در بسیاری از ساختمان‌های قدیمی، سیستم زمین یا وجود ندارد یا عملکرد مناسبی از خود نشان نمی‌دهد. با توجه به اهمیت ایمنی الکتریکی و تطابق با استانداردهای جدید، ارتقاء این سیستم‌ها ضروری است. راهکارهای مؤثر برای بهبود سیستم زمین در چنین ساختمان‌هایی عبارت‌اند از:
نصب الکترودهای جدید
در صورت نبود یا ناکارآمدی الکترودهای موجود، نصب میله‌های جدید ارت در اطراف ساختمان و اتصال آن‌ها به شینه ارت، مقاومت کلی سیستم را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهد.
استفاده از مواد کاهنده مقاومت
مواد کاهنده مانند بنتونیت، ژل ارت، یا ترکیبات گرافیتی با پر کردن اطراف میله ارت، مقاومت خاک را کاهش داده و عملکرد سیستم زمین را بهبود می‌بخشند.
شبکه‌سازی ارت در طبقات
در ساختمان‌های چند طبقه، اتصال تمامی تابلوهای فرعی و مسیرهای فلزی (مانند لوله‌های فلزی و اسکلت) به ارت، یکپارچگی سیستم را تضمین می‌کند.
بازبینی و اصلاح مسیرهای اتصال
در بسیاری از موارد، اتصالات قدیمی دچار خوردگی، شل‌شدگی یا قطع‌شدگی هستند. بررسی مسیرهای اتصال و جایگزینی اتصالات فرسوده از الزامات اولیه ارتقاء محسوب می‌شود.
تست و اندازه‌گیری مقاومت سیستم زمین
ارزیابی عملکرد سیستم زمین بدون تست دقیق آن ممکن نیست. تست مقاومت زمین با دستگاه مخصوص موسوم به “ارت تستر” انجام می‌شود.
روش‌های متداول اندازه‌گیری
- روش افت پتانسیل سه‌پایه (Fall-of-Potential): دقیق‌ترین روش برای اندازه‌گیری مقاومت سیستم زمین با استفاده از دو میله کمکی.
- روش لوپ (Clamp-on): سریع و مناسب برای سیستم‌هایی با حلقه بسته ارت.
- روش ضربه ولتاژ (Impulse Test): کاربرد در پروژه‌های صنعتی برای تست تحت شرایط گذرا.
توصیه مهم: مقدار اندازه‌گیری‌شده باید با مقدار هدف طراحی مقایسه و در صورت بالاتر بودن، اقدامات اصلاحی انجام شود.
اشتباهات رایج در طراحی و اجرای شبکه زمین
عدم توجه به جزئیات فنی در طراحی و نصب شبکه زمین ممکن است منجر به ناکارآمدی کامل سیستم شود. برخی از اشتباهات رایج عبارت‌اند از:
- استفاده از هادی با سطح مقطع ناکافی
- انتخاب نادرست محل نصب میله ارت (مثلا در خاک خشک یا شنی)
- اتصال نول و ارت در تابلو توزیع (در سیستم TT یا IT)
- حذف جعبه تست یا دسترسی به میله ارت
- عدم بررسی دوره‌ای مقاومت شبکه زمین پس از نصب
نگهداری دوره‌ای و بازرسی فنی شبکه زمین
با توجه به عوامل محیطی مانند خوردگی، تغییرات خاک و فرسودگی مکانیکی، نگهداری سیستم زمین باید به‌صورت منظم انجام شود.
پروتکل پیشنهادی نگهداری
نگهداری مستمر، تضمین‌کننده عملکرد ایمن و مطمئن سیستم در بلندمدت است.
| فعالیت | دوره زمانی توصیه‌شده |
| تست مقاومت سیستم زمین | هر ۶ تا ۱۲ ماه |
| بررسی اتصالات فیزیکی | سالیانه |
| تعویض قطعات خورده‌شده | در صورت نیاز |
| ثبت و آرشیو نتایج تست‌ها | همواره |
روش‌های مرسوم طراحی و اجرای سیستم زمین در ایران
استفاده از میله‌های ارت (Rod)
در ساختمان‌های مسکونی و تجاری، رایج‌ترین روش استفاده از میله‌های ارت است. این میله‌ها معمولاً از جنس فولاد با روکش مس یا گالوانیزه هستند و به عمق ۲ تا ۳ متر در زمین کوبیده می‌شوند. این روش به دلیل سادگی اجرا و هزینه پایین، محبوبیت زیادی دارد.
چاه ارت
در مناطقی با مقاومت ویژه خاک بالا یا در ساختمان‌های بلندمرتبه، از چاه ارت استفاده می‌شود. در این روش، چاهی به عمق ۴ تا ۸ متر حفر شده و با مواد کاهنده مقاومت مانند بنتونیت یا خاک رس پر می‌شود. این روش به کاهش مقاومت سیستم زمین کمک می‌کند.
الکترودهای صفحه‌ای و نواری
در تأسیسات صنعتی و پست‌های برق، از الکترودهای صفحه‌ای یا نواری استفاده می‌شود. این الکترودها به صورت افقی در زمین نصب می‌شوند و با شبکه‌ای از هادی‌ها به تجهیزات متصل می‌گردند. این روش برای تخلیه جریان‌های بالا مناسب است
استفاده از مواد کاهنده مقاومت
برای بهبود عملکرد سیستم زمین، از مواد کاهنده مقاومت مانند ژل ارت یا ترکیبات گرافیتی استفاده می‌شود. این مواد با پر کردن اطراف الکترودها، مقاومت خاک را کاهش می‌دهند و عملکرد سیستم را بهبود می‌بخشند.
روش‌های محدود یا غیرقابل اجرا در ایران
سیستم‌های ارتینگ عمیق با چندین الکترود
در مناطق شهری با فضای محدود، اجرای سیستم‌های ارتینگ عمیق با چندین الکترود ممکن است با محدودیت‌هایی مواجه شود. در چنین مواردی، استفاده از چاه ارت یا مواد کاهنده مقاومت به عنوان جایگزین پیشنهاد می‌شود
استفاده از الکترودهای افقی در خاک‌های خشک
در مناطقی با خاک‌های خشک و شنی، استفاده از الکترودهای افقی ممکن است کارایی لازم را نداشته باشد. در این شرایط، استفاده از چاه ارت یا مواد کاهنده مقاومت توصیه می‌شود.
استانداردها و آیین‌نامه‌های مرتبط در ایران
در ایران، طراحی و اجرای سیستم‌های زمین بر اساس استانداردهای ملی و بین‌المللی انجام می‌شود. برخی از این استانداردها عبارتند از:
- استاندارد ملی ایران ISIRI 61210: شامل اصول و الزامات کلی سیستم‌های ارتینگ، روش‌های اندازه‌گیری و آزمایش، و کاربردهای خاص.
- مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان: مربوط به تأسیسات برقی ساختمان‌ها و الزامات سیستم‌های زمین.
- استاندارد IEEE 80: مربوط به طراحی سیستم زمین در پست‌های برق فشار قوی.
بدون دیدگاه