تست و اندازه گیری نشتی جریان

علل جریان نشتی

عایقی که به دور سیم‌های عبور الکتریسیته بسته می‌شود، دارای مقاومت الکتریکی و ظرفیت خازنی است  و جریان را از هر دو مسیر هدایت می‌کند. با توجه به مقاومت بالای عایق، جریان بسیار کمی باید از آن نشت کند. اما اگر عایق قدیمی یا آسیب‌دیده باشد، مقاومت آن کمتر است و میزان قابل توجهی از جریان، ممکن است نشت کند. علاوه بر این، هادی‌های طولانی‌تر، ظرفیت خازنی بالاتری دارند که باعث جریان نشتی بیشتری می‌شود. 

جریان نشتی به کجا می‌رود؟

در حالت ایده‌آل، جریان نشتی باید از طریق اتصال زمین یا همان سیم ارت، به زمین جریان یابد. سیم ارت در همه تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود تا بتواند جریان‌های ناخواسته را به زمین هدایت‌کرده و مانع از ایجاد خطر‌های احتمالی گردد. اما اگر سیم ارت به درستی عمل نکند، این جریان ممکن است به بدنه دستگاه وارد شده و هنگام تماس دست با آن، سبب برق‌گرفتگی شود. 

حتما این مطلب را مطالعه کنید: تست و اندازه گیری الکترود 

اگر سیم ارت خراب باشد و به هر دلیل جریان نشتی به زمین منتقل نشود، می‌تواند خطرات جانی جدی را برای افرادی که از دستگاه استفاده می‌کنند به ‌بار‌بیاورد. این احتمال خطر در مورد دستگاه‌های پزشکی بسیار بیشتر است، چون بسیاری از این دستگاه‌ها با بدن بیمار تماس گرفته و می‌توانند سبب برق‌گرفتگی او شوند. اگر بیمار در وضعیت بیهوش قرار داشته باشد، یا اگر جریان به اندام‌های داخلی وارد شود، ممکن است شوک ایجاد‌شده کشنده باشد.  همین مسئله لزوم تست و اندازه گیری نشتی جریان را بیشتر می‌کند. 

حتی اگر جریان نشتی به طور موثری از طریق سیم ارت به زمین منتقل شود، باز هم مصرف الکتریسیته افزایش یافته و می‌تواند سبب افزایش قبض برق گردد. 

استانداردهایی وجود دارند که حداکثر جریان نشتی مجاز را مشخص می‌کند. این استانداردها بر اساس کاربرد و نوع تماس احتمالی و همچنین، نوع اتصال زمین متفاوت هستند.

محدودیت‌های معمول جریان نشتی عبارتند از:

تجهیزات فناوری اطلاعات

دستگاه‌هایی که به‌طور دائم متصل هستند: 3.5 میلی آمپر و گاهی بیشتر

تجهیزات قابل جابجایی که به پریز وصل می‌شوند: 3.5 میلی آمپر

تجهیزاتی که با دست تماس دارند:  0.25 میلی آمپر

تجهیزات پزشکی

جریان نشتی مجاز در شرایط عادی 0.5 میلی‌آمپر است. 

سایر وسایل

● کامپیوتر ثابت: 2 میلی آمپر

● چاپگر: 1 میلی آمپر

● دستگاه فتوکپی: 1.5 میلی آمپر

● لپ تاپ: 0.5 میلی آمپر (با فیلتر EMC)

● گریل، توستر/وسایل پخت و پز قابل حمل: 0.75 میلی آمپر 

● یخچال: 1.5 میلی آمپر (کلاس I)

● ماشین ظرفشویی: 5 میلی آمپر

● اجاق گاز: 1 میلی آمپر 

● ماشین لباسشویی: 5 میلی آمپر

● خشک کن: 5 میلی آمپر

● پمپ های حرارتی الکتریکی: 10 میلی آمپر (قابل دسترس برای عموم)

● گرمایش از کف: 0.75 میلی آمپر 

یکی از راه‌های تست و اندازه گیری نشتی جریان ارت استفاده از کلمپ‌متر جریان نشتی (leakage current clamp ammeter) است. کلمپ‌مترهای جریان نشتی مشابه آنهایی هستند که برای اندازه گیری جریان بار استفاده می‌شوند، اما در اندازه گیری جریان‌های زیر 5 میلی‌آمپر حساس‌تر و در نتیجه دقیق‌تر هستند.

برای تعیین نشتی زمین در کل تاسیسات، کلمپ را در اطراف هادی‌های برق قرار دهید. روش این‌کار در شکل 2 برای تاسیسات تک فاز، یا شکل 3 برای تاسیسات سه فاز نشان داده شده است.

اگر دستگاه جریان نشتی نداشته باشد، با استفاده از این روش تست و اندازه گیری نشتی جریان، مقدار نشان‌ داده‌شده بر روی دستگاه باید صفر باشد. اما اگر جریانی به زمین نشت کند، مقدار آن روی دستگاه نمایش داده می‌شود. اگر جریان در تست و اندازه گیری نشتی جریان شناسایی شد، لازم است مدارها جداگانه ایزوله و آزمایش شوند تا مدارهایی که منبع نشت هستند شناسایی شوند. 

در مدارهای تک‌فاز برای تست و اندازه گیری نشتی جریان باید کلمپ‌متر را هم دور فاز و هم دور نول قرار دهید. مقدار اندازه گیری‌شده، جریانی است که به زمین وارد می‌شود.

در مدارهای سه فاز برای تست و اندازه گیری نشتی جریان باید کلمپ‌متر را در اطراف همه فازها قرار  دهید. اگر نول هم وجود داشته باشد، باید جریان آن را نیز اندازه بگیرید. مقدار اندازه گیری‌شده جریانی است که به زمین می‌رود.

کلمپ‌متر میدان مغناطیسی اطراف هادی‌ها را تشخیص می‌دهد. در شرایط عادی،  میدان‌های مغناطیسی تولید‌شده توسط جریان‌های بار، یکدیگر را خنثی می‌کنند و مقادیر نشان داده‌شده بر روی مانیتور صفر است. هرگونه جریان عدم تعادل ناشی از نشت از هادی‌ها به زمین یا جاهای دیگر، سبب ایجاد میدان مغناطیسی می‌شود که توسط دستگاه شناسایی می‌گردد.  یک کلمپ‌متر باید بتواند جریان کمتر از 0.1 میلی‌آمپر را هم تشخیص دهد.

آزمایش هیپات، از آزمایش‌های اصلی برای آزمایش ایمنی الکتریکی در خط تولید است که نشتی جریان را تشخیص می‌دهد.

برای قبولی در آزمون، قرائتی که از تستر PAT بدست آورده می‌شود، باید نشان دهد که مقاومت اندازه گیری‌شده کمتر از 0.1Ω + مقاومت کابل منبع تغذیه است.

یکی از مواردی که هنگام انجام این تست باید به آن توجه کنید این است که نقطه ارت روی دستگاه را انتخاب کنید. در بسیاری از لوازم خانگی، نقاط فلزی در قسمت خارجی دستگاه وجود دارد که برای اتصال به زمین مناسب است. با این حال، هر نقطه فلزی روی یک دستگاه، اتصال مستقیم به زمین نیست. بنابراین، اگر آزمایش با خطا مواجه شد، لازم است نقطه دیگری را برای تست و اندازه گیری نشتی جریان انتخاب کنید. 

فلز زنگ‌زده نیز می‌تواند عاملی در اختلال آزمایش باشد، پس باید سیم به بخشی از فلز متصل گردد که کاملا تمیز است.

سخن آخر

تست و اندازه گیری نشتی جریان یک روش رایج برای برطرف‌کردن خطرات ناشی از نشتی جریان است. جریان نشتی جریانی است که از هادی‌ها عبور کرده و یا به وسیله سیم ارت به زمین وارد می‌شود و یا در بدنه دستگاه پخش می‌شود. جریان پخش‌شده در دستگاه، می‌تواند خطرات زیادی را برای افراد به وجود آورده و حتی سبب مرگ شود. به همین دلیل نیز تست و اندازه گیری نشتی جریان اهمیت ویژه‌ای دارد. 

این فرآیند هم در زمان تولید محصول و هم بعدها برای کنترل وضعیت سلامتی آن به‌کار می‌آید. آزمایش hipot و earth bond دو آزمایشی هستند که که در مراحل تولید برای اطمینان از تشنی استاندارد استفاده می‌شوند. استفاده از کلامپ‌متر سنجش جریان نیز برای چک‌اپ ایمنی دستگاه‌ها استفاده‌شده و با پیدا‌کردن نشتی‌ها زمینه را برای تعمیر دستگاه فراهم می‌کند.