چکیده: الزام ارتینگ و هم بندی در نظام مهندسی چرا ضروری است؟ با تفاوت ارتینگ ساختمان و صنعت، اجزای سیستم زمین و خطاهای رایج اجرای آن آشنا شوید.

مقدمه

الزام به ارتینگ و هم بندی در نظام مهندسی، از نظر فنی و ایمنی ضروری است؛ اما الزام بدون طراحی صحیح، اجرای استاندارد و آزمون واقعی، به تنهایی هیچ تضمینی برای ایمنی ساختمان ایجاد نمی‌کند. مسئله اصلی بنابراین «بودن یا نبودن ارت» نیست؛ مسئله این است که آیا سیستم اتصال زمین در زمان وقوع خطا واقعاً می‌تواند جریان خطا را از مسیر پیش بینی شده عبور دهد و شرایط لازم برای عملکرد حفاظت را فراهم کند یا نه.

این تفاوت مهمی است؛ چون ممکن است یک پروژه الکترود زمین داشته باشد، مقاومت زمین هم اندازه گیری شده باشد و حتی تأییدیه ارت دریافت کرده باشد، اما همچنان در بخش هایی مانند هم بندی، پیوستگی هادی حفاظتی یا هماهنگی با تجهیزات حفاظتی دچار ضعف باشد.

پس اگر قرار است درباره خوب یا بد بودن الزام ارتینگ در نظام مهندسی قضاوت کنیم، باید یک قدم از «اجرای چاه ارت» فراتر برویم و ببینیم یک سیستم ارتینگ استاندارد دقیقاً چه وظایفی دارد، چرا هم بندی از خود الکترود زمین مهم‌تر می‌شود، تفاوت ارتینگ ساختمان و صنعت چیست و در سامانه‌های خورشیدی چه ملاحظاتی باید در طراحی لحاظ شود.

در ادامه، همین نقاط بررسی می‌شوند؛ با این هدف که مشخص شود چه زمانی ارتینگ یک الزام اداری است و چه زمانی واقعاً به یک سیستم حفاظتی قابل اتکا تبدیل می‌شود.

برای اطلاع از آخرین قوانین، محصولات و قیمت‌های صنعت برق، به سایت نوین فاز سر بزنید.

ارتینگ چیست و چرا اهمیت دارد؟

سیستم ارتینگ یا اتصال زمین، مجموعه‌ای از هادی‌ها، الکترودها، شینه‌ها و اتصالات است که برای ایجاد یک مسیر حفاظتی کنترل شده در تأسیسات الکتریکی به کار می‌رود.

هدف ارتینگ فقط انتقال جریان به زمین نیست؛ بلکه باید در کنار هادی حفاظتی، هم بندی و تجهیزات حفاظتی، شرایط لازم برای شناسایی خطا و قطع سریع مدار معیوب را فراهم کند.

برای مثال، در صورت تماس فاز با بدنه فلزی یک تابلو، مسیر حفاظتی مناسب باید جریان خطا را هدایت کند تا وسیله حفاظتی بتواند مدار را قطع کند. بنابراین، پایین بودن مقاومت زمین به تنهایی معیار کافی برای ارزیابی ایمنی نیست و نوع شبکه، هادی‌های حفاظتی، تجهیزات قطع و نحوه اجرای هم بندی نیز باید بررسی شوند.

الزام ارتینگ و هم بندی در نظام مهندسی؛ یک هزینه یا یک ضرورت؟

ارتینگ و هم بندی در ساختمان فقط یک الزام اداری نیستند؛ بخشی از ایمنی تأسیسات الکتریکی‌اند. مقررات ملی ساختمان، به ویژه مبحث سیزدهم، برای اتصال زمین و هم بندی الزامات مشخصی در نظر گرفته است.

اما هم بندی یعنی چه؟ به زبان ساده، یعنی بخش‌های فلزی مختلف ساختمان و تأسیسات به درستی به هم و به سیستم زمین متصل شوند تا اختلاف ولتاژ خطرناک میان آن‌ها ایجاد نشود. این موضوع در ساختمان هایی با تجهیزات فلزی، اسکلت فلزی یا فضاهای مرطوب اهمیت بیشتری دارد.

البته انتقادها هم بی‌دلیل نیستند. اجرای غیراصولی، هزینه‌های اضافی و نظارتی که فقط روی کاغذ انجام شود، می‌تواند ارتینگ را به یک هزینه بی‌نتیجه تبدیل کند. اما حذف این الزامات هم راه حل نیست؛ چون یک سیستم ارت نامناسب می‌تواند خطر برق گرفتگی، آسیب به تجهیزات و اختلال در عملکرد حفاظت‌های الکتریکی را افزایش دهد.

پس سؤال اصلی این نیست که «ارتینگ اجرا بشود یا نه؟» بلکه این است: چطور آن را متناسب با پروژه، اصولی و قابل اعتماد اجرا کنیم؟

هم بندی چیست و چه تفاوتی با ارتینگ دارد؟

یکی از اشتباهات رایج در پروژه‌ها، یکی گرفتن ارتینگ و هم بندی است.

ارتینگ به ایجاد ارتباط مشخص میان سیستم الکتریکی و زمین مربوط می‌شود، در حالی که هم بندی با هدف کاهش اختلاف پتانسیل میان قسمت‌های هادی مختلف انجام می‌شود.

در هم بندی، بخش هایی که ممکن است در شرایط خطا نسبت به یکدیگر اختلاف ولتاژ خطرناک پیدا کنند، به یکدیگر متصل می‌شوند.

برای نمونه، قسمت‌های فلزی تأسیسات، تجهیزات فلزی، برخی اجزای سازه و هادی‌های بیگانه می‌توانند در چارچوب الزامات پروژه وارد شبکه هم بندی شوند.

منطق آن ساده است:

اگر دو قسمت فلزی که یک فرد می‌تواند هم زمان با آن‌ها تماس داشته باشد، در هنگام خطا اختلاف پتانسیل زیادی پیدا کنند، احتمال برق گرفتگی افزایش می‌یابد. هم بندی برای کاهش همین اختلاف پتانسیل طراحی می‌شود.

در منابع مرتبط با مبحث سیزدهم نیز هم بندی اصلی و اضافی به عنوان بخشی از الزامات اتصال زمین و حفاظت مطرح شده است.

بنابراین، اجرای یک الکترود مناسب بدون توجه به هم بندی کامل ساختمان، به تنهایی نمی‌تواند یک سیستم حفاظتی کامل ایجاد کند.

سیستم ارتینگ ساختمان؛ پایه ایمنی تأسیسات

در ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری و عمومی، سیستم ارتینگ باید متناسب با ساختار شبکه برق و ویژگی‌های ساختمان طراحی شود.

اجزای اصلی سیستم می‌توانند شامل:

• الکترود زمین
• هادی اتصال زمین
• شینه اصلی اتصال زمین
• هادی حفاظتی PE
• هادی‌های هم بندی
• اتصالات و ترمینال‌های مربوطه

باشند.

اما نکته مهم این است که این اجزا به صورت مستقل عمل نمی‌کنند.

یک هادی با سطح مقطع مناسب، اگر در مسیر نامناسب نصب شده باشد یا اتصال آن دچار خوردگی و شل شدگی شود، نمی‌تواند عملکرد مورد انتظار را تضمین کند.

به همین دلیل، مسیر هادی اتصال زمین باید در برابر صدمات مکانیکی، شیمیایی و خوردگی محافظت شود. مقررات نیز بر قابل اعتمادبودن و پیوستگی اتصالات تأکید دارند.

چرا محل اجرای ارت مهم است؟

شرایط خاک، رطوبت، مقاومت ویژه زمین و ساختار محل می‌توانند روی عملکرد الکترود تأثیر بگذارند.

بنابراین انتخاب روش اجرای الکترود نباید صرفاً بر اساس عرف یک منطقه یا تجربه یک پروژه دیگر انجام شود.

ممکن است روشی که در یک ساختمان عملکرد مناسبی داشته، در پروژه‌ای دیگر به دلیل شرایط خاک یا محدودیت‌های اجرایی نتیجه مشابهی ندهد.

از طرف دیگر، عدد مقاومت زمین به تنهایی معیار کافی برای ارزیابی کل سیستم حفاظتی نیست.

پیوستگی هادی حفاظتی، کیفیت اتصالات، مسیر خطا، هماهنگی با تجهیزات حفاظتی و شرایط هم بندی نیز باید بررسی شوند.

سیستم ارتینگ صنعتی؛ وقتی ایمنی با تداوم تولید گره می‌خورد

در محیط صنعتی، اهمیت سیستم ارتینگ گسترده‌تر می‌شود. کارخانه‌ها و کارگاه‌های صنعتی مجموعه‌ای از تابلوهای برق، موتورها، درایوها، ماشین آلات، سینی‌های کابل، تابلوهای کنترل، تجهیزات الکترونیکی و سامانه‌های اتوماسیون را در بر می‌گیرند.

در چنین محیطی، اتصال زمین فقط برای حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی نیست، بلکه می‌تواند در حفاظت از تجهیزات و عملکرد صحیح سامانه‌های الکتریکی و کنترلی نیز نقش داشته باشد. برای مثال، در یک خط تولید اتوماتیک، خطاهای الکتریکی یا اختلاف پتانسیل‌های ناخواسته ممکن است علاوه بر ایجاد خطر برای اپراتورها، باعث اختلال در تجهیزات کنترلی شوند.

به همین دلیل، ارتینگ صنعتی باید با معماری برق پروژه، نوع تجهیزات، جریان‌های خطا، سیستم حفاظتی و الزامات EMC و کنترل هماهنگ باشد.

بنابراین، پرسش اصلی در یک پروژه صنعتی این نیست که «چه نوع چاه ارتی بزنیم؟»؛ بلکه باید پرسید:

سیستم زمین این کارخانه قرار است چه وظایف حفاظتی و عملکردی را انجام دهد و این وظایف چگونه با شبکه برق و تجهیزات حفاظتی هماهنگ می‌شوند؟

برای بررسی تجهیزات مرتبط با حفاظت شبکه، برق اضطراری و تجهیزات حفاظتی می‌توان به دسته بندی حفاظت شبکه و برق اضطراری در فروشگاه نوین فاز مراجعه کرد.

البته انتخاب تجهیزات حفاظتی باید بر اساس مشخصات فنی پروژه، سطح ولتاژ، جریان نامی، جریان اتصال کوتاه و الزامات سیستم انجام شود؛ نه صرفاً بر اساس قیمت یا برند.

اجزای سیستم ارتینگ؛ هر بخش چه وظیفه‌ای دارد؟

برای درک بهتر عملکرد سیستم، باید اجزای آن را از هم تفکیک کنیم.

۱. الکترود زمین

الکترود زمین بخش هادی سیستم است که در تماس مستقیم با خاک قرار می‌گیرد و ارتباط الکتریکی سیستم با زمین را برقرار می‌کند.

الکترود می‌تواند بسته به طراحی پروژه و شرایط زمین، شکل‌ها و روش‌های اجرایی مختلفی داشته باشد.

انتخاب آن باید بر اساس شرایط واقعی پروژه و الزامات فنی انجام شود.

۲. هادی اتصال زمین

این هادی، الکترود زمین را به شینه یا ترمینال اصلی اتصال زمین متصل می‌کند.

مسیر آن باید تا حد امکان قابل اعتماد، محافظت شده و قابل بازرسی باشد.

۳. شینه اصلی اتصال زمین

شینه اصلی اتصال زمین یکی از نقاط کلیدی سیستم است.

در این نقطه، هادی زمین، هادی‌های حفاظتی و هادی‌های هم بندی طبق طراحی به یک ساختار مشخص متصل می‌شوند.

مهم‌تر از وجود شینه، نحوه آرایش و قابلیت بازرسی و اندازه گیری آن است.

۴. هادی حفاظتی PE

هادی حفاظتی مسیر جریان خطا را فراهم می‌کند و بدنه‌های فلزی تجهیزات را در شبکه حفاظتی قرار می‌دهد.

در یک سیستم درست، این هادی نباید مانند یک سیم معمولی دیده شود که بتوان مسیرش را در هر نقطه قطع یا تغییر داد.

۵. هادی‌های هم بندی

هادی‌های هم بندی برای هم پتانسیل کردن قسمت‌های مختلف و کاهش اختلاف ولتاژ میان اجزای هادی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در محیط‌های خاص، مانند فضاهای مرطوب، اهمیت هم بندی اضافی بیشتر می‌شود.

۶. اتصالات و ترمینال‌ها

ضعف اتصال یکی از نقاطی است که می‌تواند عملکرد کل سیستم را زیر سؤال ببرد.

خوردگی، شل شدن اتصال، انتخاب نامناسب بست یا اجرای غیراصولی می‌تواند باعث شود سیستمی که روی نقشه صحیح به نظر می‌رسد، در شرایط واقعی عملکرد مطلوبی نداشته باشد.

انواع سیستم ارتینگ؛ چرا یک نسخه برای همه پروژه‌ها وجود ندارد؟

انتخاب سیستم ارتینگ به آرایش شبکه برق و نحوه اتصال منبع، بدنه تجهیزات و هادی‌های حفاظتی بستگی دارد. سه آرایش اصلی در تأسیسات فشار ضعیف عبارت‌اند از TN، TT و IT.

در TN، بدنه تجهیزات از طریق هادی حفاظتی به نقطه زمین شده منبع متصل است. این آرایش شامل TN-S با هادی‌های جداگانه PE و N، TN-C با هادی مشترک PEN و TN-C-S با تفکیک PE و N در بخشی از مسیر است.

در TT، منبع و تأسیسات دارای سیستم‌های الکترود زمین مستقل هستند و هماهنگی تجهیزات حفاظتی اهمیت ویژه‌ای دارد. در IT نیز منبع مستقیماً به زمین متصل نیست یا از طریق امپدانس به زمین ارتباط دارد و در کاربردهایی که تداوم سرویس اهمیت دارد، استفاده می‌شود.

بنابراین، انتخاب نوع ارتینگ باید بر اساس نقشه شبکه، شرایط پروژه، تجهیزات حفاظتی و الزامات طراحی انجام شود، نه با یک راهکار ثابت برای همه ساختمان‌ها.

چرا اندازه گیری مقاومت زمین کافی نیست؟

مناسب بودن مقاومت زمین به تنهایی، ایمنی سیستم ارتینگ را تضمین نمی‌کند. ممکن است پیوستگی هادی حفاظتی، اتصالات، هم بندی یا عملکرد تجهیزات حفاظتی دچار مشکل باشد.

بنابراین اندازه گیری مقاومت زمین فقط یکی از آزمون‌های لازم است و ارزیابی کامل سیستم به بررسی سایر اجزای حفاظتی نیز نیاز دارد.

تفاوت در همین جاست: «داشتن ارت» با «داشتن سیستم حفاظتی قابل اعتماد» یکی نیست.

ارتینگ پنل‌های خورشیدی؛ چرا طراحی آن متفاوت است؟

یک سامانه خورشیدی فقط چند پنل روی سقف نیست. پنل‌ها، سازه فلزی، کابل‌های DC، جعبه‌های اتصال، اینورتر، بخش AC و تجهیزات حفاظتی همگی در یک سیستم به هم مرتبط‌اند؛ بنابراین طراحی ارتینگ باید کل سامانه را در نظر بگیرد.

در این طراحی، پیوستگی الکتریکی سازه‌های فلزی، اتصال حفاظتی تجهیزات و هماهنگی با حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و صاعقه اهمیت دارد.

استاندارد IEC 62548-1 نیز الزامات طراحی آرایه‌های فتوولتائیک، از جمله سیم کشی DC، حفاظت الکتریکی و اتصال زمین را پوشش می‌دهد.

درنتیجه ارتینگ پنل خورشیدی یک اتصال ساده نیست؛ بخشی از طراحی یکپارچه حفاظت کل سامانه است.

آیا خود پنل باید ارت شود؟

اتصال حفاظتی پنل به ساختار سامانه، نوع تجهیزات و دستورالعمل سازنده بستگی دارد. آنچه اهمیت دارد، حفاظت مناسب قسمت‌های هادی قابل لمس و حفظ پیوستگی الکتریکی سازه‌های فلزی است.

همچنین حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و صاعقه باید هم زمان با طراحی سیستم زمین بررسی شود؛ چون در سامانه خورشیدی، این بخش‌ها از یکدیگر جدا نیستند.

برای بررسی تجهیزات مرتبط با سامانه‌های خورشیدی می‌توان به دسته بندی تجهیزات خورشیدی نوین فاز مراجعه کرد.

در این بخش نیز انتخاب تجهیزات باید بر اساس طراحی واقعی پروژه، مشخصات اینورتر، آرایش پنل‌ها، نوع نصب و الزامات سازنده انجام شود.

مهم‌ترین خطاهای اجرای سیستم ارتینگ چیست؟

اجرای ارتینگ زمانی مشکل ساز می‌شود که صرفاً با هدف تأیید نهایی پروژه انجام شود. مهم‌ترین خطاها عبارت‌اند از:

1. اجرای ارت در پایان پروژه: سیستم زمین باید از مرحله طراحی پیش بینی شود، نه اینکه در آخرین مرحله و با محدودیت‌های اجرایی ساخته شود.
2. تمرکز صرف بر مقاومت زمین: مقدار مقاومت زمین مهم است، اما به تنهایی عملکرد کل سیستم حفاظتی را مشخص نمی‌کند.
3. استفاده از هادی و اتصالات نامناسب: جنس، سطح مقطع، مسیر، حفاظت مکانیکی و کیفیت اتصالات باید متناسب با طراحی انتخاب شوند.
4. بی‌توجهی به هم بندی: اتصال مناسب اجزای فلزی و تجهیزات مرتبط به شبکه هم بندی، بخش مهمی از حفاظت در برابر برق گرفتگی است.
5. قطع یا تغییر مسیر هادی حفاظتی: هادی حفاظتی باید مطابق الزامات طراحی و بدون ایجاد اختلال در مسیر حفاظتی اجرا شود.
6. نبود امکان بازرسی و اندازه گیری: سیستم ارت باید امکان تست، بازرسی و نگهداری در دوره بهره برداری را داشته باشد.

یک روش ثابت برای همه پروژه‌ها وجود ندارد؛ نوع شبکه، شرایط خاک، سطح ولتاژ، نوع بار و تجهیزات حفاظتی باید در طراحی سیستم زمین در نظر گرفته شوند.

یک سیستم ارتینگ حرفه‌ای چگونه ارزیابی می‌شود؟

برای یک مهندس ناظر یا طراح، سؤال اصلی باید از «آیا ارت اجرا شده؟» به مجموعه‌ای از پرسش‌های دقیق‌تر تبدیل شود:

آیا سیستم اتصال زمین مطابق طراحی اجرا شده است؟

آیا هادی حفاظتی در تمام مسیر پیوستگی دارد؟

آیا هم بندی اصلی و در صورت نیاز هم بندی اضافی به درستی اجرا شده است؟

آیا شینه اصلی اتصال زمین قابل دسترسی و بازرسی است؟

آیا اتصالات در برابر خوردگی و آسیب مکانیکی محافظت شده‌اند؟

آیا روش اندازه گیری انتخاب شده برای سیستم مناسب است؟

آیا تجهیزات حفاظتی با نوع سیستم اتصال زمین هماهنگ هستند؟

آیا مستندات اندازه گیری و نتایج آزمون‌ها ثبت و نگهداری می‌شوند؟

این نگاه، ارتینگ را از یک «آیتم اجرایی» به یک سیستم مهندسی قابل ارزیابی تبدیل می‌کند.

آیا الزام ارتینگ و هم بندی در نظام مهندسی باید اصلاح شود؟

اصل الزام ارتینگ و هم بندی ضروری است، اما شیوه طراحی، اجرا و نظارت آن نیاز به اصلاح دارد. حذف این الزامات به دلیل هزینه اجرا، راهکار منطقی برای افزایش ایمنی نیست؛ چون سیستم اتصال زمین و هم بندی، در کنار تجهیزات حفاظتی، نقش مهمی در کاهش خطر برق گرفتگی و عملکرد صحیح حفاظت الکتریکی دارند.

مشکل زمانی ایجاد می‌شود که ارتینگ فقط برای گرفتن تأییدیه اجرا شود. ارزیابی سیستم نباید به یک عدد مقاومت یا یک برگه تأیید محدود شود. طراحی ارتینگ باید از ابتدای پروژه در نقشه‌های تأسیسات دیده شود، مسیرها و نقاط اتصال مشخص باشند و امکان بازرسی و آزمون سیستم وجود داشته باشد.

بنابراین، آنچه نیاز به اصلاح دارد اصل الزام نیست، بلکه نحوه طراحی، اجرا و کنترل آن است. ارتینگ زمانی واقعاً ارزش ایمنی دارد که یک سیستم مهندسی شده و قابل آزمون باشد، نه صرفاً بخشی از مدارک پایان پروژه.

جمع بندی؛ ارتینگ خوب یا بد؟

ارتینگ و هم بندی ذاتاً مشکل ساز نیستند؛ اجرای نادرست آن هاست که خطرآفرین می‌شود.
اصل الزام برای حفظ ایمنی ضروری است، اما طراحی و اجرای آن باید متناسب با نوع پروژه و قابل تست باشد.

برای بررسی تجهیزات حفاظت شبکه، برق اضطراری و تجهیزات خورشیدی می‌توانید فروشگاه اینترنتی نوین فاز مراجعه کنید.

دقت داشته باشید، ارتینگ زمانی ارزشمند است که در زمان وقوع خطا واقعاً از افراد و تجهیزات محافظت کند، نه اینکه فقط روی کاغذ وجود داشته باشد.