مقررات ایمنی و کنترل مرغوبیت وسایل در صنعت برق
لزوم کنترل مرغوبیت وسایل و وضع و رعایت مقررات ایمنی با آنچه تاکنون دیده شده است سعی در کاهش خطرات ناشی از برق امری طبیعی به نظر میرسد که از دو طریق ممکن است. اول از طریق کنترل مرغوبیت و کیفیت مواد و وسایل مورد استفاده که توسط کارخانجات مختلف ساخته و به بازار عرضه میشود و دوم از طریق وضع و اجرای مقررات که ضامن ایمنی سیستم های برق رسانی باشد
تاریخچه مقررات ایمنی صنعت برق
۱۸۹۰ مقررات ایالتی موجود بوده و در سال ۱۸۹۷ مقررات مملکتی به نام مقررات ملی برق وضع شده که به طور مرتب مورد تجدیدنظر قرار میگرفته است. هدف این مقررات حفاظت اشخاص، ساختمانها و محتویات آنها از خطرات ناشی از الکتریسیته میباشد. پروژههای برق رسانی اعم از خانگی یا صنعتی پس از تکمیل مورد بازرسی بازرسان دولتی قرار میگیرد و در صورتی که کارها مطابق مقررات انجام شده باشد جواز لازم صادر میشود و اتصال سیستم به شبکه توسط شرکت های برق منطقهای بلامانع است. اجرای این مقررات در شروع صنعت برق رسانی بسیار مشکل بود لیکن با پیشرفت تکنولوژی ساختن وسایل ایمنی ممکن شده است و اجرای مقررات آسانتر گردیده است. مثلاً در قوانین سال ۱۸۹۰ آمریکا لازم بود هر مدار برقی را حداقل دو بار در روز برای اندازه گیری جریان نشتی به زمین به علت عایق معیوب مورد آزمایش قرار دهند. نظر به اینکه وسایل الکتریکی غیر مطمئن و ناقص با وجود سیم کشی صحیح و مطابق مقررات موجب بروز حوادثی میگردد،
مقررات ایمنی و کنترل مرغوبیت وسایل در ایران حدود ۳۰ سال پیش سازمانی به نام مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران تأسیس گردید که هدف آن آزمایش و تأیید همه فرآورده های صنعتی میباشد
شبکههای برق رسانی و مدارهای برقی
در ابتدای صنعت برق شبکه های کوچک برق مستقیم مورد استفاده بودند، لیکن برق متناوب به دلیل سهولت تولید و انتقال به سرعت جانشین برق مستقیم گردید. به طوری که میدانید تولید انرژی الکتریکی امروزه در نیروگاه های بزرگ با راندمان بالا انجام میشود. به دلایل اقتصادی و فنی ولتاژ آلترناتورها به حداکثر ۲۰ کیلووات محدود است. به منظور کاهش دادن تلفات در انتقال انرژی به نقاط دور ولتاژ برق را با استفاده از ترانسفورماتورها افزایش میدهند و از طریق شبکه به هم پیوسته به نقاط دور منتقل میکنند (حداکثر ولتاژ شبکه ایران ۴۰۰ کیلوولت است)که توسط ولتاژسنج مورد سنجش قرار میگیرد. در نزدیکی شهرها ولتاژ را به کمک ترانسفورماتورها به حدود ۶۳ کیلوولت کاهش میدهند و خط ۶۳ کیلوولت به صورت حلقهای شهر را دور میزند. در نزدیکی مراکز بار ولتاژ را به ۲۰ کیلوولت یا ۱۱ کیلوولت کاهش میدهند که در پستهای توزیع به ولتاژ مصرفی ۳۸۰ ولت تبدیل میشود. با اینکه غالباً در برق رسانی از ولتاژ ۳۸۰ ولت استفاده میشود بسیاری از مصرف کنندگان بزرگ برق را در ولتاژ ۲۰ کیلوولت یا ۱۱ کیلوولت خریداری میکنند و در پست خصوصی خود ولتاژ آن را کاهش میدهند . شبکههای توزیع قدیمی در ولتاژ ۱۱ کیلوولت کار میکردند. امروزه در غالب شهرهای بزرگ این شبکهها به ۲۰ کیلوولت تبدیل شدهاند.
اندازههای استاندارد ترانسفورماتورهای توزیع به کیلوولت آمپر
برای نمونه مدار تک سیمی و ترتیب قرار گرفتن وسایل در یک پست توزیع ۵۰۰ کیلوولت آمپر ۱۱ کیلوولت به ۳۸۰ ولت مساحت اتاق پست در حدود ۲۰ متر مربع و ارتفاع سقف آن در حدود ۲۸۷۵ متر است که توسط آمپرمتر سنجش میشود. درب اصلی باید بزرگ باشد و به طرف خارج باز شود به طوری که بتوان ترانسفورماتور و دیگر وسایل را به سهولت به داخل برد.
مدار برقی ساده
مدار برقی ساده الکتریکی یک ژول انرژی میدهد، دارای ولتاژیک ولت است بنابراین یک ولت برابر یک ژول بر یک کولمب است. منبع تغذیه تک فاز معمول متناوب با تغییرات سینوسی است که دامنه آن ۲۲۰۷۲ ولت و مقدار مؤثر آن ۲۲۰ ولت است.
جریان و توان در مدارهای تک فاز بارهای الکتریکی معمولاً از دو جزء مقاومت و خود القاء تشکیل میشوند. بعضی از بارها نظیر لامپ های التهایی از مقاومت تشکیل شده و بعضی دیگر مانند لامپ های مهتایی و موتورهای تک فاز برقی شامل مقاومت و خودالقاء میباشند. بارهای الکتریکی به ندرت شامل خازن هستند و به طوری که خواهیم دید خازن ها برای اصلاح ضریب توان بارها مورد استفاده قرار میگیرد.