ارتینگ تابلو برق
سیستم‌هایی مانند تابلو برق‌ها همواره با خطراتی همچون برق‌گرفتگی و اضافه ولتاژ مواجه هستند. به طور مختصر ارتینگ، به معنای […]
سیستم‌هایی مانند تابلو برق‌ها همواره با خطراتی همچون برق‌گرفتگی و اضافه ولتاژ مواجه هستند. به طور مختصر ارتینگ، به معنای اتصال تجهیزات و تابلو برق به زمین می‌باشد. این اتصال باعث هدایت جریان‌های خطرناک به زمین و کاهش خطرات می‌شود. در انواع تابلو برق‌ها ارتینگ نقش حیاتی در حفاظت از تجهیزات و افراد دارد و باید طبق استاندارهای بین‌المللی مانند IEC طراحی و اجرا شود. در این مقاله به اصول ارتینگ تابلو برق، اجزاء آن و روش‌های اجرا آن می‌پردازیم.
اصول ارتینگ تابلو برق
ارتینگ در مباحث مهندسی برق بسیار مهم است چراکه هم جنبه ایمنی و هم جنبه عملکردی دارد. ارتینگ یک سیستم ساده به نظر می‌رسد اما پایه‌گذار ایمنی در برق می‌باشد. اجرا صحیح اصول ارتینگ باعث حفاظت از جان انسان، تجهیزات و پایداری شبکه می‌شود. جهت درک بهتر اصول ارتینگ در تابلوها، می‌توان مراحل اجرایی آن در چند بخش تقسیم نمود که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
1. وجود شینه ارت در تابلو برق
از مهم‌ترین اجزاء سیستم ارت تابلو برق‌ها، شینه ارت (Earth Bar) می‌باشد. این قطعه درواقع یک نوار رسانای فلزی معمولا از جنس مس است که به عنوان نقطه مرجع اتصال تمامی سیم‌های ارت داخل تابلو شناخته می‌شود. شینه ارت با ایجاد یک نقطه مشترک در تابلوها و اتصال اجزاء غیرحامل جریان و ترمینال ارت هر یک از تجهیزات به زمین، باعث برقراری پتانسیل یکنواخت در تمامی بخش‌های فلزی تابلو برق‌ها می‌شود. اهمیت وجود شینه ارت در تابلو برق‌ها را می‌توان در موارد زیر خلاصه نمود.
- حفظ ایمنی افراد در برابر برق‌گرفتگی
- حفاظت تجهیزات الکتریکی در برابر اضافه‌ولتاژ و جریان‌های نشتی
- فراهم نمودن یک سیستم متمرکز و استاندارد جهت مدیریت ارتینگ تابلو برق
2. اتصال اجزاء غیرحامل جریان به ارت
تمامی قسمت‌های فلزی که در شرایط عادی حامل جریان الکتریکی نیستند، باید مستقیما به شینه ارت متصل شوند. با برقراری این اتصال‌ها، در زمان‌هایی که تماس ناخواسته هادی فاز با این بخش‌ها صورت بگیرد، جریان خطا از مسیر کم مقاومت به زمین هدایت می‌شود و کلید حفاظتی عمل می‌کند. بخش‌های غیرحامل جریان در تابلو برق‌ها را در موارد زیر می‌توان معرفی نمود.
- بدنه فلز تابلو: شامل بدنه اصلی، درب‌ها، چارچوب فلزی تابلو می‌باشد. بیشترین خطر برق‌گرفتگی از طریق تماس مستقیم با این قسمت وجود دارد.
- شاسی و ریل‌های داخلی: این ریل‌های فلزی محل نصب تجهیزاتی مانند کلیدها، فیوزها، کنتاکتورها و غیره می‌باشند. که در صورت نشتی جریان، ریل‌ها و یا شاسی‌ها برق‌دار می‌شوند.
- درب تابلو: درب‌های فلزی باید با یک سیم ارت انعطاف‌پذیر به شینه ارت وصل شوند. چراکه این درب‌ها به واسطه لولاها به بدنه تابلو متصل‌اند و ممکن است اتصال مکانیکی مطمئن نباشد.
- شینه‌های بدون جریان: قطعات فلزی نگهدارنده که جریان عبوری ندارند اما در نزدیکی هادی‌های برق قرار دارند.
- قاب و نگهدارنده‌های فلزی کابل: سینی‌ها و قاب‌های فلزی که کابل‌ها و سیم‌ها را نگه می‌دارند، احتمال برق‌دار شدن را دارند. زمانیکه عایق کابل‌ها دچار آسب شوند امکان دارد سیم‌ها جریان را به این نگهدارنده‌های فلزی منتقل کنند.
- پایه‌ها و اتصالت مکانیکی: شامل هر نوع پیچ، بست و یا پروفیل فلزی که به تابلو متصل می‌شود.
3. اجرا چاه ارت تابلو برق
چاه ارت گودالی است که در خاک حفر می‌شود و در آن یک یا چند الکترود رسانا به همراه مواد کاهنده مقاومت خاک قرار داده می‌شود. هدف از این کار کاهش مقاومت الکتریکی زمین و ایجاد مسیری کم‌امپدانس برای عبور جریان خطا می‌باشد. در زمان حفر چاه‌ارت تست اولیه مقاومت زمین انجام می‌شود تا از مقدار آن در محدوده استاندارد مطمئن شویم. وظایف چاه ارت را می‌توان در موارد زیر خلاصه نمود.
- هدایت ایمن جریان خطا به زمین
- ایجاد یک نقطه مرجع ولتاژ
- محافظت از تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ
4. انتخاب صحیح هادی ارت
هادی ارت وظیفه اتصال شینه ارت تابلو به الکترود زمین را برعهده دارد. این اتصال باید براساس جریان خطا و الزامات استاندارد مربوطه اجرا شود. معمولا از هادی مسی با سطح مقطع حداقل 16 میلی‌مترمربع و یا آلومینیوم با سطح مقطع 25 میلی‌متر مربع استفاده می‌شود. نشانه بین‌المللی سیم ارت، رنگ سبز و یا زرد می‌باشد که برای تشخیص سریع این سیم، توسط استانداردهای جهانی مشخص شده است.
5. هم‌پتانسیل‌سازی
یکی از اصول کلیدی ارتینگ در تابلو برق، هم‌پتانسیل‌سازی تمامی اجزای فلزی می‌باشد. این کار با اتصال تمامی بخش‌های فلزی تابلو و تجهیزات جانبی به شینه ارت انجام می‌شود. ضرورت هم‌پتانسیل‌سازی این است که مانع از ایجاد اختلاف ولتاژ بین اجزاء مختلف و کاهش خطر برق‌گرفتگی در هنگام تماس افراد با تابلو شود.
6. انتخاب و اجرا صحیح الکترود زمین
جهت عملکرد مناسب سیستم ارتینگ، انتخاب محل مناسب و نوع الکترود زمین اهمیت بالایی دارد. الکترود می‌تواند به صورت میله‌ای، صفحه‌ای و یا نواری انتخاب شود. این الکترودها باید در خاکی با مقاومت مخصوص پایین و رطوبت کافی نصب شوند. همچنین در صورت نیاز، از چندین الکترود موازی جهت کاهش مقاومت زمین نیز می‌توان استفاده نمود.
7. مقاومت مجاز زمین
مقدار مقاومت الکتریکی زمین باید به حدی پایین باشد که جریان خطا به راحتی تخلیه شود. مطابق با استانداردها، مقاومت زمین برای تابلوهای عمومی باید کمتر از 5 اهم باشد. آیین‌نامه ارتینگ تابلو برق‌ها استفاده از سیستم ارت را در مکان‌های حساس مانند بیمارستان‌ها و مراکز داده، در زمین‌هایی با مقاومت مخصوص خاک کمتر از ۱ اهم، توصیه کرده است.
8. حفاظت مکانیکی هادی ارت
هادی‌های ارت باید در برابر آسیب‌های مکانیکی و خوردگی محافظت شوند. استفاده از لوله‌های PVC یا فلزی به عنوان پوشش مسیر کابل ارت متداول است. استفاده از این محافظ‌ها باعث می‌شوند که اتصال زمین در طول زمان آسیب نبیند.
9. تست و بازرسی دوره‌ای
یکی از اصول مهم در ارتینگ تابلو برق‌ها، انجام تست‌های دوره‌ای می‌باشد. پس از نصب تابلو، مقاومت زمین باید با استفاده از دستگاه ارت‌تستر اندازه‌گیری شود. این تست باید به صورت سالیانه تکرار شود تا از عملکرد صحیح سیستم ارتینگ اطمینان حاصل شود. همچنین تمامی اتصالات مکانیکی شینه ارت و هادی‌های مربوطه باید به طور منظم بازبینی و محکم‌کاری شوند.
اهمیت و کاربرد ارتینگ تابلو برق
یکی از ارکان اصلی ایمنی و بهره‌برداری مطمئن از سیستم‌های الکترونیکی و الکتریکی مانند تابلو برق‌ها، اجرا صحیح ارتینگ می‌باشد. اهمیت اجرا و نحوه عملکرد اتصال به زمین را می‌توان در موارد زیر توضیح داد.
- حفاظت از جان انسان‌ها: در صورت نشت جریان و یا بروز اتصال الکتریکی به بدنه فلزی تابلو بدون طراحی ارتینگ، بدنه برق‌دار شده و با تماس افراد با آن منجر به برق‌گرفتی شدید می‌شوند.
- ارتینگ با انتقال این جریان به زمین، اختلاف پتانسیل را کاهش داده و محیط را ایمن می‌کند.
- حفاظت از تجهیزات: تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی حساس، در برابر اضافه ولتاژها مثلا ناشی از صاعقه یا کلید زنی شبکه ،بسیار آسیب‌پذیر هستند. در مونتاژ تابلو برق‌ها توجه به حفظ سلامت تجهیزات مصرفی و اجرا سیستم ارتینگ در تابلوها بسیار مهم می‌باشد.
- ارتینگ با تخلیه اضافه ولتاژها به زمین، مانع سوختن قطعات و توقف تولید و خدمات می‌شود.
- پایداری و کیفیت شبکه برق: سیستم‌های الکتریکی بدون ارتینگ مناسب، دچار نویز، نوسان و هارمونیک سیگنال می‌شوند.
- اجرا صحیح ارتینگ، مسیر بازگشت جریان‌های نشتی و جریان را هموار می‌کند و کیفیت برق‌رسانی را بهبود می‌بخشد.
- صرفه‌جویی هزینه: هر حادثه برق‌گرفتگی یا خرابی تجهیزات مصرفی، هزینه‌های سنگینی اعم از خسارت انسانی تا توقف تولید را در پی دارد.
- اجرا ارتینگ، یک سرمایه‌گذاری کم هزینه جهت جلوگیری از خسارت‌های مالی بزرگ می‌باشد.
نظرات کاربران