، تهران , (اخبار رسمی): سیستم ارت با هدایت ایمن جریان‌های ناخواسته به زمین، نقش حیاتی در جلوگیری از اضافه ولتاژ و برق‌گرفتگی ایفا می‌کند. حتی با وجود «دستگاه جایگزین چاه ارت»، طراحی اصولی و نگهداری صحیح ارتینگ همچنان اصلی‌ترین راهکار ایمنی الکتریکی است.
ایمنی الکتریکی در هر سیستم قدرت، چه در مقیاس صنعتی و چه در سطح کاربری خانگی، به شدت به عملکرد صحیح سیستم ارتینگ وابسته است. با وجود توسعه تجهیزات جدیدی مانند دستگاه جایگزین چاه ارت که در برخی موارد برای بهبود یا جایگزینی چاه‌های سنتی معرفی می‌شوند، همچنان طراحی اصولی و اجرای دقیق ارتینگ فیزیکی نقشی اساسی در حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و پیشگیری از برق‌گرفتگی ایفا می‌کند. در واقع هیچ فناوری جایگزین نمی‌تواند به‌طور کامل نقش حیاتی یک سیستم زمین استاندارد را ایفا کند.
اهمیت ارتینگ در ایمنی الکتریکی
سیستم ارت، مسیر کنترل‌شده‌ای را برای تخلیه جریان‌های ناخواسته و خطرناک به زمین فراهم می‌کند و با محدودسازی ولتاژهای تماس و گام، جان انسان‌ها و حیوانات را از خطر برق‌گرفتگی محافظت می‌کند. نبود یا نقص در عملکرد ارتینگ می‌تواند در شرایط خطا یا اضافه ولتاژ، منجر به بروز شوک الکتریکی شدید یا آتش‌سوزی شود.
منابع اصلی اضافه ولتاژ و خطر برق‌گرفتگی
برای درک نقش ارت در پیشگیری، ابتدا باید منشأ اضافه ولتاژ و شرایطی که می‌تواند به برق‌گرفتگی منجر شود، مشخص گردد:
- صاعقه: یکی از خطرناک‌ترین منابع انرژی الکتریکی ناخواسته است که در صورت عدم هدایت صحیح، موجب تخریب تجهیزات و برق‌گرفتگی می‌شود.
- اتصال کوتاه داخلی: بروز خطا در تجهیزات قدرت، سیم‌کشی یا عایق‌بندی معیوب می‌تواند منجر به نشت جریان به بدنه‌های فلزی شود.
- تجمع بار الکترواستاتیک: در برخی محیط‌های صنعتی مانند صنایع پتروشیمی و انبارهای سوخت، بار الکترواستاتیک می‌تواند جرقه ایجاد کند.
- خطاهای شبکه توزیع: برگشت جریان خطا یا ولتاژ ناخواسته از شبکه توزیع عمومی.
نحوه عملکرد سیستم ارت در مقابله با اضافه ولتاژ
یک سیستم ارت استاندارد با داشتن مقاومت پایین و اتصال همبند گسترده، اضافه ولتاژها را با کمترین امپدانس به زمین هدایت می‌کند. این عمل باعث می‌شود انرژی خطرناک در کمترین زمان تخلیه شود و از عبور جریان از مسیر بدن انسان یا تجهیزات حساس جلوگیری گردد.
مثال کاربردی:
در سیستم‌های ولتاژ بالا، در صورت برخورد صاعقه با خطوط انتقال، ارتینگ برج‌های انتقال نیرو و پست‌های برق، انرژی صاعقه را به زمین منتقل می‌کند و از سرایت ولتاژ به خطوط تغذیه مصرف‌کننده‌ها پیشگیری می‌کند.
پیشنهاد مطالعه: نقش ارت الکترونیکی در حفاظت در برابر صاعقه
نقش ارت در محدود کردن ولتاژ تماس و گام
دو پارامتر حیاتی در مهندسی ارتینگ عبارتند از:
- ولتاژ تماس (Touch Voltage): اختلاف پتانسیل بین بدنه فلزی تجهیز و زمین در هنگام بروز خطا.
- ولتاژ گام (Step Voltage): اختلاف پتانسیل بین دو نقطه از سطح زمین که توسط پاهای انسان لمس می‌شود.
طراحی اصولی ارتینگ باید تضمین کند که این ولتاژها در محدوده قابل‌تحمل برای بدن انسان باقی بمانند.
ارزیابی عملکرد سیستم ارت و «دستگاه جایگزین چاه ارت»
اخیراً تجهیزاتی تحت عنوان «دستگاه جایگزین چاه ارت» در برخی پروژه‌ها معرفی شده‌اند. این تجهیزات اغلب شامل ترکیبی از مواد رسانا، الکترودهای بهبود یافته یا مدارهای فعال هستند که در برخی شرایط خاص می‌توانند مقاومت سیستم زمین را کاهش دهند. با این حال نکات زیر حائز اهمیت است:
این دستگاه‌ها نمی‌توانند جایگزین کامل زمین طبیعی با حجم گسترده خاک باشند.
برای تخلیه انرژی‌های بالا مانند صاعقه یا جریان‌های خطا با شدت زیاد، نیاز به مسیر زمین واقعی همچنان اجتناب‌ناپذیر است.
استفاده از این دستگاه‌ها بیشتر به‌عنوان مکمل سیستم زمین یا در فضاهای محدود کاربرد دارد.
اصول طراحی سیستم ارت مؤثر برای جلوگیری از برق‌گرفتگی
یک سیستم ارتینگ استاندارد باید بر اساس پارامترهای زیر طراحی شود:
مطالعه مقاومت ویژه خاک:
شناسایی ساختار خاک برای تعیین بهترین روش دفن الکترودها.
انتخاب نوع الکترود:
میله‌ای، صفحه‌ای یا مش‌بندی گسترده متناسب با شرایط زمین.
طراحی شبکه همبندی:
اتصال بدنه تمامی تجهیزات فلزی، سوله‌ها و سازه‌ها برای حذف اختلاف پتانسیل.
استفاده از مواد بهبوددهنده:
در خاک‌های با مقاومت بالا، موادی مانند بنتونیت یا ژل‌های کاهنده مقاومت استفاده می‌شود.
کنترل دوره‌ای:
تست سالانه مقاومت زمین و پایش سلامت اتصالات.
استانداردهای مرتبط با طراحی ارت
استانداردهای بین‌المللی مانند IEEE Std 80، IEC 62305 (حفاظت در برابر صاعقه) و BS 7430 از جمله منابع معتبر برای طراحی سیستم ارتینگ هستند. این استانداردها محدوده‌های مجاز ولتاژ تماس، گام و مقاومت زمین را به‌صورت علمی مشخص کرده‌اند.
پیشنهاد مطالعه: نقش EDS در محافظت از تجهیزات حساس بانکی و سرورها
نگهداری و ارتقای سیستم ارت
حتی بهترین سیستم ارت نیازمند نگهداری منظم است. خوردگی اتصالات، شکستگی الکترودها یا تغییرات در شرایط خاک می‌تواند عملکرد ارت را مختل کند. در این شرایط، استفاده از دستگاه جایگزین چاه ارت به‌عنوان تقویت‌کننده یا پشتیبان می‌تواند راه‌حل مناسبی باشد.
نتیجه‌گیری
سیستم ارتینگ به‌عنوان خط دفاعی اصلی در برابر صدمات ناشی از اضافه ولتاژ و برق‌گرفتگی، همواره باید بر اساس الزامات علمی و استاندارد طراحی و اجرا شود. هرچند فناوری‌هایی مانند «دستگاه جایگزین چاه ارت» می‌توانند در بهبود عملکرد موثر باشند، اما جایگزینی کامل زمین طبیعی و شبکه همبندی امکان‌پذیر نیست. رعایت الزامات مهندسی، نگهداری منظم و تست‌های دوره‌ای، تضمین‌کننده ایمنی جانی و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی خواهد بود.
### پایان خبر رسمی