شاید تا بحال در مورد سیستم ارتینگ زیاد شنیده باشید. همین موضوع باعث شد تا ما به طور کامل در این مقاله بخواهیم در مورد آن برای شما توضیح دهیم. حتما همراه ما باشید تا اطلاعات کاملی را در مورد سیتسم ارتینگ به‌دست بیاورید.
کلیات سیستم ارتینگ
همان‌طور که می‌دانید برق بر اساس پتانسیل الکتریکی یا ولتاژ عمل می‌کند. اختلاف پتانسیل بین دو نقطه سبب ایجاد انرژی الکتریکی می‌شود. این انرژی سبب به کار افتادن تجهیزات برقی می‌شود. از اینجا می‌توانید در مورد اتوماسیون صنعتی بخوانید.
در سیستم برق مصرفی بین فاز و نول و یا دو فاز غیر همنام اختلاف پتانسیل وجود دارد. این عدد در کشور ما بین فاز و نول ۲۲۰ ولت و بین دو فاز غیر همنام ۳۸۰ ولت است. این اختلاف پتانسیل بین هر فاز و زمین نیز وجود دارد و زمین به عنوان نقطه صفر ولتاژ لحاظ می‌شود.
سیستم ارت برای هدایت جریان ناخواسته به زمین طراحی شده است. تمامی تجهیزات برقی با ولتاژ کار می‌کنند. از این رو افزایش و کاهش ولتاژ سبب آتش سوزی و سوختن مدارات سیستم برقی می‌شود. همچنین در موارادی امکان برق گرفتگی هم وجود دارد.
در صورتی که بدن انسان بین دو نقطه با اختلاف فاز مثل فاز و نول یا فاز و زمین قرار بگیرد جریان الکتریکی از بدن انسان عبور می‌کند. و سبب برق گرفتگی فرد می‌شود. به همین منظور از سیستم ارت استفاده می‌شود. در این سیستم در صورت وجود بار الکتریکی در قسمت‌هایی که نباید برق دار باشد بار به زمین منتقل می‌شود.
سیستم ارتینگ چیست؟
در بسیاری از مکان‌ها قسمت‌های خاص تجهیزات مانند بدنه و قسمت‌هایی که نباید برق دار باشند از سیستم ارت استفاده می‌شود. که وظیفه آن انتقال ولتاژ به زمین است. برای محافظت از افراد و تجهیزات، جریان الکتریکی همیشه مسیر کوتاه و دارای کمترین مقاومت را انتخاب می‌کند. فرض کنید که بدنه یک دستگاه برق‌دار شود و این بدنه به چاه ارت وصل باشد، حال دست ما به بدنه این دستگاه می‌خورد. مقاومت بدن انسان‌ها با یکدیگر متفاوت است. این عدد از ۱ کیلو اهم تا ۱۰۰ کیلو اهم بسته به خشک بودن و سالم بودن پوست و فیزیک افراد متغیر است.
این مسئله در مورد مدارات الکتریکی نیز صادق است با این تفاوت که این مدارات امکان دارد دارای مقاومت بسیار کمتری از بدن انسان باشند. به همین علت چاه ارت باید دارای کمترین مقاومت ممکن باشد.
هدف از اجرای سیستم ارت چیست؟
اهداف کلی سیستم ارتینگ
- مهار جریان‌های تولیدشده از القـائـات الکترو مغناطیسی و تخلیه الکتریسته ساکن
- کاهش ولتاژ گـام و تماس در مواقع بروز اختلاف پتانسیل‌های خطرناک
- کارکرد صحیح تجهیزات حفاظتی
- حفاظت جان انسان‌ها و کاربـرد مناسب سیستم‌های الکتریکی، الکترونیکی و دیجیتالی
فاز و سه‌فاز تقسیم بندی می‌شوند:
برای مشخص کردن هادی‌های فاز از L (Live) ، هادی خنثی N از (Neutral) ، هادی زمین از PE (Protective Earth) و هادی مشترک خنثی و زمین از
PEN(PE + N) استفاده می‌کنیم.
انواع سیستم زمین تک فاز
- سیستم دو سیمه L1 + L2 , L1 + N , L1 + PEN
- سیستم سه سیمه L1 + N + P
انواع سیستم زمین سه فاز
- سیستم سه سیمه L1 + L2 + L3
- سیستم چهار سیمه L1 + L2 + L3 + (N , PE , PEN)
- سیستم پنج سیمه L1 + L2 + L3 + N + PE
انواع سیستم های زمین
- سیستم ارت TN شامل انواع TN-C ، TN-S و TN-C-S
- سیستم ارت TT
- سیستم ارت IT
سیستم زمین TN-C
سیستم زمین TN-S
در این سیستم نول و ارت از هم جدا هستند. اما هنوز سیم خنثی به چاه ارت متصل خواهد بود منتها فقط در ابتدا و در شینه.
سیستم زمین TN-C-S
در این سیستم نول و ارت در ابتدا یک سیم PEN مشترک هستند و از جایی به بعد تبدیل به دو سیم جداگانه PE و N می‌شوند.
سیستم زمین TT
در این سیستم زمین علاوه بر جدا بودن سیم‌های نول و ارت، شینه‌های آن‌ها هم، به هم متصل نیست و به چاه‌های جداگانه متصل می‌شوند یعنی سیستم زمین هیچ اتصالی به سیستم الکتریکی ندارد.
سیستم زمین IT
در این سیستم زمین یا منبع انرژی ارت نشده یا بوسیله یک امپدانس بزرگ زمین شده است. مانند حالت سیستم زمین TT سیستم نول و ارت مجزا هستند.
سیستم زمین باندینگ Bounding
Bounding عمل اتصال دو هادی الکتریکی به هم یکدیگر است. این هادی‌ها می‌توانند لوله یا سیم و کابل باشد. باندینگ هم پتانسیل بودن رو قطعه متصل به هم را تضمین می‌کند. به این معنی است که ما نمی‌توانیم جریان برق بین دو قطعه برقرار کنیم.
همچنین هیچ جریانی بین دو قطعه به علت هم پتانسیل بودن بر قرار نمی‌شود. در نهایت مسیر باندینگ به زمین منتقل می‌شود تا همه تجهیزات در پتانسیل یکسان با زمین قرار داشته باشند.
هدف اصلی سیستم باندینگ ایمنی افراد است. در صورتی که فردی دو قطعه را همزمان لمس کند هیچ جریان الکتریکی و شوکی به علت اختلاف پتانسیل به شخص وارد نمی‌شود. هدف بعدی برای زمانی است که یک فاز با قطعات فلزی برخورد کند و آن را برق دار نماید.
در این صورت به علت اتصال سیستم به زمین فیوز مدار را قطع می‌کند. به طور کلی هدف اصلی باندینگ هم پتانسیل کردن تمامی قطعات فلزی است به صورتی که هیچ تخلیه الکتریکی ناخواسته‌ای انجام نگیرد.
سیستم زمین گراندینگ Grounding
کره زمین به عنوان رسانای بزرگ برق شناخته می‌شود. گراندینگ به معنی اتصال قسمت‌های فعال ( قسمت‌هایی که در حال عادی حامل جریان الکتریکی هستند ) به زمین است. این عمل برای محافظت از تجهیزات برق قدرت انجام می‌شود و مسیر برگشت از دستگاه به منبع برق را فراهم می‌سازد.
به علت صاعقه، افزایش ولتاژ خط یا تماس ناخواسته با خطوط فشار قوی، ولتاژ بالای خطرناکی در سیستم برق وارد می‌شود. گراندینگ راه حل امن و جایگزین در اطراف منزل و محل کار شما ایجاد می‌کند تا خسارات احتمالی را به حداقل برساند.
سیم گراندینگ به رنگ مشکی است. سیستم زمین برای حفاظت از مدار ادوات در مقابل ولتاژ بالا و در برابر صاعقه یا افزایش بار ناخواسته است در حالی که گراندیگ نقطه مشترک مدارها برای حفظ ولتاژ است. سیستم ارت برای محافظت از سلامت انسان‌ها در شرایط ناخواسته است و گراندینگ برای حفاظت تجهیزات.سیستم زمین اقدام پیشگیرانه و گراندینگ (Grounding) مسیر برگشت است.
روش های اجرای سیستم ارت
برای اجرا و پیاده سازی چاه ارت و سیستم حفاظتی به طور کلی دو روش وجود دارد که موارد استفاده و تجهیزات مورد نیاز هر روش و نحوه اجرای هر یک را ادامه توضیح خواهیم داد.
فضاهایی که سیستم ارت به روش سطحی انجام می شود
- ارتفاع از سطح دریا پائین باشد مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور
- پستی و بلندی محوطه سایت کم باشد
- فضای لازم و امکان حفاری در اطراف سایت وجود داشته باشد
- فاصله بین دکل و سایت زیاد باشد
اجرای سیستم ارتینگ به روش عمقی
۱٫ انتخاب محل چاه ارت
چاه ارت را باید در مکان‌هایی که پایین‌ترین سطح را دارد و احتمال دسترسی به رطوبت در عمق کمتری وجود داشته باشد. و یا در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند. مانند زمین‌های چمن، باغچه‌ها و فضاهای سبز حفر نمود.
۲٫ عمق چاه
نسبت به مقاومت زمین، عمق چاه از حداقل ۴ متر تا ۸ متر و قطرآن حدودا ۸۰ سانتی‌متر می‌تواند باشد. در زمین‌هایی که با توجه به نوع خاک دارای مقاومت کمتری هستند مانند خاک های کشاورزی و رسی عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر بوده و در زمین‌های شنی و سنگلاخی که دارای مقاومت مخصوص بالاتری هستند نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر است. از دستگاه‌های خاص برای اندازه گیری و بدست آوردن مقاومت مخصوص خاک استفاده می‌شود. در صورتی که تا عمق ۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم. بطور کلی عمق ۶ متر و قطر حدود ۸۰ سانتی‌متر برای حفر چاه پیشنهاد می‌شود.
۳٫ اتصال سیم به صفحه مسی
اتصال سیم به صفحه مسی بسیار حائز اهمیت است و هرگز و در هیچ شرایطی نباید این اتصال با استفاده از بست، دوختن سیم به صفحه و یا … برقرار شود. بلکه حتما باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از ۲ عدد بست سیم به صفحه بسته شده و محکم گردد. برای جوش دادن قطعات مسی به یکدیگر از جوش برنج یا نقره استفاده می‌شود و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش Cadweld استفاده گردد.
۴٫ حفر چاه ارت
با توجه به شرایط جغرافیایی محیط ، چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب باید حفر شود. شیاری به عمق ۶۰سانتی‌متر از چاه تا پای دکل برای مسیر سیم چاه ارت تا برقگیر روی دکل همچنین برای سیم ارت داخل ساختمان حفر نمائید. در صورتی که مسیر ۲ سیم مشترک باشد بهتر است مسیر دو سیم ایزوله گردند.
همین‌طور مسیر سیم‌ها کوتاه بوده و سیم میله برقگیر و ارت حتی الامکان مستقیم و بدون پیچ و خم باشد و نباید خم‌های تند داشته باشد و در صورت نیاز به خم زدن سیم در طول بیش از ۵۰ سانتی‌متر انجام گردد.
۵٫ پر نمودن چاه ارت
- ابتدا حدود ۲۰ لیتر محلول آب و نمک تهیه و کف چاه می‌ریزیم بطوری‌که تمام کف چاه را نم دار کند. بعد از ۲۴ ساعت مراحل زیر را انجام می‌دهیم.
- به ارتفاع ۲۰ سانتی‌متر از ته چاه را با خاک رس و یا خاک نرم پر می‌نمائیم.
- به مقدار لازم (حدود ۴۵۰کیلوگرم معادل ۱۵ کیسه ۳۰ کیلوگرمی) بنتونیت (کاهنده مقاومت زمین) را با آب مخلوط کرده و بصورت دوغاب در می‌آوریم و مخلوط حاصل را به ارتفاع ۲۰ سانتی‌متر از کف چاه می‌ریزیم هر چه مخلوط غلیظ‌تر باشد کیفیت کار بهتر خواهد بود.
- صفحه مسی را به ۲ سیم مسی نمره ۵۰ جوش می‌دهیم این سیم‌ها یکی به میله برقگیر روی دکل و دیگری به شینه داخل ساختمان خواهد رفت. بنابراین طول سیم‌ها را متناسب با طول مسیر انتخاب می‌نمائیم.
- صفحه مسی را بطور عمودی در مرکز چاه قرار می‌دهیم.
- اطراف صفحه مسی را با دوغاب تهیه شده تا بالای صفحه پر می‌نمائیم.
- لوله پلیکای سوراخ شده را بطور مورب در مرکز چاه و در بالای صفحه مسی قرار می‌دهیم و داخل لوله پلیکا را شن می‌ریزیم تا ۵۰ سانتی‌متر از انتهای لوله پر شود. این لوله برای تامین رطوبت ته چاه است و در فصول گرم سال تزریق آب از این لوله بیشتر انجام گردد. لازم بذکر است در مواردی که چاه ارت در باغچه حفر شده باشد و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا کلا در جاهایی که رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین گردد نیازی به قراردادن لوله نیست.
- بعد از قراردادن لوله پلیکا به ارتفاع ۲۰ سانتی‌متر از بالای صفحه مسی را با دوغاب آماد شده پر می‌نمائیم.
- مابقی چاه را هم تا ۱۰ سانتی‌متر بر سر چاه مانده، با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده کشاورزی پر می‌نمائیم. و ۱۰ سانتی‌متر از چاه را برای نفوذ آب باران و آب‌های سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می‌نمائیم. روی چاه مخصوصا در مواقعی که از لوله پولیکا استفاده نمی‌گردد نباید آسفالت شده و یا با سیمان پر گردد
- داخل شیارهای حفاری شده را با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم معمولی و یا خاک معمولی مخلوط با بنتونیت پر نمائید.
۶٫ نصب شینه و میله برقگیر
اجزای سیستم ارتینگ به روش سطحی
هفت روش برای اجرای سیستم زمین سطحی وجود دارد :
- ROD
- RING
- پنجه ای (شعاعی)
- مختلط
- الکتروشیمیایی
- حلزونی
- شبکه ای
نکات مهم در خصوص سیستم ارتینگ
- کلیه اتصالات با مفتول برنج یا نقره جوشکاری گردد. سطح جوش باید CM 6 باشد و جهت اتصالات و جوشکاری رعایت گردد(در مواردی کدولد توصیه می‌شود).
- از هر پایه دکل‌های خودایستا هم فونداسیون دکل توسط سیم مسی و بست مخصوص به سیستم ارت و هم پای دکل به سیستم ارت جوشکاری گردد.
- سیم میله برقگیر از پایه‌ای که آنتن‌های کمتری نصب می‌شود و با کابل‌های روی لدر حداکثر فاصله را داشته باشد، بدون خمش درمسیر و مستقیما به رینگ داخل کانال و از کوتاه‌ترین مسیر توسط جوش متصل گردد.
- میله برقگیر روی دکل در بالاترین نقطه دکل(با رعایت مخروط حفاظتی با زاویه ۴۵ درجه) بطوری‌که تجهیزات را کاملا پوشش دهد، قرارگیرد و جنس آن تمام مس با آلیاژ استاندارد به قطرmm 16 و طول آن بستگی به ارتفاع نصب آنتن‌های روی دکل دارد.
- شعاع خم سیم مسی حداقل CM20 و زاویه قوس حداقل ۶۰ درجه رعایت گردد(رعایت زاویه خمش سیم مسی)
- پایه‌ها و نقاط ابتدا و انتهای لدر افقی به سیستم گراند متصل گردد.
- کلیه کابل‌های ورودی به سالن دستگاه توسط بست گراند به بدنه دکل و ابتدای لدر افقی(بعد از محل خم شدن کابل)گراند شوند.
- به هیچ عنوان در روی دکل،جوشکاری صورت نگیرد.
- اتصال از شبکه گراند سیستم اجرا شده به تانکر سوخت دیزل ژنراتور، تانکر آب هوایی، اسکلت فلزی ساختمان و در و پنجره‌های اتاق دستگاه صورت گیرد.
- اگر سیستمی از قبل اجرا شده باشد، سیستم قدیم به جدید در عمق خاک متصل گردند.
- سیم ارت در روی زمین باید با روکش و سیم داخل کانال‌ها باید بدون روکش و مستقیم کشیده شود.
- پر کردن کانال باید با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم انجام گردد.
- ارتفاع نصب شینه مسی CM 50 از کف تمام شده باشد.
- شینه داخل اتاق حدالمقدور به چیدمان دستگاه‌ها نزدیک باشد.
- از هر دستگاهی جداگانه سیم ارتی به شینه متصل گردد ( قطر و طول شینه گراند بستگی به تعداد انشعابات آن دارد).
- در دکل‌های مهاری پر ظرفیت، مهارهای دکل بایستی توسط بست مخصوص به گراند اتصال یابد.
- جهت استفاده ترانس برق شهر در ایستگاه‌های مخابرات بایستی گراند جداگانه اجرا گردد.
- در سایت‌های کامپوتری جهت اجرای سیستم زمین حتی المقدور بایستی از یک زمین با سطح یکنواخت ( بدون شیب ) استفاده نمود.
- در ایستگاه‌ها بین نول و گراند نبایستی اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد.
- در دکل‌های پر ظرفیت که ابعاد قسمت بالای دکل بیشتر از متر ۲ است، نیاز به نصب یک عدد برقگیر اضافی در سمت مقابل برقگیر اول خواهد بود.
- در سیم‌کشی داخل محوطه سایت‌های کامپوتری برای چراغ‌های روشنایی و سایر موارد باید از کابل زمینی استفاده گردد و در ایستگاه‌های بالای کوه و نقاط دور از شهر نباید از چراغ‌های روشنایی خیابانی استفاده شود.
- استاندارد قابل قبول آزمایش و تحویل اتصال زمین برای سایت‌های کوچک زیر ۱۰ اهم و برای سایت‌های بزرگ و مهم زیر ۳ اهم است.
از شما سپاسگزاریم که تا انتهای مقاله سیستم ارتینگ با ما همراه بودید. جهت سفارش تجهیزات برق صنعتی با نازلترین قیمت می‌توانید با کارشناسان الکتروشایلی همراه باشید.
