سیستم ارتینگ (Earthing) یا سیستم زمین چیست؟

در این مقاله ابتدا سیستم ارتینگ به عبارتی دیگر سیستم زمین را تعریف می‌کنیم و سپس با اصول و مبانی سیستم ارتینگ آشنا می‌شویم و پس از آن انواع سیستم زمین را بیان می کنیم و با سه نوع از سیستم ارتینگ در شبکه فشار ضعیف آشنا شده و هر کدام را به اختصار توضیح می‌دهیم. طراحی و پیاده سازی سیستم ارتینگ نقش بسیار مهمی در طراحی تاسیسات برقی صنعتی و ساختمانی بر عهده دارد، طراحی و اجرای یک سیستم زمین با رعایت استانداردهای مربوط به آن از تجهیزات الکتریکی و افراد در برابر جریان اتصال کوتاه و جریان های ناشی از صاعقه محافظت می‌کند.

سیستم ارتینگ یا سیستم زمین چیست؟

سیستم ارتینگ یا سیستم زمین یک بخش حیاتی در طراحی تاسیسات برقی است که قسمت‌های رسانای سیستم را به زمین متصل می‌کند. این اتصال، یک مسیر با مقاومت کم را برای جریان‌های خطا فراهم می‌کند و از این طریق از برق‌گرفتگی افراد و آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند.

سیستم «زمین» یا «ارتینگ»، (به انگلیسی: Grounding یا Earthing)، اتصال الکتریکی تجهیزات:

• برقی – بدنه فلزی
• غیربرقی – بدنه فلزی و رسانا
• غیربرقی – بدنه غیرفلزی (گاهی عایق)

به درون زمین (ولتاژ صفر)، با هدف، حفظ ایمنی جانی انسان‌ها، بهبود عملکرد دستگاه‌ها و مهار کردن نویزها می‌باشد.

اصول و مبانی سیستم ارتینگ

در زیر برخی از اصطلاحات سیستم ارتینگ یا سیستم زمین را به اختصار توضیح می‌دهیم.

1. بدنه رسانای تجهیزات

بدنه یا اسكلت رسانای تجهیزات الكتریكی (برقی) در دسترس و قابل لمس. این بخش از تجهیز در حالت عادی، برقی نیست اما امکان دارد در زمان بروز نقص در دستگاه و اتصالی داخلی، برق دار شود.

2. الكترود زمین (Earth Electrode)

سازه های فلزی مدفون شده زیر خاك، جهت مشخص کردن جریان های سرگردان زمین یا تغییر در گرادیان پتانسیل زمین، آن ها را الکترود زمین می گویند. در طراحی یک سیستم ارتینگ برای تاسیسات برقی محاسبه مقاومت الکترود زمین بسیار مهم می باشد.

از وسایل زیر می توان به عنوان الكترود زمین، استفاده کرد:

• لوله آب فلزی مدفون
• شبكه های فلزی مدفون در زمین (به صورت هدف دار) ساختمان
• میلگردهای داخل بتن
• الكترودهای میله ای، لوله ای و صفحه ای (به صورت معمول گالوانیزه)

از موثرترین الكترودهای زمین، حلقه یا شبكه ای فلزی است كه در فواصل مناسب به اسكلت ساختمان وصل شده است. چاه ارت یکی از انواع الکترودهای زمین است که بسیار پر کاربرد می‌باشد. در مقاله انواع چاه ارت و نحوه اجرای چاه ارت با این نوع الکترود بیشتر آشنا می‌شوید.

3. هم بندی (Bonding)

اتصال الكتریكی هر تركیبی از اجزای رسانای بدنه ها، بخش های فلزی در دسترس، اجزای فلزی ساختمان ها، انواع لوله كشی ها، پوشش های رسانا و سایر مواد فلزی به یكدیگر در جهت از بین رفتن اختلاف پتانسیل احتمالی بین آن ها در شرایط عادی یا در زمان رخ دادن اتصالی، هم بندی نامیده می شود.

4. نول (Neutral)

در سیستم تكفاز، سیم برگشت جریان كه پتانسیل آن نسبت به زمین صفر باشد را نول می گویند. و در سیستم سه فاز، نقطه گره ستاره را نول می نامند. به عنوان مثال، ارتینگ نول در ژنراتور، ترانسفورماتور و موتور تأمین می‌شود.

5. کلین ارت چیست (Clean Earth یا Quiet Ground)

clean earth چیست؟ در استاندارد 100 IEEE، زمین آرام این چنین معنا می شود:” سیستم شبكه ویژه زمین كه از سیستم زمین قدرت Power system ground جداست و نویزهای الكترومغناطیسی و ولتاژهای ناخواسته ای که در زمان خطا یا در حالت عادی زمین وجود دارد؛ روی آن اثر نمی كند و بر کارکرد مطلوب دستگاه های حساسی هم چون کامپیوتر یا ابزاردقیق نیز، اثر نامطلوب نخواهد گذاشت. خواه این زمین، یك الكترود ساده باشد” ، خواه یك شبكه ای وسیع و ایزوله.

شکل (1) علامت زمین آرام (Clean Earth)

6. زمین نویزی (Noisy Ground)

زمین نویزی، شبكه زمین الكتریكی است که در آن، ولتاژها و نویزهای ناخواسته و مزاحم به سیستم های الكترونیكی حساس، القاء یا تزریق می شوند.

شکل (2) علامت زمین نویزی (Noisy Ground)

 

7. تداخل الكترو مغناطیسی (Electro Magnetic Interference = EMI)

میدان های الكترومغناطیسی که به علت رخ دادن پدیده های طبیعی و غیرطبیعی، هم چون صاعقه و اتصال كوتاه، از سیگنال هایی با فركانس پایین شهری تا فركانس های رادیوئی (RF) و سیگنال های با فرکانس و سرعت بالا، وارد زمین شده و به زمین های مجاور خود، منتقل می شوند را EMI می نامند.

با مشاهده ویدئوی زیر، به چگونگی عملکرد سیستم ارتینگ، پی خواهید برد:

ویدوئو (1). چگونگی عملکرد سیستم زمین یا ارتینگ

ویژگی سیستم زمین

سه ویژگی مهم یك سیستم زمین یا سیستم ارتینگ عبارت است :

• امپدانس الكتریكی بسیار پائین (Low Electrical Impedance)
• مقاومت مكانیكی بسیار بالا (High Mechanical Resistance)
• مقاومت بالا در برابر خوردگی (High Corrosion Resistance)

 تاثیر جریان الكتریكی بر بدن انسان

عبور جریان الكتریكی از بدن انسان، تابع فركانس جریان f ، میزان جریان I و مدت زمان t عبور آن است. انسان در برابر جریان الكتریسیته عبوری بین 50 و 60 هرتز (فركانس متداول صنعت برق) حتی با شدت 0.1 آمپر به طور کامل، ناتوان است اما در مقابل همان جریان، با فركانس بین 3000 تا 10000 هرتز، خطر خاصی او را تهدید نمی کند.

جریان هایی تا 9 میلی آمپر در فركانس 50تا 60 هرتز نیز، آسیب جدی به شخص وارد نمی كند ولی چنان چه میزان آن از 9 تا 25 میلی آمپر، بیش تر شود؛ خطراتی چون از كار افتادگی ماهیچه های محل تماس و در جریان های بالاتر از 25 میلی آمپر، موجب فلج سیستم تنفسی و یا حتی مرگ می گردد.

شکل (3) مسیر عبور جریان در حالت برق گرفتگی مستقیم و غیر مستقیم

بیشتر بخوانید: محاسبه جریان اتصال کوتاه شبکه فشار متوسط به همراه قدرت اتصال کوتاه آن

انواع سیستم زمین یا انواع سیستم ارتینگ

سیستم زمین به طور كلی به دو بخش تقسیم می شود:

1. زمین عملیاتی (Functional Earthing)
2. زمین حفاظتی – ایمنی (Safety Ground)

حال هر کدام از انواع سیستم زمین را جداگانه توضیح خواهیم داد.

1. زمین عملیاتی (Functional Earthing)

اتصال نقاطی از دستگاه‌های الکترونیکی و سیستم های جریان ضعیف مانند مرکز کامپیوتر، مرکز تلفن و غیره به زمین به منظور تضمین عملکرد صحیح و مطمئن تجهیزات سیستم زمین عملیاتی نامیده میشود. لازم به ذکر است که برخی از تجهیزات الکترونیکی برای داشتن عملکرد صحیح به ولتاژ مرجعی برابر با پتانسیل جرم زمین نیاز دارند. همچنین زمین کردن مرکز ستاره سیم پیچ ترانسفورماتور‌ها یا ژنراتورها نیز زمین عملیاتی نامیده میشود.

در زمین عملیاتی، رسیدن به اهداف زیر در رأس امور قرار دارد:

• كاهش تنش الكتریكی ناشی از اثرات كلیدزنی و صاعقه
• تامین و كنترل جریان اتصالی در حد قابل قبول
• كاهش عدم تعادل ولتاژ
• محدود كردن ولتاژ نقطه نول

شکل (4) زمین کردن – زمین الکتریکی (System Ground)

روش های گوناگون زمین كردن الکتریکی عبارت هستند از:

• مستقیم Solidly
• مقاومت Resistance
• راكتانس Reactance
• ترانسفورماتور Transformer
• ایزوله Isolated ground or ungrounded

شکل (5) روش های گوناگون سیستم زمین الکتریکی (System Ground)

 

2. زمین حفاظتی – ایمنی (Safety Ground)

این سیستم حفاظتی، جهت ایجاد ایمنی اشخاصی كه بر اساس شغل خود در تماس مستقیم با تجهیزات الكتریكی قرار دارند و هم چنین تمامی افراد جامعه كه به عنوان مصرف كننده نهایی انرژی برق شناخته می شوند؛ استفاده می شود.

هدف دیگر این سیستم، کاهش احتمال آتش سوزی با قطع سریع مدار آسیب دیده از طریق اتصال بدنه فلزی به رسانایی خنثی یا زمین است.

در برخی موارد، تفکیک دو نوع اتصال زمین برای هر یک از اهداف بالا ممكن نیست پس ایجاد یك اتصال زمین نیز برای هر دو کفایت می کند.

اما پاره ای اوقات، تفكیك این دو سیستم زمین، لازم به نظر می رسد و گاهی نیز موارد مربوط به زمین های دیگر هم چون زمین صاعقه و زمین ابزاردقیق، موضوع را پیچیده تر می كند.

روش های گوناگون زمین كردن حفاظتی عبارت هستند از:

• تجهیزات Equipment
• صاعقه گیر Lightning
• بارهای ساكن Electrostatic
• ایزوله Isolated
• منفرد یا ترانسی Transformer
• سیگنال مرجع Reference Signal

زمین کردن در سیستم فشار ضعیف

در سیستم های فشار ضعیف، سه نوع سیستم ارتینگ استفاده می شود که در آیین نامه سیم کشی، تعریف شده است:

{کلمات کلیدی: (جداگانه) S = Separate / (ترکیبی) C = Combined / ( نول – خنثی) N = Neutral / ( زمین) T = Terre}

در سیستم‌های فشار ضعيف، سه نوع سيستم ارتینگ استفاده می‌شود که در آیین‌نامه سیم‌کشی تعریف شده است:

1. سیستم T N
2. سیستم T T
3. سیستم I T

حرف اول از سمت چپ مشخص كننده رابطه نول سیستم با زمین است به این صورت كه:

T : نقطه نول مستقیم به زمین وصل است.

I : نقطه نول از طریق یك امپدانس به زمین متصل است (یا ایزوله نسبت به زمین).

حرف دوم از سمت چپ مشخص كننده رابطه بدنه رسانای دستگاه با زمین است، به این صورت كه :

N : بدنه های فلزی تجهیزات از نظر الكتریكی، مستقیم به نقطه زمین شده ترانس اصلی، متصل شده اند.

T : بدنه های فلزی، مستقل از اتصال زمین سیستم نیرو به زمین وصل می شوند.

 

1. سیستم T N

علاوه بر این در مورد سیستم TN، از حروف دیگری نیز برای مشخص كردن روش به كار بردن چندین رسانای حفاظتی PE و خنثی N استفاده می شود:

• TN-C: تمام بدنه های فلزی سیستم به سیم مشترك حفاظتی و خنثی متصل هستند.

 

• TN-S: تمام بدنه های فلزی سیستم از طریق رسانایی مجزا PE به نقطه خنثی در مبدا سیستم وصل می شوند.

• TN-C-S: بخشی از سیستم از مبدا تا نقطه تفكیك، دارای رسانای حفاظتی و خنثی PEN با هم بوده و پس از آن نقطه، هر دو رسانای حفاظتی PE و خنثی N از هم جدا می شوند.

 2. سیستم T T

با توجه به تعاریفی ذکر شده در بالا یک سیستم TT را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.

شکل (6). تعریف و تبیین  سیستم ارت  TT 

 

 3. سیستم I T

با توجه به تعاریفی ذکر شده در بالا یک سیستم IT را می توان در شکل زیر مشاهده کرد.

نکات مهم سیستم ارتینگ

در زیر چند نکته اساسی که در هر کدام از انواع سیستم های زمین باید مورد توجه قرار بگیرد توضیح داده شده است:

1. سیستم IT

در شرایط عادی و سالم، ولتاژ نقطه خنثی (نول) نسبت به زمین برابر صفر است. درست در این شرایط، ولتاژهای موجود، هیچ تنشی بر عایق بندی های رسانای خنثی و رسانای فازها در تمام سیستم، اعمال نخواهند کرد:

U_N-E = 0

U_L1-E= U_O =230 v

U_L2-E=U_O=230 v

U_L3-E=U_O=230v

اما اگر حادثه ای در سیستم سبب شود که یكی از فازها به زمین وصل شود، وضعیت ولتاژهای سیستم به قرار زیر است:

U_N-E = U_O = 230 v

U_L1-E = U = 400 v

U_L2-E= U = 400 v

U_L3-E = U = 0 v

در نتیجه ولتاژ نول نسبت به زمین در سیستمی كه یك فاز آن به زمین وصل شده باشد، دیگر صفر نبوده و برابر Uo خواهد بود. در این زمان، ولتاژهای موجود، تنشی بر عایق بندی رسانای خنثی و فازها در تمام سیستم ایجاد خواهند کرد:

شکل (8). نحوه عملکرد سیستم زمین IT

درسیستم IT، اولین اتصال به بدنه در سیستم، موجب قطع برق دستگاه هایی كه اتصالی در مدار آن ها واقع شده است نشده و در همان لحظه، تماس با بدنه دستگاه، موجب برق گرفتگی نمی شود. چنین سیستمی در بسیاری از تجهیزات حساس، عالی عمل می کند. فعالیت هایی كه به کارگیری سیستم IT در آن ها توصیه می شود؛ به شرح زیر هستند:

• اتاق های عمل
• ICU و CCU
• معادن روباز و زیرزمینی
• تولیدی هایی كه قطع برق در آن ها موجب بروز خساراتی می شود مانند: شیشه سازی، كوره های مواد مذاب، صنایع شیمیائی و مهمات سازی
• تغذیه كامپیوترها

در سیستم IT پس از رخ دادن اولین اتصالی و در زمانی كه هنوز فرصتی جهت رفع ایراد و ترمیم سیستم دست نداده است؛ اگر دومین اتصالی روی دهد، جریان اتصال كوتاه افزایش یافته و مانند سیستم TN عمل خواهد کرد. ولتاژ تماس میان بدنه رسانایی كه فازها به آن متصل شده اند با زمین، افزایش خواهد یافت و خطرات بی شماری را به وجود خواهند آورد.

شکل (9). بروز اتصالی در سیستم زمین IT

2. سیستم TN

در این سیستم با توجه به این كه اتصال هر فاز به زمین، همانند وصل مستقیم فاز به نول است؛ جریان اتصال كوتاه شدیدی از مدار و فاز معیوب، عبور كرده و فیوز نیز به تنهایی می تواند مدار معیوب را به سرعت قطع کند و نیازی به رله های جریان باقی مانده یا RCD ندارد. اما مشكل اصلی در این سیسستم را می توان دو عامل دانست:

•  عبور جریان اتصالی بسیار شدید و در حد 20 كیلو آمپر، در لحظاتی بسیار كوتاه قبل از قطع فیوز می تواند سبب ایجاد جرقه، آتش سوزی و یا حتی انفجار فیوزها و كلیدهای حفاظتی شود.
• بررسی های تجربی و تئوری مشخص می کند كه مهم ترین رخداد خطرناك كه در یك سیستم TN اقتصادی، انسان را تهدید می كند؛ آسیب رسانای خنثی N، حفاظتی PE و یا حفاظتی – خنثی PEN است. به خصوص، در سیستم TN-C، آسیب به رسانای PEN، خطرناک ترین اتفاق سیستم است. آسیب به رسانای PEN دو نوع خطر ایجاد می كند:

1. 1. ولتاژ بدنه رسانا ممكن است، زمان بسیار زیادی، بیش تر از حد مجاز خود باشد که موجب بروز خطر برق گرفتگی می شود.
   2. مواج و متغیر شدن بیش از حد استاندارد در PEN، ممكن است ولتاژهای بین هر فاز و هادی آن را به شدت تغییر دهد و موجب شكست عایق بندی ها و حریق دستگاه ها شود.

البته در این سیستم، نقص دیگری نیز دیده می شود و آن اتصال بعضی از تجهیزات سیستم به یك الكترود زمین انفرادی است كه این الكترود به هادی حفاظتی PE و یا حفاظتی – خنثی وصل نیست. PEN در این حالت و شرایط بسیار خاصی كه مقدار مقاومت الكترود انفرادی از مقاومت كل سیستم کم تر است؛ اگر اتصالی بین هر یك از فازها و بدنه هادی روی دهد، ممکن است ولتاژ تمام بدنه های هادی سیستم، به اندازه ای بسیار بالاتر از برسد.

3. سیستم TT

در سیستم های TT با اتصال مستقیم و جداگانه بدنه ها به زمین، فراهم کردن مقاومتی پایین برای الكترود اتصال به زمین، جهت استفاده از فیوز یا كلید خودكار برای ایجاد ایمنی، بسیار دشوار است. بنابراین باید در جست و جوی راه حلی تازه بود.

این راه حل، به کارگیری كلیدهای جریان تفاضلی یا RCD است. كلیدهای جریان تفاضلی به این گونه عمل می کنند كه جمع برداری جریان های خروجی از كلید با جمع برداری جریان های ورودی به آن برابر نمی شود. یعنی بخشی از جریان حتی با اندازه بسیار کم، به جای بازگشت از رساناهای مدار از مسیر دیگری هم چون زمین، به منبع باز می گردد؛ در نتیجه، واكنش نهایی، قطع كلید است.

ساخت RCD با حساسیت بالا (چند میلی آمپر) به آسانی امكان پذیر است. به همین علت در استفاده از آن این امکان وجود دارد که بر خلاف محدودیت هایی كه در استفاده از فیوز وجود دارد؛ بتوان از شبكه های زمین با مقاومت زیاد هم بهره گرفت.

كلیدهای RCD، مانند فیوزها در دو نوع سه فاز و تك فاز ساخته می شوند كه تفاوت چندانی نیز با یكدیگر نداشته و در نوع تك فاز، فاز و نول به آن وارد شده و  از آن خارج می شوند.

شكل زیر به صورت بسیار ساده ای، اساس كار این كلیدها را نشان می دهد:

شکل (10). نحوه عملکرد كلید جریان تفاضلی (RCD) در سیستم زمین TT

بنابراین در سیستم TT، علاوه بر انواع فیوزهای خودكار یا معمولی باید از كلید فیوزهای RCD نیز استفاده شود .

شکل (11). بروز اتصالی در سیستم زمین TT

در جدول زیر، ویژگی های سیستم های زمین، بر مبنای 5 شاخصه مهم ایمنی (Safety)، قابلیت اطمینان (Reliability)، نویز و اغتشاش (Disturbance)، سطح دسترسی (Availability) و قابلیت نگهداری (Maintainability)، به صورت خلاصه بررسی می شود:

علامت + به معنای مناسب و توصیه شده و علامت – نامناسب و توصیه نشده است. علامت ++ نیز به معنای خیلی خوب و علامت – –  نیز، خیلی بد ، معنا می شود.

با بررسی جدول بالا به آسانی می توان به تکمیل بودن سیستم TT از تمامی جهات پی برد. که به طور قطع، در آینده نیز در اكثر كشورها از این سیستم استفاده خواهد شد. اگرچه هزینه اجرای این سیستم از سایر سیستم ها بالاتر می باشد.

میزان جریان اتصال كوتاه كه متغیری بسیار مهم است نیز در این سیستم ها قابل بررسی می باشد. البته باید دانست که کاهش این جریان، امنیت سیستم را از جهت نکات ایمنی و نویز و اغتشاش، بالا خواهد برد.

مقایسه جریان نیز در سیستم های مطرح شده، مناسب بودن سیستم TT را تایید خواهد کرد. به این علت که گرچه IT، جریان اتصال اول یا یك فاز به زمین بسیار پایینی دارد اما جریان اتصالی دو فاز به زمین آن، بسیار بالا و در اندازه سیستم TN خواهد بود.

بیشتر بخوانید: محاسبه جریان اتصال کوتاه و قدرت اتصال کوتاه در شبکه فشار ضعیف

بررسی ضرورت هم بندی سیستم ارتینگ در انواع سیستم زمین

در این قسمت با بیان سه مثال ساده ضرورت هم بندی در هر کدام از انواع سیستم زمین را توضیح می‌دهیم.

مثال اول) استانداردهای صاعقه گیر در خصوص لزوم هم بندی سیستم های مختلف…

شكل زیر یك سایت را نشان می دهد كه صاعقه با مكان های مختلف از جمله روی دودكش ها، خرپشته، ساختمان مخابرات و یا حتی روی زمین نزدیك محوطه برخورد می کند:

شکل (12). استانداردهای هم بندی یک صاعقه گیر

 

در این حالت، اگر سیستم زمین دو ساختمان كوچك اطراف ساختمان اصلی، به سیستم زمین ساختمان اصلی متصل نشده باشند؛ جریانی ناخواسته بین ساختمان اصلی و دو ساختمان مخابرات برقرار می شود و در نهایت، نویز ایجاد خواهد کرد. اگر سیستم ارت این سه ساختمان به هم متصل بودند، این نویز ایجاد نمی شد.

مثال دوم) شكل زیر، شبكه های برق، آب و گاز ورودی به یك ساختمان مسکونی را نشان می دهد كه هم، ارت شده اند و هم، ارت هر سه شبکه به یکدیگر متصل هستند:

شکل (13). استانداردهای هم بندی سیستم های آب، برق و گاز یک ساختمان مسکونی

 

مثال سوم) شكل زیر نیز شبكه برق، مخابرات و تلویزیون كابلی ورودی به یك ساختمان مسکونی را نشان می دهد كه هم، ارت شده اند و هم، ارت هر سه شبکه به یکدیگر متصل هستند:

شکل (14). استانداردهای هم بندی سیستم های برق، مخابرات و تلویزیون کابلی یک ساختمان مسکونی

 

انواع سیستم زمین (ارت) از نظر نوع اتصال

انواع سیستم زمین را از نظر نوع اتصال به سه دسته تقسیم می‌کنید.

1. شناور یا ایزوله Floating Earth
2. تك نقطه Single Point
3. چند نقطه Multiple Point

1. سیستم ارت شناور

شكل زیر به صورت طرحی،” ارت شناور یا ایزوله (Floating Earth)” را نشان می دهد:

همان گونه كه در شكل مشخص است، سیستم ارت تجهیزات حساس از سیستم ارت ساختمان ها جدا شده و به صورت ایزوله به خارج از ساختمان هدایت شده است تا در نقطه ای دورتر به زمین متصل شود:

شکل (15). سیستم ارت شناور یا ایزوله (Floating Earth)

به این علت که ارت تجهیزات حساس از تمامی ساختارهای فلزی ساختمان جدا است و نیز ارت ساختمان نیز عایق است؛ نویز موجود و القایی در ساختمان، روی تجهیزات حساس نمی افتد.

کارایی این سیستم به ایزوله مطلق ارت ابزاردقیق از ارت سایر تجهیزات و اسکلت و هادی های ساختمان دارد؛ وابسته بوده و حتی اگر یک اتصال در یک نقطه بین ارت ها وجود داشته باشد، این سیستم کارایی خود را از دست می دهد.

2. سیستم ارت تك نقطه

در دو شكل زیر، ارت تك نقطه بررسی می شود، در این سیستم، بدنه تمامی تجهیزات به یك نقطه که به نام” باسبار” یا” درگاه بالای زمین” شناخته می شود؛ وصل می شوند و تنها از آن نقطه به شبكه ارت مدفون، متصل می گردند و هیچ وسیله ای جداگانه به داخل زمین، ارت نمی شود.

شکل (16). سیستم ارت تك نقطه (Single Point)

شکل (17). سیستم زمین تك نقطه (Single Point)

اولین ایراد این سیستم این است كه به سیم كشی ارت بسیار زیادی نیاز دارد. به طور مثال در یك سایت اگر ساختمان ها از یکدیگر، فواصل زیادی داشته باشند؛ نباید هر ساختمان به صورت جداگانه ارت شود، بلکه باید با یک سیم (سبز و زرد) همه را به نزدیك یك ساختمان و در نقطه ای مشخص برد و در آن جا به شبكه ارت، متصل کرد.

اما چون سیم ها با طول زیادی در سایت كشیده می شود و علاوه بر بالا بردن هزینه در فركانس های بالا، اثر خازنی و اندوكتانسی در سیم ها پیدا می شود. در نتیجه سیستم ارت یک نقطه كه به عنوان ارت ابزاردقیق نیز استفاده شده به رزنانس برده شده، به شکل آنتن عمل كرده و نویز سرگردان در اتمسفر را جذب سیستم ارت می کند.

3. سیستم ارت چند نقطه

در شكل زیر به صورت طرح، این نوع سیستم نشان داده می شود:

شکل (18). سیستم ارت چند نقطه (Moltiple Point)

 

در این سیستم، می توان برای کلیه ساختمان ها، شبكه ارت مدفون در نظر گرفت که هر یك بتوانند به ارت ساختمان مجاور خود، تجهیزات و سازه فلزی ساختمان متصل شوند. به تعبیری، تمامی ارت ها، تاسیسات فلزی چه الكترونیكی و چه تجهیزات الكتریكی به هم متصل شده و ارت شوند.

شکل (19). سیستم زمین چند نقطه (Moltiple Point)

از مزایای این سیستم این است كه شبیه به سیستم تك نقطه، به سیم كشی زیادی نیاز نداشته و به طور قطع، مشکلات آن سیستم را نیز ندارد، در این سیستم در صورت بروز خطایی انسانی و یا وقوع اتصالی در تجهیزات الكتریكی یا الكترونیكی، مسیرهای موازی ارت كه فراوان نیز هستند؛ وارد عمل شده و خطا را به زمین هدایت می كنند. این روش از بهترین روش ها برای ارت تجهیزاتی با فركانس بالا می باشد.

سخن پایانی

ما در این مقاله با سیستم ارتینگ و اصطلاحات معمول در آن آشنا شدیم. انواع سیستم زمین را در یک شبکه فشار ضعیف معرفی کردیم که شامل سیستم TN، سیستم TT و سیستم IT بود و نحوه اتصال هر کدام از آنها را در قالب تصاویری نشان دادیم. از ضرورت هم‌بندی در سیستم زمین صحبت کردیم اینکه هم بندی در سیستم زمین می‌تواند از بروز خسارات جانی و مالی زیادی جلوگیری نماید.انواع سیستم ارتینگ را از نظر نوع اتصال به سه دسته شناور یا ایزوله، تک نقطه و چند نقطه تقسیم کردیم و هر کدام از آنها را جهت درک بهتر بصورت تصویری نمایش دادیم.