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 نمی کند. مسئله اصلی بنابراین «بودن یا نبودن ارت» نیست؛ مسئله این است که آیا سیستم اتصال زمین در زمان وقوع خطا واقعاً می تواند 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 مهم تر می شود، تفاوت ارتینگ ساختمان و صنعت چیست و در سامانه های خورشیدی چه ملاحظاتی باید در طراحی لحاظ شود.

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

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

ارتینگ چیست و چرا اهمیت دارد؟

سیستم ارتینگ یا اتصال زمین، مجموعه ای از هادی ها، الکترودها، شینه ها و اتصالات است که برای ایجاد یک مسیر حفاظتی کنترل شده در تأسیسات الکتریکی به کار می رود.

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، هادی های 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 الکتریکی اند. 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 بخش های فلزی مختلف ساختمان و تأسیسات به درستی به هم و به سیستم زمین متصل شوند تا اختلاف ولتاژ خطرناک میان آن ها ایجاد نشود. این موضوع در ساختمان هایی با تجهیزات فلزی، اسکلت فلزی یا فضاهای مرطوب اهمیت بیشتری دارد.

البته انتقادها هم بی دلیل نیستند. اجرای غیراصولی، هزینه های اضافی و نظارتی که فقط روی کاغذ انجام شود، می تواند ارتینگ را به یک هزینه بی نتیجه تبدیل کند. اما حذف این الزامات هم راه حل نیست؛ چون یک سیستم ارت نامناسب می تواند خطر برق گرفتگی، آسیب به تجهیزات و اختلال در عملکرد حفاظت های 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 پروژه ها، یکی گرفتن ارتینگ و هم بندی است.

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

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

برای نمونه، قسمت های فلزی تأسیسات، تجهیزات فلزی، برخی اجزای سازه و هادی های بیگانه می توانند در چارچوب الزامات پروژه وارد شبکه هم بندی شوند.

منطق آن ساده است:

اگر دو قسمت فلزی که یک فرد می تواند هم زمان با آن ها تماس داشته باشد، در هنگام خطا اختلاف پتانسیل زیادی پیدا کنند، احتمال برق گرفتگی افزایش می یابد. هم بندی برای کاهش همین اختلاف پتانسیل طراحی می شود.

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 نمی تواند یک سیستم حفاظتی کامل ایجاد کند.

سیستم ارتینگ ساختمان؛ پایه ایمنی تأسیسات

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

اجزای اصلی سیستم می توانند شامل:

• الکترود زمین
• هادی اتصال زمین
• شینه اصلی اتصال زمین
• هادی حفاظتی PE
• هادی های هم بندی
• اتصالات و ترمینال های مربوطه

باشند.

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

یک هادی با سطح مقطع مناسب، اگر در مسیر نامناسب نصب شده باشد یا اتصال آن دچار خوردگی و شل شدگی شود، نمی تواند 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 می توانند 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 پروژه ای دیگر به دلیل شرایط خاک یا محدودیت های 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 می خورد

در محیط صنعتی، اهمیت سیستم ارتینگ گسترده تر می شود. کارخانه ها و کارگاه های صنعتی مجموعه ای از تابلوهای برق، موتورها، درایوها، ماشین آلات، سینی های کابل، تابلوهای کنترل، تجهیزات الکترونیکی و سامانه های اتوماسیون را در بر می گیرند.

در چنین محیطی، اتصال زمین فقط برای حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی نیست، بلکه می تواند در حفاظت از تجهیزات و عملکرد صحیح سامانه های الکتریکی و کنترلی نیز نقش داشته باشد. برای مثال، در یک خط تولید اتوماتیک، خطاهای الکتریکی یا اختلاف پتانسیل های 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، جریان های 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 می شوند؟

برای بررسی تجهیزات مرتبط با حفاظت شبکه، برق اضطراری و تجهیزات حفاظتی می توان 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 وظیفه ای 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 می گیرد و ارتباط الکتریکی سیستم با زمین را برقرار می کند.

الکترود می تواند بسته به طراحی پروژه و شرایط زمین، شکل ها و روش های 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 می کند.

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، هادی های حفاظتی و هادی های هم بندی طبق طراحی به یک ساختار مشخص متصل می شوند.

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

۴. هادی حفاظتی PE

هادی حفاظتی مسیر جریان خطا را فراهم می کند و بدنه های فلزی تجهیزات را در شبکه حفاظتی قرار می دهد.

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. هادی های هم بندی

هادی های هم بندی برای هم پتانسیل کردن قسمت های مختلف و کاهش اختلاف ولتاژ میان اجزای هادی مورد استفاده قرار می گیرند.

در محیط های خاص، مانند فضاهای مرطوب، اهمیت هم بندی اضافی بیشتر می شود.

۶. اتصالات و ترمینال ها

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

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

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

انتخاب سیستم ارتینگ به آرایش شبکه برق و نحوه اتصال منبع، بدنه تجهیزات و هادی های حفاظتی بستگی دارد. سه آرایش اصلی در تأسیسات فشار ضعیف عبارت اند 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 هادی های 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 سیستم های الکترود زمین مستقل هستند و هماهنگی تجهیزات حفاظتی اهمیت ویژه ای 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 می شود.

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 ساختمان ها.

چرا اندازه گیری مقاومت زمین کافی نیست؟

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

بنابراین اندازه گیری مقاومت زمین فقط یکی از آزمون های 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 پنل های خورشیدی؛ چرا طراحی آن متفاوت است؟

یک سامانه خورشیدی فقط چند پنل روی سقف نیست. پنل ها، سازه فلزی، کابل های DC، جعبه های اتصال، اینورتر، بخش AC و تجهیزات حفاظتی همگی در یک سیستم به هم مرتبط اند؛ بنابراین طراحی ارتینگ باید کل سامانه را در نظر بگیرد.

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

استاندارد IEC 62548-1 نیز الزامات طراحی آرایه های فتوولتائیک، از جمله سیم کشی DC، حفاظت الکتریکی و اتصال زمین را پوشش می دهد.

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 قسمت های هادی قابل لمس و حفظ پیوستگی الکتریکی سازه های فلزی است.

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

برای بررسی تجهیزات مرتبط با سامانه های خورشیدی می توان به دسته بندی تجهیزات خورشیدی نوین فاز مراجعه کرد.

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

مهم ترین خطاهای اجرای سیستم ارتینگ چیست؟

اجرای ارتینگ زمانی مشکل ساز می شود که صرفاً با هدف تأیید نهایی پروژه انجام شود. مهم ترین خطاها عبارت اند از:

1. اجرای ارت در پایان پروژه: سیستم زمین باید از مرحله طراحی پیش بینی شود، نه اینکه در آخرین مرحله و با محدودیت های اجرایی ساخته شود.
2. تمرکز صرف بر مقاومت زمین: مقدار مقاومت زمین مهم است، اما به تنهایی عملکرد کل سیستم حفاظتی را مشخص نمی کند.
3. استفاده از هادی و اتصالات نامناسب: جنس، سطح مقطع، مسیر، حفاظت مکانیکی و کیفیت اتصالات باید متناسب با طراحی انتخاب شوند.
4. بی توجهی 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 پروژه ها 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 حرفه ای چگونه ارزیابی می شود؟

برای یک مهندس ناظر یا طراح، سؤال اصلی باید از «آیا ارت اجرا شده؟» به مجموعه ای از پرسش های دقیق تر 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 شده اند؟

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 آزمون ها ثبت و نگهداری می شوند؟

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

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 می شود 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 نقشه های 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 می شود.
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 می توانید 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.