کتاب نگاهی کاربردی به سیستم های زمین،حفاظت صاعقه و شیلدینگ

کتاب نگاهی کاربردی به سیستم های زمین،حفاظت صاعقه و شیلدینگ

(با رویکردی تجربه محور در حوزه های پست،نیروگاه،مخابرات،نفت و گاز)

فهرست کتاب نگاهی کاربردی به سیستم های زمین،حفاظت صاعقه و شیلدینگ :

فصل 1 / مفاهیم پایه

1-1  سیستم اتصال زمین

1-1-1  تعریف سیستم اتصال زمین

2-1-1  سیستم اتصال زمین از دیدگاه استانداردها

3-1-1  سیستم اتصال زمین از دیدگاه تمثیل و طنز

4-1-1  هدف از اجرای سیستم اتصال زمین

5-1-1  تاريخچۀ سیستم اتصال زمین

2-1  مفهوم جرم کلی زمین

1-2-1  تعریف جرم کلی زمین

2-2-1  مفهوم حوزۀ مقاومتی و حوزۀ هم‌پتانسیل

3-1  انواع ‌زمین‌کردن

1-3-1  ‌زمین‌کردن الکتریکی

2-3-1  ‌زمین‌کردن حفاظتی

4-1  مشخصه‌هاییک سیستم زمین مطلوب

5-1  هم‌بندی هم‌پتانسیل کننده

6-1  الکترودهای زمین مستقل

7-1  زمین تمیز و کثیف

8-1  آثار عبور جریانهای الکتریکی از بدن

مراجع فصل

فصل 2/ آشنایی با تجهیزات رایج سیستم زمین و کاربآن‌ها

1-2  برخی نکات مهم و عمومی

2-2  انواع الکترودها و متعلقات سیستم زمین

1-2-2  الکترودهای میله‌ای

2-2-2  الکترودهای لوله‌ای

3-2-2  الکترودهای چهارپر

4-2-2  الکترودهای صفحه‌ای

5-2-2  الکترودهاییونی

6-2-2  الکترود مدفون در بتن (یوفر)

3-2  انواع بکفیل‌ها

1-3-2  خواص و کارکردها

2-3-2  بنتونیت

3-3-2  بتن

4-3-2  بتن‌های هادی

مراجع فصل

فصل 3/ محاسبات مقاومت الکترودهای زمین

1-3- الکترود میله‌ای

2-3- الکترود میله‌ای مرکب

1-2-3-  میله‌ها در یک راستا باشند:

3-2-2- میله‌ها در محیطیک چندضلعی باشند

3-3-ترود صف الکحه‌ای

4-3- الکترود تسمه‌اییا سیمی

5-3- الکترود تسمه‌اییا سیمی مرکب

6-3- الکترودهای سیمی چندساقه

7-3- مقاومت الکترود شبکه‌ای

8-3- الکترود مدفون در بتن

9-3-  الکترود میله‌ای با بکفیل

10-3- جمع بندی

مراجع فصل

فصل 4 / سیستم‌های توزیع نیرو

1-4- روش TT

2-4- روش TN

1-2-4 روش TN-C

2-2-4 روش TN-S

3-2-4 روش TN-C-S

3-4- روش IT

4-4- بحث در خصوصیات روش‌های توزیع نیرو

1-4-4  از دید تشخیص و قطع اتصال کوتاه

1-1-4-4 در سیستمIT

2-1-4-4 در سیستمTN

3-1-4-4 در سیستمTT

2-4-4 از دید بهره‌برداری

3-4-4  از دید ولتاژ ناخواستۀ نول (برقدار شدن نول)

5-4- نکاتی درباره هیچ !

مراجع فصل

فصل 5/ حفاظت در برابر صاعقه

1-5- ماهیت صاعقه

2-5- سیستم حفاظت صاعقۀ خارجی

3-5- ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت سیستم صاعقه‌گیر

4-5-  توضیحی در باب برخی مفاهیم مهم و چالشی در حفصاعقه

1-4-5- چالش‌های اساسی

2-4-5- بررسي چالش 1

3-4-5- بررسي چالش 2

4-4-5- بررسي چالش 3

5-4-5- بررسي چالش 4

6-4-5- بررسي چالش 5

مراجع فصل

فصل 6/ تست و بازرسی سیستم‌های زمین

1-6- هدف تست

2-6- آزمونهای سیستم زمین

1-2-6- محتوای مقررات داخلی

2-2-6- اصول کار دستگاه ارت‌سنج

3-2-6- روش‌های تست مقاومت الکترودهای نصب شده

1-3-2-6- روش‌های افت پتانسیل

2-3-2-6- روششیب

3-3-2-6- روش زمین مرده (دوسیمه)

4-3-2-6- روش سه نقطه ای

5-3-2-6- روش الکترود متصل

6-3-2-6- روش کلمپی (تزریق جریان)

7-3-2-6- روش مدار تشدید

4-2-6-  انتخاب روش تست و عوامل ایجاد خطا

5-2-6- اندازه‌گیری مقاومت مخصوص خاک

1-5-2-6- روش سه‌سیمه

2-5-2-6- روش چهار‌سیمه (ونر)

6-2-6-  تهیۀ گزارش تست

3-6- تست پیوستگی

1-3-6- تست پیوستگی هادی‌های هم‌بندی و حفاظتی

2-3-6- تست مقاومت اتصالات

3-3-6- تست پیوستگی هادیهای نزولی و شبکۀ زمین

4-6- تست امپدانس حلقۀ اتصال کوتاه

5-6-  محاسبۀ جریان اتصال کوتاه قابل انتظار در امپدانس حلقه

مراجع فصل

فصل 7/ آشکارسازی و مقابله با اثرات تخلیه بارهای

1-7- منشاء و آثار بارهای الکتریکی ساکن

2-7- کنترل آثار بارهای الکتریکی ساکن

3-7- شدت تولید بارهای الکتریکی ساکن

4-7- شرایط ایجاد جرقه توسط بارهای ساکن

5-7- تجهيزات آشکارسازی الکتريسيتۀ ساکن

6-7- روش‌های کنترل بارهای ساکن

1-6-7- هم بندی و زمين کردن

2-6-7- کنترل رطوبت

3-6-7- يونيزاسيون

4-6-7- کف‌های کاذب هادی و کفش‌های هادی

5-6-7- کف‌پوش‌های ضد الکتریسیتۀ ساکن و صمغ‌های هادی

6-6-7- تمهيدات لازم در نصب و نگهداری

7-7- راهکارهای اطفاء بارهای ساکن در صنايع  مختلف

1-7-7- صنايع هواپيمايی

2-7-7- کارخانجات و معادن دارای نقاله‌هایی با کمربند يا تسمۀ انتقال قدرت عايق

3-7-7-  صنايع کاغذ و چاپ

4-7-7-  صنايع پالايشگاهی

5-7-7-  صنايع لاستيک

6-7-7- صنايع نساجی

7-7-7-  بيمارستان‌ها

8-7-7- ایستگاه‌های‌تلویزیونی، مانيتورينگ، ديسپاچينگ و شبکه‌های کامپیوتری:

9-7-7-  سالن های مونتاژ قطعات حساس الکترونیکی

10-7-7- جلوگیری از تخلیۀ بارساکن در مخازن

11-7- روش اندازه گیری مقاومت کف‌پوش ها و دیوارها

مراجع فصل

فصل 8/ حفاظت ثانویه و برقگیرهای حفاظتی

1-8- آثار صاعقه

2-8- اضافه ولتاژهای ناشی از کلیدزنی

3-8- اضافه ولتاژهای فرکانس قدرت

4-8- حفاظتداخلی (ثانويه)

5-8- یک بررسی نمونه

6-8- اصول کار برق‌گیرهای حفاظتی

1-6-8- نوع سوییچ‌کنندۀ ولتاژ

2-6-8- نوع محدود کننده ولتاژ

7-8- رده‌بندی برق‌گیرهای حفاظتی

8-8- حالت‌های حفاظتي برق‌گيرهاي داخلی (ثانویه)

9-8- تعیین ضرورت نصب SPD برمبنای ارزیابی ریسک

مراجع فصل

فصل 9/ شیلدینگ

1-9-  کلیات

2-9-  استانداردهای مرتبط با شیلدینگ

3-9- لایه‌بندییا طبقه‌بندی  شیلدینگ

4-9- شیلدینگ اتاق‌ها و تجهیزات

5-9- شیلد کردن ساختمان ها

6-9- تزویج و انواع آن

7-9- منابع توليد اضافه‌ ولتاژهای مخرب

8-9- تزویج های میدان دور و میدان نزدیک

1-8-9- تزویج القايي میدان نزدیک

2-8-9- تزویج خازنی میدان نزدیک

3-8-9- القاي ناشي از ميدان‌هاي الكترومغناطيسي دور

9-9- پدیدۀ نویز (نوفه)

1-9-9- دلایل ایجاد

2-9-9- انواع شیلد

3-9-9- زمین‌کردن شیلدها

9-9-3-1- زمین‌کردن فقط از یک‌طرف

9-9-3-2- زمین‌کردن از دو‌طرف

9-9-3-3- زمین‌کردن از یک‌طرف، ارتباط از طرف دیگر

9-9-3-4- مطالب تکمیلی در مورد زمین‌کردن شیلد کلی

9-9-3-5- زمین‌کردن ترکیبی

10-9- ارتباط شیلدینگ با EMC

1-10-9- تاثیر نوع سینی‌ها

2-10-9- نحوۀ جای‌دادن کابل‌ها در سینی‌ها

3-10-9- تفکیککابل‌های سیگنال و قدرت در سینیها

4-10-9- استفاده از هادیهای بیگانۀ زمین شدۀ سازه

5-10-9- حفظ کیفیت شیلدینگ در هنگام اتصال سینیها

6-10-9- شیلدینگ در کابل‌های نواری

7-10-9- نکات مهم در طراحیبرد مدارهای الکترونیکی

11-9- زمین‌کردن شیلد کابل‌های قدرت

1-11-9- روش‌های خاص ‌هم‌بندی

9-11-1-1  روش تکنقطهای ساده و چندگانه

9-11-1-2  ‌هم‌بندی امپدانسی

9-11-1-3-  ‌هم‌بندی متقاطع پیوسته

9-11-1-4  ‌هم‌بندی متقاطع قطعهقطعه

12-9- محدود کننده‌های ولتاژ شیلد

13-9- اثر کابل‌های فشار قوی بر کابل‌های کنترل و مخا

1-13-9- اثر وجود دو رشته کابل در هر فاز

2-13-9- اثر نحوۀ زمینکردن شیلد

مراجع فصل

فصل 10/ سیستم زمین در پست‌های توزیع و تداخلات آن

1-10  گرادیان پتانسیل در اطراف الکترود زمین

10-1-1- گرادیان پتانسیل در اطراف یک الکترود قائم

10-1-2- گرادیان پتانسیل دراطراف یک الکترود زمین افقی

10-1-3- خطرات عادی ناشی از گرادیان پتانسیل در اطراف الکترود

10-1-4- خطرات خاص گرادیان پتانسیل در اطراف الکترود

2-10- تقابل سیستم‌های زمین قدرت (فشارضعیف) و عملیاتی (جریان ضعیف) در تاسیسات

1-2-10- صورت مسئله

2-2-10- اشکالات ناشی از وجود دو اتصال زمین مجزای ایمنی و ابزاردقیق

3-2-10- سيستم‌ زمين مستقل براي ابزاردقيق

4-2-10- هم‌بندی هم‌پتانسیل کنندۀ کم‌نویز

3-10- تقابل سیستم‌های زمین حفاظتی (فشارمتوسط) و الکتریکی (فشار ضعیف) در پست‌های توزیع

1-3-10- اتصال زمین مشترک برای فشارمتوسط و فشار ضعیف (TN-a)

2-3-10- اتصال زمین مجزا برای فشارمتوسط و فشار ضعیف (TN-b)

3-3-10- مقایسۀ حالات TN-a و TN-b

4-3-10- جمع‌بندی کلی با درنظرگرفتن شرایط رایج در کشور برای سیستمTN

5-3-10- نحوۀ تست و بازرسی

6-3-10- برخی نکات تکمیلی درخصوص زمين كردن پست‌هاي هوايي

فصل 11/ خوردگی در سیستم زمین

1-11-  مقدمه

2-11- خوردگی اتمسفری

1-2-11- مقایسه فلزات

2-2-11- فلزات پر کاربرد در سیستم زمین

1-2-2-11- مس

11-2-2-2- آلومینیوم

3-2-2-11- فولاد معمولی و فولاد گالوانیزه

3-11- خوردگی الکترولیتی

1-3-11- خوردگی گالوانیک

2-3-11- انواع پیل‌های خوردگی درخاک

1-2-3-11- پیل‌های ناشی از اتصال فلزات غیر هم‌جنس

2-2-3-11- پیل‌های تنشی

3-2-3-11- پیل‌های ناشی از اختلاف غلظت اکسیژن

5-2-3-11- پیل‌های ناشی از اختلاف دما

6-2-3-11- برخی نمونه‌ها از تشکیل پیل‌های خوردگی در سیستم‌های زمین

7-2-3-11- توصیه‌هایی برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

4-11- خوردگی جریان سرگردان

5-11- خوردگی فولاد در بتن

6-11- مرور استانداردهای معروف سیستم زمین و خوردگی

1-6-11 – فصل 11 از استاندارد IEEE Std 80

2-6-11 – بخش 3 از استاندارد IEC 62305

3-6-11 – بخش 4 از استاندارد NFPA 780

4-6-11 – بخش C از استاندارد IPS-E-TP-740

5-6-11 – بخش 7 از استاندارد IEC 62561

6-6-11 – بخش 9 از استاندارد  BS 7430

مراجع فصل

فصل 12 / سیستم زمین ایستگاه‌های مخابراتی

1-12-  مقدمه

2-12-  استانداردهای مرتبط

3-12-  مروری بر استانداردهایITU

4-12-  سیستم زمین و هم‌بندی در ایستگاه‌های مخابراتی

4-12-  الزامات سيستم زمين ايستگاه‌هاي مخابراتی بيروني

5-12-  بررسی عددی شرایط هم‌بندی شيلد كابل‌ مخابراتی به بدنۀ فلزي دكل

مراجع فصل

فصل 13/ ارزیابی  و تست سیستم زمین پست‌های فشار قوی و خطوط انتقال

1-13-  مقدمه

2-13-  زمین کردن ‌هادی‌های بیگانه در پست‌ها و ‌نیروگاه‌ها

1-2-13- فنس‌ها و نرده‌ها

2-2-13- شیلد کابل‌های کنترل

3-2-13- مسائل مربوط به پست‌هایGIS

4-2-13- مسائل مربوط به زمین کردن برق‌گیرها

5-2-13- مسائل مربوط به زمین‌های مجزا

6-2-13- مسائل مربوط به پتانسیل انتقالی

1-6-2-13- مسائل مربوط به کابل‌های مخابرات

2-6-2-13- مسائل مربوط به ریل‌ها

6-2-13- مسائل مربوط به زمین‌کردن نول ترانسفورماتور مصرف داخلی

8-2-13- مسائل مربوط به لوله‌های تاسیساتی

8-2-13- مسائل مربوط به ‌ساختمان‌های هم‌جوار

4-13-  مروری بر استاندارد IEEE Std. 665

1-4-13- شبکۀ زمین نیروگاه

2-4-13- توصیه‌هایی در مورد تجهیزات نیروگاه

3-4-13- زمین‌کردن تجهیزات کنترل و ابزاردقیق

4-4-13- حفاظت صاعقۀ تجهیزات و سازه‌های نیروگاه

5-13- ‌اندازه‌گیری پارامترهای ایمنی سیستم زمین پست و نیروگاه

1-5-13- منابع استنادی

1-5-13- مراحل ارزیابی و تست سیستم زمین

1-1-5-13- تست پیوستگی

2-1-5-13- ‌اندازه‌گیری پتانسیل‌های تماسی و گامی و امپدانس شبکۀ زمین

‌3-1-5-13- ‌اندازه‌گیری پتانسیل‌های انتقالی

‌4-1-5-13- اندازه‌گیری امپدانس گذرای سیستم زمین

5-1-5-13- اندازه‌گیری امپدانس ضربۀ دکل‌های فشارقوی دارای سیم گارد

مراجع فصل

فصل 14/ الزامات سیستم زمین و صاعقه‌گیر در سایت‌های نفت، گاز و پتروشیمی

1-14-  مقدمه

2-14-  مرور استانداردهاي نفت ايران (IPS)

1-2-14- کلیات

2-2-14- استاندارد IPS-C-IN-100

3-2-14- استاندارد IPS-C-IN-190

4-2-14- استاندارد IPS-E-IN-100

5-2-14- استاندارد IPS-E-IN-180

6-2-14- استاندارد IPS-E-IN-190

7-2-14- استاندارد IPS-E-IN-240

8-2-14- استاندارد IPS-G-IN-250

9-2-14- استاندارد IPS-M-IN-220

10-2-14- جمع‌بندی استانداردهای نفت ایران درحوزه ابزاردقیق (IPS-…-IN)

10-2-14-  استاندارد IPS-E-EL-100

3-14- ارزیابی ریسک و ضرورت سنجی نصب صاعقه‌گیر برای مخازن

1-3-14- صورت مسئله

2-3-14-  حفاظت ذاتی

3-3-14-  اجزای طبیعی

4-3-14-  مرور استاندارد IPS

4-14-  مرور استانداردهایNFPA780:2020

5-14-  اساس طراحی سیستم حفاظت صاعقۀ مخازن

5-14-  ارزیابی ریسک و حفاظت ثانویه در مخازن

6-14-  ضرورت سنجی نصب هادی‌های بای‌پس

7-14- مروری بر دو استاندارد مهم درباره سیستم زمینِ مخازن روزمینی

مراجع فصل

فصل 15 / تداخل سیستم زمین با حفاظت کاتدیک

1-15-  مقدمه

2-15-  مروری برمبانی تداخل و جریان سرگردان

3-15-  مرور استانداردها

1-3-15- اﺛﺮات ﺟﺮﻳﺎﻧﻬﺎي ﺳﺮﮔﺮدان ﺗﺄﺳﻴﺴﺎت

2-3-15- محدود کردن تغییرات مثبت پتانسیل سازه به الکترولیت

3-3-15- تست تداخل ناشی از هم‌جواری سیستم زمین و حفاظت کاتدیک

4-15- دسته‌بندی تداخل‌های سیستم‌ زمین و حفاظت کاتدی

5-15-  راه‌کارهای مقابله با تداخل‌ها و جریان‌های سرگردان

1-5-15- بررسی مشکلات القای خط برق روی لوله مجاور

2-5-15- تشخیص و  اثرات جریانAC  و صاعقه

3-5-15- خطرات شوک الکتریکی برای اپراتور

4-5-15- آسیب به پوشش لوله

5-5-15- راه‌کارهای مقابله با تداخل و تزویج در استاندارد NACE ‌SP 0177

1-5-5-15- زمين‌كردن يك‌پارچه و غيرگسترده، سپرهاي اتصال كوتاه و سيم‌های كنترل گراديان

2-5-5-15- صفحه‌هایكنترل گراديان (صفحۀ هم‌پتانسیل‌کننده)

3-5-5-15- زمين‌كردن مستقل سازه‌ها

4-5-5-15- آندهای توزیع شده

5-5-5-15- تجهيزات مجزاکنندۀDC (پلاريزاسيون‌سل شيميايي، پلاريزاسيون‌سل الكترونيكي، ZEC و ساير تجهيزات مشابه)

6-5-5-15- تجهیزات محافظ اضافه ولتاژ (SPD)

15-5-5-7- مجزاکننده‌هایDC از نوع شيميايي (الكتروليتي) و حالت‌جامد (الكترونيكي)

6-15- اثر حفاظت کاتدیک روی فونداسیون دکل‌های انتقال برق فشارقوی

7-15- راه‌کارهای مقابله با تداخل‌های آندی وکاتدی

مراجع فصل

کتاب نگاهی کاربردی به سیستم های زمین،حفاظت صاعقه و شیلدینگ