سیستم ارت: تفاوت میان نسخهها
صفحهای تازه حاوی «{{مطلب آموزشی |عنوان=سیستم ارت (Earthing System) |خلاصه=سیستم ارت یا اتصال به زمین مجموعهای از تجهیزات و روشهای مهندسی است که برای انتقال ایمن جریانهای نشتی، خطا و اضافه ولتاژ به زمین طراحی میشود. این سیستم یکی از ارکان اساسی ایمنی در تأسیسات برق...» ایجاد کرد |
بدون خلاصۀ ویرایش |
||
| خط ۱۷۳: | خط ۱۷۳: | ||
[[رده:آموزش برق صنعتی]] | [[رده:آموزش برق صنعتی]] | ||
[[رده:سیستمهای حفاظتی]] | [[رده:سیستمهای حفاظتی]] | ||
[[رده:آموزش فشار ضعیف]] | |||
نسخهٔ کنونی تا ۱۱ مهٔ ۲۰۲۶، ساعت ۰۳:۳۶
🟦 مطلب آموزشی
سیستم ارت (Earthing System)
خلاصه: سیستم ارت یا اتصال به زمین مجموعهای از تجهیزات و روشهای مهندسی است که برای انتقال ایمن جریانهای نشتی، خطا و اضافه ولتاژ به زمین طراحی میشود. این سیستم یکی از ارکان اساسی ایمنی در تأسیسات برق، اتوماسیون صنعتی و سیستمهای ابزاردقیق محسوب میشود.
موضوعات مرتبط: برق صنعتی، ایمنی الکتریکی، تابلو برق، ابزاردقیق، سیستمهای حفاظتی
سطح مطلب: تخصصی و حرفهای
نویسنده: تیم تحریریه لاله زار آنلاین
سیستم ارت (Earthing System)
سیستم ارت یا سیستم اتصال به زمین یکی از مهمترین زیرساختهای ایمنی در شبکههای الکتریکی است که با هدف حفاظت از تجهیزات الکتریکی، جلوگیری از برقگرفتگی افراد و پایدارسازی ولتاژ مرجع سیستم طراحی میشود. در این سیستم، بدنه فلزی تجهیزات، نقاط مرجع مدارها و مسیرهای حفاظتی به زمین متصل میشوند تا در صورت بروز خطا، جریان الکتریکی از طریق مسیر کممقاومت به زمین تخلیه گردد.
در تأسیسات صنعتی، نیروگاهها، مراکز داده، سیستمهای مخابراتی و تجهیزات ابزاردقیق، طراحی صحیح سیستم ارت نقش حیاتی در جلوگیری از آسیب به تجهیزات حساس و حفظ عملکرد پایدار سیستم دارد.
اهداف و کاربردهای سیستم ارت
پیادهسازی سیستم اتصال به زمین در شبکههای الکتریکی با اهداف زیر انجام میشود:
- حفاظت از جان انسان در برابر شوک الکتریکی
- تخلیه جریانهای نشتی و جریانهای خطا
- جلوگیری از افزایش ولتاژ بدنه تجهیزات
- ایجاد مرجع ولتاژی پایدار برای سیستمهای اندازهگیری
- تخلیه اضافه ولتاژهای ناشی از صاعقه یا کلیدزنی
- کاهش نویز الکترومغناطیسی در سیستمهای اتوماسیون صنعتی و ابزاردقیق
در سیستمهای کنترل و ابزار دقیق، ارت مناسب باعث کاهش خطاهای اندازهگیری و بهبود کیفیت سیگنال میشود.
انواع سیستمهای اتصال به زمین
بر اساس استانداردهای بینالمللی (IEC 60364)، سیستمهای ارت در شبکههای قدرت به چند دسته اصلی تقسیم میشوند.
سیستم TN
در سیستم TN، نقطه نوترال منبع تغذیه مستقیماً به زمین متصل شده و بدنه تجهیزات از طریق هادی حفاظتی (PE) به همان نقطه متصل میشود.
انواع آن شامل:
- TN-S : هادی نول و هادی حفاظتی از یکدیگر جدا هستند.
- TN-C : هادی حفاظتی و نول به صورت مشترک (PEN) استفاده میشوند.
- TN-C-S : ترکیبی از دو روش بالا.
این سیستم یکی از رایجترین روشها در شبکههای توزیع صنعتی است.
سیستم TT
در این سیستم، بدنه تجهیزات مصرفکننده به الکترود زمین مستقل متصل میشود و اتصال زمین منبع تغذیه از آن جدا است.
ویژگی مهم این سیستم استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند:
- کلید محافظ جان (RCD)
- کلیدهای نشتی جریان
سیستم IT
در سیستم IT، منبع تغذیه نسبت به زمین ایزوله است یا از طریق امپدانس بالا به زمین متصل میشود.
ویژگیها:
- تداوم سرویس بالا
- مناسب برای بیمارستانها و صنایع حساس
- نیازمند سیستم مانیتورینگ عایقی
اجزای اصلی سیستم ارت
یک سیستم ارت استاندارد از چندین بخش تشکیل میشود که هر کدام نقش مشخصی در تخلیه جریان دارند.
الکترود زمین (Earth Electrode)
الکترود زمین قطعهای رسانا است که در خاک دفن شده و جریان الکتریکی را به زمین منتقل میکند.
انواع الکترود:
- میله ارت (Rod Electrode)
- صفحه ارت (Plate Electrode)
- تسمه یا شبکه ارت (Earth Grid)
- الکترود شیمیایی
در صنایع بزرگ معمولاً از شبکه ارت استفاده میشود.
هادی ارت (Earth Conductor)
هادی ارت مسیر انتقال جریان خطا از تجهیزات به الکترود زمین است. این هادی معمولاً از جنس مس یا فولاد گالوانیزه ساخته میشود.
ویژگیهای مهم:
- مقاومت الکتریکی پایین
- مقاومت مکانیکی مناسب
- مقاومت در برابر خوردگی
شینه ارت (Earth Busbar)
در تابلو برقها از شینه ارت برای اتصال تمامی هادیهای حفاظتی استفاده میشود. این شینه معمولاً از مس ساخته شده و به سیستم ارت اصلی متصل میگردد.
چاه ارت (Earth Pit)
چاه ارت یک ساختار مهندسی برای ایجاد تماس مناسب بین الکترود و خاک است. در طراحی آن پارامترهای زیر اهمیت دارند:
- مقاومت ویژه خاک
- عمق چاه
- نوع مواد کاهنده مقاومت
مواد متداول برای کاهش مقاومت زمین:
- بنتونیت
- ذغال
- نمک صنعتی
مقاومت زمین (Earth Resistance)
یکی از مهمترین پارامترهای طراحی سیستم ارت، مقاومت زمین است که نشاندهنده میزان مقاومت مسیر تخلیه جریان به خاک میباشد.
مقدار مطلوب مقاومت زمین بسته به نوع تأسیسات متفاوت است:
- مراکز مخابراتی: کمتر از ۲ اهم
- تجهیزات الکترونیکی حساس: کمتر از ۱ اهم
- تأسیسات صنعتی عمومی: کمتر از ۵ اهم
اندازهگیری مقاومت زمین معمولاً با دستگاه ارت تستر و روشهای زیر انجام میشود:
- روش سه نقطهای (Fall of Potential)
- روش چهار نقطهای ونر (Wenner Method)
طراحی سیستم ارت در صنایع
در پروژههای صنعتی، طراحی سیستم ارت نیازمند تحلیل پارامترهای متعددی است:
- مقاومت ویژه خاک
- جریان خطای اتصال کوتاه
- سطح ولتاژ شبکه
- شرایط محیطی و رطوبت خاک
- مساحت سایت صنعتی
در پستهای فشار قوی معمولاً از شبکه ارت مشبندی شده (Ground Grid) استفاده میشود که در زیر کل سایت نصب میگردد تا ولتاژ گام و تماس کاهش یابد.
ارت در سیستمهای ابزاردقیق
در سیستمهای ابزاردقیق، کیفیت ارت تأثیر مستقیم بر عملکرد سنسورها و تجهیزات اندازهگیری دارد.
انواع ارت مورد استفاده:
- ارت حفاظتی (Protective Earth)
- ارت سیگنال (Signal Ground)
- ارت تمیز (Clean Earth)
تفکیک صحیح این مسیرها از ایجاد نویز الکتریکی و خطاهای اندازهگیری جلوگیری میکند.
استانداردهای مرتبط با سیستم ارت
طراحی و اجرای سیستم ارت باید مطابق استانداردهای بینالمللی انجام شود:
- IEC 60364 – Electrical Installations
- IEEE 80 – Guide for Safety in AC Substation Grounding
- BS 7430 – Code of Practice for Earthing
- NFPA 70 (NEC) – National Electrical Code
این استانداردها الزامات مربوط به طراحی، اندازهگیری مقاومت زمین و حفاظت در برابر شوک الکتریکی را مشخص میکنند.
جستارهای وابسته
منابع
- IEEE Std 80 – Guide for Safety in AC Substation Grounding
- IEC 60364 Electrical Installations Standard
- Paul Gill – Electrical Power Equipment Maintenance
- راهنمای طراحی سیستم اتصال زمین در تأسیسات صنعتی
