سیستم ارتینگ از مفاهیم قدیمی و مهم در ساختمان است که برای ایمنی بیشتر اجرای آن ضروری است. در مقاله چاه ارت – بررسی لوازم، انواع و روش اجرا به بررسی کلی ارتینگ و مفاهیم مرتبط با آن پرداخته بودیم. در این مقاله، به بررسی راهکارهای مدرن برای بهبود متد اجرای چاه ارت الکتریکی در صنعت برق و الکترونیک پرداخته‌ایم. با توجه به اینکه این فرآیند باید با دقت و به درستی انجام شود، شرکت‌های صنعت برق و الکترونیک به دنبال بهبود متدهای استخراج ازجمله متدهای اجرای چاه ارت الکتریکی هستند. در شکل زیر یک نقشه شماتیک چاه ارت اجرا شده در ایران را مشاهده می‌کنید.
ما در این مقاله به تحلیل مختصری از مفاهیم اصلی چاه ارت الکتریکی، بررسی مزایای و معایب متد اجرای چاه ارت الکتریکی با استفاده از دستگاه‌های مختلف، استفاده از فناوری‌های جدید برای بهبود فرآیند اجرای چاه ارت الکتریکی و بررسی روش‌های پیشرفته کنترل کیفیت در اجرای چاه ارت الکتریکی می‌پردازیم. از طریق بررسی مفاهیم تئوری و کاربردی، این مقاله به شما کمک خواهد کرد تا با روش‌های مدرن اجرای چاه ارت الکتریکی در صنعت برق و الکترونیک با بهره‌وری بیشتر آشنا شوید.
1- تشک ارتینگ (Earthing Mat)
تشک ارتینگ، یک وسیله مؤثر در صنعت الکترونیک است که برای کاهش نویز الکتریکی و افزایش ایمنی در برابر صاعقه الکتریکی استفاده می‌شود. یک نوع وسیله ورقه‌ای فلزی با روکش لاستیکی و عایقی که به انواع دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی وصل شده و امکان ارت کردن مطلوب را فراهم می‌کند.
هدف اصلی استفاده از تشک ارتینگ، حفاظت از دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی در برابر ضربه صاعقه و کنترل خطرات احتمالی مربوط به نویز الکتریکی، برق گرفتگی، شوک الکتریکی و… است. با استفاده از تشک ارتینگ، انتقال سریع و ایمن ولتاژ و جریان الکتریکی از دستگاه الکترونیکی به زمین برقرار می‌شود و این باعث کاهش خطرات احتمالی برای کاربر و کاهش خرابی و خطرات برای دستگاه الکترونیکی و الکتریکی می‌شود.
تشک ارتینگ با اتصال تعدادی میله از طریق هادی‌های مسی ساخته شده که می‌تواند مقاومت کلی زمین را کاهش دهد. چنین سیستمی به محدود کردن پتانسیل زمین کمک می‌کند. تشک ارت بیشتر در مکانی استفاده می‌شود که جریان خطای بزرگ در آن اتفاق می‌افتد. هنگام طراحی تشک زمین، مراحل زیر در نظر گرفته می‌شود:
- در شرایط خطا، ولتاژ بین زمین و سطح زمین نباید برای شخصی که ممکن است سطح رسانای غیر حامل جریان سیستم الکتریکی را لمس کند، خطرناک باشد.
- جریان خطای بدون وقفه‌ای که ممکن است به تشک ارتینگ جریان یابد باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند رله محافظ را به کار بیندازد. مقاومت زمین کم است تا جریان خطا از آن عبور کند. مقاومت تشک نباید به اندازه‌ای باشد که اجازه عبور جریان کشنده را بدهد.
- طراحی تشک زمین باید به گونه‌ای باشد که ولتاژ پله کمتر از مقدار مجاز باشد و به مقاومت خاک و خطای مورد نیاز برای جداسازی نیروگاه معیوب از سیستم زنده بستگی دارد.
2- الکترود ارتینگ (Earthing Electrode)
الکترود ارتینگ، نوعی از الکترودهایی است که به منظور افزایش ایمنی در برابر ضربه صاعقه و شوک الکتریکی استفاده می‌شود. این الکترودها عمدتاً برای به حداقل رساندن خطرات احتمالی ارت، پایین آوردن ولتاژ و حفاظت از دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی در برابر فعالیت‌های نویزی استفاده می‌شوند.
الکترود ارتینگ معمولاً از جنس فلزات مسی، آلومینیومی، فولادی یا ترکیبی از این‌ها تولید می‌شود. الکترود ارتینگ در ساختمان‌ها، قطعات برقی و الکترونیکی، تجهیزات وسایل نقلیه و سایر بخش‌های صنعتی استفاده می‌شود. این الکترودها معمولاً با استفاده از سیم‌های مناسب به یک پایه یا به زمین متصل می‌شوند.
در این نوع ارتینگ هر سیم، میله، لوله، صفحه یا دسته هادی که به صورت افقی یا عمودی در زمین قرار می‌گیرد. در سیستم‌های توزیع، الکترود زمین ممکن است از یک میله به طول حدود ۱ متر تشکیل شده باشد که به صورت عمودی به داخل زمین هدایت می‌شود. در پست‌های مولد، به جای میله‌های جداگانه، از تشک زمین استفاده می‌شود.
مزیت استفاده از الکترود ارتینگ، جلوگیری از بروز خطرات احتمالی نویزی و شوک الکتریکی و درنتیجه کاهش خرابی و خطرات دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی است. استفاده از الکترود ارتینگ در طراحی و ساخت ساختمان‌ها، تأسیسات برقی، تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی، وسایل نقلیه و هر مکان پرخطری است که قرار است از دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی بازیابی شود.
3- ارتینگ لوله (Pipe Earthing)
ارتینگ لوله (Pipe Earthing)، یکی از روش‌های استفاده شده جهت اجرای ارتینگ دستگاه‌های الکتریکی و جلوگیری از بروز خطرات احتمالی شوک الکتریکی و فعالیت‌های نویزی است. در این روش از یک لوله Metal مانند یک لوله چدن یا مس به عنوان ارتینگ لوله استفاده می‌شود. این لوله به ژئوتکستایل بندی و اتصال به نوار زمین متصل می‌شود. سپس این لوله به داخل زمین فرو می‌شود و در عملیات آماده سازی و اجرای ارت، دستگاه الکترونیکی و الکتریکی به لوله متصل می‌شود.
دستگاه‌های الکتریکی همواره در معرض خطراتی مانند برق گرفتگی، شوک الکتریکی و زیان‌های جانبی قرار می‌گیرند، به همین دلیل ارت کردن، شدیداً توصیه می‌شود. به طور معمول اندازه لوله برای ارتینگ قطر ۴۰ میلی‌متر و طول آن برای خاک معمولی ۲.۵ متر و در صورت خاک خشک و سنگی دارای طول بیشتر است. عمقی که لوله باید در آن دفن شود به رطوبت زمین بستگی دارد.
لوله در ۳.۷۵ متری زمین قرار می‌گیرد. ته لوله با قطعات کوچک کک یا زغال چوب در فاصله حدود ۱۵ سانتی‌متر احاطه شده است. لایه‌های جایگزین کک و نمک به ترتیب برای افزایش سطح مؤثر زمین و کاهش مقاومت زمین استفاده می‌شود. لوله دیگری به قطر ۱۹ میلی‌متر و حداقل طول ۱.۲۵ متر در بالای لوله GI از طریق سوکت کاهنده متصل می‌شود.
این متد چاه ارت، باعث شکل‌گیری یک مسیر یکپارچه و بدون تداخل برای جریان‌های الکتریکی به زمین می‌شود که موجب پایداری سیستم و کاهش احتمال خطرات در رابطه با شوک الکتریکی می‌شود. از آنجا که لوله، منبع مستقلی برای ارت کردن محسوب می‌شود، این روش مناسب برای زمین‌های خشک و مناطقی با خاک نسبتاً بیشتر است.
در کل، استفاده از ارتینگ لوله به عنوان یک روش مؤثر و ارزان برای جلوگیری از خطرات شوک الکتریکی و نویزهای الکتریکی است. به همین دلیل رایج‌ترین و بهترین سیستم ارت در مقایسه با سایر سیستم‌های مناسب برای شرایط زمین و رطوبت یکسان است.
4- ارتینگ صفحه‌ای (Plate Earthing)
ارتینگ صفحه‌ای نیز به‌عنوان یکی از انواع چاه ارت و جلوگیری از خطرات شوک الکتریکی مطرح است. در این روش از یک صفحه Metal به‌عنوان مبدأ استفاده می‌شود که به ژئوتکستایل بندی و اتصال به نوار زمین متصل می‌شود. پس از نصب صفحه، با کندانسور با ولتاژ بالا ارت سنجی انجام می‌شود و در صورتی که نتایج ارت سنجی قابل قبول باشد، دستگاه الکترونیکی به صفحه متصل می‌شود.
مانند ارتینگ لوله، در این روش نیز یک مسیر یکپارچه و بدون تداخل برای جریان‌های الکتریکی به زمین می‌شود که باعث پایداری سیستم و کاهش احتمال خطرات شوک الکتریکی می‌شود. در مقایسه با ارتینگ لوله، استفاده از صفحه برای ارتینگ، در مناطقی با خاک مرطوب و همچنین الکترودهای گسترده‌تر مناسب است. علاوه بر این، به دلیل اینکه صفحه ارتینگ نیاز به پایه‌های محکمی برای پشتیبانی از وزن آن دارد، فعالیتی در زیرزمین عمیق‌تر و به مراتب سخت‌تر از ارتینگ لوله دارد.
در کل، استفاده از ارتینگ صفحه‌ای یک روش مؤثر برای ارت کردن دستگاه‌های الکتریکی و جلوگیری از خطرات شوک الکتریکی است. می‌توان آن را در مناطقی با خاک مرطوب و الکترودهای گسترده‌تر اعمال کرد.
در ارتینگ صفحه‌ای یک صفحه ارتینگ مسی به ابعاد ۶۰cm×۶۰cm×۳m یا از آهن گالوانیزه به ابعاد ۶۰cm×۶۰cm×۶mm به صورت عمودی در عمق حداقل ۳ متر از سطح زمین در زمین دفن می‌شود. صفحه ارت در لایه‌های کمکی نمک با حداقل ضخامت ۱۵ سانتی‌متر قرار می‌گیرد. سیم ارت (GI یا سیم مسی) با کمک مهره یا پیچ و مهره به صفحه ارت محکم می‌شود. ورق مسی و سیم مسی معمولاً به دلیل هزینه بالاتر برای اهداف اتصال به زمین استفاده نمی‌شوند.
5- ارتینگ از طریق شبکه آب (Earthing Through Water Mains)
ارتینگ از طریق شبکه آب (Earthing Through Water Mains)، یک روش دیگر برای اجرای چاه است که در این روش از شبکه آب به عنوان نقطه ارت استفاده می‌شود. این شبکه آب در نزدیکی دستگاه الکتریکی وجود دارد و با استفاده از یک کانکشن مناسب به کانال شبکه آب متصل می‌شود.
این روش از نظر اقتصادی و عملکردی، از روش‌های دیگر ارتی مثل Pipe Earthing و Plate Earthing ساده‌تر است، زیرا نیازی به نصب زمین‌های خاص ندارد و از شبکه آب موجود در محل استفاده استفاده می‌شود. همچنین این روش به عنوان یک روش دوگانه و سودمند به همراه خدمات آب، مورد استفاده در بیشتر موارد شهری قرار می‌گیرد.
به طور کلی، استفاده از ارتینگ از طریق شبکه آب یک روش ساده، اقتصادی و کارآمد برای ارت کردن دستگاه‌های الکتریکی و جلوگیری از خطرات شوک الکتریکی است. با این حال، با توجه به اینکه در شبکه آب ممکن است جریان‌های غیر مطلوبی وجود داشته باشد، پیشنهاد می‌شود فقط در صورتی استفاده شود که دستگاه‌های الکتریکی به صورت منفصل از شبکه آب نصب شده باشند.
نظرات کاربران