حسابات التأريض EARTING حسب BS7430
مقدمة:
الصدمة الكهربية والوقاية منها
من الامور الخطيرة فى مجال الكهرباء هو الصدمة الكهربية،و يمكن ان يصاب الانسان بالصدمة الكهربية بطريقة مباشرة، او طريقة غير مباشرة.
الطريقة المباشرة:
* لمس اى فاز مع النيوترال
* لمس فاز مع فاز
* لمس اى فاز وانت متصل بالارض
الطريقة الغير مباشرة:
.لمس جسم معدنى يحمل جهد كبير وانت متصل مباشرة بالارض
والحقيقة ان التأثير والنتيجة واحدة فى حالة ما اذا كان التلامس مباشر او غير مباشر.
والتيار الذى يمر فى جسم الانسان يمكن حسابه من المعادلة:
I (body) = V/R (body)
I (body): التيار الذى يمر بجسم الانسان
R (body): مقاومة جسم الانسان
وتختلف مقاومة جسم الانسان حسب رطوبة جسمه وكذلك حسب المكان فى الجسم فنجد ان:
المقاومة من الاذن الى الاذن 100 اوم
المقاومة من اليد الى القدم 500 اوم
مقاومة الجلد الجاف من 100000 اوم الى 600000 اوم
مقاومة الجلد الرطب 1000 اوم
تأثير التيار الكهربى على الانسان
يتوقف مدى خطورة وتأثير التبار على الانسان على عدة عوامل وهى:
1.مسار التيار فى الجسم
ويعتبر اخطر مسار يسلكه التيار فى جسم الانسان هو من اليد الى اليد حيث انه يمر من خلال القلب فيسبب الوفاه الفورية.
2.شدة التيار المار بالجسم
وشدة التيار المار بجسم الانسان تتوقف على الجهد ومقاومة جسم الانسان، فكلما ارتفع الجهد وانخفضت مقاومة جسم الانسان ترتفع قيمة التيار المار بجسم الانسان، وتختلف مقاومة جسم الانسان كما ذكرنا بالاعلى.
3.المدة التى يستمر فيها مرور التيار بالجسم
وهذا عامل خطير ايضا، حيث ان كلما ذادت مدة مرور التيار فى جسم الانسان كلما اصبح خطيرا حتى ولو كان هذا التيار صغير.
البيانات التالية توضح مدى تأثير قيم التيار وكذلك مدة سريانها فى الجسم:
جدول خطورة الصدمة حسب قيمة التيار
شدة التيار (الميللى امبير) | التأثير على الانسان |
0-10 | لا يشعر به الانسان |
10-50 | يشعر الانسان بالتيار ويصاب برعشة (تقلص فى العضلات) تأخذه فى الغالب بعيدا عن مصدر الصدمة الكهربائية |
50-100 | يتوقف رد الفعل اللاارادى بالمخ مما يترتب عليه عجز الشخص من تخليص نفسة من الدائرة |
100-150 | موت اكلنيكى (يمكن انقاذ الشخص بعمل تنفس صناعى له CPR) |
150-200 | موت محقق |
اكثر من 200 | احتراق الجسم |
جدول خطورة الصدمة حسب مدة سريان التيار
أقصى تيار (الميللى امبير) | مدة السريان | التأثير البيولوجى |
0-0.5 | مستمر | ليس له تأثير |
0.5-5 | مستمر | يشعر به الانسان ويمكنه التخلص من الدائرة |
5-30 | دقائق | يصعب الانفصال عن الدائرة |
30-50 | ثوانى | عدم انتظام ضربات القلب-إغماء |
اكثر من عدة مئات | اكثر من 20 ميللى ثانية | إغماء-موت |
وهناك معادلة تقريبية يمكن من خلالها حساب اقصى تيار آمن خلال فترة معينة:
I=116 mA/√t
مواجهة مخاطر الصدمة الكهربائية
1.العزل الكهربى
.عزل المصادر الحية (الحاملة للكهرباء)
.الوقوف على مادة عازلة عند التعامل مع الكهرباء
.لبس قفازات عازلة عند التعامل مع الكهرباء
2.التأريض
.عمل نظام تأريض مناسب مع توصيل الاجزاء المعدنية بنظام التأريض
حسابات التأريض طبقا للكود BS7430
ولنفترض ان لدينا نظام تأريض لمشروع، هذا النظام مكون من عدد من حربات التأريض (rod)، وتُربط هذه الحربات معا بموصل من النحاس ليكون دائرة مغلقة حول المشروع (Loop).
أولا حساب قيمة المقاومة لحربة واحدة (One Rod):
وذلك باستخدام المعادلة التالية:
R = ρ / 2ΠL { ln(8L / d) -1 }
ρ is the soil resistivity in ohm meter (Ω·m) |
L is the length of rod, in meter (m). |
d is the diameter of rod or pipe, in meter (m). |
و ρ هى مقاومة التربة بالاوم لكل متر وهناك جداول فى الكودات تبين مقاومة كل نوع من التربة يمكنك الاستعانة بها وذلك فى حالة عدم القياس الفعلى للمقاومة لتربة المشروع.
و L هو طول الحربة المستخدمة بالمتر.
و d هو قطر الحربة بالمتر.
ثانياً حساب قيمة مقاومة عدد N من الحربات متصلة معا:
وذلك باستخدام المعادلة التالية:
RN = R1{ (1 + ג * a ) / N } |
R1 is the resistance of single rod or pipe, in ohms. |
.ג is the factor from Table 2 or Table 3 in BS7430. |
a = ρ / (2Π * R1 * S) |
ρ is the soil resistivity in ohm meter (Ω·m). |
S is the distance between rods, in meter (m). |
N is the number of rods. |
n No. of rod per side for hollow square shape(n= (N/4)+1), and n=N for line shape to select ג from table |
For three rods placed in an equilateral triangle, or in an L formation, a value of = 1.66 may be |
و R1 هى مقاومة حربة واحدة
و ג هو معامل نتيجة للتأثير المتبادل بين الحربات المتجاورة ونحصل عليه من جداول فى الكود ويعتمد على عدد الحربات.
و a نحصل عليها من المعادلة a = ρ / (2Π * R1 * S)
و S هو متوسط المسافة بين الحربات.
ثالثاً حساب قيمة مقاومة الموصل النحاسى الذى يصل بين الحربات ويكون اللوب(Loop) حول المشروع.
وذلك باستخدام المعادلة:
Rc = ρ / PΠL { ln(2L² / wh) +Q }
ρ is the soil resistivity in ohm meter (Ω·m). |
P and Q are the coefficients given in Table 5 in Code BS7430. |
L is the length of conductor, in meter (m). |
w is the width of strip, in meter (m). |
h is the depth of strip (underground), in meter (m). |
s = Isc *√ (Tc) / K |
w=2*√(s/Π) |
s : is the earthling cable cross-section area mm2. |
Isc : is the shot circuit current in KA. |
Isc=(1/Zpu)*(KVA/√3*V) |
Zpu is short circuit impedance of the transformer. |
KVA is the maximum rate of connected transformers. |
V is the system voltage |
Tc is the fault time |
K is the earth fault current destiny |
وP & Q معاملين يعتمدا على شكل الاتصال بين الحربات و الموصل وكذلك شكل الموصل نفسه ونصل عليهما من الجداول فى الكود البريطانى BS 7430.
و h هو عمق دفن الموصل فى الارض بالمتر.
و w هو عرض الموصل او قطره ولكى نحصل عليه لابد من معرفة مساحة مقطع الكابل (الموصل) المناسب وعليه يجب معرفة قيمة تيار القصر ونستطيع الحصول علية بمعرفة بيانات اكبر محول مستخدم كما فى المعادلات السابقة.
و K معامل يعتمد على نوعية الموصل و صفاته وطرق لحامه وتوصيله ونحصل عليه من الجدول الموجود بالكود البريطانى
BS 7430
رابعا: حساب قيمة المقاومة الكلية
وهى المقاومة الكلية المكافئة لقيمة مقاومة العدد الكلى للحربات و قيمة مقاومة الموصل الرابط بينهما.
ولك باستخدام المعادلات:
1/Rt = 1/Rn+1/Rc ……………………. result
Rt= 1/result
يمكنك تنزيل هذه الملفات المهمة لشرح وحساب التأريض
تعليقات
إرسال تعليق