در دنیای امروز که استفاده از تجهیزات الکتریکی در منازل، ادارات و صنایع به شدت افزایش یافته، ایمنی در برابر برقگرفتگی و آسیبهای ناشی از نوسانات برق بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است. یکی از مؤثرترین روشهای ایمنسازی شبکههای برق، استفاده از سیستم ارت یا چاه ارت است. در این مقاله به بررسی جامع مفهوم چاه ارت، کاربردهای آن و روشهای اجرای صحیح آن میپردازیم.
اهمیت سیستم ارتینگ
چاه ارت چیست؟
چاه ارت (Earth Pit) یکی از اجزای اصلی سیستم ارتینگ (زمینکردن) است که به منظور انتقال جریانهای ناخواسته مانند نشت برق، صاعقه یا جریانهای خطا به زمین مورد استفاده قرار میگیرد. هدف اصلی از اجرای چاه ارت، محافظت از جان انسانها و تجهیزات الکتریکی در برابر خطرات احتمالی برقگرفتگی و آتشسوزیهای ناشی از اتصال کوتاه است.
تعریف زمین یا ارت در مهندسی برق
در مهندسی برق، واژه “زمین” یا “ارت” به نقطهای از مدار گفته میشود که ولتاژهای دیگر نسبت به آن سنجیده میشوند. این نقطه ممکن است به صورت فیزیکی به زمین متصل باشد یا صرفاً به عنوان یک مرجع ولتاژ در مدار استفاده شود. اتصال به زمین همچنین به عنوان مسیری برای بازگشت جریان نیز شناخته میشود.
چرا به سیستم ارتینگ نیاز داریم؟
مهمترین مزایای استفاده از سیستم چاه ارت عبارتند از:
افزایش ایمنی افراد در هنگام تماس با تجهیزات الکتریکی
محافظت از تجهیزات حساس مانند کامپیوتر، لوازم خانگی، سیستمهای صنعتی و دوربینهای مداربسته
کاهش خطر آتشسوزی ناشی از اتصال کوتاه
دفع انرژی الکتریکی صاعقه
کاهش مقاومت زمین برای اطمینان از عبور ایمن جریانهای خطا
ساختار و اجزای چاه ارت
یک چاه ارت استاندارد معمولاً شامل اجزای زیر است:
صفحه مسی: ابعاد ۷۰×۷۰ سانتیمتر و ضخامت ۵ میلیمتر
سیم مسی نمره 70: جهت اتصال صفحه به شینه ارت
مواد کاهنده مقاومت زمین: مانند بنتونیت یا سوپر اکتیو بنتونیت
دوغاب بنتونیت و آب: جهت بهبود رسانایی و کاهش مقاومت
تابلو تست ارت: برای بررسی صحت عملکرد سیستم ارت
شینه مسی: جهت توزیع سیم ارت به تجهیزات مختلف
اهمیت سیستم ارتینگ
نحوه اجرای چاه ارت
مراحل احداث چاه ارت به شرح زیر است:
حفر چاه به عمق ۵ تا ۱۰ متر (بسته به نوع خاک)
قرار دادن صفحه مسی در مرکز چاه به صورت عمودی
اتصال سیم مسی به صفحه با جوش و بست مخصوص
ریختن دوغاب بنتونیت و آب به داخل چاه
پوشاندن چاه با خاک سرند شده
نصب تابلو تست ارت و اتصال شینه به تجهیزات
استانداردهای مقاومت چاه ارت
برای ساختمانهای مسکونی: مقاومت چاه ارت باید کمتر از ۵ اهم باشد.
برای مراکز صنعتی و کارخانهها: مقاومت باید زیر ۲ اهم باشد.
نقش چاه ارت در حفاظت از تجهیزات در برابر صاعقه
برای محافظت از ساختمان در برابر صاعقه، میتوان یک چاه صاعقهگیر مجزا در فاصلهای برابر با دو برابر عمق چاه ارت ایجاد کرد. این چاه به میله برقگیر نصبشده در بلندترین نقطه ساختمان متصل میشود. در هنگام برخورد صاعقه، جریان به صورت ایمن به زمین منتقل شده و از آسیب به سیستمهای برقی جلوگیری میشود.
نکات مهم در طراحی سیستم ارت
استفاده از لولههای فلزی آب به عنوان ارت ممنوع شده زیرا بسیاری از لولهها امروزه از جنس PVC هستند.
همبندی اسکلت فلزی ساختمان با چاه ارت موجب کاهش شدید مقاومت زمین میشود.
در سیستمهای برقرسانی نوع TNS و TNCS، سیم ارت باید به سیم نول متصل شود.
رعایت استاندارد ضخامت، قطر و نوع مواد مورد استفاده اهمیت زیادی در کارایی چاه ارت دارد.
اهمیت سیستم ارتینگ
سیستم ارت در خطوط انتقال برق و تلگراف
در خطوط انتقال قدیمی مانند تلگراف و SWER، از زمین به عنوان مسیر بازگشت جریان استفاده میشد. با پیشرفت فناوری و افزایش حساسیت تجهیزات، استفاده از دو سیم جداگانه برای رفت و برگشت جریان جایگزین این روش شد.
نتیجهگیری: چرا چاه ارت برای هر ساختمان ضروری است؟
ایجاد چاه ارت استاندارد نه تنها از خسارتهای مالی جلوگیری میکند، بلکه میتواند جان انسانها را از خطر برقگرفتگی و آتشسوزی نجات دهد. امروزه در تمام ساختمانهای جدید، استفاده از سیم ارت در پریزها و تجهیزات الزامی شده و عدم رعایت این نکات میتواند صدمات جبرانناپذیری به همراه داشته باشد.
