نحوه ی عملکرد خطای فاز به زمین در الکترونیک و برق (جریان اتصال کوتاه)

^{نحوه ی عملکرد  خطای فاز به زمین در الکترونیک و برق (جریان اتصال کوتاه)}

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )

^{هنگامی که پوشش عایقی یکی} 

^{از فازها از بین می رود و یا بر} 

^{اثر اغتشاشات سیستم یکی از} 

^{فازها قطع شده و بر روی فازهای} 

^{دیگر و یا زمین می افتد اتصال} 

^{کوتاه رخ می دهد که جریانی} 

^{معادل با چند هزار آمپر را در} 

^{شبکه جاری خواهد کرد که در} 

^{نتیجه آن گرمای شدیدی به وجود آمده و باعث از بین رفتن} 

^{پوشش های عایقی دیگر شده و در نتیجه اغتشاشات متعددی در} 

^{سیستم به وجود خواهد آمد. علاوه بر آن، جریان اتصال کوتاه} 

^{سبب آسیب رساندن به تجهزات} 

^{الکتریکی نیز خواهد شد. از این رو لازم است که اقدامات لازم} 

^{جهت پیشگیری و قطع سریع این} 

^{جریان در سیستم صورت گیرد.}

^{انواع خطاهای اتصال کوتاه عبارتند از:}

^{خطای فاز به زمین}

^{خطای فاز به فاز}

^{جریان های اتصال کوتاه به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسیم بندی می شوند. اختلاف بین مقادیر جریان های متقارن و نامتقارن با نسبت X/R  در نقطه خطا متناسب می باشد، به این صورت که هر چقدر سیستم مقاومتی تر باشد اختلاف بین مقادیر جریان های متقارن و نامتقارن ناچیز خواهد بود ولی در صورتی که سیستم راکتیو باشد جریان نامتقارن 3 تا 5 برابر جریان متقارن خواهد بود.}

^{مقادیر بالای جریان اتصال کوتاه سبب ایجاد نیروهای مغناطیسی در شبکه می شود. در نتیجه هنگامی که در سوئیچگیر یا در کلید قدرت، جریان اتصال کوتاه جاری می گردد، باس بارهای آن به واسطه نیروی جاذبه به یکدیگر جذب می شوند. لذا این تجهیزات بایستی در مقابل این نیروها مقاومت کنند که به آن withstand rating تجهیز گویند. از اینرو یک کلید قدرت باید در حالت عملکرد نرمال با جریان بار کامل سایز شده، و دارای قدرت تحمل (withstand rating) و قدرت قطع (interrupting rating) مناسب باشد.}

^{جهت محاسبه جریان اتصال کوتاه در شبکه روش های مختلفی وجود دارد که با افزایش دقت دارای پیچیدگی بیشتری خواهند شد. این روش ها معمولا به محاسبه جریان متقارن و خطای فاز به فاز می پردازند. در این قسمت به بررسی یکی از روش های معمول و در عین حال ساده خواهیم پرداخت.}

^{منابع تغذیه کننده جریان اتصال کوتاه:}

^{سه منبع اصلی جریان اتصال کوتاه عبارتند از:}

^{تجهیزات عمومی برقی}

^{موتورها}

^{ژنراتورهای در مدار}

^{بین این منابع و نقطه خطا مقاومت های مختلفی جهت کاهش جریان و در نتیجه شدت جریان اتصال کوتاه قرار دارند. معمولا مقدار این مقاومت در نقاط مختلف یک سیستم متفاوت است، از این رو اندازه جریان اتصال کوتاه در نقاط مختلف به شدت تغییر می کند. در محاسبات اتصال کوتاه روش های مختلفی برای ساده سازی وجود دارد. برای مثال مرسوم است تاثیرات امپدانس کابل به جز در مواردی که کابل بسیار بلند باشد، نادیده گرفته می شود. همچنین فرض می شود جریان اتصال کوتاه فقط توسط موتورها و ژنراتورها تولید می شود.}

^{توانایی سیستم های برقی عمومی در جهت تولید جریان اتصال کوتاه:}

^{با یک مثال شرح خواهیم داد. فرض کنید قدرت اتصال کوتاه یک شبکه 2500 مگاولت آمپر در ولتاژ 138 کیلوولت با نسبت X/R  برابر با 7 در نقطه خطا می باشد.} 

^{اتصال دو قطب باتری  با یک رسانای مقاومت پایین همچون سیم نمونهٔ معمولی از اتصال کوتاه است. مقاومت پایین سیم منجر به گذر جریان بالا شده و سلول باتری در مدت کوتاهی انرژی بسیاری را تحویل می‌دهد. جریان بزرگ گذر کرده از باتری می‌تواند به سرعت گرما تولید کند یا منجر به انفجار شود. یا موجب نشت هیدروژن والکترولیت (اسید یا باز) گردد که می‌تواند منجر به سوختن بافت، کوری یا حتی مرگ گردد. بار بیش‌از حد بر روی سیم نیز می‌تواند منجر به خرابی عایق  و آتش‌سوزی گردد. موارد جریان بالا، گاهی نیز به خاطر بارگیری موتور الکترونیکی با یک بار متوقف به وجود آید. مانند زمانی که پره پمپ با آشغال جام گشته‌باشد. این حالت اتصال کوتاه نیست، اما اثر مشابه دارد.}

^{در مدارهای الکترونیکی ، اتصال کوتاه زمانی که عایق سیم از میان می‌رود اتفاق می‌افتد، یا هنگامی که یک رسانا روی مدار قرار می‌گیرد یک مسیر جدید ناخواسته برای گذر جریان ایجاد می‌کند}

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )