انواع سیستم اتصال به زمین:
زمین حفاظتی (Protective Grounding)
اتصال بدنه فلزی دستگاهها به زمین را در حالت عادی که جریانی حمل نمیکنند را اتصال زمین حفاظتی مینامند. در این نوع اتصال کلیه بدنه های فلزی دستگاهها به زمین متصل میشوند تا هیچگونه اختلاف پتانسیلی بین بدنه فلزی دستگاه با زمین ایجاد نشود و در صورت اتصال یکی از فازهای برقدار با بدنه جریانی در مدار برقرار شود که باعث قطع رله های حفاظتی گردد.
زمین الکتریکی (System Grounding)
زمین کردن نقطه ای از دستگاههای الکتریکی و تجهیزات برقی که قسمتی از مدار الکترکی میباشند را زمین الکتریکی گویند .اینکار جهت کار صحیح دستگاه و جلوگیری از افزایش فشار الکتریکی بر روی فازهای سالم نسبت به زمین ، در زمان تماس یکی از فازها با زمین میباشد. به عنوان مثال در سیستمهای توزیع فشار ضعیف و نیز در نیروگاههای تولید برق نقطه خنثی ستاره ترانسفورمرها و ژنراتورها به زمین متصل می شود. و یا در سیستمها و تجهیزات اندازه گیری و رله های الکتریکی وجود یک مرجع پتانسیل صفر برای کار صحیح دستگاهها لازم و ضروری است. از زمین الکتریکی اغلب در شرایط کار عادی دستگاهها و شبکه برق جریان عبور میکند، در صورتیکه از زمین حفاظتی تنها درصورت بروز خطا و اتصال فازها با زمین جریان عبور میکند.
زمین کردن حفاظتی می تواند در تمامی تاسیسات وجود داشته باشد، اما زمین کردن تجهیزات در بعضی مکانها مانند تاسیسات فشار قوی اهمیت زیادی دارد. از آنجایی که در این نوع تاسیسات، با ولتاژ بالا (بالاتر از یک کیلو ولت) و عبور جریان زیاد روبرو هستیم، بنابراین مسئله القای بارهای الکتریکی خطرناک و تزویج مغناطیسی بر روی تجهیزات فلزی که در مجاورت دستگاهها و
خطوط زیر ولتاژ هستند، جدی می باشد.
همچنین اتصال هادیهای برق دار به ساختارهای فلزی در این تاسیسات می تواند خطرات و حوادث ناگواری را در پی داشته باشد. از اینرو برای طراحی سیستم زمین در تاسیسات فشار قوی، بایستی تدابیر ویژه ای اندیشیده شود. در برخی از تاسیسات مانند تاسیسات نفتی، خطوط انتقال گاز، پالایشگاهها و … علاوه بر نحوه اتصال بهزمین ، مسئله همبندی BONDING بسیار حائز اهمیت است. در این مکانها کوچکترین اختلاف پتانسیل بین اجزاء فلزی می تواند موجب آتش سوزی و انفجار شود.
اجزاء اصلی سیستم زمین
هر سیستم زمین دارای سه جزء اصلی می باشد این سه جزءعبارتنداز :
الکترود زمین، هادی اصلی زمین و باسبار(شین) زمین.
الکترود زمین بسته به نوع و طرح هر شکلی می تواند داشته باشد و یا می تواند تلفیقی از انواع مختلف باشد. همچنین ارتباط الکتریکی الکترود با جرم کلی زمین نیز توسط یک المان مقاومتی فشرده و سمبل زمین الکتریکی ایده آل مدل می شود که منظور از مقاومت الکترود همان R-G می باشد . همان شین یا باسبار زمین به منظور سهولت در اتصال سیمها و ارتباطات الکتریکی برای اتصال و همبندی تجهیزات به زمین استفاده می شود. باسبار از نظر ظاهری یک قطعه تسمه فلزی با سطح مقطع مناسب و معمولا از جنس هادی مس می باشد و تمامی اتصالات از طریق کابلشو به آن وصل می شوند. در بعضی از تاسیسات مانند سوئیچ یارد پستهای فشار قوی ممکن است به دلیل اهمیت موضوع و ایمنی بیشتر واسطه باسبار از مسیر جریان حذف شده و تجهیزات و بدنه های فلزی مسقیما توسط یک هادی به الکترود زمین وصل شوند.
هادی اصلی زمین یک ارتباط محکم و با سطح مقطع مناسبی است که معمولا از یک طرف به الکترود زمین و از طرف دیگر به باسبار اصلی متصل می شود. تعداد هادیهای اصلی بسته به نوع، وسعت سیستم زمین و تاسیسات ، پراکندگی تجهیزات و… متغیر بوده و لزوما یک مسیر نمی باشد.
یکی از مهمترین قسمتهای یک سیستم زمین الکترود زمین است. وظیفه انتقال و پراکنده سازی جریانهای بوجود آمده در سیستم زمین نیز بر عهده الکترود زمین است.الکترود زمین می تواند به هر شکلی باشد. شکلها و اجزائی که به عنوان الکترود استفاده می شوند بر اساس هادی های ساخته شده استاندارد می باشد. با توجه به اینکه محاسبه مقاومت برای الکترودهای غیر استاندارد بسیار مشکل و یا غیر ممکن می باشد، استفاده از آنها از طرف مراجع چندان توصیه نمی شود.