اصول اجرای سیستم ارت ساختمان
اصول اجرای سیستم ارت ساختمان؛ از طراحی و اجرا تا تست و اندازه‌گیری
مقدمه
سیستم ارت یا سیستم اتصال زمین یکی از مهم‌ترین بخش‌های تأسیسات الکتریکی ساختمان است که نقش اساسی در حفاظت از جان افراد، تجهیزات الکتریکی و ساختمان در برابر خطاهای الکتریکی دارد. وجود یک سیستم ارت مناسب باعث می‌شود جریان‌های خطا، نشتی و در شرایط خاص جریان‌های ناشی از صاعقه، مسیر مشخص و کم‌امپدانسی برای عبور به زمین داشته باشند.
اجرای سیستم ارت تنها به نصب یک میله یا صفحه فلزی در زمین محدود نمی‌شود. انتخاب روش مناسب، طراحی مسیر هادی حفاظتی، انتخاب الکترود زمین، ایجاد اتصالات مطمئن و در نهایت اندازه‌گیری و کنترل عملکرد سیستم، همگی در کیفیت سیستم ارت ساختمان تأثیرگذار هستند.
در این مقاله، اصول مهم اجرای سیستم ارت ساختمان را بررسی می‌کنیم.
سیستم ارت چیست؟
سیستم ارت مجموعه‌ای از الکترود زمین، هادی‌های اتصال زمین، هادی حفاظتی، شینه ارت و اتصالات مربوطه است که برای ایجاد ارتباط الکتریکی مطمئن بین بخش‌های مورد نیاز تأسیسات و زمین به کار می‌رود.
هدف اصلی سیستم ارت این است که در زمان بروز خطا، قسمت‌های فلزی قابل لمس تجهیزات در شرایط خطرناک باقی نمانند و تجهیزات حفاظتی بتوانند در شرایط طراحی‌شده عملکرد مناسبی داشته باشند.
به بیان ساده:
ارت مناسب یعنی ایجاد یک مسیر کنترل‌شده و مطمئن برای جریان خطا.
اهداف اجرای سیستم ارت ساختمان
مهم‌ترین اهداف سیستم اتصال زمین عبارت‌اند از:
- حفاظت در برابر برق‌گرفتگی
در صورت اتصال فاز به بدنه فلزی یک وسیله، سیستم ارت می‌تواند مسیر جریان خطا را فراهم کند تا حفاظت‌های مربوطه بتوانند مدار را در شرایط مناسب قطع کنند.
- حفاظت از تجهیزات
اضافه‌ولتاژها، خطاهای الکتریکی و برخی جریان‌های ناخواسته می‌توانند به تجهیزات آسیب وارد کنند. اتصال زمین صحیح بخشی از سیستم حفاظتی تأسیسات است.
- ایجاد مسیر مناسب برای جریان خطا
یکی از وظایف مهم سیستم ارت، فراهم کردن مسیر مشخص برای جریان خطا و کمک به عملکرد صحیح تجهیزات حفاظتی است.
- کاهش خطرات ناشی از اختلاف پتانسیل
اتصال هم‌بندی صحیح قسمت‌های فلزی ساختمان می‌تواند اختلاف پتانسیل‌های خطرناک بین قسمت‌های مختلف را کاهش دهد.
- هماهنگی با سیستم‌های حفاظتی
سیستم ارت باید در کنار تجهیزاتی مانند کلیدهای حفاظتی، تجهیزات حفاظت در برابر جریان نشتی و سایر تجهیزات حفاظتی طراحی شود.
اجزای اصلی سیستم ارت ساختمان
یک سیستم ارت ساختمان معمولاً از بخش‌های مختلفی تشکیل می‌شود.
- الکترود زمین
الکترود بخشی از سیستم است که با خاک در ارتباط مستقیم قرار دارد.
بسته به شرایط پروژه و طراحی، می‌توان از روش‌ها و الکترودهای مختلف استفاده کرد؛ از جمله:
الکترودهای میله‌ای
الکترودهای صفحه‌ای
هادی‌های مدفون
الکترودهای فونداسیون یا روش‌های مشابه طراحی‌شده
سیستم‌های ترکیبی
انتخاب نوع الکترود باید بر اساس شرایط پروژه، مقاومت ویژه خاک، فضای موجود، نوع ساختمان و الزامات طراحی انجام شود.
- هادی اتصال زمین
هادی اتصال زمین، الکترود زمین را به بخش مربوط به سیستم اتصال زمین ساختمان متصل می‌کند.
سطح مقطع، جنس، نوع عایق و نحوه حفاظت مکانیکی این هادی باید بر اساس طراحی و مقررات مربوطه انتخاب شود.
- شینه اصلی ارت
در تابلو برق یا محل تعیین‌شده، شینه اصلی ارت وظیفه جمع‌آوری و اتصال هادی‌های حفاظتی و هادی‌های مربوط به سیستم اتصال زمین را بر عهده دارد.
تمام اتصالات این قسمت باید:
محکم
قابل دسترسی برای بازرسی
دارای اتصال الکتریکی مطمئن
دارای حفاظت مناسب در برابر خوردگی
باشند.
- هادی حفاظتی
هادی حفاظتی یا PE برای اتصال قسمت‌های فلزی قابل لمس تجهیزات الکتریکی به سیستم حفاظتی استفاده می‌شود.
بدنه تابلو برق، تجهیزات فلزی و قسمت‌هایی که طبق طراحی نیاز به اتصال حفاظتی دارند، باید به شکل صحیح به سیستم حفاظتی متصل شوند.
مراحل اجرای سیستم ارت ساختمان
مرحله اول: بررسی شرایط پروژه
قبل از اجرای سیستم ارت باید مشخصات پروژه بررسی شود.
موارد مهم شامل:
نوع ساختمان
کاربری ساختمان
سیستم برق‌رسانی
توان و بارهای الکتریکی
وضعیت فونداسیون
نوع خاک
فضای موجود
شرایط رطوبتی
وجود تجهیزات حساس
وجود سیستم حفاظت در برابر صاعقه
مسیرهای کابل‌کشی
محل تابلوهای برق
است.
اجرای سیستم ارت بدون بررسی شرایط پروژه می‌تواند باعث انتخاب نامناسب روش اتصال زمین شود.
مرحله دوم: انتخاب روش اجرای ارت
روش اجرای ارت باید متناسب با شرایط پروژه انتخاب شود.
برای مثال، در برخی ساختمان‌ها می‌توان از ظرفیت فونداسیون و اجزای مدفون طراحی‌شده برای ایجاد سیستم اتصال زمین استفاده کرد.
در پروژه‌های دیگر ممکن است استفاده از الکترودهای میله‌ای یا سایر روش‌های طراحی‌شده مناسب باشد.
بنابراین نمی‌توان یک روش ثابت را برای تمام ساختمان‌ها مناسب دانست.
مرحله سوم: اجرای الکترود زمین
الکترود باید در محل و شرایطی نصب شود که تماس الکتریکی مناسبی با خاک ایجاد کند.
در روش میله‌ای، میله در عمق مناسب نصب شده و اتصال هادی مربوطه به آن با روش مورد تأیید پروژه انجام می‌شود.
در سیستم‌های مدفون، هادی یا الکترود در مسیر طراحی‌شده قرار می‌گیرد.
نکته مهم این است که کیفیت تماس الکترود با خاک و شرایط خاک تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم اتصال زمین دارد.
مرحله چهارم: ایجاد اتصالات مطمئن
یکی از مهم‌ترین قسمت‌های اجرای ارت، کیفیت اتصالات است.
اتصال نامناسب می‌تواند باعث افزایش مقاومت اتصال، ایجاد نقاط داغ، خوردگی و حتی قطع مسیر حفاظتی شود.
بنابراین باید از روش اتصال مناسب پروژه استفاده شود و محل اتصال در برابر عوامل محیطی و خوردگی محافظت شود.
مرحله پنجم: اجرای هادی ارت تا ساختمان
هادی اتصال زمین باید از الکترود به محل اصلی اتصال زمین ساختمان منتقل شود.
در طول مسیر باید موارد زیر مورد توجه قرار گیرد:
حفاظت مکانیکی
جلوگیری از آسیب فیزیکی
جلوگیری از خوردگی
استحکام اتصالات
کوتاه و مستقیم بودن مسیر تا حد امکان
دسترسی مناسب برای بازرسی
مرحله ششم: اتصال به شینه ارت
هادی اصلی سیستم ارت به شینه اصلی ارت متصل می‌شود.
از این نقطه، هادی‌های حفاظتی به تابلوهای برق و تجهیزات مختلف منتقل می‌شوند.
در اجرای تابلو برق، شینه ارت باید به‌گونه‌ای طراحی و نصب شود که امکان اتصال صحیح هادی‌های حفاظتی فراهم باشد.
مرحله هفتم: هم‌بندی قسمت‌های فلزی
یکی از موضوعات مهم در سیستم حفاظت الکتریکی ساختمان، هم‌بندی است.
قسمت‌های فلزی مشخص‌شده در طراحی و مقررات باید در صورت نیاز به سیستم هم‌بندی متصل شوند.
هدف هم‌بندی، کاهش اختلاف پتانسیل خطرناک بین قسمت‌های مختلف و ایجاد شرایط حفاظتی مناسب‌تر است.
رابطه سیستم ارت با تابلو برق
سیستم ارت ساختمان ارتباط مستقیمی با تابلوهای برق دارد.
در تابلو برق باید مسیر هادی حفاظتی به شکل صحیح پیش‌بینی شود و تجهیزات فلزی مربوطه طبق طراحی به سیستم حفاظتی متصل شوند.
همچنین در طراحی تابلو باید میان:
هادی فاز
هادی نول
هادی حفاظتی PE
تفاوت و وظایف هرکدام به‌درستی در نظر گرفته شود.
نحوه اتصال نول و ارت نیز تابع سیستم توزیع و طراحی تأسیسات است و نباید بدون بررسی سیستم برق ساختمان، اتصال دلخواه بین آنها ایجاد شود.
سیستم ارت و کلید محافظ جان
کلید محافظ جان یا RCD یکی از تجهیزات مهم حفاظت در برابر جریان نشتی است.
این تجهیز می‌تواند در شرایط مشخص، اختلاف جریان ورودی و خروجی مدار را تشخیص داده و در صورت عبور جریان نشتی از مقدار تنظیم‌شده، مدار را قطع کند.
اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد:
کلید محافظ جان جایگزین سیستم ارت نیست.
سیستم اتصال زمین و تجهیزات حفاظت در برابر جریان نشتی، هرکدام وظیفه خاص خود را دارند و باید به صورت هماهنگ در طراحی تأسیسات الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند.
اندازه‌گیری مقاومت سیستم ارت
پس از اجرای سیستم ارت، اندازه‌گیری و آزمایش آن اهمیت زیادی دارد.
صرفاً نصب الکترود به معنی تأیید عملکرد سیستم ارت نیست.
یکی از اندازه‌گیری‌های مهم، اندازه‌گیری مقاومت الکترود یا سیستم اتصال زمین با روش و دستگاه مناسب است.
نتیجه اندازه‌گیری باید با مقدار طراحی و الزامات پروژه مقایسه شود.
نکته مهم:
یک عدد ثابت را نمی‌توان بدون توجه به نوع سیستم، کاربرد ساختمان و الزامات طراحی به عنوان مقدار مناسب برای تمام پروژه‌ها در نظر گرفت.
روش‌های اندازه‌گیری ارت
برای بررسی سیستم اتصال زمین، بسته به نوع سیستم و تجهیزات موجود، روش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از جمله:
روش سه‌نقطه‌ای
روش چهار سیمه
روش کلمپی در شرایط مناسب
روش‌های تخصصی اندازه‌گیری امپدانس حلقه و سایر پارامترهای مرتبط
انتخاب روش اندازه‌گیری باید متناسب با نوع سیستم ارت و شرایط پروژه باشد.
تست پیوستگی هادی حفاظتی
تنها اندازه‌گیری مقاومت الکترود کافی نیست.
باید پیوستگی مسیر هادی حفاظتی نیز بررسی شود.
برای مثال باید مشخص شود که مسیر بین:
شینه ارت → تابلو → تجهیزات → بدنه فلزی
از نظر الکتریکی پیوستگی مناسبی دارد.
قطع بودن هادی حفاظتی در هر قسمت می‌تواند عملکرد سیستم حفاظتی را مختل کند.
سیستم ارت در ساختمان‌های مختلف
روش طراحی و اجرای سیستم ارت می‌تواند بر اساس نوع ساختمان متفاوت باشد.
ساختمان مسکونی
در ساختمان‌های مسکونی، حفاظت افراد، پریزها، تجهیزات برقی و تأسیسات عمومی اهمیت ویژه‌ای دارد.
ساختمان اداری و تجاری
علاوه بر حفاظت افراد، تجهیزات الکترونیکی و سیستم‌های کامپیوتری نیز اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.
ساختمان صنعتی
در محیط‌های صنعتی، موتورهای الکتریکی، تابلوهای برق، درایوها، ماشین‌آلات و تجهیزات کنترلی باید در طراحی سیستم اتصال زمین مورد توجه قرار گیرند.
ساختمان‌های دارای تجهیزات حساس
در مراکز دارای تجهیزات الکترونیکی حساس، طراحی اتصال زمین و هم‌بندی باید با دقت بیشتری انجام شود.
سیستم ارت در پروژه‌های صنعتی
در پروژه‌های صنعتی موضوع ارت اهمیت بیشتری پیدا می‌کند؛ زیرا تعداد تجهیزات الکتریکی، تابلوها و ماشین‌آلات افزایش پیدا می‌کند.
در یک مجموعه صنعتی ممکن است با تجهیزات زیر مواجه باشیم:
تابلوهای توزیع
تابلوهای MCC
تابلوهای کنترل
موتورهای الکتریکی
اینورترها
PLC
ترانسفورماتورها
ژنراتورها
UPS
تجهیزات اندازه‌گیری
سیستم‌های مخابراتی و کنترلی
برای چنین پروژه‌هایی، طراحی ارت باید به شکل یک سیستم یکپارچه و بر اساس مشخصات پروژه انجام شود.
اشتباهات رایج در اجرای سیستم ارت
برخی از خطاهای رایج عبارت‌اند از:
- اجرای ارت بدون طراحی
صرفاً دفن کردن یک میله یا صفحه فلزی بدون طراحی مناسب، تضمین‌کننده یک سیستم ارت استاندارد نیست.
- استفاده از هادی با سطح مقطع نامناسب
سطح مقطع هادی باید بر اساس طراحی و الزامات حفاظتی انتخاب شود.
- اتصالات ضعیف
شل بودن، خوردگی یا اجرای نامناسب اتصال می‌تواند عملکرد سیستم را کاهش دهد.
- بی‌توجهی به هم‌بندی
در بسیاری از پروژه‌ها فقط به الکترود زمین توجه می‌شود و هم‌بندی قسمت‌های لازم نادیده گرفته می‌شود.
- حذف تست و اندازه‌گیری
سیستم ارت باید پس از اجرا بررسی و اندازه‌گیری شود.
- اتصال اشتباه نول و ارت
اتصال نول و PE نباید به صورت خودسرانه و بدون توجه به نوع سیستم توزیع انجام شود.
- انتخاب روش یکسان برای تمام پروژه‌ها
شرایط خاک، نوع ساختمان و کاربرد پروژه‌ها با یکدیگر متفاوت هستند؛ بنابراین روش اجرای ارت نیز ممکن است متفاوت باشد.
چک‌لیست اجرای سیستم ارت ساختمان
قبل از تحویل سیستم ارت، موارد زیر باید بررسی شوند:
روش اجرای سیستم ارت مشخص شده است.
الکترود مناسب انتخاب شده است.
هادی اتصال زمین مطابق طراحی انتخاب شده است.
اتصالات از استحکام کافی برخوردارند.
مسیر هادی ارت بررسی شده است.
شینه اصلی ارت نصب شده است.
هادی‌های حفاظتی به‌درستی اجرا شده‌اند.
هم‌بندی‌های مورد نیاز انجام شده‌اند.
بدنه تابلوهای برق به سیستم حفاظتی متصل است.
پیوستگی هادی حفاظتی آزمایش شده است.
مقاومت سیستم اتصال زمین اندازه‌گیری شده است.
نتایج آزمایش ثبت شده‌اند.
سیستم با نقشه و مشخصات پروژه تطبیق داده شده است.
چرا اجرای صحیح ارت اهمیت دارد؟
سیستم ارت یکی از بخش‌هایی است که ممکن است در حالت عادی کمتر دیده شود، اما هنگام بروز خطای الکتریکی نقش بسیار مهمی پیدا می‌کند.
یک سیستم اتصال زمین مناسب باید:
طراحی صحیح + تجهیزات مناسب + اجرای اصولی + اتصالات مطمئن + تست و اندازه‌گیری
را در کنار یکدیگر داشته باشد.
بنابراین نمی‌توان کیفیت سیستم ارت را فقط با نوع میله یا مقدار مقاومت اندازه‌گیری‌شده ارزیابی کرد. عملکرد واقعی سیستم به مجموعه‌ای از عوامل طراحی، اجرا، حفاظت و هماهنگی تجهیزات وابسته است.
جمع‌بندی
اجرای سیستم ارت ساختمان یکی از بخش‌های مهم تأسیسات الکتریکی است که مستقیماً با ایمنی افراد و تجهیزات ارتباط دارد.
انتخاب الکترود مناسب، اجرای صحیح هادی اتصال زمین، ایجاد شینه ارت، اجرای هادی حفاظتی، هم‌بندی مناسب، هماهنگی با تجهیزات حفاظتی و انجام تست‌های لازم، از مهم‌ترین مراحل ایجاد یک سیستم اتصال زمین قابل اطمینان هستند.
در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی، اجرای سیستم ارت باید بر اساس نقشه‌های پروژه، الزامات مقررات و استانداردهای معتبر و شرایط واقعی محل اجرا انجام شود و پس از اجرا نیز آزمایش و مستندسازی شود.
تسلا شاپ
مرجع تأمین تجهیزات برق صنعتی و متعلقات
تأمین تجهیزات برق صنعتی، تابلو برق، سیم و کابل و تجهیزات مورد نیاز پروژه‌های الکتریکی
مطالب مرتبط
نیاز به خدمات فنی دارید؟
همین حالا درخواست خود را ثبت کنید تا نزدیک‌ترین تکنسین متخصص و تاییدشده با شما تماس بگیرد.
ثبت درخواست
هنوز دیدگاهی ثبت نشده؛ اولین نفری باشید که درباره‌ی این مطلب نظر می‌دهد.