سیستم زمین – ارتینگ
سیستم زمین (ارتینگ)
سیستم زمین یا Grounding یکی از مهمترین بخشهای ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی است. هدف اصلی آن ایجاد یک مسیر مطمئن با امپدانس پایین برای تخلیه جریانهای ناخواسته، اتصال کوتاه و نویزهای الکتریکی به جرم عظیم زمین میباشد. زمین به دلیل ظرفیت بالای خود، به عنوان مرجع با پتانسیل صفر در نظر گرفته میشود و این امر مانع از آسیب به دستگاهها و خطر برای انسانها میگردد.
🔹 دستهبندی سیستم زمین
سیستم زمین به دو بخش اصلی تقسیم میشود:
- سیستم زمین حفاظتی
- سیستم زمین الکتریکی
1. سیستم زمین حفاظتی
این نوع سیستم زمین برای حفاظت از جان افراد و تجهیزات طراحی میشود. در شرایط عادی هیچ جریانی از آن عبور نمیکند، اما هنگام بروز خطا یا اتصال کوتاه، جریان به سرعت به زمین هدایت میشود. ویژگیهای کلیدی این سیستم عبارتند از:
ایمنی افراد: جلوگیری از برقگرفتگی در اثر تماس با بدنه فلزی دستگاهها.
حفاظت تجهیزات: کاهش آسیب ناشی از اتصال کوتاه یا اضافه جریان.
کاهش ولتاژ گام و تماس: طراحی باید به گونهای باشد که اختلاف پتانسیل بین نقاط مختلف زمین به حداقل برسد.
عوامل مؤثر در طراحی سیستم زمین حفاظتی
نوع خاک و مقاومت ویژه آن: در خاکهایی با مقاومت بالا باید از مواد کاهنده (مانند بنتونیت یا مواد شیمیایی استاندارد) استفاده شود.
انتخاب متریال مناسب: استفاده از میلههای مسی یا استنلس استیل با مقاومت بالا در برابر خوردگی.
روشهای اتصال: استفاده از کلمپهای استاندارد و جوش احتراقی (کدولد) برای ایجاد اتصالات پایدار و طولانیمدت.
استانداردهای بینالمللی: طراحی و اجرا باید مطابق با استانداردهایی مانند IEC 62561-7، IEEE 80 و BS 7430 باشد.
طول عمر تجهیزات ارت
میلههای گالوانیزه: عمر مفید حدود 3 تا 4 سال در خاک معمولی (به دلیل تشکیل پیل گالوانیک).
میلههای مسی یا کاپرباند: عمر حدود 30 سال در خاکهای غیرسولفوری.
میلههای استنلس استیل: عمر حدود 30 سال در خاکهای غیرکلریدی.
نکته مهم: انتخاب جنس میله باید متناسب با شرایط خاک باشد؛ زیرا سولفور باعث خوردگی شدید مس و کلرید موجب تخریب استیل میشود.
سه اصل حیاتی در سیستم زمین حفاظتی
امپدانس الکتریکی پایین
مقاومت مکانیکی بالا
مقاومت در برابر خوردگی
2. سیستم زمین الکتریکی
این بخش بیشتر جنبهی عملکردی دارد و به نوترالسازی سیستمهای الکتریکی مربوط میشود. وظایف اصلی آن عبارتند از:
کاهش تنشهای ناشی از صاعقه و کلیدزنی
کاهش عدم تعادل ولتاژ در شبکه
محدود کردن ولتاژ نقطه نول
به این ترتیب، سیستم زمین الکتریکی علاوه بر افزایش پایداری شبکه، از آسیب به تجهیزات حساس جلوگیری میکند.
جمعبندی
یک سیستم زمین مناسب باید:
دارای امپدانس پایین برای تخلیه سریع جریانهای خطا باشد.
از تجهیزات با مقاومت مکانیکی و شیمیایی بالا استفاده کند.
متناسب با شرایط خاک طراحی شود تا طول عمر بالایی داشته باشد.
اجرای صحیح ارتینگ نه تنها ایمنی افراد را تضمین میکند، بلکه عمر تجهیزات را افزایش داده و عملکرد شبکه الکتریکی را پایدارتر میسازد.