ارت سنج چیست و لزوم استفاده از سیستم ارت چیست ؟ |
ارت سنج چیست و لزوم استفاده از سیستم ارت چیست ؟
ارت سنج یا همان دستگاه تست مقاومت زمين شبيه ميگر براي اندازه گيري مقاومت طراحي گرديده با اين تفاوت که مقاومت زمين بسيار کمتر از عايقهاي معمول ميباشد .در حقيقت رنج ميگر در بازه مگا اهم و تستر مقاومت زمين در حدود اهم مبياشد .از دستگاه تست مقاومت زمين معولا براي اندازه گيري مقاومت بين دو نقطه زمين در حدود 5 يا 10 اهم است استفاده ميکنند .اين تجهيزات معولا داراي سه عدد کانکشن هستند که به کمک ميله اي فلزي امکان اتصال به زمين داشته و به الکترودهاي جريان ، زمين ، و پتانسيل شناخته ميشوند . انتخاب و نصب هادی زمین هادی زمین آن قسمت از سیستم زمین است که الکترود زمین را به ترمینال اصلی زمین وصل می کند. محل اتصال هادی زمین به الکترود ، معمولاً درزیرزمین و محل ترمینال اصلی، بیشتر در داخل ساختمان و در دسترس قرار دارد از آلومینیوم لخت یا آلومینیوم دارای پوشش مس نباید در تماس با زمین چه بعنوان الکترود و چه بعنوان هادی زمین استفاده کرد. درمحیط های مرطوب نیز نباید از این مواد بعنوان هادی زمین استفاده نمود. دمای بالا در اثر جریانهای نشتی برای مواردی که جریان نشتی به طور دایمی وجود دراد، لازم است اطمینان حاصل شود که از نظر دمای مجاز عایقبندی و یا تکیه گاهها ، شرایط قابل قبول وجود دارند و برای هادیهای لخت که در دسترس می باشند، دما از 70 درجه سلسیوس تجاوز نخواهد کرد استحکام هادی اتصال زمین علاوه بر نیروهای مکانیکی که ممکن است پارگی هادی اتصال زمین شوند، خوردگی شیمیایی (اثر مواد شیمیایی خاک بر روی فلز هادی اتصال زمین) و خوردگی الکتروشیمیایی ( تشکیل پیل بوسیله فلزات ناهمگون در زمین)،خطراتی است که هادی اتصال زمین با آنها روبرو می باشد. در مورد خوردگی الکتروشیمیایی ، دو فلزی که بیش از همه بهم اتصال داده می شوند، مس و فولاد است. مس ساده ( بدون هر گونه روپوش دیگر مانند قلع و غیره) نسبت به فولاد ساده( بدون هر گونه پوشش مانند گالوانیزاسیون) تشکیل قطب مثبت می دهد که سبب خوردگی سریع خواهد شد بستهای بکار رفته برای اتصال الکترود به هادی زمین باید با هر دوی آنها سازگار باشد تا از خوردگی گالوانیک، تا جایی که ممکن است، جلوگیری شود. بستها باید از نظر مکانیکی محکم باشند و جنس آنها از نوع مقاوم در برابر خوردگی باشد. در مورد بستهای پیچی ، پیچها باید در برابر گشتاوری حداقل به مقدار 20 نیوتن متر ، استقامت کنند پیش بینی نقطه ای برای جداسازی با هدف اندازه گیری مقاومت الکترود زمین قبل از ورود هادی اتصال زمین به ساختمان یا هر سازه دیگر، باید نقطه ای پیش بینی شود تا در آن بتوان بصورت موقت هادی زمین را از سایر تاسیسات جدا کرده و اقدام به اندازه گیری مقاومت الکترود زمین نمود. انجام این کار بصورت دوره ای برای اطمینان از کارآیی الکترود لازم است. راه عمل این کار، پیش بینی چاهکی قابل دسترس است اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت مخصوص خاک روشهایی که برای اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت ویژه خاک ارائه شده اند،در سراسر دنیا اساس این گونه اندازه گیریها است. انواع دستگاههای مخصوص این کار نیز ساخته شده اند که اساس کار آنها کمابیش همان است که دراینجا گفته خواهد شد، گرچه انواع لوازم اندازه گیری تفاوتهایی با هم دارند اما هدف ما بحث در باره اصول است . از دو نوع اندازه گیری گفته شده در اینجا، اندازه گیری مقاومت ویژه خاک قبل از شروع احداث الکترود با هدف تصمیم گیری در باره مشخصات آن انجام می شود و اندازه گیری مقاومت الکترود که پس از پایان احداث الکترود انجام می شود بسیا مهم بوده و اگر بدون ایراد و اشتباه انجام شود، همان چیزی است که ایمنی افراد، سلامت دستگاهها و صحت کار آنها بستگی به مقدار آن خواهد داشت آماده سازی T الکترودی است که اندازه گیری مقاومت آن مورد نظر است. برای انجام کار به این لوازم احتیاج خواهد بود: الکترود T1 برای مشخص کردن تفاوت بین سیم نول و ارت مطلب به مطلب زیر توجه نمایید:
۱- برای روشن شدن یک وسیله برقی باید آن وسیله را بین دو نقطه وصل کنیم که آن دو نقطه دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی باشند.مثلا لامپ را بین قطبهای باطری قرار می دهیم.یعنی وسیله در یک مدار بسته قرار گیرد. ۲-در نیروگاه برق سه سیم برقدار (سه فاز)برق را به مصرف کننده منتقل می کنند.این سه سیم برقدار مشابه هم اند اما ولتاژ آنها ۱۲۰ درجه با هم اختلاف فاز دارد.معنی این جمله این است که این سه سیم با هم اختلاف پتانسیل دارند پس اگر دو تا از آنها را به دو سر یک وسیله وصل کنیم آن وسیه روشن می شود.موتور سه فاز به همین روش کار می کند. سوال مهم این است پس سیم نول کجا به کار می رود؟؟ ۳-با توجه به نکته بالا باید بگوییم که اگر وسیله برقی فقط به یک سیم فاز وصل شود برای اینکه مدار کامل شود و وسیله روشن شود نیاز به سیم دیگری داریم که برق را ااز وسیله به مولد برگرداند که به این سیم سیم نول می گویند. ۴-در حقیقت سیم نول سیمی است که جریان خروجی از وسیله را به مولد برمیگرداند. نکته مهم:سیم نول را وارد چاهی مرطوب می کنند تا به زمین وصل شود که به آن چاه نول می گویند.این کار باعث می شود از زمین مرطوب به عنوان قسمتی از مدار استفاده شود. یعنی زمین نیز به عنوان قسمتی از مدار بین مصرف کننده و مولد مورد استفاده قرار میگیرد.مشابه این عمل در اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد مثلا برای روشن کردن یک لامپ توسط باطری ماشین کافیست یکی از قطبهای باطری را به لامپ وصل کرده و سر دیگر لامپ را به بدنه ماشین وصل کنیم .بدنه ماشین نقش سیم نول را بازی می کند. ۵-باید دقت کرد که سیم نول نیز هنگامی که وسیله برقی روشن است دارای برق می باشد و خطرناک است اما اگر وسیله برقی خاموش باشد نول بدون برق است. ۶-تمامی وسایل خانگی با برق تک فاز کار می کنند پس سیم نول باید در خانه وجود داشته باشد. معمولا از پنج سیمی که وارد یک کوچه می شود سه تای آنها فاز است چهارمی نول خانگی است و سیم پنجمی نول شهرداری است که از آن برای روشن کردن لامپ معابر استفاده می کنند. ۷-سیم نول پس از خروج از خانه ابتدا به ترانسفور ماتور وصل می شود و سپس به چاه نول هدایت می شود. ۸-وسایل صنعتی مانند موتور سه فاز نیازی به سیم نول ندارند چون خود فازها با هم اختلاف پتانسیل دارند. سیم ارت چیست؟ برای حفاظت از افراد هنگام کار با وسیایل برقی معمولا بدنه وسیله را با بک سیم به لوله آب وصل می کنند که لوله آب با قسمتهای مرطوب زمین در تماس است. به این سیم ارت(زمین)می گویند. در حقیقت این سیم نیز باید به چاه ارت وصل شود ولی برای صرفجویی آن را به لوله آب وصل می کنند کار سیم ارت چیست؟ اگر به هر علتی برق با بدنه تماس پیدا کند فیوز بیرون می پرد زیرا سیم ارت با مقاومت صفر تمامی جریان ورودی به خانه را به زمین منتقل می کند یعنی به یک باره جریان شدیدی از فیوز عبور کرده و فیوز بیرون می پرد. بنابراین نول و ارت شباهتهایی دارند زیرا اگر فاز را مستقیم به نول وصل کنیم باز هم فیوز بیرون می پرد. سیم ارت فقط برای محافظت بیشتر به کار می رود اما وجود آن الزامی نیست در حالی که وجود نول الزامی است. در بیشتر کشورها سیم ارت هنگام سیم کشی در مدار لحاظ می شود پس به جای دو شاخه از سه شاخه استفاده می کنند که یکی از شاخه ها سیم ارت است. ارت (earth) به معناي زمين مي باشد که در صنعت برق به آن سيستم اتصال زمين ميگويند. وظيفه اصلي سيستم ارتينگ اين است که هر جريان الکتريکي که وارد اين سيستم شد را به طور کامل به زمين منتقل کند.سيستم ارتينگ متشکل از چاه ارت و سيم متصل به چاه ميباشد. اگر ما بدنه تمام دستگاههاي برقي اعم از صنعتي و مخابراتي و خانگي و…و يا به طور کلي هرنوع مصرف کننده برق را توسط يک رشته سيم به سيم اتصال به زمين متصل کنيم،يک سيستم ارتينگ ايجاد کرده ايم. هدف از ايجاد اين سيستم اين است که اگر هريک از سيم هاي فاز و يا سيم نول به هر طريقي به بدنه دستگاه اتصال يابد و مدار الکتريکي مورد نظر دچار نشتي جريان شود؛اين نشتي جريان توسط سيم ارت به زمين منتقل شده و از برق گرفتگي و يا در مواردي اتصالي دستگاه جلوگيري مي شود. در مواردي به اشتباه بدنه مصرف کننده هاي خانگي را به لوله هاي آهني آب و يا گاز و يا حتي به اسکلت ساختمان اتصال مي دهند که اين کار بسيارخطرناکي است که منجر به برق گرفتگي هاي کشنده ميشود. درهنگام اتصال کامل سيم هاي فاز به سيم ارت فيوز مربوط به آن فاز عمل کرده و جريان را قطع مي کند و در هنگام اتصال کامل سيم نول به سيم ارت اگر مدار ارتينگ داراي فيوز محافظ جان (FI )باشد،اين فيوز از 30 ميلي آمپر نشتي جريان به بالا را قطع مي کند و باعث قطع کامل جريان فاز و نول ميشود. لازم به ذکر است که سيم ارت و سيم نول به ظاهر از نظراينکه بي برق هستند بسياربه يکديگر شبيه هستند ولي در عمل دوسيم مستقل از هم وعملکردي متفاوت از يکديگر دارند؛و هيچگاه نمي توان از يکي بجاي ديگري استفاده کرد. سيستم ارتينگ امروزه کاربردي همانند خود برق را داراست و از اهميت بسيار ويژه اي برخوردار است.چنانکه در مخابرات به سيستمهاي ارتينگ بسيار حساس و دقيق براي جلوگيري نويز در شبکه نياز است و نيز در شبکه هاي انتقال و توزيع برق کاربرد فراوان دارد؛شبکه هاي برق گير بدون سيم ارت عملا بلا استفاده هستند. میله ارت چیست؟میله ارت در مکانهایی به کار می رود که امکان حفر چاه ارت وجود ندارد به علاوه در تمامی سازه های فلزی اعم از دکل های برق و مخابرات، منبع های هوایی، راه آهن و غیره جهت انتقال جریان ناخواسته برق به زمین و جلوگیری از خطرات برق گرفتگی و سایر خسارات احتمالی از میله های ارت در قطر و طول های مختلف استفاده می کنند که به طریق کوبش در زمین فرو می روند سپس با کمک یراق آلات و یا جوش احتراقی مربوطه به سیم ارت اتصال می یابند
میله های ارت معمول در ایران
در صنعت ارتینگ در کشورهای غیر پیشرفته از میله های ارتی استفاده می شود که به روش دوزه کشی تولید شده اند در این روش لوله مسی با ضخامت مورد نظر انتخاب و سپس میله آهنی را به قطر مناسب با فشار وارد لوله می نمایند و در نهایت نوک میله تیز می شود و یک لایه مس روی میله قرار می گیرد که این روش، روش کارامدی نیست و میله ارت ساخته شده با این روش عمر و کیفیت مناسب را ندارد
میله ارت به روش اتمایز
در کشورهای پیشرفته صنعتی جهان روش دوزه کشی میله ارت کاملا منسوخ شده و روش جدید نشاندن اتم های مس بر روی مغزی فولاد جایگزین آن شده است که در این روش ابتدا مغزی فولاد با روش اسید شویی اکسید زدایی می شود و با سیستم چربی گیر چربی های صنعتی و … از روی آن زدوده می شود سپس با استفاده از مکانیزم خاص آلیاژی بسیار محکم و چسبنده از مس و فولاد به ضخامت چند میکرون بر روی مغزی تشکیل می گردد و سرانجام مس خالص با خلوص بیش از 99/5 با ضخامت مورد نظر بر روی این آلیاژ نشانده می شود به ضخامت مورد نظر بر روی این آلیاژ نشانده می شود به طریقی که محصول نهایی آن یک میله ارت یکپارچه و جدایی ناپذیر از مس و فولاد است
مزایای میله ارت اتمایز
انواع میله ارت اتمایز
چاه ارتارت:
در سايتهاي کامپیوتری زمين مناسب از دو بابت حائز اهميت ميباشد : الف ـ حفاظت در مقابل صاعقه و اضافه ولتاژها ب ـ هم پتانسيل بودن تجهيزات نصبشده در سايت و كاركرد صحيح آنها بخصوص تجهيزات ديجيتال و انتقال ديتا با توجه به بكارگيري تجهيزات کامپیوتری جديد لازم است به موضوع ارت و روش اجراي اصولي آن اهميت بيشتري داده شود تا در آينده از آسيب رسيدن به نيروي انساني و تجهيزات کامپیوتری پيشگيري شده و از عملكرد صحيح تجهيزات اطمينان داشته باشيم .
لزوم استفاده از سيستم ارت : روشهاي اجراي ارت يا زمين حفاظتي : بطور كلي جهت اجراي ارت و سيستم حفاظتي دو روش كلي وجود دارد كه ذيلاً ضمن
بيان آنها ، موارد استفاده و تجهيزات مورد نياز هر روش و نحوه اجراي هر يك بيان ميگردد .
1ـ زمين عمقي : 2- زمين سطحي: اجراي ارت به روش عمقي : الف ـ انتخاب محل چاه ارت : ب- عمق چاه نوع خاك مقاومت مخصوص زمين ( اهم متر ) ج ـ مصالح مورد نياز رديف نوع جنس توضيحات 1 ميله برقگير ميله برقگير به طول 5/1متر و قطر آن16 ميليمتر وجنس آن مس خالص و نوك تيزباشد 2 بست ميله برقگير به سيم ارت جهت اتصال ميله برقگير به سيم ارت در نقاطي كه ارتفاع دكل حدودا 20 متر باشد
3 يوبوليت جهت استغاده در ميله برقگير 4 بست سيم به دكل سيم نمره 50 را به اندازه هاي لازم بريده و رشته رشته كرده جهت اتصال سيم ارت به دكل استفاده مي نمائيم 5 تسمه آلومينيومي يا مسي در اندازه 3*30*100 ميليمتر عدد بكار گيري با يوبوليت جهت بستن ميله برق گير در دكل هاي مهاري 6 سيم مسي نمره 50 متر 7 رشته 7 كابلشو نمره 50 جهت اتصال سيستم ارت به شينه داخل سايت و يا اتصال پاي دكلهاي مهاري و خود ايستا به سيستم ارت 8 لوله پلي اتيلن 10 اتمسفر براي ايجاد پوشش عايق روي سيم مسي در محوطه و محل تردد 9 بست لوله پلي اتيلن همراه پيچ و رولپلاك جهت اتصال لوله پلي اتيلن به ديوار 10 پودر انفجاري cadweld جهت جوش دادن سيم به صفحه يا سيم به ميله ROD يا اتصال سيمها به يكديگردر نقاطي كه دسترسي به جوش نقره يا جوش برنج وجودندارد . 11 شينه مسي به ابعاد 3*30*250 ميليمتر براي نصب در داخل سايت و اتصال دستگاهها به آن 12 صفحه مسي 5.*50*50 مورد استفاده در روش عمقي × 13 مقره همراه پيچ و رولپلاك جهت اتصال شينه مسي به ديوار 14 پيچ و مهره نمره 8 با واشر فنري و تخت جهت استفاده شينه مسي –پليت-شينه پاي دكل و … 15 بست سيم به صفحه مسي به منظورمحكم كردن اتصال سيم روي صفحه مسي 16 بست دو سيم نمره 50 جهت اتصال دو سيم نمره 50 روي زمين 17 پليت مخصوص اتصال ميله برقگير به دكل براي دكل هاي خود ايستاي 60متري استفاده مي گردد. 18 شينه مسي مخصوص پاي دكل 3*30*100 براي وصل نمودن پاي دكل هاي خود ايستاي 60متري به سيستم ارت 19 ميله ROD در روش سطحي استفاده مي گردد. 20 بست مربوط به سيم مسي و ميله ROD براي اتصال سيم به ميله برقگير ياROD 21 كرپي ابروئي همراه پيچ و مهره براي بستن ميله برقگير به دكل هاي 100 فوتي و دكل هاي خود ايستاي لوله اي
22 بنتونيت اكتيو كيلو براي روش عمقي و سطحي 23 بست ميله برقگير به پليت جهت اتصال ميله برقگير به پليت در دكلهاي خود ايستاي60متري × : صفحه مسي به ابعاد 5/.*40*40 سانتيمتر براي مناطق شمالي كشور و
5/0*50*50 سانتيمتر براي مناطق نيمه خشك مانند تهران و 5/0*70*70 سانتيمتر براي مناطق كويري استفاده شده و محصول كارخانه مس شهيد باهنر باشد . از صفحه مسي با ضخامت 3 يا 4 ميليمتر نيز مي توان استفاده نمود.
د – اتصال سيم به صفحه مسي ه – حفر چاه ارت
با توجه به شرايط جغرافيايي منطقه چاهي با عمق مناسب و در مكان مناسب (با توجه با راهنماي انتخاب محل چاه ارت ) حفر گردد. شياري به عمق 60سانتيمتر از چاه تا پاي دكل براي مسير سيم چاه ارت تا برقگير روي دكل همچنين براي سيم ارت داخل ساختمان حفر نمائيد. در صورتي كه مسير 2 سيم مشترك باشد بهتر است مسير دو سيم ايزوله گردند. همينطور مسير سيمها بايد كوتاهترين مسير بوده و سيم ميله برقگير و ارت حتي الامكان مستقيم و بدون پيچ و خم باشد و نبايستي خمهاي تند داشته باشد و در صورت نياز به خم زدن سيم در طول بيش از 50 سانتيمتر انجام گردد.
و – پر نمودن چاه ارت نصب شينه و ميله برقگير اجراي ارت به روش سطحي اجراي ارت به روش ROD كوبي مصالح مورد نياز روش اجرا الف – اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك و انجام محاسبات لازم
ب – به روش تجربي كه در ادامه شرح داده مي شود.
ج- چنانچه سايت داراي دكل خود ايستا مي باشد براي حفر كانال از فاصله بين
اتاق تجهيزات و دكل و همچنين اطراف دكل استفاده شود .(شكل 2) د- چنانچه دكل روي ساختمان قرارداشته حفاري با در نظر گرفتن اتاق دستگاه و
دكل در مسيري كه زمين رطوبت بيشتري دارد انجام گيرد. ه – پس از آماده شدن كانال 2 ميله به فاصله 3متر از يكديگر در زمين ميكوبيم
به گونه اي كه حدود 15 سانتيمتر از ميله ها بيرون بمانند سپس 2ميله را با كابل مسي يا كابل برق به هم وصل نموده و با دستگاه ارت سنج مقاومت زمين ايجاد شده را اندازه ميگيريم ، چنانچه مقاومت نشان داده شده با دستگاه بالاي 4 اهم بود ميله ديگري به فاصله 3 متر از ميله دوم ميكوبيم و با اتصال 3 ميله به هم مقاومت زمين ايجاد شده را اندازه گيري مي نمائيم . اينكار را تا زماني كه مقاومت اندازه گيري شده به زير 4 اهم برسد ادامه مي دهيم بعد از آنكه به تعداد كافي ميله كوبيده شد سيمي را كه به شينه مسي نصب شده در اتاق دستگاه متصل است به تك تك ميله ها جوش داده و به سمت دكل ميبريم. و – براي پر نمودن كانال ابتدا با بنتونيت روي سيم مسي را پوشانده (در
زمينهايي كه رطوبت كافي ندارند) و سپس با خاك سرند شده كشاورزي يا خاك نرم كانال را پر مي نمائيم. ز – مقاومت زمين اجرا شده را اندازه گيري نموده و ثبت مينمائيم ( بعد ازپر
كردن كانال مقاومت زمين اندازه گيري شده كاهش خواهد داشت و بايد كمتر از 3 اهم باشد.)
نكته : در مناطق سردسير عمق كانال حفاري شده و بطور كلي مسير عبور كابل مسي دما بر حسب درجه سانتيگراد ميزان مقاومت بر حسب اهم بر متر 20+ 72 اجراي ارت در ارتفاعات ارتفاعات كشور را با توجه به نوع زمين و خاك ميتوان به سه دسته تقسيم كرد. روش اول : نكات عمومي و مهم در خصوص سيستمهاي ارت زير 10 اهم و براي سايت هاي بزرگ و مهم زير 3 اهم ميباشد.
|