حفاظت از ساختمان را با تجهیزات چاه ارت تجربه کنید
ایمن‌سازی برای هر پروژه‌ای اهمیت دارد. این موضوع در مورد پروژه‌های الکتریکی با حساسیت بیشتری همراه است. چون هر گونه سهل انگاری یا بی‌دقتی در مورد آن‌ها می‌تواند باعث خسارت جانی یا حتی مرگ باشد. همین مسئله حفاظت از محیط‌های مختلف از جمله ساختمان‌ها را ضروری می‌کند. بدین منظور لوازم و تجهیزات حفاظتی زیادی در نظر گرفته شده است. این حفاظت به‌گونه‌ای انجام می‌شود که حداکثر ایمنی را برای ساختمان یا پروژه مهیا کند. چاه ارت از جمله موارد حفاظتی در نظر گرفته شده برای ساختمان‌های مختلف هستند.
لوازم و تجهیزات ارتینگ
چاه ارت را بیشتر بشناسید
فرآیند انتقال تخلیه فوری انرژی الکتریکی به طور مستقیم به زمین توسط سیم با مقاومت کم به عنوان ارتینگ الکتریکی شناخته می‌شود. در واقع ارتینگ الکتریکی با اتصال بخش غیر جریانی تجهیزات یا نول سیستم تغذیه به زمین انجام می‌شود.
تجهیزات چاه ارت اتصالاتی هستند که به منظور به وجود آوردن یک پیوند فلزی بین بدنه هر وسیله الکتریکی یا نقطه خنثی به خاک عمیق‌تر زمین به کار گرفته می‌شوند. این نوع تجهیزات بر اساس استانداردهای IS:3043-1987 مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آشنایی با اصطلاحات مهم چاه ارت
- زمین از نظر مهندسی برق عبارت است از جرم رسانایی که پتانسیل الکتریکی آن در هر نقطه به طور متعارف صفر در نظر گرفته می‌شود.
- الکترود زمین: هادی یا گروهی از رساناها که در تماس نزدیک با زمین هستند و به‌عنوان اتصال الکتریکی به زمین ارائه می‌شوند.
- مقاومت الکترود زمین: مقاومت الکتریکی یک الکترود زمین در برابر جرم کلی زمین.
- هادی ارت: هادی محافظی که ترمینال اصلی زمین را به الکترود ارت یا سایر وسایل اتصال به زمین متصل می‌کند.
- Equipotential Bonding: اتصال الکتریکی که قطعات رسانای تجهیزات و قطعات رسانای خارجی را در پتانسیل تقریباً برابر قرار می‌دهد.
- مثال: هادی محافظ بین اتصالات، هادی‌های پیوستگی زمین و در صورت وجود رایزرهای سیستم AC/HV.
- گرادیان پتانسیل: اختلاف پتانسیل در واحد طول اندازه‌گیری شده در جهتی که به حالت حداکثر است.
- ولتاژ لمسی: بین یک سازه فلزی زمین و نقطه‌ای از سطح زمین که با فاصله افقی یک متری از هم جدا شده‌اند.
- ولتاژ مرحله: بین دو نقطه از سطح زمین که با فاصله یک قدم (گام) یک متر فرض شده از هم جدا شده‌اند.
- شبکه زمین: سیستمی از الکترودهای اتصال به زمین متشکل از اتصال دهنده‌های متصل به هم که در زمین مدفون شده‌اند تا یک زمین مشترک از دستگاه‌های الکتریکی و سازه‌های فلزی فراهم کنند.
- تشک زمین: یک سیستم اتصال به زمین که توسط شبکه‌ای از هادی‌های مدفون به شکل افقی تشکیل شده است – این تشک برای از بین بردن جریان خطای زمین به زمین و همچنین به‌عنوان یک سیستم هادی پیوند هم‌پتانسیل کاربرد دارد.
چرا سیستم چاه ارت مهم است؟
اتصال زمین برای اطمینان از موارد زیر مهم است:
- ایمنی پرسنل
- ایمنی تجهیزات
جریان‌های سنگین و خطا ممکن است به دلایل مختلفی به وجود بیایند. در این مواقع، تجهیزات چاه ارت کارایی زیادی دارند. چون از آسیب به پرسنل یا دستگاه‌ها جلوگیری می‌کنند یا آن را به حداقل ممکن می‌رسانند.
تجهیزات و لوازم ارتینگ برای جلوگیری یا به حداقل رساندن خطر برق گرفتگی، آتش سوزی ناشی از نشت جریان زمین از مسیر نامطلوب و همچنین اطمینان از عدم افزایش پتانسیل یک هادی دارای جریان(نسبت به زمین و عایق طراحی شده آن)، استفاده می‌شود.
چاه ارت
هنگامی که قسمت فلزی وسایل برقی (قسمتی که می‌تواند جریان الکتریکی را هدایت کند یا اجازه عبور جریان الکتریکی را بدهد) با سیم برق تماس پیدا می‌کند، شاید به دلیل خرابی تاسیسات یا خرابی در عایق کابل، فلز شارژ شده و بار ساکن روی آن جمع می‌شود. اگر فردی چنین فلز شارژ شده را لمس کند، یک شوک شدید را حس خواهد کرد.
برای جلوگیری از چنین مواردی، سیستم‌های منبع تغذیه و قطعات دستگاه‌ها باید به‌گونه‌ای ارت شوند که شارژ مستقیماً به زمین منتقل شود. به همین خاطر است که در سیستم‌های تاسیسات برقی به ارتینگ یا تجهیزات چاه ارت نیاز داریم.
نقش لوازم و تجهیزات ارتینگ
- برای محافظت از جان انسان‌ها و همچنین تامین ایمنی دستگاه‌ها و وسایل الکتریکی در برابر جریان نشتی.
- برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در فاز سالم (اگر خطا اتفاق بیفتد)
- برای محافظت از سیستم الکتریکی و ساختمان‌ها
- برای ایفای نقش به‌عنوان یک هادی برگشت در سیستم کشش الکتریکی و ارتباطات.
- برای جلوگیری از خطر آتش سوزی در سیستم تاسیسات الکتریکی.
- ارت را می‌توان با اتصال الکتریکی قطعات مربوطه در تاسیسات به برخی از سیستم هادی‌های الکتریکی یا الکترودهایی که در نزدیکی خاک یا زیر سطح زمین قرار گرفته‌اند، انجام داد. تشک ارت یا الکترود زیر سطح زمین دارای رایزر آهنی مسطح است که از طریق آن تمام قطعات فلزی غیر حامل جریان تجهیزات متصل می‌شوند.
چاه ارت در چه مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
- مجموعه Dg
- تبدیل‌کننده
- سیستم روشنایی
- مرکز اطلاعات
- راه آهن
- بزرگراه‌ها
- تصفیه‌خانه
- نیروگاه
- کارخانه سیمان
- کارخانه فولاد
- برای هر نوع تاسیسات الکتریکی
انواع ارتینگ برقی
تجهیزات الکتریکی عمدتاً از دو قسمت غیر جریانی تشکیل شده است. این قطعات نسبت به سیستم یا قاب تجهیزات الکتریکی خنثی هستند. با توجه به اینکه قسمت غیر جریانی سیستم الکتریکی در ۲ بخش قابلیت ارت دارد، تجهیزات چاه ارت را می‌توان برای دو طبقه‌بندی ارتینگ نیز مورد استفاده قرار داد.
- ارتینگ خنثی
- ارتینگ تجهیزات
ارتینگ خنثی
در ارتینگ نول، نول سیستم به کمک سیم مسی مستقیماً به زمین متصل می‌شود. به ارتینگ خنثی، ارتینگ سیستم نیز گفته می‌شود. این نوع ارتینگ بیشتر برای سیستمی که سیم پیچ ستاره‌ای دارد، به کار گرفته می‌شود. به‌عنوان مثال، ارتینگ خنثی در ژنراتور، ترانسفورماتور، موتور و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چاه ارت تجهیزات
این نوع چاه ارت برای تجهیزات الکتریکی ارائه می‌شود. بخش غیر جریانی تجهیزات مانند قاب 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 در برابر آسیب‌های احتمالی محافظت می‌شود.
در این روش، سیستم‌ها و هادی‌های مدار برای محدود کردن ولتاژهای ناشی از رعد و برق، نوسانات خط یا تماس ناخواسته با خطوط ولتاژ بالاتر و برای تثبیت ولتاژ به زمین در طول عملیات عادی به زمین متصل می‌شوند. سیستم‌ها و هادی‌های مدار به طور محکم به زمین متصل می‌شوند تا عملکرد دستگاه دچار اشکال نشود. ضمن اینکه انتقال بار به سرعت انجام شود.
مواد رسانایی که هاد‌ی‌ها یا تجهیزات الکتریکی را در بر می‌گیرند یا بخشی از چنین تجهیزاتی را تشکیل می‌دهند، برای محدود کردن ولتاژ به زمین در این مواد و برای تسهیل عملکرد دستگاه اضافه جریان در صورت بروز خطاهای زمین، به زمین متصل می‌شوند.
هر دو سیستم چاه ارت دارای ویژگی‌های مشترک هستند و هر دو برای عملکرد صحیح یک سیستم الکتریکی اهمیت دارند.
انواع چاه ارت
موارد ذکر شده بعضی از انواع اصلی سیستم ارتینگ هستند که در زیر آورده شده است:
صفحه چاه ارت
در این روش، یک صفحه مسی یا چدنی به ابعاد ۶۰۰ میلی‌متر × ۶۰۰ میلی‌متر با ضخامت ۶٫۳ میلی‌متر به‌عنوان صفحه ارت استفاده می‌شود. این صفحه اگر چدنی باشد، با استفاده از پیچ و مهره و واشر با اندازه مورد نیاز، به نوار ارت اصلی GI به ابعاد ۵۰ میلی‌متر عرض × ۶ میلی‌متر طول × ۲٫۵ متر ضخامت وصل می‌شود. البته در نمونه صفحات مسی اتصال بین سیم و صفحه مسی صرفاً از طریق جوش قطعه‌ای انجام می‌گیرد.
در ادامه نیز صفحه اصلی ارت با یک نوار GI(سیم مسی) به اندازه ۴۰ میلی‌متر قطر و ۳ میلی‌متر طول(مطابق با محل مورد نظر) به زمین متصل می‌شود.
صفحه مسی ارت مجدداً پر شده و با مواد ارتینگ (مخلوط زغال سنگ و نمک) به طول ۱۵۰ میلی‌متر از شش طرف پوشیده می‌شود. گودال باقیمانده دوباره پر از خاک حفاری می‌شود. به همراه صفحه مسی چاه ارت، لوله پی وی سی سفت و سخت به طول ۲٫۵ متر نیز در گودال زمین برای آبیاری در نظر گرفته می‌شود تا مقاومت ارتینگ را در محدوده مشخص نگه دارد. این موضوع نیز بخشی از عملیات سیستم ارتینگ به حساب می‌آید. توجه به میزان مقاومت زمین مختص این نوع روش نیست و در هر روشی مدنظر قرار می‌گیرد. واقعیت امر این است که مقاومت زیاد عملاً ارتینگ را دچار اشکال می‌کند.
چاه ارت از نوع لوله
در این روش از لوله فولادی گالوانیزه به ابعاد ۴۰ میلی‌متر(قطر)×۲٫۵ متر(طول) به‌عنوان تجهیزات چاه ارت استفاده می‌شود. این ابعاد برای خاک‌های صخره‌ای و خشک متفاوت هستند. به‌عنوان مثال طول در نظر گرفته شده لوله برای این نوع خاک‌ها بیشتر می‌شود. این لوله در هر فاصله ۱۰۰ میلی‌متری سوراخ می‌شود و در انتها نیز به شکل مخروطی در می‌آید.
لوله در نظر گرفته شده برای چاه ارت در فاصله ۳٫۷۵ متری از سطح زمین قرار می‌گیرد. زیر لوله به کمک زغال یا قطعات کک به اندازه ۱۵ سانتی‌متر پر می‌شود. برای افزایش سطح موثر زمین هم می‌توان از مواد جایگزین کک و نمک استفاده کرد. این ترکیبات نقش مهمی در عملکرد تجهیزات چاه ارت دارند. از طرفی می‌توانند میزان مقاومت زمین را نیز کاهش دهند.
برای تکمیل پروسه چاه ارت نیز از یک لوله دیگر با طول ۱٫۲۵ متر و قطری برابر با ۱۹ میلی‌متر استفاده می‌شود. این لوله از طریق رابط در بالای سیم مسی(GI) قرار می‌گیرد.
توجه داشته باشید که در طول تابستان هر زمینی با هر شرایط و دمایی، افت رطوبت را تجربه می‌کند. متاسفانه این موضوع می‌تواند مقاومت زمین را افزایش دهد. برای جبران این موضوع، باید یک بتن سیمانی را مورد استفاده قرار دهید. در واقع لوله ۱۹ میلی‌متری برای آبرسانی به زمین مدنظر بوده و اتصال بین بتن سیمانی و لوله نیز به کمک یک قیف انجام می‌شود. این آبرسانی به اندازه ۳ یا ۴ سطل ضرورت دارد و باعث کاهش مقاومت زمین تا حد لزوم می‌شود.
در پایان نیز یک سیم مسی به‌عنوان بخشی از تجهیزات چاه ارت در لوله‌ای به طول ۶۰ میلی‌متر و قطری برابر با ۱۲ میلی‌متر حمل می‌شود. این سیم برای جابه‌جایی جریان خطا مدنظر قرار می‌گیرد.
چاه ارت میله‌ای
جالب است بدانید استفاده از سیستم ارتینگ از شرایط محیطی تاثیر می‌گیرد. از میان عوامل محیطی ویژگی‌های خاک منطقه بیشترین تاثیر را بر روی تجهیزات چاه ارت دارند. با توجه به استاندارد IEEE برای استفاده از این تجهیزات حداکثر مقاومت الکترود زمین بین یک اهم و ۲ تا ۵ اهم تعریف می‌شود.
روش عمیق بدین شکل است که ارتینگ به کمک صفحه مسی چاه ارت اجرا شده و اتصال سیم مسی با الکترود صفحه برقرار می‌شود. در روش میله ارت هم، حفر چاه ارت به شکل چندان عمیق نیست. به همین خاطر جزء روش‌های سطحی تجهیزات و لوازم ارتینگ به حساب می‌آید. روش میله ارت در مناطقی انجام می‌شود که شرایط برای حفر چاه عمیق ممکن نیست. حفر چاه ارت در روش میله‌ای به دو شکل پنجه کلاغی و خطی قابل انجام است.
لوازم ارت برای ارتینگ میله‌ای از نوع خطی
در روش خطی باید از ۵ تا ۸ میله برای به کارگیری تجهیزات و لوازم ارتینگ کمک بگیرید. میله‌های انتخابی باید روکش مسی با ضخامت بیش از ۲۴۰ میکرون و مغز فولاد CK45 داشته باشند. این میله‌ها قطری برابر با ۱۶ میلی‌متر و طولی حدود یک و نیم متر دارند.
سیستم ارتینگ
مراحل اجرای این نوع ارتینگ بدین شرح است که:
- ابتدا مکان مناسبی برای جای‌گذاری تجهیزات چاه ارت پیدا می‌کنید.
- برای همبندی(باندینگ) میله‌های ارت، مسیر گذر سیم مسی حفر می‌شود.
- میله راد در زمین کوبیده می‌شود.
- با سیم مسی ارت، میله‌های ارت به هم متصل شده و در نهایت به کمک کلمپ انگشتی یا جوش احتراقی شرایط برای اتصال سیم و میله ارت مهیا می‌شود.
- با مواد کاهنده مثلا (OHM) می‌توان مسیر همبندی و بالای میله ارت را پر کرد.
- حوضچه ارت یا نصب کردن تست باکس ارت
- تست و اندازه‌گیری میزان مقاومت زمین
روش مستطیلی، دایره‌ای، مربعی و … جزء روش‌های میله‌ای خطی ارت به حساب می‌آیند.
ارت سیم
در ارتینگ سیمی، الکترودهای نواری در داخل چندین ترانشه حفر شده دفن می‌شوند. این الکترودهای نواری ترکیبی از مس یا آهن گالوانیزه هستند. سیم زمین مسیر بازگشت به منبع جریان الکتریکی در جریان خطا را فراهم می‌کند. بدین ترتیب با تجهیزات چاه ارت شرایط مناسبی برای محافظت از ساختمان یا دستگاه فراهم می‌شود.
روش واترمن
فرآیند ارتینگ که در آن از لوله‌های واترمن یا Gi گالوانیزه استفاده می‌شود، به روش واترمن معروف است. در این نوع روش، میله در داخل زمین قرار می‌گیرد تا مقاومت آن کاهش پیدا کند.
معرفی تجهیزات چاه ارت
تجهیزات چاه ارت برای روش‌های مختلف شامل اتصال به زمین یا ارت قاب فلزی دستگاه‌های الکتریکی، فریم ژنراتور، بدنه موتور، بدنه ترانسفورماتور، لوله‌های فلزی، جعبه کلید و … استفاده می‌شوند.
اگرچه برای روش‌های مختلف ارتینگ از تجهیزات دیگری نیز استفاده می‌شود اما تجهیزات ارائه شده در بیشتر روش‌ها به کار گرفته می‌شوند. بنابراین رایج و عمومی شناخته می‌شوند. زمانی که با لوازم چاه ارت اشنا می‌شوید، متوجه می‌شوید این کار تا چه حد حساس و دقیق است و مزایای بسیاری نیز به همراه دارد.
صفحه مسی چاه ارت
صفحه مسی چاه ارت یکی از مهم‌ترین تجهیزات چاه ارت است که به شکل عمودی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملکرد این نوع صفحات به‌گونه‌ای است که سیم مسی به آن‌ها جوش داده می‌شود. اتصال بین سیم مسی و صفحه مسی چاه ارت از مهم‌ترین اتصالاتی هستند که برای سیستم ارتینگ انجام می‌شوند. چنین اتصالی تنها با جوش دادن ممکن می‌شود و به وسیله بست امکان‌پذیر نخواهد بود. زمانی که صفحه مسی چاه ارت با سیم مسی به هم متصل می‌شوند، امکان تخلیه بار و ولتاژ اضافه به زمین به‌راحتی فراهم می‌شود.
صفحه مسی چاه ارت
سیم مسی
سیم مسی نیز از دیگر تجهیزات کاربردی و مهم چاه ارت به حساب می‌آید که در تمام روش‌های ارتباطی با هر نوع عمق مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم مسی رسانایی قدرتمندی دارد و زمانی که در تجهیزات چاه ارت استفاده می‌شود، تخلیه سرعتی بار و ولتاژ اضافه را فراهم می‌کند. این موضوع برای حفاظت از ساختمان و پیشگیری از اتفاقات ناگوار اهمیت قابل توجهی دارد. ضمن اینکه اتصال آن به صفحه مسی چاه ارت امکان تخلیه بار به زمین را ساده‌تر می‌کند.
میله مسی
میله مسی می‌تواند جایگزین مناسبی برای صفحه مسی چاه ارت باشد. در واقع این میله‌ها در برخی از روش‌های سیستم ارتینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. زمانی که امکان حفر چاه به شکل عمیق وجود نداشته باشد، از میله‌های مسی استفاده می‌شود. این میله‌ها از رسانای قابل توجهی برخوردار بوده و ساختار مقاومی دارند. با این وجود، امکان استفاده از آن‌ها در زمین به‌راحتی فراهم می‌شود. این نوع میله‌ها در واقع یک نوع لوله گالوانیزه مستحکم هستند.
بنتونیت
بنتونیت برای پر کردن چاه ارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب از مخلوط نمک و زغال تشکیل شده و به منظور پر کردن اطراف میله زمین و حفره‌ها مد نظر قرار می‌گیرد.
شینه ارت
برای برقراری اتصالات در چاه ارت می‌توان از شینه ارت استفاده کرد. این نوع تجهیزات نیز به منظور هدایت جریان الکتریکی به قطعات مختلف تابلو مورد استفاده هستند.
کابلشو
زمانی که بخواهیم کابل را به سایر قسمت‌های چاه ارت متصل کنیم، به چنین قطعه‌ای نیاز داریم.
جوش قطعه‌ای
جوش قطعه‌ای از انواع مختلفی برخوردار بوده و شامل جوش ترمیک، کدولد یا آرگون می‌شود. این جوش برای متصل کردن میله مسی و صفحه مسی به یکدیگر کاربرد دارد.
مواد کاهنده
ژل یا بعضی مواد به‌عنوان کاهنده برای کاهش مقاومت زمین در سیستم ارتینگ استفاده می‌شوند.
کلمپ
کلمپ از اتصالات مهم در چاه ارت است که با نمرات مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
دستکاری میزان مقاومت زمین برای چاه ارت
با ارتینگ مقاومت مسیری را که جریان خطا باید طی کند کاهش می‌دهیم. ضمن اینکه مقاومت زمین بسته به میزان رطوبت خاک در زمان‌های مختلف متفاوت است.
زمانی که مقدار مقاومت زمین کمتر است، محافظت بهتری ارائه می‌دهد. مقاومت زمین باید حداقل سالی یک بار با میگر اندازه‌گیری شود. اگر مقاومت زمین بالا باشد، خاک اطراف الکترود حفر می‌شود، زنگ از سطح صفحه مسی چاه ارت پاک می‌شود و لوله ارت تمیز می‌شود. برای جلوگیری از افزایش مقاومت کک یا زغال چوب به خاک اضافه می‌شود و نمک معمولی محلول در آب روی آن می‌پاشند. در صورتی که مقاومت زمین همچنان بالا باشد، باید الکترودهای بیشتری به صورت موازی برای کاهش مقاومت زمین ارائه شوند.
حفاظت از لوازم خانگی با چاه ارت
در مورد لوازم خانگی از دوشاخه سه پین استفاده می‌کنیم. سومین پایه اضافی که قطر بیشتری دارد، برای اتصال به زمین در نظر گرفته شده است. در این حالت یکی از پین‌ها امکان برقراری جریان بیش از حد و مازاد را برای دستگاه فراهم می‌کند. در نتیجه از بروز خسارات یا آسیب به دستگاه جلوگیری به عمل می‌آید.
جمع‌بندی
به اتصال قطعات فلزی (رسانا) دستگاه یا تاسیسات الکتریکی به زمین (زمین) ارتینگ گفته می‌شود. به عبارت دیگر اتصال قطعات فلزی، ماشین‌آلات و دستگاه‌های الکتریکی به صفحه مسی ارت یا الکترود ارت (که در زمین رطوبتی مدفون است) از طریق یک سیم هادی ضخیم (که مقاومت بسیار کمی دارد) به منظور ایمنی به‌عنوان ارتینگ شناخته می‌شود.
ارت یا ارتینگ، به معنای اتصال بخشی از دستگاه‌های الکتریکی مانند پوشش فلزی فلزات، ترمینال ارت کابل‌های پریز به سیم‌های ثابتی است که جریانی را به زمین منتقل می‌کنند. ارتینگ را می‌توان به‌عنوان اتصال نقطه خنثی یک سیستم منبع تغذیه به زمین به منظور جلوگیری یا به حداقل رساندن خطر در هنگام تخلیه انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار داد. اگر چه تجهیزات چاه ارت با اهداف مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند اما این نوع تجهیزات در درجه اول نقش حفاظتی دارند.
همان طور که می‌دانید مسئله ایمنی و حفاظت در بسیاری از مشاغل و محیط‌های صنعتی یا فضاهای مسکونی اهمیت زیادی دارد. با این وجود بیشتر افراد نسبت به آن دچار غفلت هستند. عدم توجه به این نوع حفاظت می‌تواند باعث سوختن دستگاه‌های سنگین و گران‌قیمت صنعتی یا خانگی شود. از طرفی می‌تواند جان افراد را به خطر بیندازد.
برای استعلام قیمت چاه ارت و اطلاع از نحوه اجرای آن میتوانید به سایت نیرو ایستا مراجعه نمایید .
نظرات