راهاندازی سیستم ارتینگ (Earthing System) یا سیستم اتصال به زمین یکی از مهمترین مراحل در تأسیسات الکتریکی است که هدف آن ایمن سازی تجهیزات و افراد در برابر خطرات ناشی از جریان های الکتریکی اضافی، اتصال کوتاه و صاعقه است. در این راهنما، مراحل طراحی تا اجرای سیستم ارتینگ بهطور کامل توضیح داده می شود.
بررسی نوع خاک:
خاک به عنوان بخش حیاتی از سیستم اتصال به زمین یا ارتینگ، نقش بسیار مهمی را دارا می باشد. نوع و مقاومت الکتریکی خاک می تواند بر عملکرد و اثربخشی سیستم ارتینگ تأثیر بسزایی داشته باشد. خاک های مرطوب و رسی به دلیل دارا بودن رطوبت بیشتر، معمولاً مقاومت الکتریکی کمتری دارند. این ویژگی باعث می شود که خاک های مرطوب بهترین انتخاب برای استفاده در سیستم های ارتینگ باشند. خاک های با مقاومت الکتریکی کمتر، امکان انتقال جریان الکتریکی به زمین را بهبود میبخشند و این امر باعث افزایش ایمنی و کارایی سیستم ارتینگ می شود.
به طور کلی، خاک های مرطوب و رسی برای سیستم ارتینگ مناسب تر هستند. از طرف دیگر، خاک های خشک و بدون رطوبت ممکن است مقاومت الکتریکی بالاتری داشته باشند که می تواند به کاهش کارایی و عملکرد سیستم ارتینگ منجر شود. بنابراین، در انتخاب و استفاده از خاک برای ایجاد سیستم ارتینگ، باید به نوع و ویژگی های الکتریکی آن توجه ویژه داشته باشیم تا از انتخاب بهینه برای افزایش ایمنی و کارایی سیستم اطمینان حاصل کنیم.
اندازه گیری مقاومت زمین:
مقاومت زمین نشان دهنده کیفیت و کارایی خاک در یک منطقه است و مقدار مقاومت استاندارد معمولاً باید کمتر از 5 اهم باشد، با این حال این مقدار ممکن است بسته به استانداردهای محلی یا پروژه مختلف باشد. استفاده از دستگاه ارت تستر برای اندازه گیری مقاومت زمین اهمیت زیادی دارد زیرا این دستگاه به شما کمک میکند تا اطلاعات دقیقی از وضعیت خاک محل مورد نظر به دست آورید. در صورتی که مقاومت زمین بیشتر از مقدار استاندارد باشد، از مواد کاهنده مقاومت زمین مانند بنتونیت استفاده می شود.
بنتونیت یک نوع خاک مخصوص است که از آن به عنوان یک ماده کاهنده مقاومت زمین استفاده می شود تا مقاومت زمین به مقدار مناسبی کاهش یابد و عملکرد سیستم ارتینگ بهینه شود. به طور کلی، اندازهگیری و کنترل مقاومت زمین به صورت دورهای و منظم، همراه با استفاده از مواد کاهنده مقاومت زمین در صورت لزوم، برای حفظ عملکرد بهینه و ایمنی سیستم ارتینگ بسیار حیاتی است.
شرایط جوی:
مناطق خشک و کم آب نیازمند روش های خاصی برای کاهش مقاومت زمین هستند.
سیستمهای ارتینگ بر اساس نحوه اتصال تجهیزات الکتریکی، هادی نول و الکترود زمین به انواع مختلفی تقسیم میشوند. در ادامه، انواع سیستمهای ارتینگ همراه با جزئیات کامل توضیح داده می شود:
در سیستم TT، نقطه نول ترانسفورماتور منبع برق به زمین متصل است و تجهیزات الکتریکی نیز به یک چاه ارت جداگانه (محلی) متصل می شوند. در این روش، هیچ ارتباط مستقیمی بین سیستم ارتینگ تجهیزات و نول منبع وجود ندارد.
ویژگی ها:
مزایا:
معایب:
در سیستم TN، نقطه نول منبع تغذیه به زمین متصل است و بدنه فلزی تجهیزات از طریق یک هادی حفاظتی (PE) به نول سیستم متصل می شود. این سیستم در تأسیسات بزرگ و صنعتی رایج است و به سه زیرمجموعه تقسیم میشود:
1.سیستم TN-C
در سیستم TN-C، هادی حفاظتی (PE) و نول (N) با یکدیگر ترکیب شدهاند و یک هادی مشترک به نام PEN می باشد که وظیفه انتقال جریان نول و حفاظت را بر عهده دارد.
ویژگی ها:
مزایا:
معایب:
2.سیستم TN-S
در سیستم TN-S، هادی نول (N) و هادی حفاظتی (PE) کاملاً جدا از یکدیگر هستند. این روش ایمنی بالاتری نسبت به TN-C دارد و در تأسیسات دائمی و بزرگ استفاده می شود.
ویژگی ها:
مزایا:
معایب:
3.سیستم TN-C-S
در این سیستم، ترکیبی از TN-C و TN-S استفاده می شود. در ابتدا، هادی نول و حفاظتی بهصورت مشترک (PEN) هستند، اما در نزدیکی مصرفکننده به دو هادی مجزا (PE و N) تقسیم میشوند.
ویژگی ها:
مزایا:
معایب:
در سیستم IT، نقطه نول ترانسفورماتور یا بهطور کامل ایزوله است یا از طریق یک امپدانس (مقاومت یا سلف) به زمین متصل می شود. تجهیزات الکتریکی به سیستم ارتینگ محلی متصل هستند.
سیستم IT با نول ایزوله
سیستم IT با نول زمین شده توسط امپدانس
مزایا:
معایب:
| نوع سیستم | ویژگی اصلی | مزایا | معایب |
|---|---|---|---|
| TT | تجهیزات به چاه ارت محلی متصل میشوند. | سادگی، مناسب برای ساختمانهای کوچک. | وابستگی به مقاومت خاک، نیاز به نگهداری. |
| TN-C | نول و حفاظتی یک هادی مشترک دارند. | هزینه کم، نصب ساده. | خطر بالا در صورت قطع هادی PEN. |
| TN-S | نول و حفاظتی کاملاً جدا هستند. | ایمنی بالا، کاهش نویز. | هزینه نصب بالاتر. |
| TN-C-S | ترکیب TN-C و TN-S (هادی مشترک سپس جداسازی). | صرفهجویی در هزینه، ایمنی مناسب. | نیاز به بررسی دقیق اتصالات. |
| IT | نول ایزوله یا زمین شده توسط امپدانس. | مناسب برای تجهیزات حساس، ایمنی در برابر اضافه ولتاژ. | پیچیدگی در نصب، هزینه بالا. |
انتخاب نوع سیستم ارتینگ به نیاز پروژه، نوع تأسیسات و سطح ایمنی موردنیاز بستگی دارد:
در هر نوع سیستم، طراحی صحیح، نصب اصولی و نگهداری مداوم از اهمیت بالایی برخوردار است تا عملکرد ایمن و پایدار سیستم تضمین شود.
الکترود معمولاً به صورت میله یا صفحه مسی، فولاد گالوانیزه یا فولاد مس اندود استفاده می شود که با قرار دادن الکترود در مرکز چاه روی آن را با مواد کاهنده مقاومت مانند خاک بنتونیت پر می کنند. برای اتصال سیم ارت در این سیستم از سیم مسی یا کابل مخصوص ارت استفاده می کنند که برای اتصال مطمئن، جوش احتراقی یا کلمپ مسی پیشنهاد می شود.
پس از نصب الکترود و سیم ارت، چاه ارت را با ترکیبی از خاک و مواد کاهنده مقاومت پر کنید سپس خاک اطراف را فشرده کنید تا تماس الکترود با خاک بهتر شود.
سیم ارت را به تابلو برق اصلی ساختمان متصل کنید و در ادامه تمامی تجهیزات فلزی و بدنه دستگاه های الکتریکی را به سیستم ارتینگ متصل نمایید تا در صورت بروز نشتی جریان، ایمنی تضمین شود.
پس از نصب، مقاومت سیستم را با دستگاه ارت تستر (Earth Tester) اندازه گیری کنید تا مقدار مقاومت خاک مشخص شود (کمتر از 5 اهم). اگر مقاومت بالا بود از مواد کاهنده مقاومت بیشتری استفاده کنید،عمق چاه را افزایش دهید یا تعداد الکترودها را بیشتر کنید.
نتیجهگیری
راه اندازی سیستم ارتینگ یک مرحله ضروری برای ایمنی و عملکرد پایدار تأسیسات الکتریکی است. با رعایت مراحل طراحی و اجرای اصولی، می توانید سیستمی کارآمد و مطمئن ایجاد کنید که از جان افراد و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی محافظت کند. نگهداری و تست دورهای این سیستم نیز برای حفظ ایمنی و عملکرد صحیح آن بسیار مهم است.
