آموزش چاه ارت الکترومغناطیسی

[Mahnaazz 13133]

سیستم ارتینگ عبارت است ، از هنر ایجاد اتصال الکتریکی مناسب به جرم کلی زمین به طوری کـه زمیـن بـه عنـوان مرجع صفر پتانسیل و بـرای انتقال جـریـان های خطـا در سیستم هـای الکتریکی مختلف ( تغذیه ، سیگنال ، صاعقه و . . . ) مورد استفـاده قـرار می گیرد.

اجرای سیستم زمین جهت دستیابی به اهداف زیر ضروری است :

عملکرد صحیح تجهیزات حفاظتی ( ارسترهـا ، صاعقه گیـرهـا ، کلیدهای خودکار و . . . ) کاهش ولتاژ گـام و تماس در مواقع بروز اختلاف پتانسیل های خطرناک مهار شوک هـای ولـتـاژ نـاشی از القـائـات الکتـرو مغناطیسی و تخلیه الکتریسته ساکـن طبـق استـانداردهـای محلی و بین المللی ( VDE - BS - IEC - NFC - NFPA - IEEE ) به منظور حفاظت جان انسان ها و کاربـرد مناسب سیستم های الکتریکی ، الکترونیکی ، اجرای سیستم هم پتانسیل و ایجاد شبکه زمین گسترده واحد ، در یک سایت و اتصال تمـامی اجـزای فلـزی منصوب ( بدنه ژنـراتـور ، تـرانسفورمـاتـورهـا ، سینی کـابـل هـا ، لـولـه های داکت های فلزی ، استراکچر ساختمان هـا و . . . ) به آن ضـروری است.

 

در ایـن صورت ابعـاد و پیکره بندی شبکه زمین در کنار دستیابی به مقدار خاصی برای مقـاومت الـکـتـرود زمیـن بسیـار مهم می بـاشد هر چنـد که به طـور کلی کـاهش مقدار مقـاومت و امپـدانس سیستم زمین جهت محدود نمودن سطح ولتـاژ الکتـرود زمیـن در زمان تخلیه جریـان هـای خطـا و عملکرد به موقع عناصر حفاظتی بسیار مطلوب است.

 

در ایـن راستا به منظور کاهش مقدار امپدانس سیستم زمین تـا حد امکان و با در نظر گرفتن این نکته که مقاومت سیستم زمین در واقع مجموع مقاومت هادی های ارتباطی اتصالـات و الکتـرود ارت در تماس بـا خاک می بـاشد ، لـازم است در کنار انتخاب نوع ، جنس و ابعـاد مناسب برای الکترود زمین ، اقداماتی نیز در جهت اصلاح و بهبود شرایط خاک منطقه انجـام گیـرد.

 

آزمایشگـاه شرکت مهندسی سُها سنجش سپاهان برای انتخاب بهترین و به صرفه ترین سیستم ارتینگ بـا بـررسی نـوع خـاک منطقه منـاسـب تـریـن روش هـای اجـرا سیستم ارتـیـنـگ را ارائه می دهد.

 

1. روش هم بندی :

هم بـنـدی در میـلـگـردهـای ساختمان بـا ایـجـاد شبکه ای از یک هـادی در فونداسیون و همه طبقات ساختمان انجام می شود. این شبکه تمام بخش های زیر را در بر می گیرد :

 

الف ) تمامی شناژهای ارتباطی فونداسیون

ب ) تمامی شنـاژها در همه سقف ها

ج ) کلیه راه پله ها

د ) تعدادی از ستـون هـای همه طبـقـات

 

اتـصـال الـکـتـریـکـی مطمئـن بـیـن قطعات مـیـلـگـرد هم بـنـدی بـه وسیله جوش کـاری ( با استفاده از ترانس جوش معمولی ) به وجود می آید. طول جوش نسبت به نوع شناژ و مطابق با جدول ذیل می باشد.

 

شبکه هم بند شده بـایستی حد اقـل از سه نقطه به شینه اتصال زمین ساختمان وصل شود ؛ در ساختمان هـای بـزرگ که دارای درز ژوئن می بـاشند ، ایـن شبکه در محدوده درز ، حداقل از سه نقطه به شینه اصلی ، در محدوده همان درز ژوئن متصل می گردد.

 

 

تیم نظـارت شرکت سُها سنجش سپاهان بـا همکـاری کارشناسان فنی ایـن شرکت بـرای اجرای صحیح و مطابق با استاندارد ، کار نظارت بر اجرای سیستم هم بندی را از ابتدای مراحل اولیه فونداسیون تـا پـایـان اجـرای سیستم ارت بـر عهده دارد و نیز گواهینامه تایید از طرف شرکت صادر می گردد. 2. اجرای سیستم ارت عمیق :

در این روش كه یك روش معمول می باشد از چاه برای اجرای ارت استفاده می شود. الف ) انتخاب محل چاه ارت :

چاه ارت را بـاید در جاهایی كه پایین ‌ترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطـوبـت حـتـی ‌الـامكـان در عمق كمتری وجود دارد و یـا در نـقـاطـی كـه بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند ، مـانـنـد زمین هـای چمن ، بـاغچه‌ هـا و فضاهـای سبز حفر نمود. ب ) عمق چاه :

ابـعـاد سیستم چـاه ارت بستگی به مقاومت ویـژه خاكی دارد كه چـاه ارت در آنجـا ایجـاد می گردد ، ایـن مقاومت ممكن است بسته به جنس خاك ( گل‌ ، شن و … ) تا حد نسبتاً زیادی تغییر كند.

بـا توجه به مقاومت مخصوص زمین ، عمق چـاه از حداقل 4 متر تا 8 متر و قطرآن حدوداٌ 80 سانتی متر می تواند بـاشد. در زمین هـایـی كـه بـا توجه بـه نـوع خاك دارای مقاومت مخصوص كمتری هستند مـانـنـد خاك هـای كشاورزی و رسی عمق مورد نـیـاز بـرای حفـاری كمتر بـوده و در زمیـن هـای شنی و سنگلـاخی كـه دارای مقاومت مخصوص بالـاتری هستند نیاز به حفر چاه بـا عمق بیشتر می باشد.

برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاك از دستگاه های خاص استفاده می گردد در صورتـی كـه تـا عمق 4 متـر بـه رطوبت نـرسیده و احتمال آن باشد که در عمق بیشتر از 6 متـر بـه رطوبت نخواهیم رسیـد نیازی نیست چـاه را بیشتر از 6 متـر حـفـر كنیم. بـه طور كـلـی عمق 6 مـتـر و قـطـر حدود 80 سانتی متر برای حفر چاه پیشنهـاد می گـردد.

مقـاومت ویـژه را می تـوان از طریـق جدول زیـر و یـا بـا استفاده از اهم متر ارت ندازه گیری كرد.

 

بـرخی از تجهیزاتی که در سیستم ارت عمقی توسط شرکت سُها سنجش سپـاهـان مورد استفاده قرار می گیرد بـه شرح ذیل می بـاشد : الکترود از نوع صفحه مسی :

صـفـحـه مـسـی به ابـعـاد 0.5 * 40 * 40 سـانـتـی مـتـر بـرای مـنـاطـق شمالی كـشـور و 0.5 * 50 * 50 سانتی مـتـر برای منـاطق نیمه خشك همانـنـد تـهـران و 0.5 * 70 * 70 سانتی مـتـر بـرای منـاطـق كویـری استفاده شده و محصول كـارخـانـه مس شهید بـاهنـر می بـاشد. از صفحه مسی بـا ضخـامت 3 و یـا 4 میلی متر نـیـز ، می توان استفاده نمود. هادی ارتباطی :

بـا توجه به نـوع سیستم ارت و نـوع تجهیزات به کـار رفته شده و متناسب با نوع خاک ، نوع و اندازه هادی ارتباطی ، تعیین می گردد. به عنوان مثال : سیم مسی ، نمره 50 متر اتصال سیم به صفحه مسی :

اتصال سیم بـه صفحه مسی بسیار مهم می باشد. و هرگز و در هیچ شرایطی نباید ایـن اتصال تنها بـا استفاده از بست ، دوختن سیم به صفحه و یـا دیگـر موارد مشابه برقرار گردد. بلكه حتماً می بایست ، سیم به صفحه جوش داده شود و جهت استحكام بیشتر با استفاده از 2 عدد بست ، سیم به صفحه بسته و محكم گردد.

جهت جوش دادن قطعات مسی به یكدیگر از جوش بـرنـج و یـا نقره استفـاده شود و یـا در صورت عـدم دسترسی بـه ایـن نـوع جوش ، از جوش ( Cadweld ) استفـاده گـردد.

 

 

3. اجرای سیستم ارت سطحی :

در ایـن روش سیستم ارت در سطح زمـیـن ( بـرای مناطقی كـه امكان حـفـاری عمیق در آن ها وجود ندارد ) و یا در عمق حدود 80 سانتی متر اجرا می گـردد. شرایطی که در آن از سیستم ارت سطحی استفاده می شود :

ـ فضای لازم و امكان حفاری در اطراف سایت وجود داشته بـاشد.

ـ ارتفاع از سطح دریا پائین باشد ، همانند شهر های شمالی و جنوبی كشور.

ـ پستی و بلندی محوطه سایت كـم بـاشـد.

ـ فاصله بـیـن دكـل و سـایـت زیـاد بـاشـد.

 

اجرای ارت به روش سطحی :

هفت روش برای اجرای ارت به روش سطحی وجود دارد كـه عبارتند از :

 

ROD -1

RING - 2

3 - پنجه ای ( شعاعی )

4 - مختلط

5 - حلزونی

6 - الكتروشیمیایی

7 - شبكه ای

 

اجرای ارت به روش ROD كوبی :

مصالح مورد نیاز :

مصالح مورد نیاز همانند روش عمقی می باشد ، بـا این تفاوت كه به جای صفحه مسی از میـلـه هـای مـغـز فـولـادی 1/5 متری ، بـا قطر 14 میلی متر و بـا روكش مس اسـتـفـاده می نمائـیـم.

روش اجرا :

كـانـالـی بـه عمق 80 سانتی متر ، عرض 45 سانتی متر و طـول X حفـر می نمائیم. طـول كـانـال را با روش اندازه گیری مقاومت مخصوص خاك و انجـام محاسبات لـازم می توان تعیین نمود.

 

سایر روش ها :

روش های دیگر در مناطق كوهستانی و سنگلاخی و مكان های خاص كاربرد دارد ، كه بنا به مورد ، با بازدید از محل و اندازه گیری های لازم ، طرح مناسب تهیه می گردد.

اجرای ارت در ارتفاعات :

ارتـفـاعـات كشور را بـا توجه بـه نوع زمین و خـاك می توان به سه دسته تقسیم نمود :

ـ ارتفاعات خاكی كه امكان حفاری و كوبیدن میله مغز فولادی در آن ها وجود دارد.

ـ ارتفاعات سنگلاخی كه امكـان حفاری عمیق در آن هـا وجود ندارد ، ولی می توان شـیـار ایـجـاد نمود.

ـ ارتفاعات صخـره ای. در حالت اول :

به یكی از روش های حفر چاه یا كوبیدن ROD می توان سیستم ارت را اجرا نمود. در حالت دوم :

شیارهـایی به صورت ستاره و پنجه ای ایجـاد نموده و تسمه مسی را در داخل شیار هـا خوابانده و برای كـاهش مقاومت روی تسمه را بـا مخلوط خاك و مواد کاهنده مقاومت خاک می پوشانـیـم. نكته : كلیه اتصالـات در زیـر خاك می بایست به یكدیگر جوش داده شوند. روش اول :

در زمین های صخره ای كه امكان حفاری وجود ندارد ، با مصالح ساختمانی كانال ساخته ، تسمه مسی را در كف كـانـال خوابانده ، و كـانـال را بـا مواد کـاهـنـده مقـاومت خـاک پـر می نمائیم. طول كـانـال و یـا كـانـال ها می بایست به اندازه ای باشد كه مقاومت اندازه گیری شده ، زیـر 3 اهم گـردد. بـرای گرفتن نتیجه مطلوب ، بایستی داخل كـانـال بـه صورت مصنوعی دائماً مرطوب نگه داشته شود. روش دوم :

ایـن روش شبكه ای است ؛ بدین صورت كه ابـتـدا شبكه شطرنجی ، بـا سیـم مسی بـه طـول X + 3 و عـرض Y + 3 ، به طوری كه نقاط اتصال به هم جوش داده شده و شبکه فـوق ایـجـاد شود ؛ سپس آن را بـا مـصـالـح ساختمانی و مواد کـاهـنـده مـقـاومـت خـاک می پوشانیم و انشعاب های لـازم ، جهت دكل ، سایت و نقاط دیگر از آن گرفته می شود متغییر هـای X و Y بـه میزان مقـاومت خوانده شده بستگی دارد.