مشکلات مدارات فرمان و کنترل زمین‌نشده

مدارات کنترل و فرمان در تابلوهای برق و ماشین‌آلات صنعتی بسیار با اهمیت‌بوده و در تابلوهای برق مدارات کنترل با ولتاژ a.c و یا d.c زمین‌نشده مورد استفاده قرار می‌گیرند و لازم است این مدارات نیز از نظر عایق‌بندی مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد.

استاندارد IEC-60204-1 به عنوان استاندارد ایمنی ماشین آلات صنعتی ، شرایط خطرناکی که در ماشین آلات ممکن است وجود می‌آید را عنوان کرده است.

برخی مدارات در سیستم‌های کنترل تابلوهای برق و ماشین‌آلات صنعتی ، شرایط ویژه‌ای دارند و لازم است جداگانه مدنظر قرار گیرند

۱- مدارات روشنایی که در طول عملیات تعمیرات و نگهداری لازم است برقرار باشند .

۲- سوکت‌های برق که در طول عملیات تعمیرات و نگهداری تابلوها و ماشین‌آلات مورد نیاز می‌باشند.

۳- مدارات حفاظتی  Under Voltageکه تنها هنگامی بکار می‌روند که هنگام بروز عیب در تغذیه یک مدار لازم باشد فرمان خاصی داده شود.

۴- مداراتی که لازم است برای عملکرد صحیح یک تابلو به شکل دائمی برق‌دار باقی بمانند (به عنوان مثال بخش‌های اندازه‌گیری حرارت یک فرایند یا هیترهای ضد میعان موتور‌ها و تابلوهای برق)

۵- مداراتی که برای اینترلاک و قفل و بست در تابلوهای برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در چنین مواردی از مداراتی با سیستم IT استفاده می‌گردد که پیوستگی سرویس‌دهی و عملکرد صحیح ، آنها حتی هنگام بروز یک خطای فاز به زمین حفظ گردد ولی مانند بقیه سیستم‌های IT لازم است هنگام بروز خطای اتصال یک بخش زنده به زمین ، به اپراتور ، اطلاع‌رسانی لازم صورت پذیرد.

بروز خطای اول عمدتاً سبب ایجاد مشکلی نمی‌گردد ولی بروز خطای دوم در صورت وجود خطای اول در سیستم‌های کنترل ممکن است باعث ایجاد خطاهای جدی گردد که در این بخش به دو نوع از چنین مواردی اشاره می‌کنیم.

در شکل یک مدار قدرت و فرمان یک راه‌انداز موتور مشاهده می‌شود که توسط شستی S2 موتور روشن و توسط شستی S1 موتور خاموش می‌گردد و فرض شود که مدار کنترل از یک منبع زمین نشده (A,B) تغذیه می‌گردد به این معنی که از یک ترانسفورمر کنترل یا از یک سیستم باتری که هیچ یک از پلاریته‌های آن به زمین متصل نیستند تغذیه شده است.

در شکل دو به هر دلیلی در نقطه ۱ خطای اتصال به زمین اتفاق افتاده است و بدیهی است که به دلیل این که هیچ یک از پلاریته‌های A و B به زمین مرتبط نیست و سیستم IT است جریانی به زمین جاری‌ نشده و اتفاقی نخواهد افتاد.

حال به شکل سه توجه کنید و اگر در حالی که نقطه ۱ به زمین متصل شده است نقطه ۲ نیز به زمین متصل گردد ، عملاً به این معنی است که دو ترمینال ۳ و ۴ شستی وصل S2 به یکدیگر متصل شده‌ است و در صورتی که راه انداز خاموش باشد به یکباره خود به خود راه‌اندازی می‌گردد و ممکن است باعث ایجاد خطراتی برای بهره‌برداران گردد و همین مورد ممکن است در مورد کلید قدرت یک تابلو اتفاق بیفتد.

حال به شکل چهار توجه کنید و تصور کنید که در حالی که راه‌انداز وصل است نقاط ۱ و۳ به ترتیب در خطاهای اول و دوم به زمین متصل گردد که در این حالت دو ترمینال ۱ و ۲ شستی استاپ S1 به همدیگر متصل می‌گردند که با فشردن دکمه مذکور راه‌انداز قطع نخواهد شد!

برای این که چنین مواردی بوجود نیاید دو راه اصلی وجود دارد:

۱- استفاده از سیستم TN جهت مدارات کنترل یا در صورتی که مدارات d.c. هستند یکی از پلاریته‌ها به زمین متصل گردند که در این شرایط پیوستگی و تداوم سرویس‌دهی در صورت بروز خطای اول دیگر وجود نخواهد داشت وپس از وقوع اتصال یک بخش مدار به زمین در مراحل مختلف مدار تشخیص داده می‌گردد.

۲- استفاده از رله‌های مانیتورینگ عایق‌بندی در مدارات کنترل و کمکی تابلو

در شکل پنج ، قرارگیری یک رله مانیتورینگ عایق‌بندی در مدار کنترل یک راه‌انداز مشاهده می‌گردد که هنگام بروز یک خطای عایق‌بندی در یکی از بخش‌های مدار ، سیگنال آلارم ، اختلال را به بهره‌بردار گزارش می‌کند.

پیشنهاد می‌گردد در خصوص رله‌های مانیتورینگ عایق‌بندی ، مقاله رله‌های مانیتورینگ عایق‌بندی (IMD) را در همین سایت مطالعه نمایید.