تحریریه تسلاکالا
انواع سیستم ارت و اتصال به زمین
شاید برای شما هم پیش آماده باشد که با لمس یک وسیله الکتریکی معیوب دچار شوک الکتریکی شوید. در واقع الکتریسیته ممکن است از بدن شما به‌عنوان مسیری از سیم فاز به زمین استفاده کند و شما دچار برق‌گرفتگی و شوک شوید. در این مقاله می‌خواهیم به انواع سیستم ارت و اتصال زمین بپردازیم. برق‌گرفتگی، اثر سوء برق روی سیستم بدن انسان است؛ به‌طوری‌که می‌دانیم فرمان‌ها برای حرکات عضلات بدن، از مغز به‌وسیله جریان‌های برقی بسیار ضعیف از طریق سلسله اعصاب به عضلات مخابره می‌شود.
جریان‌های برق از خارج بدن روی اعصاب اثرگذارند و موجب حرکات ناگهانی و بسیار شدید عضلانی می‌شود که برق‌گرفتگی یا شوک می‌نامند و ممکن است کار قسمت‌های مختلفی از بدن را به طور موقت یا دائم متوقف کند.
سیستم ارت یا ارتینگ برای محافظت از شما در برابر شوک الکتریکی و برق‌گرفتگی استفاده می‌شود. شبکه ارت این کار را با ایجاد یک مسیر (یک هادی جریان محافظ) برای عبور جریان مشکل‌دار به زمین انجام می‌دهد. همچنین باعث می‌شود دستگاه محافظ (اعم از قطع‌کننده مدار یا فیوز) مسیر جریان الکتریکی را به مداری که دارای خطا است قطع کند. در ادامه توضیحات بیشتری از سیستم ارتینگ داریم.
ارتینگ یا ارتینگ الکتریکی چیست؟
برق موجود در سیستم سیم‌کشی خانه شامل الکترون‌هایی است که از سیم‌های هادی جریان جاری می‌شوند و این برق همیشه در جستجوی کوتاه‌ترین راه ممکن برای بازگشت به زمین است. به همین دلیل است که اگر سیم ارت داشته باشد، اتصال به زمین به سیستم برق شما مسیر مستقیمی به زمین می‌دهد و از جریان‌یافتن برق در مسیر دیگر و شوک الکتریکی احتمالی آن جلوگیری می‌کند.
اتصال قطعات فلزی (رسانا) دستگاه یا تأسیسات الکتریکی به زمین (زمین) را ارتینگ یا اتصال به زمین یا سیستم ارت می‌نامند. به‌عبارت‌دیگر، اتصال قطعات فلزی ماشین‌آلات و دستگاه‌های الکتریکی که بدنه فلزی قابل‌لمس دارند به صفحه ارت یا الکترود ارت (که در زمین مرطوب مدفون است) از طریق یک سیم هادی ضخیم (که مقاومت بسیار کمی دارد) به‌منظور ایمنی به‌عنوان ارتینگ یا اتصال به زمین شناخته می‌شود.
در واقع سیستم ارت را می‌توان به‌عنوان اتصال نقطه خنثی یک منبع تغذیه به زمین به‌منظور جلوگیری یا به‌حداقل‌رساندن خطر در هنگام تخلیه انرژی الکتریکی نامید.
چرا ارتینگ مهم است؟
هدف اصلی سیستم ارتینگ کاهش احتمال خطرات برق‌گرفتگی و حوادث احتمالی همچون آتش‌سوزی در ساختمان‌ها است. عوامل متعددی می‌توانند سبب ایجاد حوادثی ازاین‌دست شوند. بدنه بسیاری از وسایل برقی فلزی بوده و خرابی و اتصال کوتاه، مسیر برق روی بدنه وسیله برقی می‌تواند منجر به برق‌گرفتگی جدی شود. همچنین ایجاد بار الکتریکی ساکن روی وسیله برقی و تخلیه یک‌باره آن به بدن شخص در اثر تماس با قسمت فلزی وسیله برقی مورد دیگری است که می‌تواند منجر به شوک الکتریکی در فرد شود. در موارد دیگر و ایجاد یک اتصال کوتاه، حادثه جدی‌تری همچون آتش‌سوزی در محل را ممکن است به دنبال داشته باشد. حضور ارتینگ و اجرای صحیح آن در ساختمان‌ها سبب می‌شود بار اضافی جریان از مسیر مناسب به زمین تخلیه شود و از حوادث احتمالی آن جلوگیری شود.
ضرورت‌های فنی ایجاد سیستم ارتینگ در ساختمان چیست؟
در قسمت قبل در مورد اینکه سیستم ارتینگ چیست و چه کاربردی دارد صحبت کردیم. اکنون قصد داریم تعدادی از مهم‌ترین اهدافی را که سیستم اتصال به زمین برای آنها انجام می‌شود فهرست کنیم:
- محافظت در برابر بار اضافی الکتریکی
اغلب ما ممکن است در فصل بارندگی در معرض رعدوبرق قرار بگیریم. چنین رویدادهایی می‌توانند جریان برق بسیار خطرناکی تولید کنند که به وسایل خانه ما مانند تلویزیون، ماشین لباسشویی، یخچال و غیره آسیب می‌رساند. اگر در چنین مواقعی از سیستم ارت به‌درستی استفاده کنیم، برق اضافی بدون اینکه آسیبی به دستگاه وارد شود، مستقیماً به زمین می‌رود و دستگاه ما سالم می‌ماند.
- سطوح ولتاژ را تثبیت می‌کند
هنگامی که در خانه، سیستم الکتریکی به‌صورت صحیح راه‌اندازی شود، توزیع برق مناسب در مکان‌های مختلف را برای شما آسان می‌کند. این موضوع باعث می‌شود که سیستم سیم‌کشی برق خانه در هر زمان اضافه‌بار نداشته باشد. سیستم ارت را می‌توان به‌عنوان یک نقطه مرجع مشترک برای منبع ولتاژ به‌منظور ایجادی سطح ولتاژ پایدار در سراسر سیستم الکتریکی در نظر گرفت.
- زمین با کمترین مقاومت رفتار می‌کند
اهمیت و دلیل اصلی اینکه چرا باید یک وسیله برقی را در خانه یا محل کار خود به ارت وصل کنیم این است که زمین رسانایی عالی است که هر نوع برق اضافی را با حداقل مقاومت عبور می‌دهد.
- از آسیب‌های جدی و مرگ جلوگیری می‌کند
هنگامی که سیستم ارتینگ الکتریکی را در خانه یا محل کار خود پیاده نمی‌کنید، دستگاه و جان خود را به خطر می‌اندازید. وقتی برق زیاد از هر وسیله‌ای عبور می‌کند، یا می‌سوزد یا آسیب جدی و غیرقابل‌تعمیر می‌بیند. از طرفی عبور بیش از حد جریان می‌تواند منجر به آتش‌سوزی شود و منجر به آسیب به اموال و زندگی شود.
انواع سیستم ارت و اتصال زمین
در حالت کلی سه نوع اصلی سیستم ارتینگ مورداستفاده هستند که شامل سیستم TT، IT و TN بوده و سیستم TN به TN-C، TN-S و TN-C-S تقسیم می‌شود؛ بنابراین 5 نوع سیستم ارتینگ رایج در سراسر جهان وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.
در مورد نام‌گذاری قابل‌ذکر است که برای حرف اول، T نشان می‌دهد که نقطه شروع منبع به طور مستقیم به زمین متصل است که معمولاً در مکانی بسیار نزدیک به سیم‌پیچ است.
برای حروف دوم، T نشان می‌دهد که مصرف‌کننده مستقل از روش ارت منبع به طور جامد ارت کرده است.
N بیانگر این است که یک کنداکتور امپدانس کم از اتصال زمین در منبع گرفته می‌شود و مستقیماً برای هدف خاص ارت کردن تجهیزات مصرف‌کننده هدایت می‌شود.
S نشان می‌دهد که کنداکتور خنثی که از منبع هدایت می‌شود از هادی ارت حفاظتی جدا است که از منبع نیز هدایت می‌شود. این بدان معناست که پنج هادی باید برای مصرف‌کننده سه‌فاز هدایت شوند.
C نشان می‌دهد که کنداکتور خنثی و کنداکتور ارت محافظ، یک کنداکتور هستند. این بدان معناست که برای مصرف‌کننده سه‌فاز باید چهار کنداکتور مسیریابی شود.
- سیستم ارتینگ TT
یک نقطه به‌صورت مستقیم به زمین متصل می‌شود. الکترودهای زمین متصل به قطعات رسانا فاقد پوشش، مستقل از الکترودهای زمین سیستم قدرت هستند.
- سیستم ارتینگ IT
تمام بخش‌های حامل جریان از زمین جدا می‌شود، یا یک نقطه از طریق امپدانس یا مقاومت القایی به زمین متصل می‌شود. قطعات رسانا بدون پوشش به‌طور مستقل، جمعی یا به‌صورت مستقل به زمین متصل می‌شوند.
- سیستم ارتینگ TN-S
یک کنداکتور محافظ جداگانه در سراسر سیستم استفاده می‌شود.
- سیستم ارتینگ TN-C
یک کنداکتور واحد برای عملکردهای خنثی و حفاظتی در سراسر سیستم استفاده می‌شود.
- سیستم ارت TN-C-S
کنداکتور واحد برای عملکردهای خنثی و حفاظتی در بخشی از سیستم استفاده می‌شود.
سیستم ارت و اتصال زمین از چه اجزایی تشکیل می‌شود؟
شبکه اتصال به زمین ساده معمولاً از یک هادی زمین، یک اتصال‌دهنده هادی جریان، الکترود اتصال به زمین (معمولاً یک سیستم میله یا شبکه) و خاک در تماس با الکترود تشکیل می‌شود. اتصال با زمین می‌تواند یک میله مسی ساده تا شبکه‌های پیچیده متشکل از چندین میله متصل به شبکه سیمی، تا انواع دیگر سیستم‌های زمین که شامل صفحات، بتن، مواد شیمیایی و تقویت‌کننده‌های رسانایی خاک، متغیر باشد.
میله معمولاً از مس، فولاد ضدزنگ و سایر فلزات بسیار رسانا، یا به‌صورت آلیاژ ترکیبی ساخته می‌شود. ترکیب، اندازه و طول میله (همراه با ویژگی‌های خاک محلی) کارایی سیستم ارتینگ را تعیین می‌کند.
اجرای شبکه سیستم ارت و اتصال زمین
عوامل متعددی در عملکرد سیستم ارت تأثیرگذار است که شامل قطر، جنس و طول میله می‌شود. البته باید توجه داشت این روابط خطی نیستند؛ به‌عنوان‌مثال افزایش قطر الکترود اتصال به زمین باعث کاهش قابل‌توجه مقاومت آن نمی‌شود. به‌طوری که دوبرابر کردن قطر، مقاومت را کمتر از 10٪ کاهش می‌دهد. بااین‌حال، راندن میله ارت به عمق زمین باعث کاهش قابل‌ملاحظه مقاومت می‌شود. به‌عنوان یک قاعده کلی، دوبرابر کردن عمقی که میله در زمین رانده می‌شود، مقاومت آن را تا 40٪ کاهش می‌دهد. هر چند این کار نیز این محدودیت‌های عملی خود را دارد.
در انواع پیچیده‌تر سیستم ارتینگ که به آن سیستم زمین عمقی نیز گفته می‌شود یک چاه ارت حفر شده و صفحه‌ای در کف آن کار گذاشته می‌شود. صفحات معمولاً از جنس مس هستند و با ابعاد 40*40 برای مناطق مرطوب، 50*5 برای مناطق نیمه‌مرطوب و 70*70 برای مناطق خشک قابل‌دسترس هستند.
ضخامت این صفحات از 30 تا 50 میلی‌متر متغیر است که با افزایش ضخامت و ابعاد صفحه میزان عمق چاه نیز بالاتر می‌رود. از طرفی میزان رسانش چاه نیز بیشتر خواهد شد.
به‌منظور کاهش مقاومت خاک از مواد کاهنده درون چاه ارت استفاده می‌شود که عمدتاً شامل بتونی است. همچنین یک لوله پولیکا نیز برای آبیاری و تنظیم میزان رطوبت خاک چاه ارت در آن کارگزاری می‌شود و بقیه چاه معمولاً با خاک رس پر می‌شود.
هزینه‌های اجرای سیستم ارت و اتصال زمین چقدر است؟
اجرای سیستم ارتینگ در ساختمان‌ها شامل هزینه‌های مختلفی است که هزینه‌های اجرا و قطعات را شامل می‌شود. اگر سیستم ارت از نوع سطحی و میله‌ای باشد، بیشترین هزینه مربوط به میله ارت خواهد بود. این میله‌ها در طول 5/1 یا 3 متری عرضه می‌شود و دارای قطر و جنس مختلفی هستند. گران‌ترین نوع میله‌ها میله‌های مسی هستند که قطر 20 میلی‌متری با طول 5/1 متری که به علت نوسانات قیمت متفاوت است.
در سیستم ارتینگ متشکل از چاه که برای ساختمان‌های چندطبقه و بلند اجرا می‌شود نیز بیشترین هزینه مربوط به صفحه مسی است. صفحه مسی باتوجه‌به ضخامت، میزان خلوص مس و ابعاد صفحه قیمت متغیری دارند.
این فاکتور در کنار قیمت سایر قطعات و جنس خاک منطقه از عوامل تأثیرگذار در هزینه ایجاد یک چاه ارت هستند. هزینه کلی اجرای چاه ارت با تمامی مصالح باتوجه‌به نوسانات قیمت متفاوت است.
در آخر
سیستم ارتینگ از ملزومات ایمنی سیستم‌های الکتریکی ساختمان‌های امروزی است؛ به‌طوری که از الزامات پایان کار در احداث ساختمان نیز به‌حساب می‌آید و یکی از سرفصل‌های استاندارد الکتریکی ساختمان است. اهمیت وجود سیستم ارت برای حفظ ایمنی و جلوگیری از حوادث مرتبط با شبکه برق و وسایل الکتریکی برقی به‌خصوص حوادث مرتبط با صاعقه در ساختمان‌های بلندمرتبه مشخص است؛ لذا در صورت امکان در ساختمان‌های قدیمی نیز باید اجرا شود. فاکتورهای بسیاری در هزینه سیستم ارتینگ ساختمان مؤثر است که در توضیحات به آن اشاره شد.
شما می‌توانید با مراجعه به بخش فروشگاه تسلا کالا می‌توانید از قیمت روزانه این قطعات آگاه شوید و در صورت نیاز به پشتیبانی تماس بگیرید.
