معایب ارت الکترونیکی

سیستم ارتینگ برای انتقال جریان خطای بالا به زمین و ارائه یک سیستم ایمنی برای افراد مشغول به کار یا ساکن در نزدیک تاسیسات سیستم های قدرت طراحی خواهد شد. سیستم ارتینگ به این معنی است  که هر زمانی که تجهیزات و وسایل برقی خراب و دچار مشکل باشند، جریان الکتریکی که وارد آن می شود، وظیفه دارد جریان را به زمین انتقال دهد و از برق گرفتگی جلوگیری کند. سیستم ارتینگ شامل چاه و سیم اتصال به چاه است. اگر می خواهید بیشتر بدانید که سیستم ارتینگ چیست و انواع آن کدامند و اهداف سیستم ارتینگ یا همان اتصال به زمین چیست و ارتینگ چگونه راه اندازی میشود در ادامه  با ما همراه باشید.

مزیت‌های اجرای سیستم های ارتینگ

اجرای سیستم‌های ارت می‌تواند اهداف مختلفی داشته باشد که از جمله آن‌ها می توان به حفاظت از افراد و دستگاه‌ها، اضافه ولتاژهایی که در بدنه تولید شده و موجب آسیب دیدن دستگاه و افراد میگردد، ولتاژهای فراوان و خطرناکی که از برخورد صاعقه با دکل های مهاری ناشی می‌شود و… که باید آن‌ها را خنثی کرد اشاره نمود. از این رو استفاده و نصب سیستم‌های ارتینگ در ساختمان‌های مختلف کاملا واجب و ضروری است. از مهم‌ترین اهداف اجرای سیستم‌های ارتینگ می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• ایمنی و حفاظت نمودن از جان انسان
• جلوگیری نمودن از ولتاژ تماسی
• حذف نمودن ولتاژهای اضافی
• اطمینان نمودن از امکان کار الکتریکی
• فراهم نمودن شرایط ایده آل به منظور کار
• ایمنی و محافظت نمودن از وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
• ممانعت نمودن از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
• کاهش افت ولتاژ و توان به علت عدم تعادل بار در سیستم

معنی ارتینگ چیست؟

اگر بخواهیم از ارتینگ یک تعریف مناسب داشته باشیم می‌توانیم بگوییم ارتینگ یعنی انتقال و تخلیه سریع انرژی الکتریکی به زمین با استفاده از یک مسیر مقاومت پایین. یک سیستم ارتینگ در سیستم های صنعتی اهداف مختلفی را دنبال می‌کند: ارتینگ در واقع مسیر امپدانس پایین را برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم‌های فشار ضعیف در شرایط بروز خطا فراهم می‌کند. همچنین ارتینگ به ما اطمینان می‎دهد که پرسنل و ساکنین در اثر یک خطای نامشخص در معرض ولتاژ نا ایمن قرار نمی‌گیرند. یکی از اهداف بسیار مهم سیستم ارتینگ مطابقت با الزامات سازگاری الکترومغناطیسی است. در واقع برای جلوگیری از ایجاد نویز بروی سیگنال ها، استفاده از یک ارت مناسب الزامی می‌باشد.

اهداف راه اندازی سیستم ارتینگ یا همان سیستم اتصال به زمین

ما در یا همان سیستم اتصال به زمین دو هدف عمده را دنبال می‌کنیم: ایمنی افرادی که از شبکه برق استفاده می‌کنند. کارکرد صحیح تجهیزات الکتریکی در این مقاله قصد داریم مبحث بسیار مهم سیستم ارتینگ در حوزه جریان ضعیف، فشار ضعیف، فشار متوسط و فشارقوی را بصورت کاملا کاربردی برای شما مورد بررسی قرار بدهیم. از بُعد ایمنی برای حفاظت از جان افراد، ما از سیستم اتصال به زمین استفاده خواهیم نمود. باید به دو نکته مهم در این بحث اشاره نمود که یک انسان معمولی تا چه اندازه تحمل عبور جریان را دارد؟

اتصال زمین (ارت) الکتریکی چیست؟

در اتصال زمین ارت الکتریکی هدف اصلی صحیح کار کردن دستگاه های الکتریکی میباشد. مثلا مرکز ستاره ترانسفورماتور و ژنراتور در پست و همچنین نیروگاه نیاز است که اتصال به زمین گردند. در غیر اینصورت هرگز نباید از سیم ارت به عنوان هادی برگشت استفاده نمود. از این رو نیاز است که برای ایمنی افراد و دستگاه‌های الکتریکی اتصال به زمین ( سیستم ارتینگ ) صورت گیرد. در در مورد الزامات سیستم ارتینگ پرداخته شده است.

در اتصال زمین (ارت) محافظتی ایمنی افراد که مشغول به کار با دستگاه های الکتریکی هستند و همچنین ایمنی خود تجهیز الکتریکی هدف اصلی است. گاهی اوقات هنگامی که در آشپزخانه به بدنه فلزی ماشین لباسشویی یا یخچال دست می زنید دچار برق گرفتگی ناچیزی خواهید شد که می تواند ناشی از نشتی جریان و خاصیت میدان مغناطیسی دستگاه باشد که موجب میشود بدنه فلزی دستگاه باردار شود  و به محض تماس دست با آن این جریان نشتی به بدن فرد وارد می شود و از پا خارج میگردد و به این ترتیب فرد دچار برق گرفتگی جزئی خواهد شد.

روش اجرای سیستم ارتینگ

روش اجرای سیستم ارتینگ به دو صورت می باشد: در اجرای این سیستم از سطح زمین با عمق 80 سانتی متر استفاده می کنند. چه زمانی از روش اجرای سیستم ارتینگ به روش سطحی استفاده می کنیم؟ زمانی که امکان ایجاد حفاری عمیق وجود نداشته باشد، بلندی محوطه سایت کم باشد، فاصله بین دکل مهاری g45 چهار وجهی تا سایت فاصله بسیار طولانی باشد، فضای لازم برای حفاری وجود داشته باشد و همچنین در شهرهایی که  ارتفاع از سطح دریا پایین باشد . سیستم زمین به روش عمقی در اجرای این سیستم از چاه برای ارت استفاده می کنند که معمولا از این روش برای سیستم ارتینگ استفاده می کنند و باید در جاهایی که دارای بیشترین دسترسی به آب و رطوبت است استفاده شود.

مبحث ایمنی تجهیزات در سیستم ارتینگ:

در سیستم‌های برقرسانی در صورت وقوع اتصالی، ولتاژی که روی بدنه تجهیزات قرار می‌گیرد ممکن است بیش از ولتاژ تحمل عایق بندی آن باشد، سیستم اتصال به زمین در واقع باعث کاهش ولتاژ بروی بدنه تجهیزات میشود. سوال؟ در برق گرفتگی ولتاژ دارای اهمیت است یا جریان؟ هر دو در برق گرفتگی موثر هستند. تا حد ممکن شینه به دستگاه نزدیک باشد. شینه ها باید با دیوار ساختمان ایزوله گردد. قطر شینه در حالت کل بستگی به تعداد انشعابات دارد. میله برقگیر در بالاترین نقطه دکل قرار گیرد وهمه تجهیزات را تحت پوشش خود قرار دهد.

استاندارهای سیستم های الکتریکی از نظر ایمنی:

سیستم TN به دلیل سادگی و هزینه مناسب در کشور ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد و استفاده از سایر سیستم ها مانند TT و IT بدلیل وجود شرایط خاص و نبود شرایط اجرای آن بصورت عام ممنوع می‌باشد، مگر در مکان های خاص، مانند تاسیسات بیمارستانی و اتاق عمل از سیستم IT برای ایمنی بیشتر استفاده می‌شود. در مورد سیستم TT استفاده از RCB با کلید حفاظتی جریان باقیمانده الزامی ‌باشد و همچنین در سیستم IT استفاده از وسایل کنترل عایق بندی الزامی ‌می‌باشد. همین عوامل باعث خواهد شد سیستم هایی به مانند TT و IT به نسبت سیستم TN گرانتر و پیچیده تر باشد.

به عنوان مثال اگر فرض کنیم قیمت یک کلید مینیاتوری در یک سیستم n , TN تومان باشد در سیستم IT به دلیل اینکه ما باید از سیستم RCB استفاده کنیم این قیمت حداقل پنچ برابر یا حتی بیشتر از تهیه یک عدد کلید مینیاتوری خواهد بود و این خود یکی از مهمترین مسائلی می‌باشد که در بحث انتخاب سیستم ها باید رعایت شود. استفاده از سیستمهای IT و TT به جز در موارد خاص و با تائید مقامات دارای صلاحیت ممنوع می‌باشد معرفی سیستم  TN در سیستم اتصال به زمین متناسب با سیستم IEC از دو حرف به عنوان حروف اصلی استفاده می‌شود. حرف اول نشان دهنده نحوه اتصال یک نقطه از سیستم به زمین می‌باشد و حرف دوم نحوه اتصال بدنه‌های هادی به زمین را نمایش می‌دهد. یعنی از نظر IEC، نه تنها اتصال یک نقطه از سیستم به زمین اهمیت دارد بلکه نحوه اتصال بدنه‌های هادی به زمین نیز باید مشخص باشد.

بر این اساس سیستم ها همانطور که در بالا نیز به آن اشاره شد سیستم TN به زیر شاخه های TN-C,TN-S,TN_C_ تقسیم بندی خواهد شد. معرفی سیستم  TN-C در سیستم ارتینگ در این سیستم یک نقطه از سیستم به زمین متصل خواهد شد که معمولا مرکز ستاره ترانسفورماتور یا نول سیستم را به زمین متصل خواهند نمود. همچنین حرف دوم نشان هنده این موضوع است که بدنه‌های هادی تجهیزات در سیستم TN از طریق هادی نول به زمین متصل خواهند شد. به بیان ساده‌تر حرف اول یعنی حرف T به این عبارت اشاره دارد که ما نول را به زمین متصل نموده ایم، اتصال به زمین با یک با یک الکترودی انجام می‌شود به نام الکترود زمین که ما به عنوان چاه ارت می‌شناسیم.

اجرای سیستم ارتینگ به روش عمقی شامل چه مراحلی می باشد؟

عمق باید بین 4 تا 8 متر باشد و قطر آن 80 سانتیمتر باشد. در زمین هایی که مقاومت بیشتری دارند عمق کمتری کنده می شود و در مقابل زمین هایی که دارای مقاومت کمتری هستند  عمق بیشتری باید کنده شود. اتصال سیم به صفحه مسی باید از طریق جوش حتما صورت گیرد. برای جوش دادن به یكدیگر از جوش برنج یا نقره استفاده کنید. نباید سیم به صفحه مسی از طریق بست یا دوختن به صفحه مسی انجام گیرد. حفر چاه ارت  برای حفر چاه ارت بهترین و مناسب ترین مکان را انتخاب کنید. شیاری به عمق 60 سانتیمتر برای انتقال سیم ها از چاه به ارت می باشد. سیم ها بهتر است مسیر مستقیم و بدون پیچ باشد. لازم به ذکر است که اگر مسیر دوتا سیم به دکل های اینترنتی مشترک است سیم دوم حتما باید ایزوله شود. پر نمودن چاه ارت پر کردن چاه حتما باید با خاک نرم و کشاورزی پر شود.

مقاومتی که چاه ارت یا الکترود ارت با زمین برقرار می‌کند با Rb نمایش می‌دهیم، همچنین بدنه تجهیزات از طریق هادی نول به ارت متصل خواهد شد هادی که هر دو کار عبور جریان الکتریکی (یعنی نقش نول) و همچنین ارت را ایفا می‌کند به نام هادی مشترک حفاظتی خنثی شناخته می‌شود. این سیستم را که یک های مشترک دارد، سیستم TN-C نامیده می‌شود. حرف C در واقع نشان دهنده حرف اول کلمه Common می‌باشد یعنی مشترک (هادی مشترک حفاظتی خنثی) معرفی سیستم TN-S در سیستم بعدی که ادامه سیستم TN می‌باشد از یک هادی مجزا برای اتصال بدنه هادی به زمین استفاده میشود

بدنه به جای اینکه از طریق هادی حفاظتی مشترک خنثی به زمین متصل بشود از طریق یک هادی مجزا متصل خواهد شد به این هادی، هادی حفاظتی (PE) گفته خواهد شد. خب ویژگی این سیستم چیست و چه تفاوتی با سیستم قبلی دارد؟ چرا ما برای یک هادی مجزا هزینه و اجرا خواهیم نمود؟ در این سیستم به دلیل وجود یک هادی مجزا برای عبور جریان های ناشی از اتصال به زمین باعث خواهد شد یک مسیر امن تری وجود داشته باشد. در سیستم TN-C با قطع هادی مشترک حفاظتی خنثی ما هم نول را از دست داده ایم و از همه مهمتر اتصال بدنه به زمین نیز قطع خواهد شد. و این موضوع باعث کاهش ایمنی خواهد شد.

در حالی که در سیستم TN-S با قطع هادی نول تنهاترین چیزی که ممکن است آسیب ببیند خود لوازم می‎‌باشد. در حالی که بدنه ارتباط خود با زمین را حفظ کرده است. و همین موضوع باعث خواهد شد سیستم TN-S به سیستم TN-C ارجحیت داشته باشد. موارد کاربرد سیستم TN-S در مکان هایی می‌باشد که ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار باشد و موضوع دیگری که برتری سیستم را بهمراه دارد ما در سیستم TN-S پدیده ایی به نام EMI که در ادامه با آن آشنا خواهیم شد نخواهیم داشت. مخفف کلمات  CE به معنای تداخل امواج الکترو مغناطیسی می‌باشد، که در سیستم TN-S ما این تداخل امواج را نداریم.