مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

• پست توزيع خصوصي:

پست توزيع خصوصي را در مراكز بار قرار ميدهيم تا طول خطوط برق رساني تلفات انرژي وافت ولتاژ به حداقل ممكن برسد . ظرفيت پست وتعداد ترانسفورماتورها را بر اساس شبكه توزيع قديمي در ولتاژ 11 كيلوولت كار مي كردند.

امروزه در غالب شهر هاي بزرگ اين شبكه ها به 20 تبديل شده اند .

ميزان بار ضريب اطمينان لازم قيمت اوليه هزينه تلفات انرژي از بين اندازه ها استاندارد معين مي كنيم بمنظور كاهش دادن وسائل ذخيره يا رزرو يدكي در صورت امكان از ترانس هاي هم ظرفيت يكسان استفاده مي شد. كارخانه ايران ترانسفور بسياري از اين اندازه هاي استاندارد را در ايران توليد مي كند.

 

• شبكه هاي برق رساني:

توزيع برق از ثا نويه ترانسفور ماتور بوسيله خطوط هوايي كابلها زيرزميني انجام مي‌شود. در نقاط كم جمعيت بعلل اقتصادي خطوط هوايي مورد استفاده قرار مي گيرند.

ليكن در نقاط پر جمعيت بعلل زيباي و ايمني از كابلهاي زيرزميني براي تغذيه بارهاي صنعتي و خانه هاي مسكوني استفاده مي شود توزيع زيرزميني در حدوده 5 برابر توزيع هوايي هزينه دارد.

بطوريكه گفته شد مشتركيني كه دارايي مصرف رياد هستند بجاي استفاده از شبكه توزيع ولتاژضعيف شهري برق در ولتاژ قوي ( 11هزار يا 20هزار ولت )خريداري مي كنند و در پست خصوصي خود ولتاژ را كاهش مي دهند.

در تغذيه بارهاي كم اهميت كه قطع موقت برق آنها اشكال زياد توليدنمي كنند بعلل اقتصادي از شبكه هاي شعاعي كه تنها از يكطرف تغذيه مي شوند استفاده مي شود.

در اين موارد هرگونه خطا در خط موجب قطع برق مي شود.

بارهاي مهمتر كه در آنها قطع موقت برق حتي به مدت كوتاه قابل تحمل نيست از شبكه هاي حلقه اي تغذ يه مي شوند .

در اين موارد در صورت وقوع خطا در يك قسمت شبكه مي توان قسمت معيوب را قطع كرد بارها را ازيك طرف تغذيه كرد .محاسبات افت ولتاژ در شبكه ها به سهولت قابل انجام است

 

• لزوم اصلاح ضريب توان:

يكي از مهمترين و بهترين كارهاي كه انجام گرفت و بنده از آن استفاده كردم اصلاح ضريب قدرت كارخانه ها بود . همانطوريكه در قسمت تئوري نياز به اصلاح ضريب قدرت شبكه را فرا گرفته بودم در اين دوره با قسمت عملي آن آشنا شدم و هردوي آنها را با هم مقا يسه كردم. نظر به اين كه بار سلفي داراي جريان پس فاز است و توان راكتو مصرف ميكند در اكثر كارخانه ها از مو تو رهاي سه فاز و لامپهاي فلورسنت مصرف ميشود باعث افزايش توان راكتيو و در نهايت قدرت مصرفي ميشود . براي كاهش هزينه برق مصرفي بايستي از راكتورهاي موازي استفاده ميكرديم. با اندكي تجربه نسبت به كارهاي قبلي و كارهاي محاسباتي موفق به پيدا كردن خازن مورد نظر ميشديم و در تابلوهاي كارخا نه وصل ميكرديم . همانطور كه ميدانيم خازن جرياني از مدار ميگيرد كه بر خلاف خود القائ نسبت به ولتاژ تقدم فاز دارد . لذا با نصب خازن موازي با بار ميتوان مولفه جريان آن را كه نسبت به ولتاژ 90 درجه تاخير فاز دارد خنثي كرد و به اين ترتيب ضريب توان را به يك رساند و يا با حذف قسمتي از ان ضريب توان را به ميزان دلخواه بهبود بخشيد. بديهي است اگر تعرفه يك قسمتي باشد اصلاح ضريب توان هزينه برق را كاهش نميدهد . اگر تعرفه دو قسمتي باشد اصلاح ضريب توان هزينه جاري برق را كاهش ميدهد ليكن چون نصب خازن خود مستلزم مخارجي هست و لازم هست هزينه برق و خازن توجه شود و اقتصادي ترين ضريب توان تعيين شود.

 

• سيمهاي عايق دار و كابلهاي برق رساني:

براي برق رساني به نقاط مختلف از سيمها و كابلها استفاده مي شود كه در ساختمان آنها فلزات هادي جهت حمل جريان برق به نقاط مورد نظر و عايقهاي مناسب بمنظور جلوگيري از نشت جريان به نقاط ديگر بكار گرفته مي شود .

يك هادي با روكش عايق سيم روكش دار يا عايق دار ناميده مي شود و در صورتيكه چند هادي عايق بندي شده در يك غلاف مشترك قرار گيرند اين مجمووعه را كابل مي‌ناميم . در برق رساني هوايي از سيمهاي بدون روكش استفاده مي شود كه سيم لخت ناميده مي شوند . در اين فصل مي خواهم به شرح آ‎نها بپردازم و نمونه هايي كه استفاده مي كرديم را باز گو كنم.

 

 

 

• هادي هاي مورد استفاده در سيم ها و كابلها:

از بين فلزاتي كه بعنوان هادي در ساختمان سيمها و كابلها مورد استفاده قرار مي گيرند مس از همه معمول تر است . و معمولاً از مس با درجه خلوص بالاتر از 99.5 درصد استفاده مي شود تا از فعل و انفعالات شيميايي نا خالصيها جلوگيري بعمل آيد .

مس در حرارت 20 درجه سانتيگراد مقاومت مخصوصي برابر ^8-10*724/1 را اهم متر در مقبل جريان مستقيم از خود نشان مي دهد . علاوه بر داشتن مقاومت الكتريكي كم ، مس در مقابل اثرات جوي مقاوم است و داراي استحكام مكانيكي مطلوب مي باشد و بسهولت مي توان آنرا به اشكال دلخواه در آورد .

فلز ديگري كه به اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد آلومينيوم است كه مقاومت مخصوص آن 65/1 برابر مس است و وزن مخصوص آن سه برابر كمتر از مس مي باشد و قيمت آن نيز كمتر است . ليكن عوامل جوي بخصوص رطوبت روي آن تاثيرات سوء، نظير خوردگي مي گذارد و در اثر اكسيده شدن آن اكسيد آلومينيوم حاصل كه جسمي عايق است . استحكام مكانيكي المينييوم و نرمش آن براي قبول اشكال دلخواه بخوبي مس نيست با اين دلايل المينييوم كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد .ليكن در سالهاي اخير بعلت افزايش سريع قيمت مس آلمينييوم بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد . در خطوط انتقال هوايي بعلت وزن و قيمت كمتر المينييوم بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد جهت استحكام مكانيكي اين سيمها به دور سيمهاي فولادي پيچيده ميشود و يا الياژي از آلمينييوم و فولاد مورد مورد استاده قرار ميگيرد. در سالهاي اخير براي رفع مشكلات ناشي از حسساسيت آلمينييوم نسبت به عوامل جوي مانند رطوبت سيمهاي آلمينييومي را به جدار نازكي از مس مجهز ميكند .

در برق متناوب سيم بعلت خاصيت خود القائي و تقسيم غير يكنواخت جريان در سطح مقطع سيم از مقدار آن براي برق مستقيم قدري بيشتر است. ميزان افزايش مقاومت بستگي به فركانس و ساختمان و اندازه سيم دارد .در فركانس 50 سيكل ضريب افزايش براي سيم يك رشته اي 1.02 است كه براي سيمهاي افشان با تعداد رشته هاي زياد تا 1.05 افزايش مي يابد.

به طوري كه ميدانيم در سيمهاي افشان رشته ها بطور مار پيچ بهم تابيده ميشوند و از طول رشته ها به اسنثناء رشته اي كه در وسط آن قرار ميگيرد از طول كابل با سيم عايقدار بيشتر است نظر به اين كه مقاومت را بر اساس طول سيم عايقدار با كابل محاسبه ميكنيم براي محاسبات مقاومت واقعي استفاده از ضريبي برابر يك رشته اي تا 04/1 براي سيمهاي افشان با رشته هاي زياد ضروري است.

 

• ساختمان سيم هاي عايقدار واندازه هاي استاندارد:

ولتاژ مورد استفاده در برق رساني كه مورد نظر مااست 220 ولت تك فاز و380 ولت سه فاز است كه به فشار ضعيف معروف است. سيم هاي عايقدار فشار ضعيف ساختمان ساده اي مطابق شكل زير دارند و از رشته هاي بهم تابيده تشكيل شده و روي آن عايق pvc قرار مي گيرد. سطح مقطع هادي طوري انتخاب ميشود كه بتواند جريان لازم را بدون افزايش درجه حرارت از حد مجاز عبور دهد و ضخامت پي وي سي طوري انتخاب مي شود كه بتواند ولتاژ موجود را تحمل كند و همچنين داراي استحكام مكانيكي كافي باشد.

 

 

• علائم و مشخصه كابلها:

در استاندارد آلماني كه در ايران معمول شده است ساختمان كابلها با حروف الفبا مشخص مي شود در اين روش حروف اول جنس هادي مشخص مي كند . N علامت مس و NA علامت المينييوم است. حروف دوم عايق سيمها را مشخص ميكند.

Y علامت پلاستيك و G علامت لاستيك است در صورتي كه حرفي وجود نداشته باشد عايق كاغذ R مورد نظر است. قسمت بعد معين كننده نوع علامت است . A غلاف بلاستيكيKL غلاف سربي وغلاف آلمينييومي است. قسمت بعد مشخص كننده نوع زره است.B مشخص كننده سيم هاي فولادي و GB‌معين كننده سيم گالوانيزه است. با لا خره قسمت آخر جنس روپوش خارجي را مشخص مي كند در آن تعيين كننده الياف گياهي ميباشد. در ذيل علائم چند كابل ولتاژ ضعيف در برق رساني مورد استفاده را مثال مي زنيم.

Nyy: كابل با هادي مس عايق و غلاف پلاستيكي

NAyy: كابل با هادي آلمينييوم عايق و غلاف پلاستيكي

NKBA: كابل با هادي مس عايق كاغذ و غلاف سربو زره وروپوش خارجي الياف گياهي

 

• جريان مجاز سيمها وكابلهاي فشار ضعيف:

بطوري كه ميدانيم جريان برق در عبور از سيمها و كابلها ايجاد حرارت ميكند كه سبب افزايش درجه حرارت اجزاء تشكله آنها ميباشد. در صورتي كه اين افزايش درجه حرارت ادامه يابد موجب خرابي عايقها مي شود زيرا به طوري كه ديديم براي مثال حد اكثر درجه حرارت مجاز براي عايق پلاستيكي پي وي سي برابر 70 درجه سانتي گراد است. بنا برين براي حفاظت عايقها لازم است درحالت تعادل درجه حرارت آنها از حد اكثر مجاز تجاوز نگردد. لازمه ثابت ماندن درجه حرارت اين است كه حرارت توليد شده كلاً به محيط خارج منتقل گردد. انتقال حرارت به خارج از طريق هدايت كنواكسيون و تشعشع صورت ميگيرد و تابع درجه حرارت نهائي به درجه حرارت محيط ضريب انتقال حرارت مساحت و وضعيت سطح خارجي كابل و وضعيت استقرار آن مي باشد. بنا براين جريان مجاز سيمها و كابلها كه عامل ايجاد حرارت است به عوامل فوق بستگي داشته و مضافاً تابع سطح مقطع سيمها و مقاومت الكتريكي آنها بوده و تعيين دقيق آن انتقال حرارت مربوط مي شود.

 

• تعيين مقاطع سيمهاي عايقدار و كابلها:

مقاطع سيمهاي عايقدار و كابلها توسط جريان مجاز و حد اكثر افت ولتاژ مجاز معين مي شود . جريان مجاز سيمها و كابلها و عوامل تعيين كنند ه آنرا ديديم و لذا به طوري كه خواهيم ديد انتخاب مقاطع صحيح بر اين اساس تنها مستلزم محاسبه جريان مدار و استفاده از جداول مربوط مي باشد. بار ها ي روشناءي در مكانهاي مسكوني و تجاري و ضعيتي عموماً از مدارهاي تك فاز تغذيه مي شوند . موتورهاي كوچك كه در وسايل خانگي مثل كولرها ماشين لباسشويي و ماشين ظرفشويي و يخچال و يخزن و چرخ گوشت و آب ميوه گيري و... مورد استفاده قرار ميگيرند تك فاز هستند بسياري از موتورها كه در وسايل الكتريكي مراكز تجاري مانند كولرها و آب سردكنها مورد استفاده قرار ميگيرند نيز تك فاز هستند موتورهاي بزرگ غالباً سه فاز هستند.

 

 

• مدارهاي سه فاز:

بيشتر بارهاي صنعتي را موتورهاي القائي سه فاز بارتور قفسي تشكيل مي دهند البته در برخي موارد معدود نيز از موتورهاي برق مستقيم و موتورهاي سنكرون و يا موتورهاي القايي با روتور سيم پيچي استفاده بعل مي آيد . جريان خط يك موتور سه فاز در حالت كار در ظرفيت اسمي آن از قرار زير است :

J=W/VS*Vn*COS a

در رابطه بالا w توان اسمي موتور بر حسب وات ، v ولتاژ خط بر حسب ولت و j راندمان موتور COS a ضريب توان موتور است. راندمان بستگي ظرفيت موتور و سرعت آن دارد و موتورهاي بزرگتر با سرعت بيشتر داراي عقدار بزرگتري است. ضريب توان موتور نيز تابع قدرت و سرعت آن مي باشد. البته رابطه فوق جريان است در حالت كار بدست مي آيد ليكن به طوري كه ميدانيم بدست ميدهد ، ليكن بطوريكه مي دانيم جريان اينگونه موتورها در لحظه راه اندازي ممكن است5 تا 7 برابر اين مقدار باشد . جريان شروع براي مدت كمي برقرار است و سبب ايجاد حرارت زياد در سيمها نمي شود و لذا در محاسبه مقطع انشعاب در نظر گرفته نمي شود .

در برخي استانداردها بخصوص استاندارد آمريكائي ظرفيت انشعاب را تا 1.25 برابر جريان اسمي موتور اختيار مي كنند . اين عمل بعلت اينكه موتورها ممكن است براي مدتهاي محدود مقداري بار اضافي حمل كند انجام مي شود .

 

• تعيين مقاطع سيمها و كابلها بر اساس افت ولتاژ مجاز :

بطوريكه مي دانيد ولتاژ استاندارد تك فاز و سه فاز در ايران به ترتيب 220 ولت و 380 ولت است .در صورتيكه ولتاژ از اين مقادير اسمي قابل ملاحظه افزايش يابد خرابيهائي در دستگاههاي برقي بوجود مي آورد . در صورتيكه از اين مقادير كاهش قابل ملاحظه اي يابد نيز مشكلات و اختلالاتي در دستگاهها بوجود مي آيد

در موتور هاي برقي توان موتور با مجذور ولتاژ متانسب است . در صورتيكه ولتاژ تغذيه يك موتور برقي 5 درصد از تعداد اسمي كاهش يابد ، توان موتور 10 درصد كم مي شود و در صورتيكه ولتاژ 10 درصد افت داشته باشد توان موتور 19 درصد كاهش مي‌يابد. در مورد لامپهاي رشته دار كاهش ولتاژ باندازه 5 درصد توان نوراني خروجي را 16 درصد كاهش مي دهد . دليل اين امر اينست كه با كاهش ولتاژ درجه حرارت كار لامپ شديداً كاهش مي يابد و نور توليد شده بستگي به درجه حرارت كار لامپ دارد . با توجه به نكات فوق روشن است كه در برق رساني بايد سعي شود از كاهش قابل ملاحظه ولتاژ جلوگيري بعمل آيد . البته افت ولتاژ را نمي توان بطور كامل از بين برد و لذا مقررات حداكثر افت ولتاژ مجاز را معين كرده اند . اين افت ولتاژ در مورد مدارهاي روشاني 4 درصد و در مورد مدارهاي تغذيه موتورها 6 در صد است .

معمولاً نيمي از اين افت ولتاژ را به شبكه توزيع و نيم ديگر را به سيم كشي داخلي اختصاص مي دهند .افت ولتاژ بعلت مقاومت ، ضريب خود القائي و ظرفيت خازن مدارها است . در خطوط برق رساني بخصوص در سيمهاي داخل لوله بعلت نزديكي سيمها رفت و برگشت بيكديگر اثرات القايي قابل صرفنظر مي باشد . بنابراين در محاسبات سيم كشي مقاومت سيمها در محاسبات وارد مي شود . در محاسبات خطوط برق رساني هوايي بعلت فاصله قابل ملاحظه بين سيمها مدار از اثر خود القائي نمي توان صرفنظر كرد .

ليكن به علت كوتاهي طول اثر خازني در اين موارد هم كوچك و قابل صرفنظر است .

 

• وسائل كنترل و حفاظت:

براي اينكه استفاده از برق بطور صحيح وبا ايمني انجام شود اس تفاده از وسايل كنترل وحفاظت الزامي است . وسايل كنترل قطع ووصل مدارها را در هر زمان دلخواه امكان پذير است و وسايل كنترل در هنگام بروز خطر مدار را بطور خود كار قطع ميكند .

با افزايش ولتاژ و جريان اينگونه كليدها جوابگوي نيازمنديها نبوده و كليدهاي فاستبوي كه عمل قطع و وصل را با سرعت انجام ميدهند تكميل شده است . ساده ترين وسايل كنترل امروزي كليدهاي معمولي در مدار هاي روشنائي خانگي است . اين كليدها براي قطع و وصل بارهاي صنعتي كه جريانزياد مي كشند كافي نيست در اين موارد جاي خود را به كليدهاي بزگتر دو يا سه قطبي يا به كنتاكتورهاي و دژانكتورهاي سه قطبي مي‌دهند. به طور كلي عمل قطع و وصل كليد يا از طريق گراندان بازوي متحرك يااز طريق حركت دادن دسته كليد ويا از طريق وارد اوردن فشار بر ميله حامل كنتا كت متحرك انجام ميشود . چون باز كردن مدارهاي پيوسته با جرقه همراه است لازم است عمل قطع و وصل كليد با سرعت انجام شود و باين منظور كليدها بيك وسيلة مكانيكي مجهز هستند كه اين اعمال را با سرعت انجام ميدهد . در اين كليدهاي كوچك با عمل سريع كه در مكانهاي مسكوني يا تجاري براي كنترل جريانهاي كم مورد استفاده قرار مي‌گيرند جرقه مشكلاتي ايجاد نمي كند . ليكن كليد هاي بزرگ صنعتي كه براي كنترل جريانها بالا ساخته مي شوند معمولاَ به وسايلي جهت سرد كردن و از بين بردن جرقه مجهز هستند تا از بروز سوختگي در نقاط تماس كنتاكتها جلو كيري به عمل ايد.

كليدهاي برقي بايد استحكام الكتريكي كافي براي تحمل ولتاژ مدار وظرفيت كافي براي حمل جريان مداري را كه كنترل ميكنند دارا باشند . ابن بدان معنا است كه كليدها بايد مقاوم ساخته شوند .

ساده ترين وسايل حفاظت فيوزها هستند . فيوزهاي اوليه قطات سيمهاي سري بودند كه بطور متوالي با مدار قرار مي گرفت و در صورت ذوب به اطراف پرتاب ميشد كه خطراتي در بر داشت . فيوزهاي امروزه به حالت كمال رسيده ودر اماكن مسكوني و تجاري و صنعتي مورد استفاده قرار ميگيرند علوه بر فيوزهاي رله حرارتي رله الكترو مكانيكي و رله هاي القائي نيز مورد استفاده قرار ميگيرند كه به كنتاكتورها و ريز نكتورها فرمان قطع ميدهند .

 

كليدها

كليدهاي كنترل قطع و وصل خودكار

در وسايل خانگي و صنعتي و تجاري كليدهاي بسياري يافت ميشوند كه فرمان قطع خود را از سيستم يا وسيلة ديگري دريافت ميكنند و در نتيجه وسايل متصل به مداري را بطور اتوماتيك كنترل مي كنند . برخي انواع مهم اين كليدها را در ذيل تشريع ميكنيم .

كليدهاي ساعتي

اين كليدها براي قطع و وصل اتوماتيك مدارها در ساعت تعيين بكار گرفته ميشوند . برخي از اين مدارها نظير چراغهاي ويترينيها وچراغ خيابانها ميباشند . در انتخاب اين كليدها لازم است به جريان مدار وظرفيت كليد كه بر حسب آمپر داده مي شود توجه شود . اين كليدها ساختمانهاي مختلف دارند . در يك نوع ان از موتور كوچكي كه از نوع سنكرون انتخاب ميشود استفاده ميشودكه البته در صورت قطع برق از كار ميافتد . در نوع ديگر ساعت مجهز به فنر است كه توسط موتور برقي كوك مي شود ودر صورت قطع برق به كار خود ادامه ميدهد و دچار اختلال نميگردد . در وصل كليدهاي ساعتي حتما بايد فيوزي براي حفاظت موتور و فيوز ديگري براي حفاظت مدار به كار ميرود.

كليد هاي حرارتي

اين كليد ها از تغييرات درجه حرارت فرمان قطع و وصل مي گيرند ودر وسايلي مثل حرارت مركزي و يا يخچال مورد استفاده قرار مي گيرند و انواع مختلف دارند. نوع اول داراي يك بار يكه بي متال هستند كه از دو فلز با ضرايب انبساط مختلف تشكيل شده اند و در اثر حرارت خم مي شوند و به اين ترتيب اتصال الكتريكي را وصل يا قطع ميكند.

براي قطع و وصل سريع مدار و جلوگيري از جرقه و سوختگي محل اتصال از آهن ربايي استفاده مي شود كه نيروي مغناطيسي آن به بسته شدن سريع اتصال كمك مي كند.

كليد فشاري

اين كليد از تغييرات فشار و فزمان مي گيرند و براي كنترل موتورهاي كه تلمبه ها يا كمپروسورها را مي گردانند يا براي قطع تور بينهاي بزرگ در صورت كم شدن فشار روغن يا طا قها مورد استفاده قرار مي گيرند.

کلیدهای شناوری

این کلیداز شناوری که در سطح مايع قرار دارد، فرمان می گیرد و برای کنترل موتور پمپهایی که آب یا مایع دیگر به منبع ذخیره تلمبه می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. اگر سطح مايع از میزان یعنی باشد شناور اهرمی را به حرکت درمی آورد و کلید را می‌بندد و موتور شروع بکار می کند و یا پس از اینکه سطح بمیزان معین رسید کلید باز می شود و موتور متوقف می شود. وقتی که شناور در سطح مایع قرار می گيرد. بر اساس قانون ارشمیدس سبک می شود و نیروی وزنه براي باز کردن کلید کافی است و زمانیکه سطح آب پایین می رود وزن شناور از وزن وزنه ببیشتر می شود و کلید را می بندد.

 

 

کلید حدی

این کلید از حرکت برخورد ماشین یا وسایل متحرک به نقطه ثابتی فرمان می گیرد و حرکت آنها را کنترل می کند. این کلیدها در جراثقالها و آسانسورها در در مکانی که حداکثر تغییر مکان مجاز دستگاه را معین می کند نصب می شود و دستگاه در برخورد با دسته آن مدار قطع می کند و سبب توقف می گردد.

 

پریز و دوشاخه

پریزها و دوشاخه ها بانضمام سیمها یا کابلها قابل انعطاف برای تغذیه وسایل برقی که محل معینی ندارند و جابجا می شوند بکار گرفته می شوند. برق به ساکت ها یا پریزها که معمولاً روی دیوارها یا در کف اتاقها نصب می شود متصل می شود دوشاخه که وسیله برق متصل است. در داخل ساکت فرو بر ده و یا خارج می شود. بیشتر ساکتها و دوشاخه ها که در ایران مورد استفاده قرار می گیرد تنها دارای دو سیم فاز و نوترال و فاقد سیم ارت هستند. استفاده از این گونه پریزها و دوشاخه ها طبق ضوابط غالب کشورها و مقررات بین المللی جزء دو هر دو وسائلی که عایق دو پل دارند مجازی باشند. در انگلستان از پریزهای سه سوراخی و سه شاخه استفاده می شود که یک شاخه آن مربوط به سیم زمین است که به بدنه وسیله الکتریکی متصل می شود. در سایر کشورهای اروپایی دوشاخه مورد استفاده قرا رمی گیرد به سیم زمین را از طریق بدنه دوشاخه و سیم زمین پریز متصل می شود. بیشتر پریزهای امروزی به دریچه اطمینان مجهز هستند که وقتی دوشاخه را از آن بیرون می آورند سوراخهای پریز بسته می شود اتصال و اطفال نمی‌توانند چیزی در آن وارد کنند و به این ترتیب از بسیاری از خطرات احتمالی جلوگیری به عمل می آید. ساکتها و دوشاخه های خانگی معمولا برای جریان 10A ساخته می شوند و قطعه وسایل در ساکتها کوچک بوسیله داخل و خارج کردن دوشاخه در ساکت بدون استفاده از کلید مجاز است. در کاربردهای صنعتی از پریزها و ساکتهای بزرگتر با استحکام مکانیکی بیشتر استفاده می شود که برای قطع و وصل برق و کلید مجهز هستند.

کلید دوقطبي

گاهی در عمل لازم است که دو سیم مدار بطور همزمان قطع یا وصل می شود. نمونه این مدار مدارهای جریان مستقیم که در آنها معمولا هیچ کدام از سیمها نمی شوند و مقررات قطع و وصل میزان هر دوسیم را الزامی می داند. در برخی موارد خاص نیز بدلائلی سیم خنثی سیستم برق متناوب به زمین متصل نمی شود که در این صورت نیز سیم خنثی سیم برقرار محسوب می شود و قطع و وصل ان همزمان با سیم فاز الزامی است.

کلید فشار قوی

کلیدهایی که در این جا مورد بحث قرار می دهیم کلیدهای فشار ضعیف 380 ولت بوده است. در کلیدهای ولتاژ قوی مشکلات ناشی از جرقه از این ساختارها از این ساختمانهای ساده نمی توان استفاده کرد. در کلیدهای ولتاژ قوی باید سرعت قطع و وصل کلید را با استفاده از نیروی فنر بالا برد و همچنی برای سرد کردن و از بین بردن جرقه چاره ای اندیشید که برخی از روشهای آن استفاده از روغن، خلا در هوا یا گازهای فشرده مانند SF6 است.

در مواردیکه کلید جریان را قطع نمی کند و صرفاً برای قطع مدار بدون جریان بکلر می رود کلیدهای کاردی ساده را می بینیم که جداکننده یا قطع کننده یا ایزولاتور نامیده می شوند. کلیدهای ولتاژ قوی بصورت دیژنکتورها ساخته می شود.

 

 

لزوم حفاظت وسائل حفاظتی

سیمها و کابلها بسته به اندازه و نحوه نصب آنها و درجه حرارت قادرند جریان معینی را بدون ایجاد خطر حمل کنند که جریان مجاز نامیده می شود. در صورتیکه جریان بیشتر از جریان مجاز برای مدت قابل ملاحظه ای از سیم عبور کند حرارت اضافی تولید شده درجه حرارت سیم یا کابل را از حد مجاز بالاتر می برد که موجب خرابی عایق، اتصال کوتاه و ایجاد حریق می گردد. بنابراین لزوم یک وسیله حفاظتی که مانع افزایش جریان از حد مجاز می گردد روشن است. چون جریان مدار بوسیله بارهای متصل به مدار معین می‌شود وسیله حفاظتی نمی تواند درتنظیم جریان نقش ایفا کند و تنها می تواند در صورت افزایش جریان از حد مجاز مدار قطع کرده و به این ترتیب مانع خرابی سیم يا کابل گردد.

بعنوان مثالی دیگر از موتوری را در نظر بگیرید که زیر بار کامل جریانی را برابر 5 آمپر از منبع تغذیه می گیرد. این موتور حتماًً طوری طرح ریزی شده است که حرارت تولید شده در آن تحت شرایط کار درجه حرارت آنرا از حد مجاز افزایش نمی دهد و موتور می تواند ساعتهای متوالی بدون خطر زیر بار بکار ادامه دهد. در صورتیکه بار مکانیکی روی موتور بدلائلی افزایش یابد جریان موتور بالا مي رود ودرجه حرارت تولید شده ممکن است درجه حرارت موتور را از حد مجاز افزایش دهد و خطراتی برای موتور ایجاد کند. یک مشکل که برای موتورهای القائی اتفاق می افتد اینست که به علت روغن کاری نکردن بموقع یاطاقانها، محور موتورگیر می کند و پس از وصل کردن کلید موتور حرکت نمی نماید. در این وضعیت موتور جریانی در حدود 2 برابر جریان اسمی خود می‌کشد که سبب ایجاد حرکت زیاد می شود. درصورتیکه تحت این شرایط وسائل حفاظتی سریعاً عمل نکند و مدار موتور را قطع نکنند، موتور خراب خواهد سوخت. این مسائل حفاظتی شامل فیوزها و ریژنکتورها می باشند.

فیوزها

ساده ترین و دقیقترین وسایل حفاظتی فیوزهای هستند. فیوزها سیمهای از جنس بخصوص با سطح مقطع کوچک هستند که بطور متوالی در مدار برقی قرار می گیرند. اندازه سیم فیوز را طوری انتخاب می کنیم که جریان اسمی مدار را بدون ایجاد حرارت خارج از حد و ذوب شدن حمل کند و در صورتیکه بدلیل بار اضافی یا 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 بمدت معمولاً به مدار و وسایل وارد نمی کند و لزومی به قطع مدار توسط فيوز نیست لیکن در مورد اتصال کوتاه فیوز باید سرعت عمل کرد و مدار را قطع کند.

قدرت قطع فیوزها

حداکثر جریانی را فیزو بدون آسیب رساندن به پایه و حامل خود می کند را قدرت قطع فیوز نامیده می شود و برحسب کیلوآمپر یا مگا ولت آمپر مشخص می کنیم. در انتخاب فیوز لازم است جریان اتصال کوتاه در محل استقرار فیوز محاسبه شود و فیوزی را که قدرت قطع لازم را دارا می باشد انتخاب شود.

استفاده از فیوزها برای محافظت

بطوری که دیده ایم ذوب فیوزها در اثر حرارت صورت می گیرد. میزان حرارت تولید شده در فیوز تابع مقدار جریان در مدت کوتاه و در جریانهای کم در زمانی بیشتر عمل می کند. صدماتی که به سیمها، کابلها و ادوات الکتریکی وارد می شود نیز بعلت حرارت است که به میزان جریان و مدت برقراری آن بستگی دارد. باین معنی که این وسائل می توانند جریانهای کم را برای مدت بیشتر و جریانهای زیاد را برای مدتی کوتاهتر بدون آسیب پذیری تحمل کنند. بنابراین ملاحظه می کنید که بعلت تطابق مشخصات فیوزها، خصوصیات حرارتی وسائل برقی فیوزها طبیعی ترین وسائل حفاظتی محسوب می شوند.

 

سیستمهای سیم کشی داخلی

در ابتدای صنعت برق سیمهای عایقدار را بدون هیچگونه حفاظی در روی دیوار و سقف نصب می کردند و از داخل دیوارها عبور می دادند. کلید، پریزها هم روی سطح دیوارها قرار می گرفت و اتصال برقی آنها نیز آشکار و در دسترس بود. با اینکه این سیستمهای غیر ایمن در کشورهای پیشرفته امروزی کاملاً مطرود است در ایران هنوز بسیاری از آنها موجود است. البته بطوریکه خواهیم دید برق کشی نباید لزوماً زیرکار یعنی درداخل لوله باشد و سیستم های روکار بشرط رعایت مقررات ایمنی لازم بدون اشکال می باشند.

کابلها و سیمهای عایقدار را که غلاف مناسب دارند می توان بدون حفاظت اضافی روکار با توکار مورد استفاده قرار داد لیکن سیمهای عایقدار بدون غلاف را لازم است جهت حفاظت در داخل لوله یا جاسیمی یا کانالهای مخصوص نصب کرد.

 

محافظت‌های کلی در سیستمهای سیم کشی

کلیه سیم های سیم کشی داخلی باید بعضی حفاظتهای لازن را تامین کنند که برای جلوگیری از تکرار در اینجا جمع آوری شده است:

 

محافظت علیه صدمات مکانیکی

کابها و سیم های روکار یا توکار باید طوری محافظت شوند که ضربات مکانیکی نتواننند آسیبی به آنها وارد کنند. سیم کشی روکار در معرض دید است و از ضربات مکانیکی غیرعمومی مصون است. سیم کشی توکار در معرض دید نیستند و بسهولت می‌توان در وقت میخ کوبیدن برای نصب یک تابلوی نقاشی سیم کابل را معیوب کرد که ممکن است با خطرات جانبی نیز همراه باشد. باین دلیل اغلب مقررات ایمنی برق رسانی مقرر می دارند که کابلها و سیمها بدون غلاف که توکار نصب می شوند بوسیله نصب در لوله حفاظت می شوند.