ولتاژ سرگردان چیست؟

 سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، ولتاژ سرگردان که با نام ولتاژ نقطه نول به زمین (NEV) نیز شناخته میشود، ولتاژ بین سطوح فلزی با یکدیگر، سطوح فلزی تازمین و یا نقطه نول سیستم تا زمین در سیستم‌های توزیع زمین شده و یا با زمین متعدد در حالت بهره برداری عادی سیستم و بدون بروز هرگونه خطا و اختلال میباشد. در طول ۵۰ سال گذشته، عبارت"ولتاژ سرگردان" در شبکه‌های توزیع انرژی الکتریکی به یکی از مباحث رایج تبدیل شده است. متاسفانه، این عبارت هرگز به خوبی تعریف نشده و تاکنون هیچ استاندارد عمومی پذیرفته شد‌های دررابطه با سطح مجاز این ولتاژ ارائه نشده است. در نتیجه در حال حاضر هر ولتاژ ایجاد شده بین دو سطح که به وسیله انسان یا حیوانتحت تماس قرار گیرد، ولتاژ سرگردان نامیده میشود.

به عبارت دیگر، ولتاژ سرگردان یک ولتاژ کوچک است که میتواند بین دو نقطه تماس اندازهگیری شود. زمانی که این دو نقطه توسط شیئی به عنوان مثال انسان یا حیوان به هم تماس داده میشوند، جریانی برقراری خواهد شد. مقدار این جریان به ولتاژ ایجاد شده و امپدانس مدار شامل امپدانس‌های منبع، تماس و بدن بستگی دارد. آرایش رایج شبکه‌های توزیع فشارضعیف، سیستم سه فاز چهارسیمه با سه هادی فاز و یک هادی نول مستقیماً زمین شده میباشد. در این سیستم، ثانویه ترانسفورماتور توزیع به دلایل زیر زمین میگردد:
- محدودکردن ولتاژ‌های گذرای صاعقه و یا کلیدزنی
- حفاظت سیستم در مقابل خطای فاز به زمین
- سهولت عملکرد ادوات حفاظتی اتصال زمین
- کاهش خطر ولتاژ تماسی در اتصال فاز به بدنه
در این آرایش، سیم نول حامل جمع برداری جریان فاز‌ها است.

در صورت متعادل بودن جریان فاز‌ها جریان برگشتی از سیم نول نیز صفر میباشد، اما معمولاً به دلیل وجود عدم تعادل (در امپدانس خطوط، بارگذاری نامتعادل شبکه و یا هارمونیکها) جریان برگشتی از سیم نول صفر نمیباشد. جریان برگشتی از سیم نول، از سیستم اتصال زمین و هر تجهیز متصل شده به آن عبور میکند و به دلیل وجود امپدانس، ولتاژی را در تمامی آن‌ها ایجاد میکند که ولتاژ نام دارد. اولین موارد (NEV) سرگردان یا ولتاژ نقطه نول به زمین گزارش این ولتاژ در گاوداری‌ها و به دلیل حساسیت بالای بدن گاو به در گاوداری و NEV سطوح پایین ولتاژ بوده است. شکل ۱ نحوه ایجاد مکانیسم برخورد گاو با آن را نمایش میدهد.

موارد گزارش شده از احساس این ولتاژ توسط اشخاص بیشتر به تجهیزات فلزی استخر‌های شنا، دوش‌ها و اسکله‌های قایق سواری مربوط میشوند؛ مناطقی که پوست مرطوب بوده و به دلیل پایین آمدن مقاومت بدن، جریان بیشتری در ولتاژ ثابت از بدن عبور می -کند. همچنین مواردی از احساس این ولتاژ در تماس با پایه‌های روشنایی فلزی نیز گزارش شده است.

هنگام بحث در زمینه ولتاژ سرگردان باید متوجه تفاوت‌های آن با ولتاژ‌های ناخواسته مشابه یعنی ولتاژ تماسی و ولتاژ گام بود. طبق تعریف، ولتاژ ایجاد شده بین سطوح هادی و زمین از طریق جریان-‌های خطا ولتاژ تماسی نامیده میشود. مقدار این ولتاژ که به دلیل کارکرد غیرعادی سیستم و معمولاً از طریق خطای فاز به زمین یا فاز به نول ایجاد میگردد، حتی میتواند به مقادیر فازی ولتاژ سیستم توزیع برسد. این ولتاژ ممکن است در اثر تماس، بین دو دست یا دست و پا (تماس دست با جسم برقدار و پا بر روی زمین) احساس گردد. ولتاژ گام نیز ولتاژ بین دو پا در شرایط ایجاد ولتاژ تماس می-باشد. اما در مقابل ولتاژ سرگردان به ولتاژ‌های ایجاد شده در بین نقطه نول و زمین در خلال کارکرد عادی سیستم اطلاق میگردد ومنبع آن جریان سیم نول بوده و مقدار آن کوچکتر از ولتاژ تماسی ومعمولاً کمتر از ۱۰ ولت میباشد.

 

منبع: سیویلیکا