در هر سامانه الکتریکی، وجود یک مسیر ایمن برای تخلیه جریان‌های نشتی یا ولتاژهای غیرمنتظره به زمین، یکی از مهم‌ترین الزامات ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات است. این مسیر که تحت عنوان کلی ارتینگ یا زمین کردن شناخته می‌شود، از وقوع حوادث برقی، صدمات جانی، آسیب به تجهیزات و خطرات آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند.
در این مقاله، به بررسی جامع مفاهیم پایه ارتینگ، انواع سیستم‌های زمین مانند چاه ارت و شبکه زمین، همچنین نقش حفاظت کاتدیک در صنایع خاص خواهیم پرداخت. این راهنما بر مبنای استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 60364، IEEE Std 80 و تجربیات میدانی در پروژه‌های صنعتی ایران، تهیه شده است.
ارتینگ چیست و چرا اهمیت دارد؟
ارتینگ، فرآیند اتصال بخش‌های فلزی تجهیزات الکتریکی به زمین است تا در صورت بروز جریان‌های نشتی یا اضافه ولتاژ، این انرژی از طریق مسیری ایمن تخلیه شود. اهداف اصلی ارتینگ عبارتند از:
- حفاظت از جان انسان‌ها در برابر شوک الکتریکی
- حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان‌های خطا
- بهبود عملکرد سیستم‌های حفاظتی مانند فیوزها و کلیدهای حفاظتی
- کاهش تداخلات الکترومغناطیسی در شبکه‌های حساس
اجزای اصلی سیستم ارتینگ
یک سیستم ارتینگ مؤثر شامل عناصر زیر است:
- الکترود زمین: مانند میله‌های فلزی یا صفحات دفن‌شده در خاک
- رساناهای زمین: کابل‌ها یا تسمه‌هایی که تجهیزات را به الکترود متصل می‌کنند
- اتصال‌دهنده‌های زمین: گیره‌ها یا بست‌های مخصوص برای تضمین اتصال مطمئن
- مواد کاهنده مقاومت: ترکیبات شیمیایی که به کاهش مقاومت خاک کمک می‌کنند
چاه ارت؛ اولین خط دفاعی در ارتینگ
چاه ارت چیست؟
چاه ارت، چاهی است که برای قرار دادن الکترودهای زمین حفر می‌شود تا مقاومت بین تجهیز و زمین به حد استاندارد کاهش یابد. این روش در مکان‌هایی که مقاومت طبیعی خاک بالاست، کاربرد زیادی دارد.
مراحل حفر و آماده‌سازی چاه ارت
- انتخاب محل مناسب بر اساس آنالیز خاک
- حفر چاه با عمق متناسب با شرایط اقلیمی (معمولا بین ۲.۵ تا ۳ متر)
- نصب الکترود مسی یا گالوانیزه
- پر کردن چاه با مواد کاهنده و خاک مرطوب
تست چاه ارت و ارزیابی کیفیت
پس از اجرای چاه ارت، باید مقاومت آن اندازه‌گیری شود. مقدار مجاز معمولاً کمتر از ۲ اهم برای اماکن حساس و زیر ۵ اهم برای اماکن عمومی است. برای این کار از دستگاه‌های تستر مقاومت زمین استفاده می‌شود.
شبکه زمین؛ ارتینگ گسترده برای پروژه‌های بزرگ
شبکه زمین چیست؟
شبکه زمین، مجموعه‌ای از سیم‌ها یا تسمه‌های دفن‌شده در خاک است که یک ساختار ارتینگ گسترده برای سایت‌های وسیع، مانند نیروگاه‌ها، بیمارستان‌ها یا ایستگاه‌های مخابراتی ایجاد می‌کند.
طراحی شبکه زمین
- استفاده از الکترودهای افقی و عمودی در ترکیب
- ایجاد مش‌بندی برای پخش جریان خطا در سطح وسیع‌تر
- محاسبه دقیق مقاومت معادل و ولتاژ تماس بر اساس استاندارد IEEE Std 80
تفاوت شبکه زمین و چاه ارت
درحالی‌که چاه ارت برای تجهیزات منفرد یا ساختمان‌های کوچک مناسب است، شبکه زمین برای پروژه‌های بزرگ با الزامات ایمنی بالا طراحی می‌شود و توانایی مدیریت جریان‌های خطای بزرگ‌تر را دارد.
حفاظت کاتدیک؛ دفاع در برابر خوردگی الکتروشیمیایی
حفاظت کاتدیک چیست؟
حفاظت کاتدیک، روشی برای جلوگیری از خوردگی سازه‌های فلزی مدفون در خاک یا غوطه‌ور در آب (مانند خطوط لوله، مخازن زیرزمینی) از طریق اعمال یک جریان الکتریکی معکوس است.
انواع حفاظت کاتدیک
- سیستم گالوانیک: استفاده از آند فداشونده مانند منیزیم یا روی
- سیستم جریان اعمالی: استفاده از منبع تغذیه خارجی برای تولید جریان محافظتی
مواد مورد استفاده
انتخاب صحیح آند و کاتد، تأثیر مستقیمی بر طول عمر و کارایی سیستم حفاظت دارد.
تست و نگهداری حفاظت کاتدیک
با استفاده از ولت‌مترهای ویژه، پتانسیل سازه نسبت به الکترود مرجع اندازه‌گیری می‌شود تا کارایی سیستم ارزیابی گردد.
اهمیت تست و تاییدیه ارت
تست ارت چیست؟
اندازه‌گیری مقاومت الکترود زمین یا شبکه ارت با دستگاه‌های تست تخصصی برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم زمین است.
تاییدیه ارت؛ ضرورت قانونی
در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی، دریافت تاییدیه ارت از نهادهای ذی‌ربط (مانند اداره کار یا سازمان نظام مهندسی) الزامی است.
تست‌های دوره‌ای و نگهداری ارت
مقاومت زمین ممکن است به مرور زمان تغییر کند؛ بنابراین انجام تست‌های سالانه برای حفظ ایمنی سیستم ضروری است.
خلاصه
یک سیستم ارتینگ اصولی، پایه‌ی ایمنی و دوام هر سامانه الکتریکی است. از حفر صحیح چاه ارت، طراحی بهینه شبکه زمین، تا پیاده‌سازی حفاظت کاتدیک در پروژه‌های خاص، همه و همه نیازمند رعایت استانداردها، استفاده از مواد مناسب، اجرای دقیق و انجام تست‌های مستمر هستند.
بدون دیدگاه