کنتور

کنتور وسیله‌ای است که مقدار انرژی الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کند و بر حسب کیلو وات ساعت (ژول) نشان می‌دهد. معمولاً واحد اندازه‌گیری در کنتور کیلووات ساعت (kwh) است که برابر است با مقدار انرژی استفاده شده توسط یک بار یک کیلو واتی در طی یک ساعت یا ۳۶۰۰۰۰۰ ژول. بعضی از شرکت‌ها نیز از واحد مگا ژول استفاده می‌کنند. توان راکتیو نیز با واحد کیلو وار ساعت(kvarh) اندازه‌گیری می‌شود.

سیستم های ولتاژ متوسط

به‌طور کلی تفاوت‌های زیر در زمین کردن پست‌های فشار متوسط نسبت به برق فشار ضعیف خانگی وجود دارند:

 

فقط افراد ماهر اجازه ورود به محوطه را دارند.وجود ولتاژهای بسیار بالامعمولاً خط ورودی فاقد سیم نول است؛ بنابراین، در پست‌های فشار متوسط، مسائل مهم در سیستم زمین به ترتیب عبارتند از:تأمین تداوم در تغذیه مشترکینعدم آسیب دیدن تجهیزات و تأسیسات در صورت وقوع اتصالیقابلیت بالا در تأمین حفاظت کارگرانرد کردن ایمن آذرخش به زمین مخصوصاً از طرف خطوط هواییکم کردن ولتاژ گام به خصوص در محل تردد احشام

 

اگر فقط یکی از شرایط زیر موجود باشند، یک چاه زمین لازم می‌شود؛ وگرنه باید دو چاه زمین مجزا برای قسمت‌های فشار ضعیف و فشار متوسط + ترانسفورماتور در نظر گرفت:

 

در اطراف پست برق، سیستم لوله‌کشی آب باشد؛مقاومت چاه زمین زیر ۱ اهم باشد؛کابل با زره در تماس با خاک طویل تر از یک کیلومتر از پست خارج یا داخل شده باشد،

پتانسیل الکتریکی

 پتانسیل الکتریکی(به انگلیسی: Electric potential) انرژی پتانسیل واحد بار الکتریکی در هر نقطه نسبت به یک مرجع است.

پتانسیل الکتریکی یک کمیت نرده‌ای (Scalar) است که معمولاً آن را با حرف نشان می‌دهند و عبارت است از مقدار انرژی الکتریکی واحدِ بار الکتریکی، و یکای آن دردستگاه SI، ولت است. معمولاً اختلاف پتانسیل الکتریکی، میان دو نقطه‌ مطرح می‌شود. بنابر تعریف اختلاف پتانسیل الکتریکی یک ولت (میان دو نقطه) به این معنا است که مقدار کار لازم برای انتقال یک کولُن بار مثبت از نقطهٔ الف به نقطهٔ ب یک ژول است. (اگر پتانسیل یک ولت افزایش یابد)

 

۱- اختلاف پتانسیل به نقطه ابتدا و انتها بستگی دارد. ۲- پتانسیل در جهت خلاف میدان افزایش می‌یابد.

 

تعریف اختلاف پتانسیل: نسبت کار انجام شده برروی یک بار،به اندازاهء خود بار برای آنکه از یک پتانسیل به پتانسیل دیگر حرکت کند را اختلاف پتانسیل آن دونقطه گویند.

 

GFA یا کلید ایمنی

GFA

 

یک وسیله تأمین امنیت به نام کلید ایمنی اتصال زمین(GFA) در مدار موجود است و نقاطی را سرویس می‌دهد که خطر شوک‌های الکتریکی تصادفی بیشتر است، مانندسرویس‌های بهداشتی، آشپزخانه‌ها، استخرهای شنا و پریزهایی که در فضاهای بیرونی قرار دارند. اگر یک (GFA) هرگونه نشت جریان را احساس کند، هرچند کوچک باشد، جریان را در همان لحظه به‌طور کامل قطع می‌کند. کلید ایمنی اتصال قوسی خطا در مدار (AFCIs) در مدارهایی قرار دارند که به سمت اتاق خواب‌ها می‌روند. یک جرقهٔ الکتریکی در دستگاهی که اتصال کوتاه کرده می‌تواند پوشش تخت یا لباس را آتش بزند .

 

کد های الکتریکی

 

کدهای الکتریکی حداکثر فاصله‌های افقی بین پریز‌های درون یک اتاق را تعیین می‌کنند. این امر برای آن است که اطمینان حاصل شود یک لامپ یا دستگاه با یک سیم رابط با طول استاندارد می‌تواند هر جایی در پیرامون اتاق قرار گیرد، بدون آنکه نیاز به یک سیم رابط دیگر برای افزایش طول باشد. همچنین حداقل تعداد پریز به ازای هر اتاق تعیین شده و حداکثر تعداد پریزها به ازای هر مدار تعیین می‌شود، تا از ورود جریان‌های بیش از حد ظرفیت سیم به آن جلوگیری شود.

 

 

سیم کشی در ساختمان چوبی

در ساختمان‌های مسکونی چوبی این کار با استفتده از یک پوشش زبر و ضخیم پلاستیکی انجام می‌شود که هر سه سیم را در خود جای می‌دهد. در ساختمان‌های بزرگ‌تر و حجیم تر سیم‌ها از لوله‌های فلزی یا پلاستیکی عبور داده می‌شوند که سیم پوش یا لولهٔ محافظ برقی نام دارند. سیم پوش‌ها در مقایسه با پوشش‌های پلاستیکی محافظت بهتری از سیم‌ها می‌کنند و در ساختمانی که به وسیلهٔ این سیم پوش‌ها سیم کشی شده، سیم‌های جدید می‌توانند درون سیم پوش‌های موجود جاسازی شوند، در حالی که این امر در کابل با پوشش پلاستیکی ممکن نیست.

 

انواع سیم در ساختمان

به‌طور معمول صرف نظر از این که فشار الکتریکی ۱۱۵ یا ۲۲۰ ولت باشد، سه سیم در مدار وجود دارد، یک سیم مشکی، یک سیم مشکی و یک سیم عایق بندی نشده که به تسمهٔ متصل به زمین در تابلوی وصل است. این سیم‌ها باید هنگام عبور از داخل ساختمان در برابر آسیب‌ها محافطت شوند.

 

سیم الکتریکی در ساختمان های کوچک

سیستم الکتریکی در یک ساختمان کوچک، مفهوم بسیار ساده‌ای دارد. سه سیم از راه هوایی یا زمینی که به مبدلی متصل اند، عبور می‌کنند. یکی از سیم‌ها بدون بار است که هیچ گونه پتانسیل الکتریکی بین این سیم و زمین وچود ندارد. به همین دلیل است که می‌توان روی خاک خیس ایستاد و بدون خطر شوک الکتریکی، به سیم بدون بار دست زد. این سیم برای اطمینان از بدون بار بودن، بهمیله‌های فلزی با پوشش مسی محکم متصل و در محلی نزدیک نقطه ورود سیم بدون بار به ساختمان درون خاک قرار داده می‌شود. سیم‌های دوم و سوم سیم فاز و نول(با جریان مثبت و منفی) هستند و طوری به آن‌ها انرژی داده شده که دارای ۲۳۰ ولت پتانسیل می‌باشند. سیم‌های مثبت و منفی قبل از ورود به ساختمان از داخل یک کنتور که مصرف انرژی را با واحد کیلووات ساعت محاسبه می‌کند، عبور می‌کنند. درون ساختمان سه سیم که از مبدل خارج شده‌اند، وارد تابلوی اصلی برق می‌شوند. سیم بدون بار به جعبهٔ فولادی تابلو که صفحهٔ کلید‌های فرمان در روی آن قرار دارند، وصل شده و از سوی دیگر به یک میلهٔ مسی یا آلومینیومی وصل می‌شود که تمام مدارهای ساختمان را به زمین وصل می‌کند. هریک از سیم‌های مثبت و منفی که به وسیله رنگ عایق دورشان کدگذاری شده‌اند، به یک میلهٔ آلومینیومی یا مسی وصل است که با متصل‌کننده‌ها چفت شده‌اند و مشخص است که به کدام یک از کلیدهای قطع و وصل مدار می‌توانند وصل شوند. سیم‌هایی که جریان از آن‌ها می‌گذرند، به‌طور قراردادی دارای روکش به رنگ‌های قرمز و سیاه هستند و هر کدام به یک میلهٔ مسی یا آلومینیومی که در جایگاه کوچکی برای قرارگرفتن فیوزهای خودکار تعبیه شده، وصل می‌شوند. دو تسمهٔ فلزی که به دقت به جعبهٔ تابلوی برق و نسبت به هم علیق بندی شده‌اند، طوری قرار گرفته‌اند که یک فیوز اتوماتیک هر کدام از سیم‌های برق را به ترتیب به آن‌ها مرتبط می‌کند، در حالی که یک فیوز دو پل اتوماتیک که روی دو اتصال مجاور قار گرفته، یک سیم را به تسمه و سیم دیگر را به تسمه فلزی متصل می‌کنند. به این منظور یک کلید تک پل اتصال مدار منفرد ۱۱۵ ولت یا ۱۲۰ ولت را قطع می‌کند که شامل یک سیم مثبت یا منفی یا عایق بندی به رنگ مشکی است که به کلید وصل است که همچنین شامل یک سیم بدون باربا عایق بندی سفید است که به تسمه آهنی متصل به زمین وصل است. بسته به این که کلی در مدار کجا قرار داده شده باشد، سیم فاز برای یک مدار ۱۱۵ ولت می‌تواند یا به سیم قرمز یا به سیم مشکی که از کنتور خارج می‌شود، وصل شود که مهم نیست به کدام یک باشد. یک کلید دو پل به هر دو سیم قرمز و مشکی وصل است و برای مدارهای ۲۴۰ – ۲۳۰ ولت استفاده می‌شود (ولتاژهایواقعی بحرانی نیستند و شرکت‌های تأمین نیروی مختلف، الکتریسیته را در ولتاژهای مختلف تأمین می‌کنند و همیشه در سیم‌هایی که الکتریسیته را منتقل می‌کنند، اتلاف ولتاژ وجود دارد) کلیدهایی که برای قطع و وصل مدارهای مختلف در ساختمان لازم هستند، به راحتی نصب می‌شوند. کلیدها به عنوان وسیله‌ای راحت و مناسب برای روشن و خاموش کردن جریان در مدار استفاده می‌شوند، علاوه بر این که عملکرد مهم تأمین امنیت را به عهده دارند و در مواقعی که جریان بیش از حد تحمل سیم از آن عبور کند، جلوی آتش‌سوزی و داغ شدن بیش از حد را می‌گیرند. این وضعیت زمانی زمانی ممکن است به وجود بیاید که وسایل برقی بیش از حد هم‌زمان به مدار وصل شوند و در اثر سیم کشی اشتباه یا خطا در وسایل برقی، اتصال کوتاه ایجاد شده باشد.

 

 

مقایسه مس و سیم

مس و آلومینیوم هر دو بهترین هادی جریان الکتریسیته هستند و اغلب به عنوان هادی در سیم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند. مس هادی بهتری نسبت به آلومینیوم است، ولی کابل‌های آلومینیومی کمی ارزان تر از کابل‌های مسی هستند و در ضمن قطر رشته‌های آلومینیومی باید بیشتر باشد. یکی از ویژگی‌های نامناسب آلومینیوم آن است که اکسید آن بر خلاف مس، عایق الکتریکی است. این ویژگی موجب گرم شدن بیش از حد و آتش‌سوزی درساختمان‌هایی شده که سیم آلومینیوم به‌طور نادرستی به اتصالات ثابت وصل گردیده و سبب سایش و خوردگی در مسیر عبور جریان شده‌است. مس به‌طور معمول درسیم‌هایی با قطر کوچکتر که در مدار‌های محلی درون ساختمان استفاده می‌شوند، کاربرد دارد و آلومینیوم برای سیم‌های با قطر بسیار بزرگ استفاده می‌شود.

 

 

رسانای مسی و خواص آن

مس از زمان اختراع آهنربای الکتریکی و تلگراف از دهه ۱۸۲۰م تا کنون در سیم کشی‌ها استفاده شده‌است.اختراع تلفن در سال ۱۸۷۶ تقاضای بیشتری برای سیم مسی به عنوان یک رسانای الکتریکی ایجاد کرد.

 

مس رسانای الکتریکی است و در بسیاری از دسته‌های سیم کشی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.سیم مسی درتولید برق، انتقال قدرت، توزیع برق، مخابرات، مدارالکترونیکی و انواع بی شماری تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. مس و آلیاژهای آن نیز برای ایجاد اتصالات برقاستفاده می‌شوند. سیم کشی در ساختمان‌ها مهم‌ترین بازار برای صنعت مس است.تقریباً نیمی از کل مس تولید شده برای ساخت سیم‌های الکتریکی و کابل‌های سیم کشی استفاده می‌شود.

 

رسانش الکتریکی معیاری است که نشان می‌دهد که چقدر مواد توانایی حمل بار الکتریکی دارند. این یک ویژگی ضروری در سیم کشی سیستم‌های الکتریکی است. مس دارای بالاترین میزان هدایت الکتریکی تمام فلزات غیرگرانبها است: مقاومت الکتریکی مس = 16.78 nΩ • m در ۲۰ ° C است.

 

البته رسانایی مس بدون اکسیژن خالص (OFE) حدود ۱ درصد بیشتر (یعنی حداقل ۱۰۱ درصد IACS) است.

 

نظریه فلزات در حالت جامد آنهابه تعریف هدایت الکتریکی غیرمعمول مس کمک می‌کند. در یک اتم مس، ناحیه انرژی 4S یا لایهٔ ظرفیت و رسانش، نیمه پر است، بنابراین بسیاری از الکترونها قادر به حمل جریان الکتریکی هستند. وقتی یک میدان الکتریکی روی یک سیم مسی اعمال می‌شود، الکترون‌ها شتابی به سمت انتهایالکتروپازتیو می‌گیرند، بنابراین جریان ایجاد می‌شود. این الکترون‌ها در برابر برخورد با اتم‌های ناخالص، جابجایی، یون‌های شبکه و نواقص، مقاومت می‌کنند. میانگین فاصله بین برخوردها، که به عنوان " متوسط مسیر آزاد " تعریف شده‌است، به‌طور معکوس متناسب با مقاومت فلز است. آنچه در مورد مس منحصر به فرد است، طول عمر طولانیآن (حدود ۱۰۰ فاصله اتمی در دمای اتاق) است. این متوسط مسیر آزاد به محض سرد شدن مس افزایش میابد.

 

به علت رسانایی برتر آن، مس بازپخت شده معیاراستاندارد بین‌المللی برای مقایسه با همه رساناهای الکتریکی دیگر شده‌است. در سال ۱۹۱۳، کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک، رسانش مس خالص از لحاظ تجاری را در استاندارد بین‌المللی مس بازپخت شدهٔ خودش تعریف کرد، که طبق آن100% IACS برابر با 58.0MS/m در دمای ۲۰ ° Cاست، کاهش آن با آهنگ ۰٫۳۹۳٪ / ° رخ می‌دهد. از آنجا که خلوص تجاری در طول قرن گذشته بهبود یافته‌است، رساناهای مسی مورد استفاده در ساخت سیم‌ها اغلب کمی بیش از استاندارد 100% IACS هستند.