یکی از اقدامات مهم در جهت کاهش احتمال آسیب‌های ناگهانی اتصال کوتاه جریان و برق گرفتگی، راه‌اندازی سیستم ارت است. سیستم ارتینگ متشکل از چاه ارت و سیم اتصال است. چاه ارت، چاله یا چاهی است که با عمق‌های متفاوت بسته به نوع خاک بین ۶۰ سانتیمتر تا ۱۰ متر در زمین حفر می‌شود؛ تا جایی که به رطوبت نسبی خاک برای تامین رطوبت اطراف الکترود برسد. در داخل چاه یک صفحه مسی که به سیم مسی جوش خورده بصورت عمودی قرار داده می‌شود. سپس اطراف صفحه با مواد بنتونیت پوشانده و دفن می‌گردد؛ در حالیکه ادامه سیم مسی را به بیرون چاه کشیده و به تابلوی تست باکس برده و سپس به تمامی دستگاه‌های الکتریکی متصل می‌کنیم.
در صورتی که وسایل برقی به ارتینگ متصل باشد و شخصی به طور اتفاقی هنگام نشتی جریان در سطح دستگاه با بدنه آن تماس پیدا کند؛ جریان از طریق بدن شخص یا ارتینگ منتقل شده و بازگشت پیدا می‌کند. این خاصیت جریات الکتریکی است که همواره تمایل دارد از مسیری که از مقاومت پایینی برخوردار است منتقل شود. بنابراین این سیستم که از بدن انسان مقاومت پایین‌تری دارد جریان را عبور داده و خنثی می‌کند تا شخص در برابر خطر برق‌گرفتگی محافظت شود. در بسیاری از موارد علیرغم ضروری بودن این سیستم، در اجرای آن سهل‌انگاری شده و این سیستم حذف می‌گردد. عدم اجرا یا اجرای غیر اصولی این سیستم باعث برق‌گرفتگی در آشپزخانه و هنگام تماس با لوازم برقی و آسانسور می‌شود.
سیستم ارتینگ
امروزه سیستم ارتینگ در موارد بسیاری در ساختمان‌ها و مکان‌های مختلف که از شبکه برق استفاده می‌کنند ضروری می‌باشد. حتی به منظور جلوگیری از نویز در سیستم‌های مخابراتی و تلگراف نیز استفاده می‌شود. با افزایش روند استفاده از سیستم‌های دیجیتالی و حساس، بازنگری در طراحی، نصب و نگهداری سیستم‌های ارتینگ امری الزامی محسوب می‌شود. عملکرد این سیستم در برق ساختمان بدین صورت است که چنانچه هریک از سیم‌های فاز و یا سیم نول به هر نحوی به بدنه وسایل برقی اتصال یابد و مدار الکتریکی دچار نشتی جریان شود؛ این نشتی از طریق سیم ارت به زمین انتقال یابد و از برق گرفتگی دستگاه جلوگیری شود.
انواع سیستم اتصال به زمین به شرح ذیل می‌باشد:
۱. اتصال زمین حفاظتی Protective Grounding
۲. اتصال زمین الکتریکی Electrical grounding
اتصال زمین حفاظتی به گونه‌ای است که بدنه فلزی دستگاه‌ها به زمین اتصال پیدا می‌کند؛ طوری که در حالت عادی جریانی را حمل نمی‌کند. در صورت اتصال یکی از فازهای برقدار با بدنه و ایجاد اختلاف پتانسیلی بین بدنه فلزی دستگاه با زمین، جریانی در مدار برقرار می‌شود که باعث قطع رله‌های حفاظتی می‌گردد. اتصال زمین الکتریکی به صورتی که نقطه‌ای از دستگاه‌های الکتریکی که بخشی از مدار هستند را اتصال زمین الکتریکی گویند. این امر باعث عملکرد صحیح دستگاه و جلوگیری از ایجاد افزایش فشار الکتریکی بر روی فازهای سالم نسبت به زمین، هنگام تماس یکی از فازها با زمین می‌گردد. مانند سیستم‌های توزیع فشار ضعیف و نیروگاه‌های برق، نقطه خنثی ستاره ترانسفورمرها و ژنراتورها به زمین اتصال می‌یابد.
در سیستم‌ها و تجهیزات اندازه‌گیری و رله‌های الکتریکی وجود یک مرجع پتانسیل صفر برای عملکرد صحیح دستگاه‌ها ضروری می‌باشد. عمدتا از اتصال زمین الکتریکی در شرایط کار عادی دستگاه‌ها و شبکه برق جریان عبور می‌کند، در حالیکه از اتصال زمین حفاظتی تنها هنگام بروز خطا و اتصال فازها با زمین جریان عبور می‌کند.
چاه ارت چگونه کار می‌کند؟
برای پاسخ به این سوال که سیستم ارتینگ چگونه کار می‌کند، ابتدا باید در سازوکار ارتینگ اطلاعات کسب کنیم.
امروزه سازکار ارتینگ به طور گسترده‌ای در حال اجرا می‌باشد؛ در انواع صنایع مانند ساختمان‌سازی، پتروشیمی و مخابرات از این قبیل هستند. در واقع این مکانیسم حافظ جان انسان‌ها در مواجه با جریان‌ها و نشت‌های ناگهانی الکتریکی می‌باشد و وجود آن در تمامی مشاغل صنعتی، ساختمان‌سازی و دکل‌های مخابراتی الزامی است. بطور معمول مقاومت بدن انسان چیزی در حدود ۲۵۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم است. عمدتا سیستم ارتینگ از مقاومت پائین در حد زیر دو اهم برخوردار است. هنگام بروز نشتی جریان بوجود آمده در سطح دستگاه الکتریکی و تماس بدن انسان با دستگاه، جریان الکتریکی از مسیری که مقاومت پائینی داشته باشد منتقل شده و از بدن فرد عبور نمی‌کند.
هنگامی که سیم و ارت به هم متصل می‌شوند، فیوزی مربوط به آن وارد عمل شده و منجر به قطعی جریان خواهد شد، اما زمان اتصال سیم نول به ارت در صورتی که سیستم ارت دارای فیوز محافظ جان باشد، این فیوز نشتی جریان، مقدار بالاتر از ۳۰ میلی آمپری را قطع کرده و در نهایت باعث قطع جریان فاز و نول می‌گردد. حفر این چاه باید در مکانی باشد که دارای پایین‌ترین سطح و در کمترین عمق، به رطوبت خاک برسد. بنابراین مکان‌های مناسب باغچه‌ها، فضای سبز و زمین چمن هستند.
پرفروش ترین برند سیم و کابل در بازار ? سیم و کابل خراسان ?
انواع چاه ارت
انواع چاه ارت جهت اجرای سیستم ارتینگ به دو روش کلی زیر وجود دارد:
روش عمقی:
که روشی معمول می‌باشد و از حفر چاه عمیق برای اجرای آن استفاده می‌گردد. سپس صفحه مسی داخل آن دفن شده و حفره با مواد مخصوص پر می‌گردد. در این روش محیط اطراف سایت باید ظرفیت و امکان حفاری عمیق چاه را داشته باشد. در مناطق شنی و کویری وخشک، عمق چاه از ۴ تا ۵ متر باید حفر شود. همچنین از ۱۵ الی ۲۰ کیلو سیم مسی بافت سبدی و جهت پرکردن ۳۵۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم بنتونیت استاندارد اکتیو یا سوپر اکتیو استفاده شود. جهت رطوبت‌رسانی دوره‌ای از یک لوله ۱ اینچی آب و برای اتصالات نقاط از جوش کلدولد استفاده می‌گردد.
روش سطحی:
که سیستم ارت در سطح زمین برای مواردی که امکان حفاری عمیق وجود ندارد و یا در عمق حدود ۸۰ سانتیمتر اجرا می‌گردد. در این موارد ویژگی‌هایی مانند کم بودن فاصله دکل و سایت، مسطح بودن چاه و ارتفاع کم از سطح دریا به چشم می‌خورد. این مناطق عمدتا از خاک رس و یا رطوبت بالا برخوردارند و از چاه با عمق کم و به جای بافت سبد با سیم مسی از صفحه مسی که با جوش کلدولد به سیم متصل می‌گردد و جهت پر کردن چاه از بنتونیت کمتر استفاده می‌شود. در برخی موارد از میله مسی به صورت کوبشی هم می‌توان استفاده نمود. هرچند این روش سیستم ارتینگ محسوب نشده و تنها باعث رفع ولتاژ سطحی و ایمنی می‌باشد.
??? جهت مطالعه مقاله سیم ارت ???
چاه ارت ساختمان
چاه ارت ساختمان معمولا به صورت صفحه‌ای استفاده می‌شود. بدین صورت که صفحه مسی با ابعاد مناسب به سیم مسی با سطح مقطع مجاز و مورد تایید استاندارد جهانی IEEE به صفحه مسی جوش خورده و عمود در چاه قرار می‌گیرد. در سیم‌کشی ساختمان‌ها از سه رشته سیم استفاده می‌شود، سیم فاز، سیم نول و سیم ارت. سیم ارت در تمامی اتاق‌ها مخصوصا آشپزخانه کشیده می‌شود. همینطور پریزها نیز دارای یک پین فلزی هستند که جریان‌های اضافی را به وسیله سیم‌های ارت به این چاه منتقل می‌کنند. از جمله مزایای سیستم ارتینگ برای ساختمان مسکونی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- حفظ جان ساکنین ساختمان در برابر خطر برق‌گرفتگی
- محافظت کردن از لوازم برقی خانه در برابر تغییرات ناگهانی ولتاژ، برخورد با صاعقه، اضافه بار و غیره
- حذف کردن ولتاژ اضافی و جلوگیری کردن از افزایش ناگهانی ولتاژ در مواقع قطع و وصل برق ساختمان
- حذف کردن نویز و همچنین بهبود عملکرد تجهیزات الکتریکی
- منحرف کردن امواج مزاحم RF از سیستم و گیرنده رادیویی و مخابرات
سیستم ارتینگ برای چه ساختمانهایی لازم است؟
اجرای سیستم ارتینگ به منظور افزایش ایمنی ساختمان به ویژه ساختمانهایی که دارای ارتفاع بالاتری هستند و آسمان‌خراش‌ها لازم و ضروری است. چرا که این ساختمان‌ها بیشتر در معرض برخورد صاعقه قرار میگیرند. در حال حاضر مطابق با مقررات ملی ساختمان تمامی ساختمان‌های نوساز جهت اخذ مجوز ساخت بایستی به ارتینگ مجهز باشند.
تجهیزات چاه ارت
? صفحه مسی: ورقی از جنس مس می‌باشد که به صورت عمود در انتهای حفره کاشته شده و در ابعاد مختلف و به قطر ۳ و ۵ میلیمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابعاد این صفحه برای مناطق مرطوب مانند شمال کشور ۴۰*۴۰، نیمه خشک مانند تهران ۵۰*۵۰ و خشک مانند مناطق کویری ۷۰*۷۰ در نظر گرفته می‌شود. هر چه ابعاد صفحه و قطر آن بیشتر باشد رسانای بهتری خواهد بود و طول عمر چاه نیز بالاتر می‌رود. در حالت عادی و برای ارت اتاق سرور صفحه مسی ۶۰*۶۰ که از درجه خلوص بالایی برخوردار باشد مناسب است.
? میله مسی: یک میله گالوانیزه با ساختار بسیار محکم است که در مواردی که که حفر چاه در زمین دشوار است به جای صفحه مسی از آن استفاده می‌شود.
? سیم مسی بدون روکش: به دلیل جنس مس آن به عنوان یک رسانای بسیار قوی عمل می‌کند؛ و ولتاژ اضافه را دریافت می‌کند و در نهایت آن را به زمین انتقال میدهد. قطر آن ۵۰ الی ۹۵ میلیمتر بوده و جهت اتصال به شینه ارت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
? ژل کاهنده مقاومت: این ژل با ترکیب با مواد کاهنده برای کاهش مقاومت خاک و بالاتر رفتن عمر چاه دور صفحه ریخته می‌شود. و گاهی ار بنتولیت استفاده می‌گردد.
? بنتونیت: در اجرای چاه سیستم ارتینگ به منظور پر کردن چاه به عنوان یک خاک چسبنده استفاده می‌شود.
? خاک رس یا خاک سرند شده: برای پر کردن بقیه فضای چاه
? لوله پولیکا: یک لوله پلیکا سوراخ شده برای آبیاری جهت رطوبت‌رسانی خاک حفره
? جعبه ارت: روی دیوار یا در محلی نصب می‌شود و سیم ارت چاه و سایر سیم‌های ارت در آن سربندی می‌شود.
? کابشو: متناسب با سایز کابل به منظور اتصال سر کابل مسی چاه به شینه ارت استفاده می‌شود.
? شینه ارت: جزئی از اتصالات حفر چاه که برای هدایت جریان برق به قطعات مختلف در تابلو برق به کار می‌رود.
سخن نهایی
نحوه ساخت و اجرای صحیح سیستم ارتینگ در ساختمان امر حساس و پراهمیتی می‌باشد و باید مطابق با استانداردهای مقررات ملی ساختمان انجام گیرد. استانداردهای متفاوتی در رابطه با سیستم ارتینگ وجود دارد که پس از بررسی و تحقیق درمورد محل حفر چاه توسط متخصصان مشخص می‌شوند. بنابراین به منظور جلوگیری از وقوع حوادث و خطرات احتمالی که ممکن است به خسارات جانی و مالی منجر شود؛ لازم است به ارتینگ توجه ویژه‌ای صورت گیرد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با سیستم ارتینگ و چاه ارت و تجهیزات به کار رفته در آن از سایت استار الکتریک دیدن فرمایید.
منتشر شده در تاریخ ۱۱ فروردین ۱۴۰۲