یک چاه ارت یا سیستم اتصال به زمین، یک چاله عمیق حفر شده در زمین است که مجموعهای از هادیها را تشکیل میدهد. هادی ها به صورت موازی به هم متصل هستند و در صورت بروز مشکل در جریان الکتریکی، اختلاف پتانسیل را به سرعت به زمین منتقل می کنند. چاه ارت به دو روش عمقی و سطحی انجام می شود، از روش اول برای چاه های با عمق زیاد و از روش دوم برای چاه هایی تا عمق 80cm استفاده می شود. برای استفاده از این سیستم در انواع ساختمان ها، منازل مسکونی و مکان های صنعتی مانند کارخانه ها، بیمارستان ها، ادارات و… بهتر است از چاه ارت عمقی استفاده کنید. با تامین برق ایران همراه باشید تا به بررسی بیشتر چاه ارت بپردازیم.
چاه ارت چیست؟
سیستم ارتینگ دارای بخشی به نام چاه ارت است که برای تخلیه سریع جریان های الکتریکی ناخواسته به سمت زمین طراحی شده است. این چاه از طریق حفر یک گودال و قرار دادن یک صفحه مسی در داخل آن ساخته می شود و سپس با مواد ویژه ای پر می گردد. برقراری ارتباط میان جریان های الکتریکی ناخواسته با زمین، برای محافظت از افراد و تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی در مقابل این جریانات ضروری است. رعایت جریانهای شدید ناشی از صاعقه و ولتاژهای قوی از دیگر موارد مهم است. به همین دلیل، سیستم اتصال به زمین (ارتینگ) طراحی و پیادهسازی میشود.
انواع چاه ارت کدامند؟
چاه ارت به نوبه خود در 3 مدل زیر حفر میشود:
1. استفاده از لوله به عمق دو متری
از بهترین روش های اتصال به زمین، استفاده از سیستم ارتینگ محسوب می شود. این سیستم شامل یک لوله گالوانیزه از جنس آهن با قطر 38 میلیمتر و طول 2 متری میباشد. این لوله به طور عمودی در چاه زمین قرار میگیرد و کاربرد آن به عنوان الکترود زمین است.
2. استفاده از صفحه در عمق سه متری
در این چاه ارت، در نقطهای که عمق آن کمتر از سه متر از سطح زمین میباشد، در داخل خاک قرار داده میشود. اتصالات سیم ارت به صفحه مسی زمینی با استفاده از پیچ، مهره و واشر مسی به گونهای کاملاً ایمن و با اتصال زمینی انجام میشود. پس از اینکه صفحه در عمق سه متری قرار گرفت، باید لایههای نمکی و زغالی را در بالا و پایین صفحه خاکی پهن کرد.
3. استفاده از نوار زمینی در عمق نیممتری
این ارتینگ برای هدایت جریان مازاد به کار گرفته میشود. الکترودهایی با قطر اندک در چاههای افقی باریک به عمق نیم متری زمین دفن میگردند.
ضرورت استفاده از سيستم ارت
برای حفاظت از افراد و دستگاهها، باید اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه که میتواند به دستگاهها و افراد آسیب بزند، همچنین ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با دکلهای کامپیوتری را در جایی خنثی کنیم. استفاده از سیستم ارت و حفاظت از تجهیزات بسیار ضروری است، همچنین با افزایش استفاده از سیستمهای دیجیتالی و حساس، نیاز به بازنگری در طراحی، نصب و نگهداری سیستمهای حفاظتی گراندینگ وجود دارد. به طور خلاصه، هدف های استفاده از سیستم ارتینگ یا گراندینگ عبارتند از:
- حفاظت و امنیت جان انسان
- حفاظت و ایمنی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
- فراهم کردن شرایط ایدهآل برای انجام کار
- پیشگیری از ولتاژ برخوردی
- مقابله با ولتاژهای مازاد
- پیشگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
- تضمین عملکرد صحیح الکتریکی
عوامل تاثیرگذار در عملکرد بهتر چاه ارت چیست؟
نصب درست پیوندهای زمینی در گودال ارت میتواند با هدایت جریان مازاد الکتریکی به زمین، تجهیزات و انسانها را از هر نوع شوک برقی حفظ کند. عوامل متعددی در نصب سیستم اتصال به زمین و استفاده از چاه ارت مناسب نقش کلیدی ایفا میکنند. همواره حائز اهمیت است که قبل از تصمیمگیری درباره نوع خاصی از سیستم و مدارهایی که برای این منظور مورد نیاز هستند، تمامی موضوعات مرتبط مورد بررسی قرار گیرند. عواملی که بر کارآمدی سیستم اتصال به زمین و چاله ارت اثرگذارند عبارتند از:
1. شرایط خاک
خاک وظیفه مهمی در تعیین میزان کارایی چاه اتصال به زمین بر عهده دارد. میزان مقاومت خاک، نمک موجود در آن و درصد رطوبت آن، نحوه ایجاد چاله ارت را مشخص مینماید. چاه ارت در زمین های سنگی با چاه ارت در خاک های مرطوب، تفاوت دارد.
2. مقاومت خاک
مقاومت زمین از فاکتورهای مؤثر بر زمین و سیستم اتصال به زمین محسوب میشود؛ اما دلیل اهمیت این مقاومت برای ایجاد چاه ارت چیست؟ شرایط متفاوت خاک، میزان های متفاوتی از مقاومت در برابر آن را به وجود می آورد. هرچه مقاومت خاک بیشتر باشد، نیاز به تجهیزات بیشتری برای ایجاد شرایط مناسب وجود دارد و خاک با مقاومت پایین نیز بسیار خورنده است.
3. نمک های محلول
آب خالص هادی الکتریکی ضعیفی است. میزان مقاومت الکتریکی خاک به مقدار و نوع املاح محلول موجود در آن وابسته است که سبب مقاومت در برابر عبور جریان آب میگردد.
4. رطوبت در خاک
رطوبت خاک با اندازه گیری میزان آب موجود در آن و میزان مقاومت خاک در برابر نفوذ آب بررسی می گردد. بنابراین تامین آب در چاه ارت و اطراف آن برای حفظ رطوبت در شرایط آب و هوایی خشک از اهمیت بسزایی برخوردار است.
5. محل چاه ارت
چاه ارت باید در محلی ایجاد شود که ارزش مناسبی داشته باشد. در مناطق شیب دار، تپه ای و سنگلاخی، امکان از دست رفتن آب وجود دارد. همچنین در آب و هوای خشک، سطح آب به سرعت پایین می آید.
6. شرایط آب و هوایی
تغییرات شرایط آب و هوایی بر عملکرد سیستم ارتینگ و میزان کارایی چاه ارت اثرگذار است. به طوری که با افزایش یا کاهش رطوبت در خاک، میزان رطوبت خاک نیز به همان ترتیب افزایش یا کاهش مییابد. در شرایط آب و هوایی خشک، مقاومت افزایش مییابد و در نواحی مرطوب، مقاومت کاهش پیدا میکند.
استاندارد های چاه ارت
استانداردهای چاه های ارت با یکدیگر تفاوت دارند و پس از مطالعه و تحقیق درباره محل نصب توسط متخصصین، استانداردسازی میگردند. در معمول، زمینهایی که برای حفر چاه از پیش انتخاب شدهاند، از نظر نوع و مقاومت خاک بررسی میشوند. به عنوان مثال، خاکهایی نظیر رس که مقاومت پایینی دارند، نیازمند چاههای کمعمقتری هستند. این عمق کم برای آنها کافی است، اما خاکهای سنگی با مقاومت بالا، نیازمند حفر چاه در اعماق بیشتری میباشند. چاههای ارت معمولاً ارتفاعی بین 4 تا 8 یا 9 متر و قطری معادل 80 سانتیمتر دارند.
جمع بندی
الکتریسیته در زندگی امروزی انسان نقش مهمی دارد. با این حال، برای استفاده از این نیروی قوی باید احتیاط لازم را داشت. برای تخلیهی جریانهای ناگهانی، بسیاری از سیستمها و تجهیزات الکتریکی باید به زمین متصل شوند. اتصال بدنه این تجهیزات به زمین، باعث هدایت جریانهای سرگردان و پیشگیری از بروز خطرات جانی ناشی از برق گرفتگی میشود. سیستمی که جریانات الکتریکی را به زمین هدایت میکند، به نام سیستم ارت یا چاه ارت است. هنگام نشت ناخواسته جریان الکتریکی، چاه ارت محافظ جان انسان است.
سیستم ارتینگ امروزه در صنایع نفت، پتروشیمی، ساختمانسازی و مخابرات به طور گسترده استفاده میشود. همه تابلوهای برق صنعتی و ساختمانی، دکلهای مخابراتی و ماشینآلات صنعتی و کارگاهی باید به سیستم ارتینگ متصل شوند. سیستمهای صوتی و تصویری موجود در منازل شما، برای جلوگیری از آسیب دیدن، نیاز به چاه ارت دارند. “بهتر است با سیستم ارتینگ و ویژگیهای آن بیشتر آشنا شوید؛