انرژی و منابع آن یکی از مباحث چالش‌برانگیز در جوامع انسانی است. با افزایش جمعیت و صنعتی شدن کارها، نیاز به انرژی و سوخت‌های فسیلی بیشتر از همیشه شده است. در این بین تولید انرژی و ایمنی افراد و سیستم‌ها نیز اهمیت چشمگیری یافته است. چاه ارت، جریانات الکتریکی را به زمین هدایت می‌کند. چاه ارت محافظ جان انسان در هنگام نشت ناخواسته جریان الکتریکی است. البته ارت یکی از روش‌هایی است که در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است و حتی برای برداشت انرژی نیز محبوب شده است.
چاه ارت، به عنوان یکی از منابع دائمی انرژی، این امکان را فراهم می‌کند تا از انرژی گرمای زمین و فراوانی روزانه آن به بهترین شکل بهره‌برداری شود. با استفاده از تکنولوژی‌ها و دستگاه‌های مختلف، انرژی حرارتی چاه ارت قابل بهره‌برداری و تبدیل به برق است، همچنین این روش در مقایسه با روش‌های دیگر ازنظر ایجاد آلودگی و ذخیره‌سازی آسان از مزایای قابل توجهی برخوردار است. در این مقاله به بررسی چاه ارت الکتریکی و کاربرد آن‌ها در تولید انرژی و کاهش هزینه‌ها نسبت به روش‌های دیگر خواهیم پرداخت.
ارت الکتریکی چیست؟
فرآیند انتقال تخلیه فوری انرژی الکتریکی به طور مستقیم به زمین توسط سیم با مقاومت کم به عنوان ارتینگ الکتریکی شناخته می‌شود. ارتینگ الکتریکی با اتصال بخش غیر جریانی تجهیزات یا نول سیستم تغذیه به زمین انجام می‌شود.
برای ارتینگ از آهن گالوانیزه استفاده می‌شود. ارتینگ مسیر ساده‌ای را برای جریان نشتی فراهم می‌کند. جریان اتصال کوتاه تجهیزات به زمین می‌رسد که پتانسیل صفر دارد؛ بنابراین، سیستم و تجهیزات را از آسیب محافظت می‌کند.
انواع ارت الکتریکی
تجهیزات الکتریکی عمدتاً از دو قسمت غیر جریانی تشکیل شده است. این قطعات نسبت به سیستم یا بدنه تجهیزات الکتریکی خنثی هستند. ارتینگ این دو قسمت غیر جریانی سیستم الکتریکی را می‌توان به دو نوع طبقه‌بندی کرد:
- ارتینگ خنثی: در ارتینگ خنثی یا نول، نول سیستم به کمک سیم GI مستقیماً به زمین متصل می‌شود. به ارتینگ خنثی ارتینگ سیستم نیز گفته می‌شود. این نوع ارتینگ بیشتر برای سیستمی که سیم‌پیچ ستاره‌ای دارد ارائه می‌شود. به عنوان مثال، ارتینگ خنثی در ژنراتور، ترانسفورماتور، موتور و غیره ارائه می‌شود.
- ارتینگ تجهیزات: این نوع ارتینگ برای تجهیزات الکتریکی ارائه می‌شود. قسمت غیر جریانی تجهیزات مانند بدنه فلزی آن‌ها به کمک سیم رسانا به زمین متصل می‌شود. در صورت بروز هرگونه عیب در دستگاه، جریان اتصال کوتاه به کمک سیم از زمین عبور می‌کند؛ بنابراین، سیستم را از آسیب محافظت کنید.
سیم ارت الکتریکی چیست؟
سیم ارت الکتریکی برای حفاظت از دستگاه‌های الکتریکی در برابر آسیب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیم‌ها معمولاً از فلزاتی مانند مس ساخته شده‌اند که برای اتصال دستگاه‌های الکترونیکی به منابع برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به طور کلی، ارت شدن به معنی اتصال بیش از حد جریان برق است که می‌تواند باعث آسیب دیدن دستگاه شود. سیم ارت الکتریکی می‌تواند در این مورد به عنوان یک محافظ الکتریکی عمل کند، به طوری که در صورت وقوع ارت، جریان بیش از حد را به زمین منتقل و از آسیب رسیدن به دستگاه جلوگیری می‌کند.
با توجه به نوع آسیب الکتریکی که دستگاه ممکن است در معرض آن باشد، سیم ارت ممکن است در انواع مختلفی و با مشخصات مختلفی وجود داشته باشد. برای مثال، برخی از سیم‌های ارت می‌توانند در مقابل جریان‌های سیمی و آسیب دیدن دستگاه‌های الکترونیکی محافظت کنند، در حالی که سیم‌های ارت دیگر می‌توانند در مقابل نویزهای الکترونیکی و تداخلات الکترومغناطیسی محافظت کنند.
این سیم‌ها معمولاً با موادی مانند مس، آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و … ساخته می‌شوند در صورت استفاده از سیم ارت الکتریکی به منظور اتصال به دستگاه الکتریکی، معمولاً سیمی با مقطع مناسب با توان مورد نیاز و با مناسب ترین جنس مصرف می‌شود. به طور کلی سیم‌های با جنس مس بیشترین استفاده را دارند ولی سیم‌های با جنس دیگر نیز بسته به نیاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کابل ارت الکتریکی چیست؟
کابل ارت الکتریکی یک نوع کابل است که برای جلوگیری از انتقال سیگنال‌های الکتریکی از طریق رابط‌های زمینی و ارت به سیستم‌ها و سایر دستگاه‌های الکتریکی استفاده می‌شود. این نوع کابل یک راه‌حل مؤثر برای جلوگیری از بروز بسیاری از مشکلات ناشی از نویز و تداخلات الکترومغناطیسی است. به طور کلی، کابل ارت الکتریکی دارای یک لایه فلزی سنگین است که به طور مستقیم به زمین متصل می‌شود. این فلز توانایی جذب هرگونه سیگنال الکترومغناطیسی اضافی را دارد و به این ترتیب جلوگیری از تداخل سیگنال‌های غیرضروری می‌کند.
انواع کابل ارت الکتریکی
کابل‌های الکتریکی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام به منظور استفاده در شرایط و محیط های مختلف طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از انواع کابل‌های الکتریکی معمول اشاره خواهم کرد:
- کابل انعطاف پذیر: این نوع کابل‌ها برای استفاده در محیط‌هایی با جابجایی بالا و تحت فشار قرار گرفتن مناسب هستند. به دلیل قابلیت انعطاف آن‌ها، معمولا در دستگاه‌های الکترونیکی و صنعتی استفاده می‌شوند.
- کابل‌های خطی: این نوع کابل‌ها معمولا برای انتقال اطلاعات بین دو نقطه استفاده می‌شوند و می‌توانند شامل چندین رشته آنالوگ یا دیجیتال باشد.
- کابل‌های تغذیه: این کابل‌ها معمولاً برای انتقال جریان الکتریکی از یک منبع تغذیه به یک یا چند دستگاه خاص استفاده می‌شوند.
- کابل‌های تلفن: این نوع کابل‌ها برای برقراری تماس تلفنی و انتقال اطلاعات صوتی بین دو نقطه استفاده می‌شوند.
- کابل‌های شبکه: این نوع کابل‌ها برای اتصال دستگاه‌های الکترونیکی به یکدیگر از طریق یک شبکه استفاده می‌شوند، مثل کابل‌های LAN و WAN.
- کابل‌های زیردریایی: این کابل‌ها برای انتقال انرژی الکتریکی و اطلاعات بین نواحی مختلف در زیر دریا استفاده می‌شوند.
هر کدام از این انواع کابل‌ها دارای ویژگی‌ها و مشخصات منحصر به فرد خود هستند. برای مثال، برخی از کابل‌ها مقاومت بالا در برابر حرارت یا فشار را دارا هستند، در حالیکه دیگری برای مقاومت در برابر رطوبت و آب طراحی شده‌اند.
چاه ارت الکتریکی چیست؟
چاه ارت به عنوان یک سیستم ایمنی در مقابل نشت جریان الکتریکی حائز اهمیت بسیاری است و در حوزه‌های مختلفی نظیر صنایع نفت، پتروشیمی، ساختمان‌سازی و مخابرات به گسترش روزافزونی دست یافته است. این سیستم اجازه نمی‌دهد جریان الکتریکی به بدن انسان آسیب برساند. در واقع، تمامی تجهیزات صنعتی و ساختمانی از جمله تابلو برق، دکل‌های مخابراتی و ماشین‌آلات کارگاهی باید به یک چاه ارت الکتریکی متصل شوند. بسیاری از افراد ممکن است این موضوع را نادیده بگیرند، اما حتی سیستم‌های صوتی و تصویری در خانه‌های ما نیز برای حفاظت از سلامتی و ایمنی، نیاز به چاه ارت دارند.
چاه ارت یک نوع چاه عمقی است که در زمین حفر می‌شود تا به درون لایه‌ای از خاک برسد که سطح آن به رطوبت نسبی خاک دست می‌یابد. این نوع چاه دارای صفحه‌ای از مس بوده که با سیم‌های مسی به صفحه جوش خورده و بعدا به داخل چاه ارت انداخته می‌شود. سپس صفحه‌ی مسی، بصورت عمودی (با نزدیکترین فاصله به خاک) در چاه ارت قرار می‌گیرد و اطراف آن با مواد بنتونیت پوشش داده می‌شود. در نهایت، سیم‌های مسی به بیرون چاه ارت کشیده و به تابلوی تست باکس متصل می‌شوند.
از این چاه برای تولید مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود که دارای پتانسیل صفر یا مقاومت بسیار پایین هستند. این نوع مدارهای الکتریکی به راحتی و بدون نیاز به باتری یا منبع پاور برق یا حتی سیم ارت بازوی اندازه‌گیری خود را از محیط دریافت می‌کنند. یکی از راه‌های تولید این نوع مدارها از طریق استفاده از چاه ارت است.
نحوه اجرای چاه ارت الکتریکی
چاه ارت درواقع یک سوراخ نسبتاً عمیق است که سینی‌های مسی رسانا در آن قرار می‌گیرد این صفحه توسط سیم مسی به برد جعبه تست متصل می‌شود. معمولاً داخل چاه را با بنتونیت پر می‌کنند. خاک رس بنتونیت به دلایل مختلفی برای پر کردن چاه‌ها انتخاب می‌شود. ازجمله این خواص می‌توان به کاهش مقاومت زمین، جذب رطوبت، خواص تبادل یونی و جلوگیری از اکسید و خوردگی صفحه و سیم مسی اشاره کرد.
چرا سیم ارت برق دارد؟
سیم ارت که به زمین وصل می‌شود، به طور معمول برق ندارد. درواقع، سیم ارت به عنوان یک مسیر بازگشت برای جریان الکتریکی استفاده می‌شود که از دستگاه یا سیستم عبور می‌کند و به زمین بازمی‌گردد تا از احتمال خطرات ایجاد شده درنتیجه عیب‌یابی و محافظت در برابر آسیب دیدن افراد، وسایل و تجهیزات جلوگیری شود. در این مورد، برق ممکن است از دستگاه یا سیستم عبور کرده باشد، اما سیم ارت برای انتقال برق به زمین مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
به طور کلی در پاسخ به اینکه چرا سیم ارت برق دارد می‌توان گفت، دلیل اصلی آن انتقال بار الکتریکی تجهیزات برقی توسط این سیم است.
دلایل اهمیت ارتینگ چیست؟
ارتینگ (Earthing) یا همان زمین کردن، به معنای اتصال یک قطعه الکتریکی به زمین است. این کار باعث می‌شود که هرگونه جریان الکتریکی اضافی درون قطعه الکتریکی، به دلیل عدم تجمع درون قطعه، به زمین منتقل شود و این فرآیند به مانند تخلیه ایمن یک باتری الکتریکی است.
ارتینگ در ساختمان‌ها، ماشین‌آلات و دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی بسیار مهم است. یکی از مهم‌ترین دلایل اینکه ارتینگ بسیار اهمیت دارد، این است که به‌عنوان یکی از روش‌های ایمنی الکتریکی در ساختمان‌ها عمل می‌کند. ازاین‌رو برای جلوگیری از حوادث ناشی از برق‌گرفتگی، نوسان و نشت برق، حتماً باید از ارتینگ استفاده کرد.
ارتینگ از انسان در برابر جریان اتصال کوتاه، نوسانات ولتاژ بالا و تخلیه صاعقه محافظت می‌کند و آسان‌ترین مسیر را برای جریان اتصال کوتاه حتی پس از شکست عایق فراهم می‌کند. همچنین با کاهش نویز الکترومغناطیسی و بهبود کیفیت سیگنال‌های الکترونیکی، ارتینگ وظیفه مهمی را در بهبود عملکرد تجهیزات الکترونیکی و کامپیوتری ساختمان‌ها و ماشین‌آلات ایفا می‌کند. در کل، ارتینگ برای حفظ سلامت و امنیت دستگاه‌های الکتریکی ضروری است.
نظرات کاربران