دانلود مقاله حفاظت در برابر شوک الکتريکي

دانلود مقاله حفاظت در برابر شوک الکتريکي

دانلود-مقاله-حفاظت-در-برابر-شوک-الکتريکي

 

 

 

 

 

 

فرمت فايل : word(قابل ويرايش)

تعداد صفحات:44

توجه:مقاله فاقد منابع ميباشد

چکيده:

GFCIچيست؟  

Ground Fault Circuit Interrupter) ( GFCI وسيله اي براي حفاظت در مقابل شوک الکتريکي است. علت چنين شوکي تماس شخص با يک سيم زنده ( داغ ، برق دار، فاز ) و تشکيل مسيري به زمين مي باشد که موجب عبور جريان الکتريکي از بدن مي شود. GFCI براساس وجود تفاوت جريان بين هادي برق دار و هادي خنثي عمل مي کند. تحت شرايط عادي ، اين دو جريان بايد برابر باشد. در صورتي که شخصي سيم فاز و زمين را همزمان لمس کند و يا اين سيم ها در محيط آبي که شخص در آن قرار دارد رها شوند ، اين دو جريان ديگر برابر نخواهند بود . چرا که مسير عبور جريان به زمين خواهد بود و نه به هادي خنثي (سيم نول )

( خطاي زمين )

در يک دستگاه زمين نشده رخ دادن يک اتصال کوتاه و يا لمس سيم فاز توسط شخص موجب به وجود آمدن خطاي زمين مي شود.

( شکل 1)

GFCI در کسري از ثانيه در جريان هاي کوچک (چند ميلي آمپر ) که به اندازه ي کافي از جريان هاي خطرناک کوچکتر هستند عمل مي کند. توجه شود که GFCI جانشيني براي فيوز و مدار شکن ها ( Circuit Breaker ) نمي باشد . در صورت استفاده از GFCI هم ، وجود مدار شکن ها و فيوزها به منظور حفاظت تجهيزات در مقابل اضافه بارها و اتصال کوتاه هايي که مي توانند موجب آتش سوزي يا آسيب شوند لازم است. (شکل 2)

GFCI مي تواند به جاي پريزهاي معمولي نصب شود . GFCI هايي هم وجود دارند که در پنل اصلي سيستم نصب مي شوند . بسياري ( اگر نه همه) از GFCI ها وضعيت زمين شدن سيم خنثي را نيز بررسي مي کنند . در چنين وضعيتي مسير کم مقاومتي بين هادي هاي N (خنثي ) و G (زمين ) وجود دارد . اگر چنين وضعيتي وجود داشته باشد ، GFCI بلافاصله با وصل شدن برق عمل مي کند هر چند که دستگاهي به پريزها وصل نباشد.

يک GFCI چگونه کار مي کند؟

GFCI ها معمولا وضعيت هاي زير را بررسي مي کنند.

* خطاي (Hot) H   to (Ground) G : جريان از سيم فاز به زمين جاري شده و سيم نول را باي پس مي کند.

اين تست حياتي ترين تست ايمني مي باشد.

*خطاي سيم خنثي که زمين شود : بر اثر سيم کشي اشتباه و يا اتصال کوتاه ، سيم هاي G و N به صورت يک ميسر کم مقاومت به هم متصل شده اند . در چنين وضعيتي ، GFCI به محض برقراري جريان عمل مي کند .

*براي آشکار سازي خطاي H to G ، هر دو سيم حامل جريان ( فاز و نول ) از داخل هسته ي کويل حسگر ( ترانسفورمر ) مي گذرند. وفتي که جريان ها برابر و در جهت مخالف باشند ، هيچ خروجي اي از سيم پيچ حس کننده ي ولتاژ ( با تعداد دور زياد) آن دريافت نمي شود . هنگامي که عدم تعادلي در جريان سيم هاي فاز ونول رخ دهد

، سيگنال خروجي اي توليد مي شود . وقتي که اين ولتاژ از حد آستانه اي بالاتر رود ، مدار شکني که داخل GFCI قرار دارد ، فعال مي شود .

براي آشکار سازي خطاي G to N ،ترانسفورمر دومي ( چنبره ي سمت چپ در شکل 3) بالاي ترانسفورمر حسگر G H قرار مي گيرد . سيگنال راه اندازي کوچکي از طريق سيم پيچ با 200 دور تزريق مي شود . اين سيگنال ولتاژ برابري را روي سيم هاي H وN   که از هسته ي کويل دوم مي گذرند القا مي کند . ( شکل 3)

* اگرN وG از هم جدا باشند ( که بايد همين طور باشد ) ، GFCI کاري انجام نمي دهد .

( هيچ جرياني بر اثر سيگنال راه انداز به H اضافه نخواهد شد ، چرا که ولتاژ القايي روي H وN  برابر بوده و در نتيجه اثر هم را خنثي مي کنند. )

* اگر اتصال کوتاهي از N به G رخ دهد ، جرياني ازN به G به واسطه ي اتصال کوتاه جاري مي شود و از طريق اتصال N به G موجود در پنل اصلي باز مي گردد. از آنجا که جريان مشابهي در H نخواهد بود ، عدم تعادلي در جريان سيم هاي گذرنده از هسته ي کويل دوم به وجود آمده و GFCI مانند وضعيت اتصال کوتاه عمل خواهد کرد.

* اگر اتصال h به h وجود داشته باشد:

GFCI ، نوع a ، اتصال h به h را مانند سيم خنثي که زمين شود آشکار مي کند. اگر يک مسير موازي از طرف بار سيم فاز به طرف تغذيه ي سيم فاز وجود داشته باشد ، GFCI مانند وضعيت سيم خنثي که زمين شده است عمل مي کند. بنابراين GFCI بر روي مدارهاي ‘ دو پايانه اي (double ended )’ کار نمي کند.

GFCI ها براي 220 ولت متناوب (ac )

اين گونه GFCI ها بايد بتوانند هر دو سيم فاز را به خوبي سيم خنثي مانيتور کنند.

مفاهيم پايه يکسانند: جمع جريان هاي فاز را ، فاز 2 و سيم خنثي بايد صفر باشد مگر آنکه خطايي وجود داشته باشد. براي آشکار سازي خطاي زمين شدن سيم خنثي ، کويل راه انداز به صورت جداگانه و مداوم داراي انرژي مي شود و يک سيگنال کوچک 120هرتز را در هادي هاي حامل جريان تزريق مي کند.

اگر يک مسير کم مقاومت از N بهGوجود داشته باشد ( بعد از GFCI ) يک حلقه تشکيل مي شود. ( با توجه به اتصالN وG قبل از GFCI ) و جريان کافي براي راه اندازي مدارشکن داخلي GFCI جاري مي شود.

GFCI ها از کويل هاي چنبر ه اي استفاده مي کنند که هسته ي آنها به شکل يک حلقه ساخته مي شود. اين نوع کويل ها براي کاربردهاي مشخصي کارا و رايج هستند. براي همه ي کاربردهاي عملي ، تنها يک نوع ترنسفورمر ديگر وجود دارد.

اگر به داخل يک GFCI نگاه کنيد، يک جفت ترنسفورمر چنبره اي مشاهده مي کنيد. (يکي براي خطاي NH و ديگري براي خطاهاي NG که قبلا توضيح داده شده است).

اين کويل ها شبيه حلقه هايي با قطر ½ اينچ هستند که سيم هاي اصلي هدايت کننده جريان (HوN) از داخل هسته ي آنها مي گذرد و سيم پيچ هايي نيز دور چنبره به عنوان سيم پيچ هاي راه انداز و حسگر پيچيده شده اند.

جزء فعال در GFCI Levi ton يک عدد چيپ ( احتمالا يک متوقف کننده ي خطاي زمين از نوع national semiconductor lm1815 ) مي باشد .

GFCI و زمين حفاظت شده :

نصب GFCI در يک سيستم دو سيمه ، ايمني زمين آن سيستم را تضمين نمي کند. در حقيقت ، اتصال کوتاه بين H و سوراخ زمين در پريزهاي GFCI به طور قطع اگر GFCI به يک مدار زمين شده وصل نشود کاري انجام نمي دهد.

GFCI تنها وقتي عمل مي کند که خطا به گونه اي اتفاق افتد که جريان به يک زمين واقعي جاري شود.

اگر مدار اصلي زمين حفاظت شده نداشته باشد ، سوراخ سوم وصل نمي شود . اين به معناي آن است که يک دستگاه با پلاک 3 شاخه مي تواند موجب اتصال کوتاه بين فاز و بدنه ( که فرض شده است به زمين وصل است در حالي که نيست ) شود. در چنين وضعبتي GFCI تا موقعي که شخص بدنه ي دستگاه و يک earth ( مانند لوله ي آب ، زمين مدار ديگر و مانند آن ) را لمس نکند عمل نخواهد کرد.

 

دانلود فایل

دیدگاهی بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.