سیستم ارت که به آن سیستم ارتینگ( earthing) نیز گفته میشود با اهدافی نظیر حفظ جان افراد، حفظ سلامت و ایمنی دستگاه ها و جلوگیری از نویز بکار میرود. سیستم اتصال به زمین یا چاه ارت از مهم ترین اجزای تاسیسات الکتریکی میباشد که برای نیروگاه های آن گرید (متصل به شبکه) و صنعت استفاده از آن الزامی است. سیستم ارتینگ یا ارت چیست؟ وظیفه سیستم ارت و انواع آن با شکل به صورت کامل در ادامه جمع آوری شده است.
معرفی سیستم ارت یا ارتینگ
ابتدا میخواهیم به این سوال پاسخ دهیم که سیستم ارت چیست و چه وظیفه ای دارد؟
به صورت کلی اگر بدنه تمام لوازم برقی، صنعتی، مخابراتی، خانگی و … را بوسیله یک رشته سیم به زمین متصل کنیم یک سیستم ارتینگ ایجاد کرده ایم. وظیفه اصلی این سیستم به زبان ساده انتقال هرگونه جریان الکتریکی یا نویز به زمین برای حفاظت از سوختن دستگاه یا جان انسان است. سیستم ارت یا زمین کردن یک نقطه از مدار الکتریکی به معنی اتصال آن به هادی حفاظتی میباشد.
اگر کمی تخصصی تر مفهوم ارت را بخواهیم بررسی کنیم میتوان در پاراگراف زیر اصل مطلب را خلاصه کرد:
از آنجایی که تمام سیستم های برقی یا صنعتی براساس پتانسیل یا ولتاژ عمل میکنند، در صورت وجود اختلاف پتانسیل انرژی الکتریکی تولید میشود که تجهیزات وابسته به برق را از کار می اندازد. تمامی تجهیزات بر اساس ولتاژ خاصی طراحی شده اند و افزایش یا کاهش این عدد سبب از کار افتادن یا تولید جرقه خواهد شد. همانطور که گفتیم زمین به عنوان نقطه صفر ولتاژ لحاظ می شود و سیستم ارت برای هدایت جریان ناخواسته به زمین طراحی خواهد شد.
انواع سیستم ارت با شکل
طبق استاندارد بین المللی سیستم های ارت یا سیستم زمین حفاظتی به سه دسته کلی تقسیم میشوند: TT – TN – IN
حرف اول معرف نحوه اتصال زمین به وسیله تأمین کننده الکتریسیته (ژنراتور یا ترانس) و حرف دوم معرف نحوه اتصال بین زمین و وسیله الکتریکی است.
T: اتصال مستقیم به زمین
I: هیچ نقطهای به زمین متصل نیست ( ایزوله Isolated)
N: اتصال به محل نصب، که خود به زمین متصل میباشد
در ادامه توضیح مختصری درباره انواع سیستم ارت یا شبکه های مختلف آن همراه با شکل بیان شده است.
سیستم ارت یا شبکه TN
در اين سيستم زمین حافظتی، مركز اتصال ستاره ترانسفورمر ( نول ) زمين شده است. بدنه هادي تجهيزات و هادي هاي بيگانه به مركز اتصال ستاره ترانس متصل شده اند که بسته به نحوه اتصال بدنه هادي به مركز اتصال ستاره ترانس، سيستم TN به سه نوع TN−Cو TN-C-S و TN−S تقسیم میشود.
سیستم ارت یا شبکه TT
در شبکههای TT یا (Terra-Terra) طبق استاندارد IEC ، مرکز ستاره ترانسفورماتور بصورت مستقیم به زمین متصل شده و در محل مصرف کننده، تجهیزات توسط الکترود بطور مستقیم زمین شده اند. شبکههای TT مشکل قطعی نول را ندارند و بزرگترین مزیت آن عدم وجود نویزهای فرکانس پایین و بالا میباشد که ازطریق سیم نول متصل به تجهیزات وارد میشود. سیستم ارت TT همواره برای کاربردهای خاص مانند سایتهای مخابراتی استفاده میشوند.
سیستم ارت یا شبکه IT
در شبکههای IT یا (Isolated-Terra) طبق استاندارد IEC ، مرکز ستاره ترانسفورماتور بصورت ایزوله میباشد. در محل مصرف کننده، تجهیزات توسط الکترود زمین بطور مستقیم زمین شده اند و جهت نظارت امپدانس از یک مانیتورعایقی نیز استفاده میشود. در این سیستم اتصال مستقیم بین هادی های برق دار فاز با زمین و حتی سیم صفر نول با زمین وجود ندارد اما بدنه های تاسیسات الکتریکی به زمین با سیم حفاظتی ( ارت ) وصل میشوند.
وظیفه سیستم ارت و مزایای استفاده از آن
پیش تر به معرفی انواع سیستم ارت پرداختیم اما بد نیست با وظیفه سیستم ارت هم کمی آشنا شوید. مهم ترین وظایف سیستم ارتینگ شامل موارد زیر است:
1. انتقال کامل جریان الکتریکی به زمین
2. حفظ جان افرادی که با وسایل الکتریکی در ارتباط هستند
3. کاهش ولتاژ گـام و تماس در مواقع بروز اختلاف پتانسیل های خطرناک
4. اتصال به زمین منبع تغذیه سبب بهبود عملکرد سیستم میشود
5. جلوگیری از برق گرفتگی و خطرات ناشی از آن
6. ایفای نقش حفاظتی در برابر تجهیزات الکتریکی یا برقی
روش های اجرای سیستم ارت
پیاده سازی سیستم ارت یا ارتینگ به دو صورت عمقی و سطحی امکان پذیر است که هرکدام از این روش ها نیازمند تخصص و دانش فنی است. مهراصنعت ضمن داشتن دانش تخصصی در این زمینه فعالیت تخصصی خود را در راستای ارت و همبندی نیز به بهترین شکل ارائه میدهد.
روش سطحی
در مناطقی که امکان حفاری وجود ندارد، سیستم ارت سطحی در عمق 80 سانتی زمین به کار میرود. اما در چه مکان هایی سیستم ارت با روش سطحی به کار میرود؟ مکان هایی که :
فضای لازم و امکان حفاری در اطراف سایت وجود داشته باشد (فاصله بین دکل و سایت زیاد باشد)
ارتفاع از سطح دریا پائین باشد مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور
پستی و بلندی محوطه سایت کم باشد
روش عمقی( چاره ارت)
در این روش باید دو نکته را مدنظر قرار داد 1- انتخاب محل احداث چاه ارت 2- عمق چاه ارت
چاه ارت را باید در جاهایی حفر کرد که پایینترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتیالامکان در عمق کمتری وجود داشته باشد. میتوان در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند مانند زمینهای چمن ، باغچهها و فضاهای سبز نیز چاه ارت حفر نمود. با توجه به مقاومت مخصوص زمین، عمق چاه از حداقل ۴ متر تا ۸ متر و قطرآن حدودا ۸۰ سانتیمتر میتواند باشد.
