اصول اساسی در تأسیسات برق — مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان (فصل ۳)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «اصول اساسی در تأسیسات برق» (بند ۱۳-۳) از مبحث سیزدهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای تأسیسات برقی ساختمان‌ها). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۲۰ سوال دارد.
فهرست مطالب
- هدف حفاظت و دو عامل عمده‌ی خطر
- حفاظت در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم
- سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین: SELV، PELV و FELV
- حفاظت در برابر اضافه‌جریان و اضافه‌ولتاژ
- حفاظت در برابر تداخل امواج و سایر حفاظت‌ها
- اصول طراحی
- انتخاب تجهیزات الکتریکی
- نصب و برپایی، و آزمون‌های اولیه
خلاصه درسنامه
هدف حفاظت و دو عامل عمده‌ی خطر
- هدف از مقررات این بخش، تضمین ایمنی افراد، حیوانات و سلامت ساختمان‌ها و محتویات/تجهیزات آن در برابر خطرات و خسارات احتمالی ناشی از استفاده‌ی عادی از تأسیسات برقی است (ردیف ۱۳-۳-۱-۱).
- در تأسیسات برقی دو عامل عمده‌ی خطر وجود دارد: الف) جریان‌های برق‌گرفتگی، و ب) دماهای زیاد که ممکن است منجر به سوختگی، آتش‌سوزی و دیگر صدمات شود.
حفاظت در برابر تماس مستقیم و غیرمستقیم
- حفاظت در برابر تماس مستقیم می‌تواند از طریق عایق‌بندی قسمت‌های برق‌دار، حصارکشی/موانع/محفظه‌ها، استقرار در خارج از محدوده‌ی دسترس، محدودکردن جریان عبوری از بدن، استفاده از RCD به‌عنوان حفاظت اضافی، یا منابع تغذیه با ولتاژ ایمنی خیلی پایین (SELV/PELV/FELV طبق IEC 60536) تأمین شود (ردیف ۱۳-۳-۱-۲).
- حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم می‌تواند از طریق هادی حفاظتی و قطع خودکار مدار تغذیه (به‌محض بروز نقص با جریان مساوی یا بیشتر از جریان برق‌گرفتگی)، یا بدون هادی حفاظتی از طریق عایق‌بندی کلاس II (دوبل)، عایق‌بندی کلاس III (ولتاژ خیلی پایین)، هم‌بندی هم‌ولتاژکننده‌ی بدون اتصال زمین، محیط‌های عایق، یا جدایی الکتریکی (ترانسفورماتور ایزوله، سیستم IT) تأمین شود (ردیف ۱۳-۳-۱-۳).
- برای حفاظت هم‌زمان در برابر هر دو نوع تماس، استفاده از ولتاژ خیلی پایین (SELV/PELV/FELV) در محیط‌های خاص (حمام، استخر، سونا و غیره) به‌کار می‌رود (ردیف ۱۳-۳-۱-۴؛ جدول ۱۳-۳-۱-۴).
سیستم‌های ولتاژ خیلی پایین: SELV، PELV و FELV
- SELV: منبع ایمن (ترانسفورماتور ایمنی، موتور-ژنراتور، یا منبع الکترونیکی ایمن)، مدار بدون اتصال به زمین، و بدنه‌های هادی نباید دانسته به زمین وصل شوند (جدول ۱۳-۳-۱-۴).
- PELV: مشابه SELV اما مدار می‌تواند به زمین وصل باشد و بدنه‌های هادی نیز می‌توانند به زمین وصل شوند؛ در شرایطی به‌کار می‌رود که جدایی الکتریکی کامل SELV قابل‌تأمین نباشد.
- FELV: منبع تغذیه‌اش الزاما ایمن نیست و جدایی حفاظتی ندارد؛ برای ولتاژ خیلی پایین عملیاتی (نه ایمنی) در شبکه‌های ارتباطات/کنترل به‌کار می‌رود؛ اتصال هادی حفاظتی مدارهای FELV به زمین عملیاتی مجاز است.
- ⚠️ نکته‌ی کلیدی: اگر ولتاژ اسمی مدارهای SELV/PELV از ۲۵ ولت مؤثر متناوب یا ۶۰ ولت مستقیم بدون تموج تجاوز کند، حفاظت در برابر تماس مستقیم الزامی است — با موانع/پوشش با IP حداقل IP2x، یا عایق‌بندی مقاوم حداقل یک دقیقه در برابر ولتاژ آزمونی ۵۰۰ ولت متناوب مؤثر (ردیف ۱۳-۳-۱-۹-۳).
- برای مدارهای PELV با هم‌بندی هم‌ولتاژکننده، اگر ولتاژ اسمی از ۲۵ ولت مؤثر متناوب (محیط خشک) یا ۶ ولت مؤثر متناوب/۱۵ ولت مستقیم (سایر موارد) تجاوز نکند، حفاظت در برابر تماس مستقیم لازم نیست (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۰-۲).
حفاظت در برابر اضافه‌جریان و اضافه‌ولتاژ
- حفاظت در برابر اضافه‌جریان از طریق قطع خودکار تغذیه پیش از رسیدن به مقدار خطرناک، یا محدودکردن حداکثر جریان متناسب با مدت‌زمان برقراری، تأمین می‌شود (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۳).
- الکترود اتصال زمین برق فشارمتوسط باید از الکترود اتصال زمین برق فشارضعیف مجزا و مستقل باشد؛ اگر فاصله‌ی مناسب فراهم نشود و الکترود مشترک الزامی گردد، مقاومت الکتریکی آن نباید از یک اهم تجاوز کند (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۶-۱).
- تجهیزات برق‌گیر حفاظتی (SPD) در اولین تابلوی برق در نقطه‌ی ورودی/تحویل برق (سرویس مشترک) یا اولین تابلوی فشارضعیف پیش‌بینی می‌شود؛ در تأسیسات ۴۰۰/۲۳۰ ولت، تراز ولتاژ عملکرد برق‌گیر حفاظتی از ۲٫۵ کیلوولت بیشتر نیست (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۶-۳).
حفاظت در برابر تداخل امواج و سایر حفاظت‌ها
- در ساختمان‌هایی با شبکه‌ی کامپیوتری گسترده، سیستم نیرو باید از نوع TN-S باشد؛ استفاده از TN-C در این‌گونه ساختمان‌ها مجاز نیست و اگر ساختمانی TN-C دارد، باید به TN-S اصلاح شود (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱).
- ⚠️ نکته‌ی کلیدی: کابل‌های برق بدون شیلد و کابل‌های سیگنال/شبکه‌ی کامپیوتر در مسیر مشترک کمتر از ۳۵ متر نیازی به جداسازی ندارند؛ اگر بیش از ۳۵ متر باشد، به‌جز ۱۵ متر آخر مسیر، باید از جداکننده‌ی فلزی استفاده شود (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، بند خ).
- فاصله‌ی کابل‌های شبکه‌ی کامپیوتر بدون شیلد از چراغ‌های فلورسنت/بخارجیوه/بخارسدیم/متال‌هالید باید حداقل ۱۳ سانتی‌متر باشد؛ فاصله‌ی عمودی سینی‌های کابل در رک سینی‌ها از یکدیگر حداقل ۳۰ سانتی‌متر است (ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، بندهای ر و تبصره).
- حفاظت در برابر پایین‌بودن ولتاژ، قطع هادی نول در شبکه‌ی شهری، قطع انشعاب برق اصلی، و جرقه‌های شدید نیز باید در تأسیسات برقی پیش‌بینی شود (ردیف‌های ۱۳-۳-۱-۱۷، ۱۳-۳-۱-۱۹، ۱۳-۳-۱-۲۰ و ۱۳-۳-۱-۲۱).
اصول طراحی
- در طراحی تأسیسات برقی باید مشخصه‌های منبع تغذیه (نوع جریان، هادی‌ها، مقادیر و حدگذشت‌ها)، عوامل تعیین‌کننده‌ی درخواست نیرو، منابع تغذیه‌ی اضطراری، و شرایط محیط (دما، رطوبت، گردوغبار، خورندگی، انفجار، امواج الکترومغناطیسی، صاعقه و غیره) در نظر گرفته شود (ردیف‌های ۱۳-۳-۲-۲ تا ۱۳-۳-۲-۵).
- سطح مقطع هادی‌ها باید با توجه به نوع مصرف، جریان مجاز، شرایط محیط و نصب، دمای مجاز، اثر هارمونیک‌ها، افت ولتاژ مجاز، و تنش‌های الکترومکانیکی ناشی از اتصال کوتاه تعیین شود (ردیف ۱۳-۳-۲-۶).
- وسایل جداکننده باید طوری پیش‌بینی شوند که برای تعمیرات/آزمایش/کشف عیب بتوان تأسیسات یا مدارها را از مدار خارج کرد؛ تجهیزات الکتریکی باید فضای کافی برای نصب/تعویض/توسعه‌ی آینده داشته باشند (ردیف‌های ۱۳-۳-۲-۱۰ و ۱۳-۳-۲-۱۲).
انتخاب تجهیزات الکتریکی
- هر یک از مصالح و تجهیزات تأسیسات برقی باید با مقررات و استانداردهای مربوط (ردیف ۱۳-۱-۲) مطابقت داشته و ویژگی‌های آن (ولتاژ، شدت جریان، فرکانس، توان) با شرایط مدار هماهنگ باشد (ردیف‌های ۱۳-۳-۳-۱ و ۱۳-۳-۳-۲).
- کلیه‌ی تجهیزات باید طوری انتخاب شوند که بتوانند در برابر تنش‌ها و شرایط محیطی نصب ایستادگی کنند و بر تجهیزات دیگر (از نظر ضریب توان، جریان هجومی، تغییرات ولتاژ، بار نامتعادل، هارمونیک‌ها) اثر زیان‌آور نداشته باشند (ردیف‌های ۱۳-۳-۳-۳ و ۱۳-۳-۳-۴).
نصب و برپایی، و آزمون‌های اولیه
- نصب تأسیسات برقی باید توسط مجریان ذی‌صلاح با پروانه‌ی اشتغال‌به‌کار حرفه‌ای معتبر انجام شود؛ هادی‌های فاز، خنثی، حفاظتی و PEN باید با تفاوت رنگ عایق در ترمینال‌ها و طول کابل قابل‌تشخیص باشند (ردیف‌های ۱۳-۳-۴-۱ و ۱۳-۳-۴-۳).
- پیش از بهره‌برداری یا پس از هر تغییر عمده، تأسیسات برقی باید کنترل و آزمایش شود (طبق استاندارد IEC 60364-6)، شامل: آزمایش تداوم هادی مدارها، آزمایش مقاومت عایقی، آزمایش کلیدهای اتوماتیک و تنظیم آن‌ها، آزمایش حفاظت‌های اضافی، آزمایش ترتیب فازها، و آزمایش‌های عملیاتی تابلوها و کنترل‌ها (ردیف ۱۳-۳-۵).
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| دو عامل عمده‌ی خطر در تأسیسات برقی | جریان‌های برق‌گرفتگی؛ دماهای زیاد |
| آستانه‌ی الزام حفاظت تماس مستقیم در SELV/PELV | ۲۵ ولت مؤثر AC یا ۶۰ ولت DC بدون تموج |
| عایق‌بندی مدار SELV/PELV در برابر تماس مستقیم | IP حداقل IP2x یا استقامت ۵۰۰ ولت AC به‌مدت ۱ دقیقه |
| مقاومت مجاز الکترود زمین مشترک فشارمتوسط/ضعیف | حداکثر ۱ اهم |
| تراز عملکرد برق‌گیر حفاظتی در تأسیسات ۴۰۰/۲۳۰ ولت | حداکثر ۲٫۵ کیلوولت |
| سیستم نیروی الزامی در ساختمان با شبکه‌ی کامپیوتری گسترده | TN-S (نه TN-C) |
| طول مسیر مشترک کابل برق/کامپیوتر بدون نیاز به جداسازی | کمتر یا مساوی ۳۵ متر |
| فاصله‌ی کابل شبکه از چراغ‌های تخلیه‌ی گازی | حداقل ۱۳ سانتی‌متر |
| فاصله‌ی عمودی سینی‌های کابل در رک سینی | حداقل ۳۰ سانتی‌متر |
| استاندارد مرجع آزمون‌های اولیه | IEC 60364-6 |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱، دو عامل عمده‌ی خطر در تأسیسات برقی کدام‌اند؟
الف) افت ولتاژ و اضافه‌بار
ب) جریان‌های برق‌گرفتگی، و دماهای زیاد که ممکن است به سوختگی/آتش‌سوزی منجر شود
ج) هارمونیک‌ها و افت فرکانس
د) خوردگی و زنگ‌زدگی
پاسخ صحیح: گزینه ب — جریان‌های برق‌گرفتگی، و دماهای زیاد که ممکن است به سوختگی/آتش‌سوزی منجر شود
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱، دو عامل عمده‌ی خطر در تأسیسات برقی، جریان‌های برق‌گرفتگی و دماهای زیاد (که ممکن است منجر به سوختگی، آتش‌سوزی و دیگر صدمات شود) است.
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱، دو عامل عمده‌ی خطر در تأسیسات برقی، جریان‌های برق‌گرفتگی و دماهای زیاد (که ممکن است منجر به سوختگی، آتش‌سوزی و دیگر صدمات شود) است.
سوال ۲: تفاوت اصلی PELV با SELV چیست؟
الف) PELV ولتاژ بالاتری دارد
ب) در PELV می‌توان از مدارهای با اتصال به زمین استفاده کرد و بدنه‌های هادی می‌توانند به زمین وصل باشند
ج) PELV فقط در محیط‌های صنعتی مجاز است
د) هیچ تفاوتی با SELV ندارد
پاسخ صحیح: گزینه ب — در PELV می‌توان از مدارهای با اتصال به زمین استفاده کرد و بدنه‌های هادی می‌توانند به زمین وصل باشند
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۷، منابع PELV از نظر ساختار مشابه SELV هستند اما در شرایطی به‌کار می‌روند که جدایی الکتریکی کامل سیستم از زمین در طول بهره‌برداری تأمین‌پذیر نباشد؛ در این منابع، مدارها و بدنه‌های هادی می‌توانند به زمین متصل شوند.
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۷، منابع PELV از نظر ساختار مشابه SELV هستند اما در شرایطی به‌کار می‌روند که جدایی الکتریکی کامل سیستم از زمین در طول بهره‌برداری تأمین‌پذیر نباشد؛ در این منابع، مدارها و بدنه‌های هادی می‌توانند به زمین متصل شوند.
سوال ۳: مقاومت الکتریکی اتصال زمین مشترک برق فشارمتوسط و فشارضعیف (وقتی الکترودهای مستقل امکان‌پذیر نباشد) نباید از چه مقداری تجاوز کند؟
الف) ۱۰ اهم
ب) ۵ اهم
ج) ۱ اهم
د) ۲ اهم
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۱ اهم
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱۶-۱، اگر ایجاد دو الکترود اتصال زمین مستقل امکان‌پذیر نباشد و الکترود مشترک الزامی گردد، مقاومت الکتریکی اتصال زمین در الکترود مشترک نباید از یک اهم تجاوز کند.
طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱۶-۱، اگر ایجاد دو الکترود اتصال زمین مستقل امکان‌پذیر نباشد و الکترود مشترک الزامی گردد، مقاومت الکتریکی اتصال زمین در الکترود مشترک نباید از یک اهم تجاوز کند.
سوال ۴: طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، تا چه طول مسیر مشترکی، کابل برق بدون شیلد و کابل شبکه‌ی کامپیوتر نیازی به جداسازی فلزی ندارند؟
الف) ۱۵ متر
ب) ۲۰ متر
ج) ۳۵ متر
د) ۵۰ متر
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۳۵ متر
طبق بند (خ) از ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، کابل‌های شبکه‌ی توزیع نیرو با کابل‌های سیگنال/شبکه‌ی کامپیوتر بدون حفاظ فلزی، در طول مسیر مشترک کمتر از ۳۵ متر احتیاجی به جداسازی ندارند.
طبق بند (خ) از ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، کابل‌های شبکه‌ی توزیع نیرو با کابل‌های سیگنال/شبکه‌ی کامپیوتر بدون حفاظ فلزی، در طول مسیر مشترک کمتر از ۳۵ متر احتیاجی به جداسازی ندارند.
سوال ۵: حداقل فاصله‌ی عمودی سینی‌های کابل در رک سینی‌ها از یکدیگر طبق ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱ چقدر است؟
الف) ۱۰ سانتی‌متر
ب) ۲۰ سانتی‌متر
ج) ۳۰ سانتی‌متر
د) ۴۵ سانتی‌متر
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۳۰ سانتی‌متر
طبق تبصره‌ی ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، فاصله‌ی عمودی سینی‌های کابل در رک سینی‌ها از همدیگر حداقل برابر ۳۰ سانتی‌متر است.
طبق تبصره‌ی ردیف ۱۳-۳-۱-۱۸-۱، فاصله‌ی عمودی سینی‌های کابل در رک سینی‌ها از همدیگر حداقل برابر ۳۰ سانتی‌متر است.
سوال ۶: آزمون‌های اولیه و کنترل تأسیسات برقی طبق ردیف ۱۳-۳-۵ بر اساس کدام استاندارد انجام می‌شود؟
الف) IEC 60536
ب) IEC 60449
ج) IEC 60364-6
د) IEC 61000
پاسخ صحیح: گزینه ج — IEC 60364-6
طبق ردیف ۱۳-۳-۵، آزمایش‌ها و کنترل‌های اولیه‌ی تأسیسات برقی باید طبق استاندارد IEC 60364-6 انجام گیرد.
طبق ردیف ۱۳-۳-۵، آزمایش‌ها و کنترل‌های اولیه‌ی تأسیسات برقی باید طبق استاندارد IEC 60364-6 انجام گیرد.
سایر فصل‌های مبحث ۱۳
فصل ۱: مبانی عمومیفصل ۲: کلیاتفصل ۴: برآورد درخواست نیروی برق (تقاضا، دیماند)فصل ۵: منابع تأمین نیروی برق (سرویس مشترک)فصل ۶: تابلوهای توزیع نیرو، تجهیزات، وسایل حفاظت و کنترلفصل ۷: مدارها (کابل‌کشی - سیم‌کشی)فصل ۸: تجهیزات سیم‌کشیفصل ۹: تأسیسات جریان ضعیففصل ۱۰: محیط‌های عادی و مخصوصفصل ۱۱: محتوای نقشه‌ها و مدارک فنی طرح تأسیسات برقی
مباحث مرتبط
مبحث ۱۳: طرح و اجرای تأسیسات برقی ساختمان‌هاهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی