مقدمه:

بروز اتصال کوتاه در سیستمهای قدرت به علت وجود اضافه ولتاژهای موقت و گذرا و همچنین آسیب دیدن برخی تجهیزات پیشامدی عادی است.

بهنگام وقوع خطای فاز به زمین، ولتاژ فازهای سالم نسبت به زمین و بدنه تجهیزات به مقدار قابل توجهی افزایش می‌یابد.

زمین کردن موثر نقاط نوترال در سیستم قدرت باعث کاهش این اضافه ولتاژ‌ها می‌شود.

در اثر بروز خطای اتصال کوتاه فاز و یا فاز‌ها به زمین، جریان زیادی به زمین داخل می‌شود و باعث به وجود آمدن گرادیان پتانسیل سطحی بزرگی در محوطه پست می‌شود.

این ولتاژ ممکن است کارکنان را در معرض شوک ناشی از ولتاژ گام یا تماس قرار دهد.

وجود شبکه زمین یا سیستم ارت با فاصله مناسب بین هادیهای آن باعث کاهش گرادیان پتانسیل سطحی خواهد شد.

از مهمترین پارامترهایی که در طراحی شبکه‌های زمین مدنظر است می‌توان به:

ولتاژ حلقه (مش)،

ولتاژ گام،

ولتاژ تماس،

و مقاومت شبکه زمین اشاره کرد.

با طراحی شبکه زمین مناسب این پارامتر‌ها تا حد مجاز پایین می‌آیند.

از سال‌ها پیش تعیین دقیق ولتاژهای تماس و گام تحت بررسیهای محققان قرار داشته است.

همچنین روشهای مختلفی جهت محاسبه ارایه شده است.

در حال حاضر در صنعت‌برق کشور طراحی شبکه‌های زمین عمدتاً بر اساس استانداردهای IEEE ۸۰ انجام می‌پذیرد.

با توجه به مقالات و استانداردهای ارایه شده، بحث طراحی شبکه زمین از دو دیدگاه:

۱-حالت ماندگار

۲-رفتار شبکه زمین در حالت گذرا

دارای اهمیت است.

مشخصات شبکه زمین:

استانداردهای موجود، محدودیت‌ها و فرضیات متعددی در طراحی شبکه زمین استفاده می‌کنند.

این مساله، باعث می‌شود که از طرفی دقت محاسبات به اندازه کافی نباشد و از طرف دیگر دامنه کاربرد این فرمول‌ها در طراحی شبکه‌های زمین بسیار محدود شود.

استاندارد IEEE ۸۰ برای طراحی شبکه زمین پست از روابط و فرمولهایی استفاده می‌کند که استفاده از آن‌ها دارای دقت مناسبی است.