزهای برق را قطع کنید.
• اگر می خواهید کف آشپزخانه را بشویید، فیوز مربوط به آشپزخانه را قطع کنید.
• کودکان علاقه زیادی به جویدن سیم های برق دارند. هیچ سیم برقی نباید در دسترس کودکان باشد، سه راهی های سیمدار را از دسترس کودکان دور نگه دارید.

همبندی چیست؟ بخش سوم

همبندی (Bonding) به معنی اتصال بدنه‌ها، سازه‌ها و تاسیسات الکتریکی و غیر الکتریکی فلزی به یکدیگر با استفاده از یک هادی الکتریکی با سطح مقطع مناسب به منظور جلوگیری از شکل گیری اختلاف پتانسیل خطرناک بین آنها که می‌تواند عاملی برای برق‌گرفتگی ساکنین یک ساختمان باشد.
باید توجه کرد که وجود پتانسیل بزرگ برای انسان به خودی خود خطرناک نیست کما اینکه همه ما شاهد نشستن پرندگان بر روی خطوط برق فشارقوی هستیم. آنچه که برای انسان خطرناک است در معرض قرار گرفتن یک اختلاف پتانسیل بزرگ است. در واقع اختلاف پتانسیل 230 ولت است که باعث روشن شدن لامپ ها و کارکردن تجهیزات برقی می‌شود. به عبارت دیگر چنانچه به هر دو پایه یک لامپ، سیم فاز 230 ولت را متصل کنید روشن نخواهد شد.
در همبندی با اتصال الکتریکی همه سازه‌های فلزی به هم، از شکل گیری اختلاف پتانسیل خطرناک بین آنها جلوگیری می‌شود.

🔆 ضرورت همبندی
بر اساس مبحث 13 مقررات ملی ساختمان مصوب سال 1395 که در حکم استاندارد اجباری در کشور را دارد و همچنین اصول مطرح در استانداردهای بین المللی نظیر IEC 60364 و IEC 62305 اعمال همبندی در کلیه ساختمان ها با هر نوع کاربری بویژه در ساختمانهای با خطر برخورد صاعقه اجباری است و تخطی از آن عواقب حقوقی و کیفری برای مهندسین طراح، ناظر و مجری خواهد داشت.

🔆 همبندی به دو نوع تقسیم می‌شود:
1- همبندی اصلی که شامل اتصال کلیه تاسیسات فلزی (نظیر لوله های آب و گاز و فاضلاب، شیلد کابل برق و تلفن) و اسکلت فلزی و آرماتورهای اسکلت بتنی به شینه ارتینگ ساختمان می‌شود.
2- همبندی اضافی که شامل کلیه تاسیسات فلزی داخل محیط‌های مرطوب نظیر آشپزخانه، حمام و سرویس دستشویی، استخر و غیره می‌شود.
🔆 همبندی در اسکلت ساختمان به چه شکل انجام می‌شود:
- در اسکلت های فلزی نیازی به همبندی در طبقات مختلف نیست ولی باید در کف پایین‌ترین طبقه یا همان سطح رویی فونداسیون شبکه همبندی شامل هادیهای الکتریکی اجرا شده و سپس در نقاط مناسب مطابق استاندارد و توسط بستهای مناسب به آرماتورهای فونداسیون متصل شود.
- در اسکلت بتنی نیز یک شبکه همبندی مشابه بند فوق اجرا می‌شود با این تفاوت که در ساختمانهای حساس و مهم و همچنین کلیه ساختمانهایی که مجهز به سیستم حفاظت صاعقه هستند شبکه همبندی در تمامی طبقات و ستونهای اسکلت، مشابه فونداسیون باید اجرا شود.

همبندی چیست؟ بخش دوم

همبندی چیست؟

 همبندی مهم ترین روش برای پیشگیری از برق گرفتگی در یک ساختمان است. روشی که برخی از ناظران تاسیسات اهتمام بسیاری به اجرای آن دارند و برخی دیگر متاسفانه از آن غافلند . در این نوشته اطلاعات جالبی در مورد این روش ارائه شده است .

 

• هم بندی چیست ؟

اگر اسکلت هادی ساختمان (اسکلت فلزی یا میلگردهای بتنی) و بدنه هادی بیگانه (انواع لوله کشی های فلزی و نظایر آن)و بدنه هادی تجهیزات الکتریکی ساختمان ها را با یک هادی که دارای سطح مقطع بزرگ و مقاومت الکتریکی کم باشد به یکدیگر متصل شود، تمام نقاط هم پتانسیل می شود. این نوع اتصال «همبندی » نام دارد.

• همبندی در عمل به معنای کم کردن اندازه ولتاژ تماس در داخل ساختمان و در نقاطی از آن است که عیب زمین در تأسیسات الکتریکی ایجاد میشود.همانطور که گفته شد ولتاژ تماس وقتی ایجاد میشود که یک عیب زمین (عبور جریان از زمین) در تأسیسات الکتریکی ایجاد شود. هنگامیکه این جریان به زمین وارد میشود، به دلیل وجود مقاومت (بدن شخص یابدنۀ هادی)، ولتاژ تماس ایجاد میشود.

• مزایای اجرای همبندی:

1. مطمئن ترین روش جلوگیری از برق گرفتگی ناشی از تماس غیرمستقیم
2. حفاظت از آسیب دیدن تجهیزات الکترونیکی، مخابراتی و اتوماسیون
3. کاهش اثرات الکتریسیته ساکن
4. ایجاد مسیرهای موازی برای هدایت جریان صاعقه به سمت زمین و جلوگیری از آسیب های ناشی از آن بر روی اشخاص و تجهیزات الکتریکی وسایل حفاظتی به کمک همبندی اضافی
5. بالا بردن ضریب اطمینان عملکرد وسایل حفاظتی به کمک همبندی اضافی

• مراحل اجرای همبندی قبل از بتن ریزی:

اجرای همبندی ساختمان باید قبل از بتن ریزی و همزمان با اجرای شالوده ساختمان (فونداسیون) و در همه طبقات ساختمان اجرا شود

               

• اجرا در شالوده: در شالوده  ساختمان بایستی تمامی شناژهای ارتباطی همبند شوند.منظور از شناژ، محوری است که همه ستو نهای ساختمان را به هم متصل میکند

جرا در ستون ها: در تمامی طبقات، ستون های واقع در گوشه های ساختمان، یکی از ستون های راه پله، تمام ستون های خرپشته و موتورخانه و در هر 20 متر از طول و عرض ساختمان، شبکه همبند باید به همدیگر متصل شود

•    اجرا در سقفها: در سقف ساختما نها، شناژها و تیرهای فلزی دورتادور سقف، دورتادور آسانسور، یکی از شناژها و یا تیرهای فلزی در حمام، دستشویی، آشپزخانه،آبدارخانه و سایر فضاهایی که به طور معمول درکف آنها آبریزی میشود، همچنین شناژها و یا تیرهای فلزی در طول و عرض ساختمان، حداقل در هر 20 متر، بایستی همبندی صورت گیرد.

 

• اجرا در بام ساختمان: در پشت بام ساختمان   تمامی شناژها و تیرهای فلزی، مانند فونداسیون باید با هادی همبند، همبندی شود

                                    

• اجرا در سقف خرپشته و سقف موتورخانه های آسانسور: تمامی شناژها و تیرهای فلزی دورتادور سقف خرپشته و سقف موتورخانه آسانسور باید به شبکه همبندی متصل شود

                           

• مراحل اجرای همبندی بعد از بتن ریزی:
  اجرا در فونداسیون، سقفها: درصورتیکه همبندی قبل از بتن ریزی در فونداسیون و سقفها انجام نشده باشد، باید با سیم مسی بدون روکش غیرافشان با سطح مقطع 16 mm2 شبکه همبند را بر روی سطح بتن اجرا نموده، و آن را به نزد یکترین شبکه همبند در دسترس متصل نمود.

• اجرا در ستو نها: درصورتیکه همبندی در یکی از ستو نهای طبقات ساختمان، خرپشته و یا موتورخانه آسانسور قبل از بتن ریزی انجام نشده باشد، ارتباط شبکه همبند بین طبقات بالا و پا یین قطع میشود،لذا باید یک رشته سیم مسی با سطح مقطع 16 mm2 غیرافشان (با روکش و یا بدون روکش)در کنار ستو نهای موردنظر قرار داده و آنها را به شبکه همبندی طبقه بالاتر و همچنین طبقه یا طبقات پا یین تر متصل نمود.

 

همبندی چیست؟

 همبندی به معنی اتصال بخش های مختلف سیستم اتصال به زمین (ارت) به همدیگر جهت هم پتانسیل کردن بخش های مختلف تأسیسات الکتریکی در ساختمان می باشد. 
مهندس ناظر برق در پروژه می بایست هم بندی را کنترل و گزارش نماید.

سیستم همبندی در پی و ستون اتصال  سیم مسی به میله گردها توسط بست های مسی میله ارت کوبیده می شود سیستم همبندی به آن متصل می شود و در آخر به چاه ارت متصل می شود.

هم بند کردن در چه بخش هایی از ساختمان انجام می شود؟

بر اساس مبحث 13 مقررات ملی، در هر ساختمان کلیه قسمتهای زیر باید از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل (همبندی)  گردند.

 

1. قسمت های اصلی فلزی ساختمان، مانند اسكلت فلزی و آرماتورهای بتن (در صورت امكان)
2. هادی حفاظتی كلیه وسایل و دستگاه های نصب ثابت و هادی های حفاظتی پریزها در سرویس های بهداشتی می بایست برای هم ولتاژ كردن هم بندی اضافی انجام شود همین هم بندی موارد زیر را شامل می شود:
   • وان یا زیر دوشی فلزی
   • لوله های آب سرد و گرم
   • بدنه های هادی وسائل نصب ثابت
   • لوله های فلزی فاضلاب
   • لوله های گاز، حرارت مركزی یا هر نوع لوله دیگر
   • هادی های حفاظتی مدارهای پریز و روشنائی
3. در آشپزخانه باید برای هم ولتاژ كردن هم بندی اضافه انجام شود، این هم بندی باید موارد زیر را شامل شود:
   یخچال، اجاق گاز، قفسه بندی فلزی، ظرفشوئی (سینك)، هر نوع وسایل برقی، لوله هایآب سرد و گرم، لوله های فاضلاب، لوله های حرارت مركزی، اجزای فلزی ساختمان ازجمله ستون ها، هادی های حفاظتی مدارهای پریز و روشنائی.

1- کابل اصلی ارت

2- سیم نول(N)

3- لوله های اصلی فلزی آب

4- لوله های اصلی گاز

5- لوله های قایم (رایزرها) تأسیسات از هر نوع

6- قسمتهای اصلی فلزی ساختمان مانند: اسکلت فلزی و آرماتورهای بتن مسلح

7- الکترودهای اصلی و فرعی اتصال زمین

بخش های هم بندی:

بطور کلی و خلاصه همبندی به دوبخش هم بندی اصلی و اضافی تقسیم می شود که در ادامه تشریح می گردد.

1.هم بندی اصلی برای هم ولتاژ كردن

یك هادی هم بندی اصلی باید کلیه قسمت های زیر را از نظر الكتریکی به یكدیگر وصل كند.
• هادی حفاظتی اصلی
• هادی اتصال به زمین
• لول های اصلی فلزی آب
• لوله های اصلی گاز
• لوله های قائم (رایزرها) تأسیسات از هر نوع
• قسمت های فلزی اصلی ساختمان مانند اسكلت فلزی و آرماتورهای بتن.

2.هم بندی اضافی برای هم ولتاژ كردن

هم بندی اضافی برای هم ولتاژ كردن باید كلیه قسمت های … را كه به طور همزمان در دسترسند در بر گیرد از جمله:
• كلیه نرده ها و پلكان و قسمت های فلزی استخر
• كلیه بدنه های هادی دستگاه ها و لوازم و غیره كه به صورت ثابت نصب شده باشند.
• قسمت های هادی بیگانه از هر نوع

تصویر مدار همبندی

• مواد كاهنده مقاومت نسبت به نمك و ذغال ارجح می باشد.
• مقاومت مجاز سیستم اتصال زمین فشار ضعیف حداكثر 2 اهم می باشد.
• قسمت های فلزی اصلی ساختمان مانند اسكلت فلزی و آرماتورهای بتن باید به چاه ارت متصل گردد.

سطح مقطع میله گرد همبندی

دستور العمل طراحی و اجرای همبندی در ساختمانها

دستور العمل طراحی و اجرای همبندی در ساختمانها که بر اساس ماده پ-1-4-7-1 مبحث سیزده مقررات ملی ساختمان و در راستای افزایش ضریب ایمنی و جلوگیری از برق گرفتگی در ساختمان تدوین شده است.

اطلاع رسانی شبکه شاد

1- لطفا در شبکه شاد عضو و وارد کلاس های فنی خود شوید.

2-لطفا در کانال معاونت مدرسه به آ درس vahabzadeh961976@ عضو شوید.

3-لینک کلاسهای شاد را مستقیم در نرم افزار در گوشی یا کامپیپتر باز کنید زیرا از لینک کانال ها باز نمی شود.

4- برای دانلود و عضویت در شاد به لینک زیر مراجعه نمایید:

shaddl.medu.ir

متشکرم   

PLC S7 و اصول کلی PLC و مدار فرمان

از سال 2012 نرم افزار جدید شرکت زیمنس برای برنامه نویسی PLC سری 300 و 400 و 1200 و 1500 منتشر شده است که Tia Portal نام دارد. تیا پورتال یک محیط یکپارچه برای برنامه نویسی و مانیتورینگ plc های شرکت زیمنس است که قابلیت نصب روی ویندوز 8.1 و 10 را نیز دارد.

 PLC S7 و اصول کلی PLC و مدار فرمان

•  عملکرد رله – سوئیچ
•  عملکرد کنتاکتور و الکتروموتور
•  موتور پله ای
•  شیر های برقی
•  جک های هیدرولیک و پنوماتیک
•  داریو راه انداز موتور و لیمیت سوئیچ
•  سنسورها و انواع آن
•  مفهوم سیستم و ورودی و خروجی آن
• تاریخچه PLC
• آشنایی با خانواده زیمنس Siemens

معرفی قسمت های مختلف PLC و انواع ماژولهای سیگنال و وظیفه:

• واحد های تشکیل دهنده PLC
• توضیح عملکرد پردازنده
•  ماژولهای ورودی و خروجی
• توضیح عملکرد منبع تغذیه
•  طرح برنامه
•  زمان مرور برنامه
• ماژول های وظیفه و سیگنال

آموزش نصب ، سیم کشی و استفاده از PLC S7

• آموزش نکات مربوط به نصب PLC
•  نصب منبع تغذیه
• آموزش نصب ماژول ها و قوانین حاکم برآن
•  نصب رک اضافی و قواعد مربوطه
•  نحوه اتصال و سیم کشی انواع ماژول های دیجیتال ورودی به سنسورها
•  نحوه اتصال و سیم کشی ماژولهای دیجیتال خروجی به عملگرها
• روش اتصال ماژولهای آنالوگ

آموزش ابزار و روش های برنامه ریزی و دیاگرام عمومی راه اندازی PLC

• معرفی دیاگرام برنامه ریزی PLC
• روش اتصال به PLC برای برنامه ریزی
• معرفی ابزارها و نرم افزار های برنامه نویسی و پیکر بندی
•  اصول عمومی و پروتکل اتصالات مودهای عملکردی PLC
•  انواع حافظه در PLC و کاربرد آن

آشنایی با محیط ایجاد پروژه

• آشنایی با محیط پیکر بندی سخت افزار در سیماتیک منجر و تیا پورتال Tia Portal
•  آشنایی با محیط پیکر بندی شبکه
•  آشنایی با محیط برنامه نویسی
• آشنایی با سیمولاتور داخلی Simatic manager

ایجاد یک پروژه و آشنایی با ساختار پروژه نرم افزار

• معرفی ساختار یک پروژه
•  ایجاد یک Station
• ایجاد یک پروژه
•  پیکر بندی سخت افزار ایجاد اولین برنامه
•  دانلود برنامه بر روی سیمولاتور و مشاهده نتایج اجرا

پیکر بندی سخت افزار Step7 300

• معرفی تمامی ماژولهای S7 300 و کاربرد آن ها
•  نحوه محاسبه سخت افزار مورد نیاز برای اجرای یک پروژه
•  نحوه پیکر بندی مناسب سخت افزار
•  دانلود پیکر بندی بر روی PLC
•  پیکر بندی توزیع شده
• معرفی انواع PLC های رده H و F

آموزش PLC » پیکر بندی سخت افزار Step7 400

• معرفی تمامی ماژولهای S7 400 و کاربرد آنها
• معرفی انواع رک در S7 400
• انواع PLC های رده H و F

معرفی محیط های برنامه نویسی و آموزش محیط برنامه نویسی LAD

• معرفی روش برنامه نویسی Ladder
• معرفی روش برنامه نویسی STL
• معرفی روش برنامه نویسی FBD
• آموزش زبان برنامه نویسی Ladder
• مفهوم نتورک و بلوک

آموزش PLC » سیستمهای عددی ، آدرس دهی و متغیرها

• انواع متغیرهای PLC
•  روش نمایش و فراخوانی متغیرها
•  وش تعریف و استفاده از مقادیر متغیرها
•  روشهای آدرس دهی مطلق و نسبی در Ladder
• تعریف متغیرهای عمومی و اختصاصی بلوک
• انواع داده ماندگار و موقت
•  قوانین نامگذاری متغیرها

بلوک های برنامه نویسی نحوه ایجاد و استفاده از آنها ( Symbol table)

•  بلوک اصلی (main)
•  بلوک های FC
•  بلوک های FB
•  بلوک های داده ای عمومی و اختصاصی بلوکهای SFB
•  بلوک های SFC
•  متغیرهای ورودی ، خروجی و دوطرفه در بلوک ها
• محافظت از بلوک ها
•  فراخوانی بلوک ها
•  فراخوانی تو در تو بلوک ها
•  نحوه استفاده از جدول
• سیمبول ها دستورات عملیات منطقی بیتی

دستورات عملیات منطقی بیتی

دستورات مقایسه ای وتبدیل

شمارنده ها و تایمرها

دیتا بلاک و دستورات مرتبط

دستورات کنترل منطقی

دستورات محاسباتی

دستورات بارگذاری و انتقال داده

دستورات شیفت و چرخش

 عملیات ورودی و خروجی دیجیتال

• دریافت داده های دیجیتال
•  مفهوم سینک و سورس در ورودی دیجیتال
•  مفهوم PNP و NPN در سنسورهای دیجیتال
• درایفت داده های فرکانسی
•  انتقال داده ها به حافظه و استفاده از آنها

عملیات ورودی و خروجی آنالوگ

• تشریح کامل سیگنالهای آنالوگ
•  تشریح سنسورهای آنالوگ
•  تشریح عملگرهای آنالوگ پیکربندی ماژولهای آنالوگ
•  مقیاس بندی داده های آنالوگ ورودی
•  مقیاس بندی داده های خروجی آنالوگ

 آموزش دانلود برنامه و کار با سیمولاتور

• آموزش انواع پروگرامر PLC
•  دانلود در مد آفلاین
•  دانلود در مد RUN
• دانلود به سیمولاتور
• تشریح امکانات سیمولاتور (شبیه ساز)
•  ارتباط On line با PLC
•  مانیتورینگ و کنترل نرم افزاری
•  On line شدن از داخل محیط برنامه نویسی
• کنترل مقادیر متغیرها
•  مانیتور ورودی و خروجی force کردن خروجی ها

 ارتباط On line  با PLC – مانیتورینگ و کنترل نرم افزاری

• On line  شدن از داخل محیط برنامه نویسی
• کنترل مقادیر متغیرها
• مانیتور ورودی و خروجی
• force کردن خروجی ها

فانکشن های کاربردی و نحوه کار با آنها (بخش اول SFC1 تا SFC42 )

 فانکشن های کاربردی و نحوه کار با آنها (بخش دوم SFC و SFB)

فانکشن های کاربردی و نحوه کار با آنها (بخش سوم IEC FC ):

• ترکیب تاریخ و زمان و تبدیل بصورت تاریخ
•  (FC4 ) پاک کردن قسمتی از رشته
•  (FC5 )تبدیل رشته به عدد صحیح
•  (FC6 ) استخراج تاریخ از متغیر نوع تاریخ
•  (FC7 ) استخراج روز از متغیر نوع تاریخ
•  (FC8 ) استخراج زمان از متغیر نوع تاریخ
•  (FC9) مساوی بودن دو تاریخ
• (FC10 ) مقایسه دو رشته از نظر مساوی بودن
•  (FC11 ) پیدا کردن در رشته
•  (FC12) بزرگتر یا مساوی بودن دو تاریخ
•  (FC13 ) مقایسه دو رشته از نظر بزرگتر مساوی بودن
•  (FC14) بزرگتر بودن دو تاریخ
• (FC15 ) مقایسه دو رشته از نظر بزرگتر بودن
• (FC16 ) تبدیل رشته به عدد صحیح
• (FC17 ) وارد کردن به رشته
• (FC18) کوچکتر یا مساوی بودن دو تاریخ

آموزش PLC » فانکشن های کاربردی و نحوه کار با آن ها (بخش چهارم IEC FC )

•  (FC20 ) جا کردن بخشی از رشته از سمت چپ
•  (FC21 ) به دست آوردن طول رشته
•  (FC2) محاسبه حدود
•  (FC23) کوچک تر بودن دو تاریخ
•  (FC24 ) مقایسه دو رشته از نظر کوچکتر بودن
• (FC25) محاسبه ماکزیمم
•  (FC26 ) جا کردن بخشی از وسط رشته
•  (FC27) محاسبه مینیمم
• (FC28) مخالف بودن دو تاریخ
•  (FC29 ) مقایسه دو رشته از نظر مخالف بودن
• (FC30 ) تبدیل REAL به رشته
• (FC31 ) جایگزین کردن قسمتی از رشته
•  (FC32 ) جا کردن بخشی از رشته از سمت راست
• (FC33 ) تبدیل فرمت زمان S5TIME به نوع TIME
•  (FC34) کم کردن دو زمان از یکدیگر
•  (FC35) کم کردن مدت از زمان
•  (FC36) انتخاب باینری
•  (FC37 ) تبدیل رشته به عدد صحیح
•  (FC38 ) تبدیل رشته به INT
•  (FC39 ) تبدیل رشته به
• تبدیل فرمت زمان

آموزش PLC » پروژه های آموزشی Level 1

• پروژه شماره 1: سیستم پمپاژ آب
• پروژه شماره 2: برنامه start و stop یک موتور 
• پروژه شماره 3: راه اندازی موتور سه فاز دائم از دو محل
• پروژه شماره 4: راه اندازی دو الکترو موتور به صورت یکی به جای دیگری

پروژه شماره 5: راه اندازی الکتروموتور سه فاز به صورت چپ گرد راست گرد

• پروژه شماره 6: راه اندازی الکتروموتور سه فاز به صورت چپ گرد راست گرد (با تاخیر)
• پروژه شماره 7: راه اندازی الکتروموتور سه فاز به صورت چپ گرد راست گرد (سریع)

نحوه اتصال سنسور به plc

نحوه اتصال سنسور به plc

سوال: وایرینگ PLC

یک سنسور القایی PNP و یک کلید فشاری (PB) را به پایه های ورودی 0.00 و 0.01 پی ال سی متصل کنید.

تذکر: برای سنسورهای PNP، نیاز به دو رشته سیم + و – برای تغذیه هستیم و این سنسورها دارای 1 سیم سومی هم هستند که هر لحظه که جسمی را Sense (مشاهده) کنند،
ولتاژ مثبت (positive) را بر روی آن می اندازند.

یعنی در سیم خروجی خود، ولتاژ مثبت، می دهند:

شماتیک نحوه سیم بندی پی ال سی و سنسور القایی

پس ولتاژ منفی را به com می دهیم و از سنسورها و کلیدها، ولتاژ مثبت را بر روی پایه های ورودی پی ال سی می آوریم.

برای پایه دوازدهم برق صنعتی: نحوه سیم بندی ورودی های پی ال سی

نحوه سیم بندی ورودی های پی ال سی

در قسمت ورودی پی ال سی (برای برندها مختلف) با سه جزء زیر عموما رو به رو می شویم:

1: تغذیه پی ال سی

تغذیه پی ال سی ممکن است ، 24 ولت یا 220 ولت AC یا .. باشد. این تغذیه از طریق منبع تغذیه تامین شده و به پی ال سی داده می شود، پس از آن پی ال سی روشن می گردد.

2:نحوه سیم بندی COM

com یا مشترک، سطح ولتاژ مرجع برای تشخیص فرمان ورودی های پی ال سی است.
یعنی اگر فرضا به com مقدار 0 ولت را بدهیم، در صورتی که به پایه های ورودی ولتاژ 24 ولت برسد، پی ال سی تشخیص می دهد که فرمان آمده است و ورودی مورد نظر فعال شده است.

و اگر به com، مقدار 24 ولت را بدهیم، زمانی پی ال سی احساس می کند که ورودی اش فعال شده است که به نحوی به ورودی مربوطه، ولتاژ منفی یا همان صفر ولت برسد.

3: پایه های ورودی

پس اگر بین این پایه ها و com پی ال سی، اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد، پایه مربوطه در برنامه پی ال سی فعال (اِنِرجایزد) می شود و تغییر در وضعیت ورودی ها ایجاد می شود.

در نحوه سیم بندی پی ال سی بایستی به سرسیم زدن به این سیم ها و سپس محکم کردن شان در پایه های ورودی دقت کنید.

پس برای ورودی های پی ال سی (پی ال سی ای که با ورودی های dc کار می کند)، باید یک اختلاف ولتاژ بین com و پایه ورودی ایجاد کنیم و هم برای پروژه های خود، عموما ولتاژ منفی را به com پی ال سی می دهیم و ولتاژ مثبت را به پایه های ورودی متصل می کنیم و هر موقع در ورودی ها (که ممکن است یک سنسور یا کلید یا … باشند)، تغییری ایجاد شد، در برنامه نیز این تغییر اعمال خواهد شد.