اهمیت سیستم ارتینگ در مدارهای ساختمانی

سیستم ارتینگ، یکی از مهم‌ترین اجزای ایمنی در هر ساختمان است که اغلب به اندازه کافی به آن توجه نمی‌شود. این سیستم با ایجاد یک مسیر ایمن برای جریان الکتریکی اضافی، از بروز حوادثی مانند برق‌گرفتگی، آتش‌سوزی و آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند. در این مقاله، به بررسی جامع اهمیت سیستم ارتینگ، نحوه عملکرد آن، انواع سیستم‌های ارتینگ و استانداردهای مربوطه خواهیم پرداخت.

اهمیت سیستم ارتینگ

• حفاظت از جان انسان‌ها: در صورت بروز نشتی جریان الکتریکی در تجهیزات برقی، سیستم ارتینگ با هدایت جریان به زمین، از افزایش ولتاژ روی بدنه تجهیزات و خطر برق‌گرفتگی افراد جلوگیری می‌کند.
• حفاظت از تجهیزات: سیستم ارتینگ با کاهش ولتاژهای گذرا و نویزهای الکتریکی، از آسیب دیدن تجهیزات الکترونیکی حساس محافظت می‌کند.
• کاهش خطر آتش‌سوزی: در صورت بروز اتصال کوتاه یا نشت جریان، سیستم ارتینگ با ایجاد یک مسیر کم مقاومت، از افزایش دما و خطر آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند.
• کاهش تداخل الکترومغناطیسی: سیستم ارتینگ با کاهش نویزهای الکترومغناطیسی، از تداخل در عملکرد تجهیزات الکترونیکی جلوگیری می‌کند.

نحوه عملکرد سیستم ارتینگ

سیستم ارتینگ با ایجاد یک اتصال الکتریکی بین تجهیزات برقی و زمین، یک مسیر کم مقاومت برای جریان الکتریکی اضافی ایجاد می‌کند. در صورت بروز نشتی جریان، این جریان به جای عبور از بدن انسان یا ایجاد جرقه، از طریق سیم ارت به زمین هدایت می‌شود.

انواع سیستم‌های ارتینگ

• سیستم ارتینگ صفحه مسی: در این سیستم، یک صفحه مسی بزرگ در عمق زمین دفن می‌شود و سیم ارت به آن متصل می‌شود. این سیستم به دلیل سطح تماس زیاد با زمین، مقاومت پایینی دارد.
• سیستم ارتینگ میله‌ای: در این سیستم، یک میله فلزی بلند در زمین کوبیده می‌شود و سیم ارت به آن متصل می‌شود. این سیستم نسبت به سیستم صفحه مسی، مقاومت بیشتری دارد.
• سیستم ارتینگ ترکیبی: این سیستم ترکیبی از سیستم‌های صفحه مسی و میله‌ای است و به طور معمول در ساختمان‌های بزرگ استفاده می‌شود.

استانداردهای سیستم ارتینگ

استانداردهای مختلفی برای طراحی و اجرای سیستم ارتینگ وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها شامل استاندارد IEC 60364 و استاندارد ملی ایران است. این استانداردها مشخصات فنی تجهیزات ارتینگ، روش‌های نصب و آزمایش آن‌ها را تعیین می‌کنند.

انواع سیم‌های مرتبط با سیستم ارتینگ ساختمان

در سیستم ارتینگ ساختمان، از انواع مختلف سیم‌ها برای ایجاد یک مسیر ایمن و کم مقاومت به زمین استفاده می‌شود. انتخاب نوع سیم مناسب به عواملی مانند جریان مورد انتظار، محیط نصب، طول مسیر و استانداردهای موجود بستگی دارد. در زیر به بررسی انواع اصلی سیم‌های مورد استفاده در سیستم ارتینگ می‌پردازیم:

۱. سیم مسی مفتولی (Solid Copper Wire):

استفاده از سیم ارت مفتولی به منظور ایجاد مسیری برای تخلیه جریان الکتریکی ناخواسته و جلوگیری از برق گرفتگی، آتش سوزی و سایر خطرات انجام می‌شود.

• ویژگی‌ها: از یک رشته مسی بدون روکش تشکیل شده است.
• کاربرد: به عنوان سیم ارت اصلی در ساختمان‌ها و اتصال به الکترود زمین استفاده می‌شود.
• مزایا: هدایت الکتریکی بالا، مقاومت مکانیکی خوب، قابلیت انعطاف‌پذیری نسبی.
• معایب: در مقایسه با سیم افشان، انعطاف‌پذیری کمتری دارد و در هنگام نصب نیاز به دقت بیشتری دارد.

۲. سیم مسی افشان (Stranded Copper Wire):

نقش اصلی سیم ارت افشان، ایجاد مسیری امن برای تخلیه جریان‌های ناخواسته در تاسیسات برقی است. این جریان‌ها می‌توانند ناشی از اتصالات کوتاه، صاعقه، نویز الکتریکی یا سایر پدیده‌ها باشند.

• ویژگی‌ها: از چندین رشته مسی نازک تشکیل شده که به صورت تابیده به هم متصل شده‌اند.
• کاربرد: در محل‌هایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا است، مانند اتصال به تجهیزات متحرک یا در مسیرهای طولانی، استفاده می‌شود.
• مزایا: انعطاف‌پذیری بالا، نصب آسان، مقاومت در برابر خم شدن و شکستگی.
• معایب: در مقایسه با سیم مفتولی، مقاومت الکتریکی کمی بیشتر است.

۳. سیم مسی روکش‌دار (Copper Clad Wire):

• ویژگی‌ها: یک هسته آلومینیومی با روکش نازک مسی دارد.
• کاربرد: در مواردی که وزن سیم اهمیت دارد و نیاز به هدایت الکتریکی بالایی است، استفاده می‌شود.
• مزایا: وزن سبک‌تر نسبت به سیم مسی خالص، هزینه کمتر.
• معایب: هدایت الکتریکی کمی کمتر از سیم مسی خالص، احتمال اکسید شدن هسته آلومینیومی در طولانی مدت.

۴. نوار مسی (Copper Tape):

• ویژگی‌ها: نوار نازک و انعطاف‌پذیری از جنس مس است.
• کاربرد: برای اتصال اجزای فلزی به سیستم ارتینگ، ایجاد اتصال بین قسمت‌های مختلف سیستم و همچنین در مواردی که نیاز به پوشش سطحی وسیع است، استفاده می‌شود.
• مزایا: انعطاف‌پذیری بالا، نصب آسان، قابلیت پوشش سطوح نامنظم.
• معایب: ضخامت کم و مقاومت مکانیکی پایین‌تر نسبت به سیم مسی.

۵. هادی‌های مسی تخت (Copper Flat Bar):

• ویژگی‌ها: نوار مسی مسطح و پهن است.
• کاربرد: در سیستم‌های ارتینگ با جریان بالا و برای ایجاد اتصال بین اجزای بزرگ استفاده می‌شود.
• مزایا: سطح تماس بزرگ با زمین، مقاومت مکانیکی بالا.
• معایب: نصب آن نیاز به مهارت و تجهیزات خاص دارد.

انتخاب سیم ارت:

• جنس سیم: مس به دلیل هدایت الکتریکی بالا، مقاومت خوردگی خوب و قیمت مناسب، رایج‌ترین ماده برای ساخت سیم ارت است.
• سایز سیم: سایز سیم باید متناسب با جریان مورد انتظار و طول مسیر باشد.
• روکش: برخی از سیم‌های ارت دارای روکش عایقی هستند که از آن‌ها در برابر خوردگی و آسیب‌های مکانیکی محافظت می‌کند.
• استانداردها: انتخاب سیم باید مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی مربوط به سیستم ارتینگ انجام شود.

نکات مهم:

• انتخاب نوع سیم ارت به عوامل مختلفی مانند جریان مورد انتظار، محیط نصب و استانداردها بستگی دارد.
• نصب صحیح سیستم ارتینگ توسط افراد متخصص بسیار مهم است.
• آزمایش دوره‌ای سیستم ارتینگ برای اطمینان از عملکرد صحیح آن ضروری است.

عوامل موثر بر عملکرد سیستم ارتینگ

• مقاومت زمین: مقاومت زمین یکی از مهم‌ترین عوامل موثر بر عملکرد سیستم ارتینگ است. هرچه مقاومت زمین کمتر باشد، عملکرد سیستم بهتر خواهد بود.
• جنس خاک: جنس خاک نیز بر مقاومت زمین تاثیرگذار است. خاک‌های رسی و نمناک مقاومت کمتری نسبت به خاک‌های شنی و خشک دارند.
• عمق دفن الکترود: عمق دفن الکترود نیز بر مقاومت زمین تاثیرگذار است. هرچه عمق دفن بیشتر باشد، مقاومت زمین کمتر خواهد بود.
• تعداد و اندازه الکترودها: تعداد و اندازه الکترودها نیز بر مقاومت زمین تاثیرگذار است. هرچه تعداد و اندازه الکترودها بیشتر باشد، مقاومت زمین کمتر خواهد بود.

اهمیت آزمایش سیستم ارتینگ

آزمایش سیستم ارتینگ به صورت دوره‌ای ضروری است تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود. آزمایش مقاومت زمین، یکی از مهم‌ترین آزمایش‌های سیستم ارتینگ است.

نتیجه‌گیری:

سیستم ارتینگ یک بخش جدایی‌ناپذیر از هر سیستم الکتریکی است و نقش مهمی در ایمنی ساختمان‌ها ایفا می‌کند. با توجه به اهمیت این سیستم، توصیه می‌شود که در هنگام ساخت یا بازسازی ساختمان‌ها، به طراحی و اجرای صحیح سیستم ارتینگ توجه ویژه شود.