در تاسیسات الکتریکی از همبندی به منظور همپتانسیل کردن کلیه تجهیزات الکتریکی استفاده می شود.
برای داشتن همبندی مناسب بایستی همه بدنه‌ها و اجزای ساختمانی تا جایی که ممکن است به خوبی به یکدیگر متصل شود.
اما در پستهای ترانسفورماتور که دو ولتاژ بالا و ضعیف در کنار هم قرار دارند، حالتی پیش می‌آید که باید از دو اتصال به زمین مختلف استفاده شود تا ایمنی بر قرار بماند در این ارتباط نکات ذیل مورد توجه قرار می‌گیرد:
1: یک پست ترانسفوماتور (پست زمینی) فضایی است که به آن فضای عملیاتی گفته می‌شود. فضای عملیاتی اختصاصی فضایی است که در آن کارهای اختصاصی برقی انجام می‌شود و در نتیجه فقط ورود افراد کاردان و خبره به آنها آزاد است.
2: دراین فضاها هر دو ولتاژ فشارقوی (11-20-33 KV) و فشار ضعیف (400v) در کنار هم قرار دارند.
3: فقط حالتی مورد توجه قرار می گیرد که درآن بین یکی از فازهای فشار قوی و بدنه هادی تابلوی فشار قوی یا ترانسفورماتور، اتصال کوتاه ایجاد می‌شود.
4:چنانچه مابین بدنه هادی و فاز اتصالی رخ بدهد حوزه اثر آن تنها محدود به فضای اختصاصی خود پست نمی باشد.در صورتی که حوزه اثر این خطا محدود به فضای پست بود به دلیل محدود بودن دسترسی به آنها فقط برای پرسنل کاردان، رعایت مسائل کمتری برای ایمنی لازم بود اما این گونه نیست و حوزه اثر این اتفاق تا دورترین نقاط شبکه توزیع می باشد.
حالت اول : بکار گیری سیستم زمین مشترک در پستهای ترانسفورماتورزمینی
در شکل زیر طرحواره یک پست ترانسفارماتور زمینی که دارای تنها یک الکترود زمین است نشان داده شده است که همه بدنه هادی تجهیزات LV، HV و هادی خنثی فشار ضعیف را به زمین مشترک وصل می‌کند.
اگر مقاومت این الکترود زمین مشترک نسبت به جرم کلی زمین RE باشد و در صورت وقوع اتصالی بین یک هادی فاز با بدنه هادی در فشار قوی شدت جریان برابرIE باشد، ولتاژ بدنه‌های هادی فشار قوی و فشار ضعیف هر دو نسبت به جرم کلی زمین برابر با RE.IE (ولت) خواهد بود.
نظر به اینکه در سیستم TN که دارای یک اتصال به زمین در پست ترانسفورماتور است، بدنه هادی تجهیزات فشار ضعیف از طریق یک هادی مشترک حفاظتی/ خنثی (PEN) یا هادی حفاظتی (PE) به بدنه‌های هادی فشار قوی وصل می‌باشد.
پتانسیل Uf که پتانسیل خطا نامیده می‌شود برابر همین مقدار خواهد بود:
این ولتاژی است که ممکن است هر فردی را که در هر منطقه‌ای از تاسیسات با بدنه متصل به سیستم همبندی تجهیزات فشار ضعیف یا فشار قوی است دچار برق گرفتگی نماید. البته ولتاژ تماسUc (ولتاژی که ایجاد برق گرفتگی می کند)، قدری کوچکتر از Uf خواهد بود:
نتیجه این که با توجه به اتصال هادی نوترال و بدنه تابلو ها به یک دیگر میزان افزایش ولتاژ نوترال در اثر اتصال کوتاه ( Uf )برابر افزایش ولتاژ بدنه تجهیزات به همین مقدار نیز خواهد شد در نتیجه با توجه به ثابت بودن ولتاژ فاز به نول ولتاژ فاز به بدنه نیز ثابت باقی خواهد ماند.
ولتاژ تنش هر فاز فشار ضعیف نسبت به بدنه ترانسفورماتور (بدنه فشار قوی) یا U1که قبل از وقوع اتصال کوتاه برابر U0 بود بعد از وقوع اتصال کوتاه در همان مقدار باقی می‌ماند،همچنین ولتاژ تنش هر فاز فشار ضعیف نسبت به بدنه تجهیز فشار ضعیف U2که قبل از وقوع اتصال کوتاه برابر U0 بود بعد از وقوع اتصال کوتاه در همان مقدار باقی می‌ماند:
حالت دوم : بكارگیری سيستم هاي زمین مجزا در پستهاي ترانسفورماتور زميني
در شكل زیر طرحواره يك پست ترانسفورماتور زميني كه داراي دو اكترود اتصال زمين مستقل است نشان داده شده است.
.jpg)
بدنه هادي فلزي ترانسفورماتور به يك الكترود زمين (زمين حفاظتي) و هادي خنثي فشار ضعيف همراه با بدنه‌هاي هادي تجهيزات فشار ضعيف به يك الكترود زمين ديگر (زمين الكتريكي) كه مستقل از اولي است وصل شده‌اند.
اگر مقاومت الكترود زمين حفاظتي فشار قوي نسبت به جرم كلي زمين RE باشد و شدت اتصالي بين يك هادي فاز با بدنه هادي در فشار
قوي برابر IE باشد، فقط ولتاژ تنش بدنه هادي ترانسفورماتور نسبت به جرم كلي زمين به اندازه RE.IE (ولت) باﻻ خواهد رفت، در حالي كه ولتاژ تنش بدنه هادي تاسيسات فشار ضعيف نسبت به زمين و ولتاژ هر فاز فشار ضعيف نسبت به بدنه‌ها در تاسيسات فشار ضعيف، هيچ تغیيري نخواهد كرد.
اما ولتاژ تنش هر يك از فازهاي فشار ضعيف نسبت به بدنه هادي ترانسفورماتور به اندازه Uf = RE.IE باﻻ خواهد رفت يعني ولتاژ U1 ديگر برابر U0 (قبل از خطاي اتصال كوتاه ) نخواهد بود بلكه برابر خواهد بود اما تنش ولتاژ هادی فشار ضعیف نسبت به بدنه تجهیز فشارضعیف بدون تغییر و برابر U0 باقی خواهد ماند:
ولتاژ U1 ممكن است منجر به شكست عايقي تجهيزات فشار ضعيف گردد.
نتیجه گیری:
از حالت ١ و ٢ مي توان نتايج مقدماتي ذيل را بدست آورد:
1: داشتن دو اتصال به زﻣين ﻣجزا در يك پست ترانسفورماتور
وقوع اتصالي بين فاز و بدنه در طرف فشار قوي داراي مزيت و عیب زير است :
مزيت : در صورتی که در سمت فشار قوی هادی فاز و بدنه به یکدیگر متصل شوند خطری بر اثر برق گرفتگي در اثر تماس با بدنه تجهیزات فشار ضعیف وجود ندارد چرا که سیستم های ارتینگ جدا از هم می باشد.
عیب : تابلوهاي فشار ضعيف در پست ترانسفورماتور بايد داراي عايق بندي باﻻتري نسبت به بدنه باشند درغيراين صورت ، ممكن است بعلت باﻻرفتن ولتاژ بين فاز و خنثي شكست عايقی پيش آيد.
2: داشتن يك اتصال به زﻣين ﻣشترک در پست ترانسفورماتور
درصورت وقوع اتصالي بين فاز و بدنه در طرف فشار قوي داراي مزيت وعیب زير است :
مزيت : برپايي يك الكترود زمين بسيار ساده تر و ارزانتر از دو الكترود است.
Uf = RE.IE بيش از حد بزرگ باشد) مقدار IE به قدر كافي كوچك نباشد يا RE
عیب : اگر شرايط مناسب نباشد (مقاومت
بزرگ و خطر آفرين خواهد بود يعني ممكن است در تاسيسات برق گرفتگي و آتش سوزي ايجاد كند.
