چاه ارت به عنوان یک سیستم حیاتی در ایمنی الکتریکی ساختمان‌ها شناخته می‌شود و دارای نقشی کلیدی در حفاظت از تجهیزات و کاربران است. این سیستم به‌ویژه در شرایطی که خطرات ناشی از بارهای اضافی الکتریکی، صاعقه، و نشت جریان وجوددارد، اهمیت بیشتری پیدامی‌کند. با اتصال صحیح تجهیزات الکتریکی به زمین از طریق چاه ارت، انرژی اضافی به زمین تخلیه می‌شود که موجب افزایش ایمنی و کاهش خطر برق‌گرفتگی می‌گردد. بنابراین، وجود یک سیستم چاه ارت کارآمد در هر ساختمان، به‌ویژه در مکان‌های با ریسک بالا، الزامی است.

• میزان هدایت الکتریکی بالا

• مقاومت در برابر خوردگی و شرایط جوی

• سازگاری با نوع خاک و محیط

• قیمت مناسب و در دسترس بودن

انتخاب صحیح جنس و مواد به‌کاررفته در چاه ارت نه تنها به ایمنی سیستم‌های الکتریکی کمک می‌کند، بلکه کارایی آنها را نیز بهبود می‌بخشد. با توجه به این نکات، می‌توان سیستم‌های ارتینگ را به‌طور مؤثری طراحی و اجرا کرد.

استفاده از چاه ارت در محیط‌های خانگی و صنعتی به‌طور واضح ضروری است. در خانه‌ها، حفاظت از خانواده در برابر خطرات ناشی از تجهیزات الکتریکی بسیار مهم است. به‌ویژه در مکان‌هایی مانند آشپزخانه، تجهیزات فلزی ممکن است با جریان نشتی مواجه شوند. عدم وجود یک سیستم چاه ارت مناسب در این فضاها می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری به همراه داشته باشد.

در محیط‌های صنعتی نیز، چاه ارت به حفاظت از ماشین‌آلات و تجهیزات در برابر صاعقه و نوسانات برق کمک می‌کند. این امر به صرفه‌جویی در هزینه‌های نگهداری و جلوگیری از خسارات اقتصادی ناشی از آسیب‌های الکتریکی منجر می‌شود. به‌طورکلی، نصب و اجرای صحیح سیستم چاه ارت در تمامی ساختمان‌ها، به‌ویژه در فضاهای با ریسک بالای الکتریسیته، ضروری است.

وجود یک سیستم چاه ارت مناسب نه‌تنها به ایمنی افراد کمک می‌کند، بلکه به حفاظت از تجهیزات الکتریکی نیز می‌انجامد. لذا توجه به نصب و نگهداری این سیستم در تمامی محیط‌ها امری ضروری است.

مواد رسانا به عنوان بخش دیگری از سیستم چاه ارت، اهمیت ویژه‌ای دارند. انتخاب مواد مناسب، مانند میله‌های مسی یا الکترودهای میله‌ای، می‌تواند به کاهش مقاومت الکتریکی و افزایش کارایی سیستم کمک کند. این مواد باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که در برابر شرایط جوی و خاکی مختلف، عملکرد مطلوبی داشته باشند. در طراحی سیستم‌های ارتینگ، استفاده از مواد با کیفیت بالا و مناسب به‌منظور تضمین ایمنی و کارایی الزامی است. به عنوان مثال، میله‌های مسی به دلیل هدایت الکتریکی بسیار خوب و مقاومت بالا در برابر خوردگی، گزینه‌ای مناسب برای این سیستم‌ها هستند. همچنین، استفاده از الکترودهای میله‌ای با پوشش مناسب می‌تواند طول عمر سیستم را افزایش دهد.

روش های مختلفی برای ارتینگ تجهیزات الکتریکی وجود دارد که ملزومات ارت آن عبارتند از:

ارتینگ صفحه ای: در این روش یک صفحه مسی یا آهنی گالوانیزه در عمق حدود 2 متری در زمین دفن می‌شود. صفحه از طریق یک هادی به تجهیزات متصل‌می‌شود. این روش برای تجهیزات با ولتاژ پایین و جریان های کم مناسب‌است.

ارتینگ میله ای: در این روش یک میله آهنی مسی یا گالوانیزه به صورت عمودی به داخل زمین رانده می‌شود و تجهیزات از طریق هادی به آن متصل‌می‌شوند. عمق میله به مقاومت خاک و بزرگی جریان خطا بستگی دارد. این روش برای تجهیزات با جریان بالاتر مناسب است.

ارتینگ لوله: در این روش یک لوله توخالی ساخته‌شده از آهن یا مس گالوانیزه به صورت عمودی به داخل زمین رانده‌می‌شود و تجهیزات از طریق هادی به آن متصل‌می‌شوند. لوله با نمک پر می‌شود تا رسانایی آن افزایش‌یابد.

ارتینگ نواری: در این روش یک نوار مسطح یا آهن گالوانیزه به صورت افقی در زمین دفن می‌شود و تجهیزات از طریق هادی به آن متصل‌می‌شوند. این نوار باید در عمق حدود 0.5 متر باشد و باید به اندازه ای باشد که مقاومت زمین مورد نیاز را فراهم‌کند.

تشک ارتینگ: در این روش یک تشک رسانا ساخته‌شده از مس یا آلومینیوم در زیر تجهیزات قرارمی‌گیرد و تشک از طریق یک هادی به زمین متصل می‌شود. این روش برای تجهیزات با ولتاژ پایین و جریان های کم مناسب است.

ارتینگ شیمیایی: در این روش از یک ترکیب شیمیایی برای افزایش رسانایی زمین استفاده‌می‌شود. این ترکیب در یک گمانه ریخته‌می‌شود و یک الکترود مسی در آن واردمی‌شود. الکترود از طریق یک هادی به تجهیزات متصل‌می‌شود. این روش برای تجهیزات با جریان خطا بالا مناسب است.

رعایت استانداردها و دستورالعمل های ارتینگ توصیه‌شده برای اطمینان از ایمنی و عملکرد مناسب تجهیزات بسیار مهم‌است.

مهم است که از موادی استفاده کنید که بتوانند سطوح ولتاژ و جریان بالا را بدون تخریب یا خرابی در هنگام اتصال زمین تحمل کنند. برخی از مواد متداول که می‌توانند برای ارتینگ تجهیزات ولتاژ بالا استفاده شوند عبارتند از:

مس: مس یک رسانای عالی الکتریسیته است و به طور گسترده برای اتصال زمین تجهیزات ولتاژ بالا استفاده‌می‌شود. که می‌تواند جریان های بالا را تحمل‌کند و در برابر خوردگی مقاوم است و آن را به انتخابی بادوام تبدیل‌می‌کند.

فولاد گالوانیزه: فولاد گالوانیزه انتخاب خوبی برای ارتینگ در مناطقی با مقاومت خاک بالا است. همچنین قادر به تحمل جریان های بالا بوده و در برابر خوردگی مقاوم است. همچنین پاسخ فرکانسی متفاوتی به مس دارد، جایی که امپدانس برای نوسانات خط بالا است.

فولاد با روکش مس: فولاد با روکش مس از یک هسته فولادی تشکیل‌شده‌است که با لایه ای از مس پوشانده‌شده‌است. این ترکیب از مواد استحکام فولاد را با رسانایی مس فراهم می‌کند و آن را به گزینه ای مناسب برای اتصال زمین تجهیزات ولتاژ بالا تبدیل می‌کند.

آلومینیوم: آلومینیوم ماده ای سبک و ارزان است که اغلب برای اتصال به زمین تجهیزات ولتاژ بالا استفاده‌می‌شود. با این حال، به اندازه مس رسانا نیست و ممکن‌است به سطح مقطع بزرگ تری برای رسیدگی به همان سطوح جریان نیاز داشته‌باشد. همچنین پاسخ فرکانسی متفاوتی به مس دارد، جایی که امپدانس برای نوسانات خط بالا است.

گرافیت: گرافیت یک ماده نسبتاً جدید است که برای تجهیزات ولتاژ بالا زمین مورد استفاده قرارمیگیرد. این بسیار رسانا است و می‌تواند سطوح جریان بالایی را تحمل‌کند، اما همچنین سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی است.

هنگام انتخاب مواد برای ارتینگ تجهیزات ولتاژ بالا، مهم است که عواملی مانند هدایت، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام را در نظربگیرید. مواد مناسب باید بر اساس نیازهای خاص تجهیزات و محیط اطراف انتخاب‌شود. علاوه بر این، تمام مواد مورد استفاده برای ارتینگ باید با استانداردها و مقررات ایمنی قابل اجرا مطابقت داشته‌باشد.

• حفاظت افراد از برق گرفتگی
• ایمنی در قبال آتش سوزی
• عملکرد بهینه سیستم الکتریکی با پایداری سطح ولتاژو دفع جریانهای ناخواسته
• دور کردن خطرات ناشی از صاعقه

اگر در تاسیسات الکتریکی شما ایرادی وجود داشته باشد، در صورت لمس یک قطعه فلزی ممکن است دچار شوک الکتریکی شوید. این به این دلیل است که الکتریسیته ممکن است از بدن شما به عنوان مسیری از قسمت زنده به قسمت زمین استفاده کند.
ملزومات ارتینگ برای محافظت از شما در برابر شوک الکتریکی استفاده می شود. این کار را با ایجاد یک مسیر (یک هادی محافظ) برای جریان خطا به زمین انجام می دهد. همچنین باعث می‌شود دستگاه محافظ (اعم از قطع کننده مدار یا فیوز) جریان الکتریکی را به مداری که دارای خطا است قطع کند.

برقراری اتصال بین رساناهای یک مجموعه با یکدیگرو به ارت در راستای ایجاد سطح هم پتانسیل و کاهش خطر شوک الکتریکی ، میباشد .

چندین استاندارد و دستورالعمل وجوددارد که باید برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم ارتینگ در نظرگرفته‌شود. برخی از استانداردهای مربوطه عبارتند از:

IEC 62271-200: این استاندارد طراحی، ساخت و آزمایش تابلو و کنترل فشار قوی را پوشش‌می‌دهد. این دستورالعمل در مورد انتخاب مواد و سیستم های ارت، از جمله الزامات مقاومت و استفاده از چندین الکترود ارتینگ، ارائه‌می‌دهد.

IEEE 80: این استاندارد راهنمایی‌هایی را در مورد طراحی و نصب سیستم های ارتینگ برای پست های برق و سایر تاسیسات ولتاژ بالا ارائه‌می‌دهد. انتخاب مواد ارتینگ، طراحی سیستم های ارتینگ و اندازه گیری مقاومت زمین را پوشش‌می‌دهد.

IEC 60364: این استاندارد راهنمایی هایی را در مورد طراحی، نصب و نگهداری تاسیسات الکتریکی از جمله سیستم های ارتینگ ارائه‌می‌دهد. انتخاب مواد ارتینگ، الزامات مقاومت و استفاده از الکترودهای تکمیلی را پوشش‌می‌دهد.

BS 7430: این استاندارد بریتانیایی طراحی، نصب و نگهداری سیستم های ارتینگ تاسیسات الکتریکی را پوشش می‌دهد. این دستورالعمل در مورد انتخاب مواد ارتینگ، طراحی سیستم های ارت و اندازه گیری مقاومت زمین ارائه‌می‌دهد.

ANSI/IEEE C2: این استاندارد آمریکایی دستورالعمل هایی را برای طراحی و نصب سیستم های ارتینگ برای سیستم های قدرت ارائه می‌دهد. انتخاب مواد ارتینگ، طراحی سیستم های ارتینگ و اندازه گیری مقاومت زمین را پوشش‌می‌دهد.

این استانداردها راهنمایی در مورد انتخاب مواد ارتینگ برای تابلو برق فشار قوی و همچنین طراحی و نصب سیستم های ارتینگ ارائه می‌دهد. هنگام انتخاب مواد ارتینگ، رعایت این استانداردها و دستورالعمل ها برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم ارت مهم‌است.

جهت استعلام قیمت تجهیزات ارت و کسب اطلاعات بیشتر یا دریافت مشاوره تخصصی با کارشناسان ماه صنعت انرژی، میتوانید از طریق راه های ارتباطی زیر اقدام نمایید.

انتخاب محل مناسب برای حفر چاه ارت اهمیت زیادی دارد. نکاتی که باید در انتخاب محل به آن‌ها توجه کرد عبارتند از:

• خاک محل باید دارای رطوبت مناسب باشد تا رسانایی بهتری ایجاد کند. خاک‌های رسی و مرطوب بهترین گزینه هستند.
• چاه ارت باید حداقل 1.5 متر از دیوار ساختمان فاصله داشته باشد.
• محل چاه نباید در نزدیکی لوله‌های گاز، آب یا سایر تاسیسات زیرزمینی قرار داشته باشد تا از آسیب احتمالی به این تاسیسات جلوگیری شود.

پس از انتخاب محل مناسب، باید چاهی به عمق مناسب حفر شود. “عمق چاه ارت” بسته به نوع خاک و شرایط محیطی ممکن است متفاوت باشد، اما معمولاً بین 4 تا 8 متر و قطر 80 سانتیمتر است. در خاک‌های مرطوب و رسانا عمق کمتر کافی است، اما در خاک‌های خشک و کم‌رسانا عمق بیشتری نیاز است.

مواد و تجهیزاتی که برای ایجاد چاه ارت نیاز است شامل موارد زیر است:

• صفحه مسی یا میله ارت: صفحه مسی با ابعاد حدود 50×50 سانتی‌متر و ضخامت 2 تا 3 میلی‌متر (بستگی به نوع کاربرد دارد) یا میله‌های ارت با قطر حدود 16 میلی‌متر به‌عنوان الکترود استفاده می‌شود.
• سیم مسی: سیم مسی با سطح مقطع حداقل 50 میلی‌متر مربع برای اتصال بین صفحه مسی و تابلو برق استفاده می‌شود.
• مواد کاهنده مقاومت زمین: موادی مانند بنتونیت یا زغال و نمک که به کاهش مقاومت الکتریکی خاک کمک می‌کنند.

الکترود ارت که می‌تواند صفحه مسی یا میله ارت باشد، در کف چاه قرارمی‌گیرد. در صورتی که از صفحه مسی استفاده می‌شود، صفحه معمولا به‌صورت عمودی و 20 سانتیمتر بالاتر از کف چاه قرار داده شود. سیم مسی به الکترود ارت جوش داده می‌شود و به سمت تابلو برق هدایت می‌شود.

برای افزایش کارایی چاه ارت و کاهش مقاومت الکتریکی خاک، چاه با مواد کاهنده مقاومت مانند بنتونیت یا ترکیبی از زغال و نمک پر می‌شود. این مواد باعث می‌شوند که جریان الکتریکی به‌راحتی از الکترود ارت به زمین منتقل شود. نسبت زغال و نمک معمولاً به صورت 4 به 1 است. این مواد را باید به صورت لایه‌لایه در چاه ریخته و با خاک مخلوط کرد تا رسانایی بیشتری ایجاد شود.

پس از قراردادن مواد کاهنده مقاومت، چاه با خاک مرطوب پر می‌شود. این خاک باید به خوبی کوبیده شود تا تماس مناسبی بین صفحه مسی و خاک برقرار شود. همچنین بهتر است خاک اطراف الکترود همواره مرطوب نگه داشته شود تا مقاومت زمین پایین بماند .(جهت این کار معمولا در یک لوله pvc به طول چاه، حفره های متعددی ایجاد می کنند و آن را در چاه تعبیه می کنند و در دوره های زمانی مشخص اقدام به اضافه کردن آب به آن می‌کنند).

پس از پر کردن چاه، سیم مسی که به صفحه مسی جوش داده شده، به تابلو برق یا شینه ارت ساختمان متصل می‌شود. این اتصال باید کاملاً ایمن و محکم باشد تا در برابر جریان‌های زیاد و گذر زمان مقاوم باشد.

پس از نصب کامل چاه ارت، باید “مقاومت زمین” چاه اندازه‌گیری شود. مقدار مقاومت زمین معمولا نباید بیشتر از 2 اهم باشد. برای اندازه‌گیری مقاومت چاه از دستگاه‌هایی مانند “ارت تستر” یا “میگر” استفاده می‌شود. اگر مقاومت چاه بیشتر از حد مجاز بود، می‌توان از روش‌هایی مانند اضافه کردن مواد کاهنده مقاومت یا افزایش تعداد چاه‌های ارت استفاده کرد.

برای اطمینان از عملکرد درست چاه ارت در طولانی مدت، باید به‌صورت دوره‌ای مقاومت زمین آن تست و بررسی شود. همچنین در صورتی که خاک اطراف چاه خشک شود، می‌توان آب به آن اضافه کرد تا رطوبت مناسب حفظ شود. 

این سیستم به طور مستقیم به زمین متصل می‌شود و معمولاً در مکان‌هایی که خطرات ناشی از قطع نول وجود دارد، به کار می‌رود. این سیستم به دلیل حفاظت خوبی که در برابر برق‌گرفتگی ارائه می‌دهد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این سیستم، بخش‌های فلزی تجهیزات به هادی نول متصل می‌شوند. زیرشاخه‌های این سیستم شامل TN-C و TN-S هستند. TN-C به دلیل ادغام هادی نول و فاز در یک کابل، در بسیاری از تاسیسات صنعتی استفاده می‌شود، در حالی که TN-S از جداسازی این دو هادی بهره می‌برد.

این سیستم به خاطر ایزوله بودن نول، در شرایط خاص مانند شبکه‌های کوچک و حساس به کار می‌رود. این نوع سیستم به دلیل کاهش ریسک برق‌گرفتگی در مواقعی که نول دچار مشکل می‌شود، بسیار کاربردی است.

استانداردهای ملی و بین‌المللی برای سیستم ارتینگ به‌عنوان یک پایه اساسی در ایمنی تأسیسات برق شناخته می‌شوند. این استانداردها شامل الزامات مشخص برای نصب، نگهداری و بررسی الکترودها و سایر تجهیزات مرتبط است. به‌عنوان مثال، استاندارد IEC 60364 و استاندارد ملی ایران (ISIRI) به طور خاص بر روی اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی الکترودها تأکید دارند که این مسأله به کاهش خطر برق‌گرفتگی و حفظ سلامت تجهیزات کمک می‌کند.

در این راستا، همبندی مناسب اجزای فلزی در زیرساخت‌ها نیز از نکات کلیدی به شمار می‌آید. تأکید بر این نکته که تمامی اجزای فلزی باید به یکدیگر متصل باشند، موجب افزایش ایمنی و کارایی سیستم‌های الکتریکی می‌شود. به‌علاوه، بررسی منظم و دوره‌ای این اجزا می‌تواند به شناسایی مشکلات احتمالی و جلوگیری از حوادث ناخواسته کمک کند.

برای بهبود کیفیت و ایمنی سیستم‌های ارتینگ، رعایت مجموعه‌ای از نکات ایمنی ضروری است. این نکات شامل استفاده از الکترودهای مناسب با مقاومت پایین و اطمینان از دفن صحیح آنها در عمق‌های مشخص می‌باشد. به‌عنوان مثال، عمق مناسب برای دفن الکترودها می‌تواند تأثیر زیادی بر روی کارایی سیستم داشته باشد.

• استفاده از الکترودهای با کیفیت و مقاوم در برابر خوردگی
• کنترل منظم مقاومت سیستم و بررسی به‌روزرسانی تجهیزات
• اجتناب از استفاده از الکترودهای متفرقه به‌عنوان الکترود اصلی

در محیط‌های صنعتی و کارگاه‌های بزرگ، همبندی الکترودها با سیستم‌های مطمئن دیگر بسیار حائز اهمیت است. این اقدام نه تنها به کاهش ولتاژ تماس کمک می‌کند بلکه خطرات ناشی از اتصالات الکتریکی را به حداقل می‌رساند. آگاهی از این نکات می‌تواند به طرز قابل توجهی ایمنی پرسنل و تجهیزات را افزایش دهد و از بروز حوادث ناخواسته جلوگیری کند.