دانلود مقاله حفاظت در برابر شوک الکتریکی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود مقاله حفاظت در برابر شوک الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:44

توجه:مقاله فاقد منابع میباشد

چکیده:

GFCIچیست؟  

Ground Fault Circuit Interrupter) ( GFCI وسیله ای برای حفاظت در مقابل شوک الکتریکی است. علت چنین شوکی تماس شخص با یک سیم زنده ( داغ ، برق دار، فاز ) و تشکیل مسیری به زمین می باشد که موجب عبور جریان الکتریکی از بدن می شود. GFCI براساس وجود تفاوت جریان بین هادی برق دار و هادی خنثی عمل می کند. تحت شرایط عادی ، این دو جریان باید برابر باشد. در صورتی که شخصی سیم فاز و زمین را همزمان لمس کند و یا این سیم ها در محیط آبی که شخص در آن قرار دارد رها شوند ، این دو جریان دیگر برابر نخواهند بود . چرا که مسیر عبور جریان به زمین خواهد بود و نه به هادی خنثی (سیم نول )

( خطای زمین )

در یک دستگاه زمین نشده رخ دادن یک اتصال کوتاه و یا لمس سیم فاز توسط شخص موجب به وجود آمدن خطای زمین می شود.

( شکل 1)

GFCI در کسری از ثانیه در جریان های کوچک (چند میلی آمپر ) که به اندازه ی کافی از جریان های خطرناک کوچکتر هستند عمل می کند. توجه شود که GFCI جانشینی برای فیوز و مدار شکن ها ( Circuit Breaker ) نمی باشد . در صورت استفاده از GFCI هم ، وجود مدار شکن ها و فیوزها به منظور حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه بارها و اتصال کوتاه هایی که می توانند موجب آتش سوزی یا آسیب شوند لازم است. (شکل 2)

GFCI می تواند به جای پریزهای معمولی نصب شود . GFCI هایی هم وجود دارند که در پنل اصلی سیستم نصب می شوند . بسیاری ( اگر نه همه) از GFCI ها وضعیت زمین شدن سیم خنثی را نیز بررسی می کنند . در چنین وضعیتی مسیر کم مقاومتی بین هادی های N (خنثی ) و G (زمین ) وجود دارد . اگر چنین وضعیتی وجود داشته باشد ، GFCI بلافاصله با وصل شدن برق عمل می کند هر چند که دستگاهی به پریزها وصل نباشد.

یک GFCI چگونه کار می کند؟

GFCI ها معمولا وضعیت های زیر را بررسی می کنند.

* خطای (Hot) H   to (Ground) G : جریان از سیم فاز به زمین جاری شده و سیم نول را بای پس می کند.

این تست حیاتی ترین تست ایمنی می باشد.

*خطای سیم خنثی که زمین شود : بر اثر سیم کشی اشتباه و یا اتصال کوتاه ، سیم های G و N به صورت یک میسر کم مقاومت به هم متصل شده اند . در چنین وضعیتی ، GFCI به محض برقراری جریان عمل می کند .

*برای آشکار سازی خطای H to G ، هر دو سیم حامل جریان ( فاز و نول ) از داخل هسته ی کویل حسگر ( ترانسفورمر ) می گذرند. وفتی که جریان ها برابر و در جهت مخالف باشند ، هیچ خروجی ای از سیم پیچ حس کننده ی ولتاژ ( با تعداد دور زیاد) آن دریافت نمی شود . هنگامی که عدم تعادلی در جریان سیم های فاز ونول رخ دهد

، سیگنال خروجی ای تولید می شود . وقتی که این ولتاژ از حد آستانه ای بالاتر رود ، مدار شکنی که داخل GFCI قرار دارد ، فعال می شود .

برای آشکار سازی خطای G to N ،ترانسفورمر دومی ( چنبره ی سمت چپ در شکل 3) بالای ترانسفورمر حسگر G - H قرار می گیرد . سیگنال راه اندازی کوچکی از طریق سیم پیچ با 200 دور تزریق می شود . این سیگنال ولتاژ برابری را روی سیم های H وN   که از هسته ی کویل دوم می گذرند القا می کند . ( شکل 3)

* اگرN وG از هم جدا باشند ( که باید همین طور باشد ) ، GFCI کاری انجام نمی دهد .

( هیچ جریانی بر اثر سیگنال راه انداز به H اضافه نخواهد شد ، چرا که ولتاژ القایی روی H وN  برابر بوده و در نتیجه اثر هم را خنثی می کنند. )

* اگر اتصال کوتاهی از N به G رخ دهد ، جریانی ازN به G به واسطه ی اتصال کوتاه جاری می شود و از طریق اتصال N به G موجود در پنل اصلی باز می گردد. از آنجا که جریان مشابهی در H نخواهد بود ، عدم تعادلی در جریان سیم های گذرنده از هسته ی کویل دوم به وجود آمده و GFCI مانند وضعیت اتصال کوتاه عمل خواهد کرد.

* اگر اتصال h به h وجود داشته باشد:

GFCI ، نوع a ، اتصال h به h را مانند سیم خنثی که زمین شود آشکار می کند. اگر یک مسیر موازی از طرف بار سیم فاز به طرف تغذیه ی سیم فاز وجود داشته باشد ، GFCI مانند وضعیت سیم خنثی که زمین شده است عمل می کند. بنابراین GFCI بر روی مدارهای " دو پایانه ای (double ended )" کار نمی کند.

GFCI ها برای 220 ولت متناوب (ac )

این گونه GFCI ها باید بتوانند هر دو سیم فاز را به خوبی سیم خنثی مانیتور کنند.

مفاهیم پایه یکسانند: جمع جریان های فاز را ، فاز 2 و سیم خنثی باید صفر باشد مگر آنکه خطایی وجود داشته باشد. برای آشکار سازی خطای زمین شدن سیم خنثی ، کویل راه انداز به صورت جداگانه و مداوم دارای انرژی می شود و یک سیگنال کوچک 120هرتز را در هادی های حامل جریان تزریق می کند.

اگر یک مسیر کم مقاومت از N بهGوجود داشته باشد ( بعد از GFCI ) یک حلقه تشکیل می شود. ( با توجه به اتصالN وG قبل از GFCI ) و جریان کافی برای راه اندازی مدارشکن داخلی GFCI جاری می شود.

GFCI ها از کویل های چنبر ه ای استفاده می کنند که هسته ی آنها به شکل یک حلقه ساخته می شود. این نوع کویل ها برای کاربردهای مشخصی کارا و رایج هستند. برای همه ی کاربردهای عملی ، تنها یک نوع ترنسفورمر دیگر وجود دارد.

اگر به داخل یک GFCI نگاه کنید، یک جفت ترنسفورمر چنبره ای مشاهده می کنید. (یکی برای خطای N-H و دیگری برای خطاهای N-G که قبلا توضیح داده شده است).

این کویل ها شبیه حلقه هایی با قطر ½ اینچ هستند که سیم های اصلی هدایت کننده جریان (HوN) از داخل هسته ی آنها می گذرد و سیم پیچ هایی نیز دور چنبره به عنوان سیم پیچ های راه انداز و حسگر پیچیده شده اند.

جزء فعال در GFCI Levi ton یک عدد چیپ ( احتمالا یک متوقف کننده ی خطای زمین از نوع national semiconductor lm1815 ) می باشد .

GFCI و زمین حفاظت شده :

نصب GFCI در یک سیستم دو سیمه ، ایمنی زمین آن سیستم را تضمین نمی کند. در حقیقت ، اتصال کوتاه بین H و سوراخ زمین در پریزهای GFCI به طور قطع اگر GFCI به یک مدار زمین شده وصل نشود کاری انجام نمی دهد.

GFCI تنها وقتی عمل می کند که خطا به گونه ای اتفاق افتد که جریان به یک زمین واقعی جاری شود.

اگر مدار اصلی زمین حفاظت شده نداشته باشد ، سوراخ سوم وصل نمی شود . این به معنای آن است که یک دستگاه با پلاک 3 شاخه می تواند موجب اتصال کوتاه بین فاز و بدنه ( که فرض شده است به زمین وصل است در حالی که نیست ) شود. در چنین وضعبتی GFCI تا موقعی که شخص بدنه ی دستگاه و یک earth ( مانند لوله ی آب ، زمین مدار دیگر و مانند آن ) را لمس نکند عمل نخواهد کرد.