اصول اجرای سيستم ارت و چاه ارت

نحوه اجراي سيستم ارت جهت رعايت سيستم TN-C-S در داخل ساختمان و T-T در شبكه عمومي و ايجاد تناسب بين اين دو به نحويكه مشكلي از جهت ايمني ساكنين و شبكه پيش نيايد بشرح بندهای زير عمل می شود.
-لازم است اتصال زمين و لحاظ نمودن آخرين پيشرفتهاي روز در زمينه احداث چاه ارت (استفاده از بنتونيت و ساير مواد كاهش دهنده مقاومت) با مقاومت حداكثر 2 اهم اجرا شود. IEC-60100) و (VDE-0140 در اينصورت مي‌توان با همبندي شمش‌هاي نول و ارت در محل تابلوي كنتور مشتركين، هم براي ارت كردن سيستم داخلي و هم براي زمين كردن بدنه تابلو، از اتصال زمين واحدي استفاده نمود.
-لازم است مقدار مقاومت اتصال زمين توسط مهندس ناظر و نماينده شركت برق اندازه‌گيري شود و از پذيرفتن ارتهاي با مقاومت بالاتر از 2 اهم جداً خودداري گردد. (به دليل آنكه بي‌خطر بودن روش فوق بستگي بسيار زيادي به اين مطلب دارد.)
-در داخل ساختمان لازم است همبندي بنحو مؤثري رعايت شود و المانهاي فلزي موجود در سازه با روش مناسب، اتصال الكتريكي مورد نياز را داشته باشند تا در صورت بروز هرگونه اشكال احتمالي روي شبكه عمومي برق، امكان بروز حادثه براي ساكنين وجود نداشته باشد.
-لازم است موارد فوق براي تمامي منازل، مغازه‌ها، واحدهاي صنعتي و بطور كلي هرگونه متقاضي (بدون درنظر گرفتن متراژ و تعداد طبقات) انجام شود.
-لازم است اندازه‌گيري مستمر ارتهاي نصب شده در ساختمانها حداقل سالي يكبار انجام گرديده و در صورت بالاتر بودن از استاندارد نسبت به اصلاح ارت اقدام گردد. مسئوليت انجام اين كار با مالك با مالكين است و وي مي‌تواند بدين منظور از دفاتر مورد تأييد سازمان نظام مهندسي ساختمان استفاده نمايد.
الزامات چاه ارت :
جنس صفحه و ميله ارت
انتخاب الكترودهاي ميله‌اي يا صفحه‌اي و … بايد براساس مقتضيات محل، انجام گيرد. مقاومت الكترودهاي ميله‌ايي تقريباً برابر مي‌باشد كه r مقاومت ويژه خاك و L طول ميله است. براي ميله‌هاي معمول كه مقدار L برابر 1.5 تا 2.45 متر مي‌باشد، ملاحظه مي‌شود كه الكترود ميله‌اي بدون اتخاذ تدابير تكميلي به هيچ عنوان قادر به ايجاد مقاومت زير 2 W نيست. لذا بايد از الكتروليت مناسبي مانند بنتونيت يا الكتروليتهاي ديگري كه خواص الكتريكي و شيميايي آنها به تأييد مراجع ذيصلاح رسيده است استفاده كرد. در مورد الكترود صفحه‌اي مقاومت با رابطه تقريبي تعيين مي‌شود كه l محيط صفحه الكترود است.
جنس صفحه و ميله:
بنا به توصيه VDE-0140 الويت در بين الكترودهاي موجود به ترتيب زير است:
1 فولاد گالوانيزه
2 آهن روكش شده با سرب
3 مس خالص
4 ميله فولادي كاپر ولد شده
5 ميله فولادی با روکش مس (اکسترودشده)

لذا لازم است از ميله فولادي كه داراي روكش گالوانيزه گرم به ضخامت حداقل 90 ميكرون باشد، بعنوان الكترود ميله‌اي و از صفحه مسي با درجه خلوص 99.9 % بعنوان الكترود صفحه‌اي استفاده شود. تجربه نشان مي‌دهد الكترودهاي صفحه‌اي نتايج بهتري نشان مي‌دهند.
نحوه اتصال سيم زمين به الكترود ارت
با توجه به اينكه چگونگي اين اتصال نقش بسيار محسوسي در مقاومت نهايي و دوام الكترود دارد ترجيحاً از جوش انفجاري (CadWeld) استفاده شود.
مقطع سيم اتصال دهنده به صفحه
طبق توصيه VDE و با توجه به شرايط موجود در استان اصفهان مقطع سيم رابط بين الكترود و بدنه از رابطه بدست مي‌آيد كه I²k1 ماكزيمم جريان اتصال كوتاه تك فاز است. چنانچه محاسبه اين جريان به هر دلیل امكان‌پذير نباشد، مي‌توان از سيم نمره 35 كه حائز حاشيه اطمينان لازم است، استفاده نمود.

حث ارتینگ و سیستم های زمین مقوله ای می باشد که امروزه جزو یکی از مهمترین مباحث در صنایع نفت و گاز ،پتروشیمی ،صنعت ،ساختمان سازی ،مخابرات،کامپیوتر و … به شمار می آید .در حال حاضر نیاز به سیستم زمین در کلیه شبکه های کامپیوتری ،پست های برق ،تابلوهای برق صنعتی وساختمانی ،دکل های مخابراتی و رادیویی و کلیه دستگاه های ابزار دقیق و ماشین آلات صنعتی و حتی دستگاه های صوتی و تصویری موجود در منازل مبرم می باشد و بسیاری از فروشندگان و پیمانکاران تاسیسات فوق سیستم های خود را بدون داشتن سیستم ارت مطمئن راه اندازی وحتی گارانتی نمی نمایند .

هدف و منظور از ایجاد سیستم ارتینگ
• میسر کردن امنیت برای حفظ جان افراد در شرایط نرمال و Faultبا محدود کردن پتانسیل قدم و تماس
• حصول اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی
• جلوگیری از تخریب تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
• حفاظت در مقابل برخورد صاعقه و میدان مغناطیسی
• یکنواخت کردن ولتاژ در هنگام رخداد ولتاژهای ضربه ،اضافی ،القایی و سپس به حداقل رساندن احتمال تخلیه ناگهانی ولتاژ
• منحرف کردن انرژی های سرگردان RF از تجهیزات حساس رادیویی تلویزیونی ،مخابراتی وکامپیوتری
مجهز بودن تاسیسات و ساختمان ها به سیستم ارتینگ مطمئن و پایدارکمک بسیار زیادی به عملکرد صحیح دستگاه های الکترونیکی و الکتریکی می نماید و از خرابی های ناشی از اضافه ولتاژهای الکترواستاتیک جریان های اضافی ،ولتاژهای ضربه ناشی از صاعقه ،میدان مغناطیسی سوییچینگ پستهای برق تا حد بسیار زیادی جلوگیری می نماید.در سال های اخیر بحث ارتینگ و گراندینگ درمجامع مهندسی ایران بسیار مطرح شده و روش های مختلفی را بسته به شرایط اقلیمی و جوی منطقه مورد نظر برای سیستم های ارتینگ طراحی و اجرا می نمایند که همگی متفاوت بوده،اشکال،نوع و اجرای آنها با یکدیگر فرق دارند. بطور کلی مقاومت الکتریکی صفر و نزدیک به آن برای یک سیستم یا شبکه گراند،ایده آل می باشد.در زیر مقاومت های مورد نیاز برخی از سیستم های مختلف که در استانداردهای گوناگون به آن اشاره شده است را ملاحظه می فرمایید:
• پست های برق ،کمتر از 5 اهم
• دکل های مخابراتی ،کمتر از 3 اهم
• سایت های کامپیوتری،کمتر از2 اهم
• تجهیزات ابزار دقیق،کمتر از 1 اهم
• تابلوهای برق فشارضعیف،کمتر از5 اهم
• سیستم حفاظت در مقابل صاعقه ،کمتر از10اهم
در مناطقی که جنس خاک و زمین آن مناسب نبوده و سنگی ،آهکی ،شنی ،خشک و… باشد مقاومت الکتریکی زمین بسیار بالا می باشد و با روش های عادی و معمولی نمی توان سیستم ارت مناسب را مهیا نمود و به مقاومت التریکی مطلوب دسترسی پیدا کرد. لذا در شرایط فوق از موادی استفاده می کنند که با خصوصیات مختلف کمک به ارتقای سیستم زمین می نماید .اینگونه مواد با داشتن ترکیباتی خاص این توانایی را دارا می باشند که با روش های شیمیایی و فیزیکی شرایط سخت اقلیمی را بهبود بخشند و به دستیابی به مقاومت الکتریکی مطلوب مورد نیاز سیستم ارتینگ کمک نمایند.AZP از مرغوبترین اینگونه مواد می باشد که در تمام شرایط خاص زمین قابل استفاده است. AZP حاصل تلاش مهندسان در رشته های مختلف معدن ،شیمی ،برق والکترونیک می باشد که در نوع خود با محصولات خارجی مشابه رقابت تنگاتنگ دارد. AZP ترکیبی از مواد معدنی و شیمیایی با ضریب هدایت الکتریکی بسیار بالا و در عین حال خنثی می باشد که برای پر کردن اطراف هادی های ارت استفاده می شود. AZP به دلیل داشتن ترکیبات خاص ،مقاومت الکتریکی زمین را به مقدار بسیار زیادی کاهش داده و موجب ارتقای کارایی و ارتقای سیستم های ارتینگ می شود .
بیشترین موارد استفاده مواد فوق در مناطقی می باشد که مقاومت الکتریکی مخصوص خاک زمین در آن مناطق بسیار بالا بوده و احتمال شسته شدن سایر مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین(بنتونیت و…) توسط آب های سطحی زیاد است و اتصال الکتریکی بین هادی ارت و خاک زمین بسیار کم می باشد.
در زیر نمونه هایی از نوع خاک و زمین هایی را ملاحظه می نمایید که AZP بیشترین استفاده و کارایی را در آن مناطق دارد
• زمین های صخره ای
• خاک های سنگلاخی
• مناطق کوهستانی
• خاک های شنی
• خاک های ماسه ای مرطوب (ساحل دریا،…)
• خاک های ماسه ای خشک (صحرا،…)
مناطقی که تغییرات رطوبت و درجه حرارت خاک در آنها بسیار زیاد می باشد (تغییرات جوی در فصول مختلف سال)
Plate or Mesh Installation روش اجرائی صفحه (چاه ارت) یا مش
1.چاله ای به قطر 30 سانتیمتر بیشتر از طول صفحه یا مش(توری)
حفر نمایید.(در صورت امکان عمق چاله فوق به اندازه ای باشد تا
به نم نسبی خاک برسد.)
2 . هادی اتصالبه صفحه یا مش(سیم مسی/تسمه مسی) را حداقل
در دو نقطه توسط جوش احتراقی Exothermic Welding
اتصال دهید .
3 . ته حفره را حداقل با 20 سانتیمتر آذر پاد مخلوط با آب (4-3
لیتر آب برای هر بسته ) پر نمائید و بکوبید .
4 . صفحه یا مش را بصورت افقی بر روی آذر پاد قرار دهید.
5 . روی صفحه یا مش را به اندازه 20 سانتیمتر با آذر پاد مخلوط با
آب پر نمائید و بکوبید .
روش اجرائی الکترود زمین
1.حفره ای به قطر 15 سانتیمتر یا بیشتر و به عمق 15 سانتیمتر
بیشتر از طول الکترود ارت نمائید .
2 . الکترود ارت حفر را در داخل حفره قرار داده و حتی المقدور به
اندازه حدود 15 سانتیمتر در داخل زمین بکوبید .
3 .اتصال هادی ارت به الکترود را انجام دهید .
4 . آذر پاد را مخلوط با آب (حدود 4-3 لیتر آب برای هر بسته آذرپاد)
به دور ارت ریخته و بکوبید تا تمامی الکترود بطور کامل پوشیده شود .

روش اجرای کانال
1.کانالی به عرض حداقل 10 سانتیمتر و عمق 75 سانتیمتر حفر نمایید .
2 . کف کانال را با آذرپاد مخلوط با آب (حدود 4-3 لیتر آب برای هر بسته
آذرپاد) به ضخامت حدود 10 سانتیمتر بپوشانید و بکوبید .
3 .هادی ارت (سیم یا تسمه لخت مسی ) را برای آذرپاد قرار دهید .
4 . آذر پاد را مخلوط با آب (حدود 4-3 لیتر آب برای هر بسته آذرپاد)
به دور ارت ریخته و بکوبید تا تمامی الکترود بطور کامل پوشیده شود .
5 . باقیمانده حفره را با خاک پر کنید .
6. مابقی حفره را با مخلوط خاک رس معمولی و خاکب که از حفره
تخلیه شده است تا حدود 50 سانتیمتر سطح زمین پر نمائید.
بهتر است برای درب چاه ،دریچه دسترسی در نظر گرفت.

ویژگی ها و خصوصیات AZP

• مقاومت مخصوص بسیار پایین 2/1اهم سانتیمتر (آزمایشگاه برق دانشکده فنی تهران)
• از نظر شیمیایی خنثی و بدون اثر خورندگی اجزاء هادی ارت(آزمایشگاه شیمی پارک علم وفناوری خراسان)
• مورد تایید سازمان نظام مهندسی ساختمان استان خراسان رضوی
• ماندگاری دایم و ثابت بودن مقاومت الکتریکی در طول زمان(آزمایشگاه دانشکده مهندسی مواد دانشگاه شریف)
• ‌‌‌مقاومت الکتریکی پایین حتی در حالت کاملا” خشک (آزمایشگاه دانشکده برق دانشگاه امیرکبیر)
• مقاوم دربرابر عوامل جوی ،قابل مصرف در مناطق سنگی وکوهستانی(بصورت سطحی با اضافه کردن %10سیمان تیپ5)
• دارای خاصیت اسفنجی و قابلیت نفوذ (Porosity)وقابلیت عبور رطوبت((Permeabilityبالا
• کاهش مصرف مواد کاهنده و اجزاء هادی ارت و ابعاد شبکه
• ساخته شده از مواد معدنی و طبیعی غیر آلاینده ،سازگار با محیط زیست
• جنس کیسه ،موادپروپیلن(ضد آب)
• ابعاد کیسه50*40*10سانتیمتر
• وزن کیسه 15کیلوگرم
مقاومت بر حسب اهم ***** نوع خاک

a few units up to 30 **** زمین های باتلاقی
20-100 ****** زمین های گل و لایی*
10-150 **** خاک های نباتی و گیاه دار
5-100 **** خاک های نم دار ذغال سنگی
50 **** خاک های نرم رسی
100-200 **** مارل یا رس فشرده
30-40 **** مارل دوره ژوراسیک
50-500 **** خاک های متشکل از رس و ماسه
200-3000 **** ماسه سنگ سیلیسی
1500-3000 **** خاک های سنگی بدون پوشش گیاهی
300-500 **** خاک های سنگی با پوشش گیاهی
100-300 **** سنگهای آهکی نرم (متخلخل)
1000-5000 **** سنگهای آهکی فشرده
500-1000 **** سنگ های آهکی شکاف دار و دارای ترک
50-300 **** شیست
800 ***** میکا شیست
1500-10000 *************گرانیت یا ماسه سنگ آلتره شده
100-600 **** گرانیت یا ماسه سنگ کم آلتره شده

ادامه مطلب