برق

سیم ارت را به کجا وصل کنیم؟

سیم ارت (Earth Wire) که به آن سیم اتصال به زمین یا هادی محافظ نیز گفته می‌شود، یک سیم حفاظتی حیاتی در هر سیستم الکتریکی است. وظیفه اصلی این سیم، انتقال جریان‌های الکتریکی ناخواسته یا نشتی به زمین است تا از خطرات احتمالی جلوگیری کند. سیستم ارتینگ (Earthing System) در واقع به معنای اتصال کلیه بدنه‌های فلزی دستگاه‌های برقی، اعم از صنعتی، مخابراتی٬ خانگی و به طور کلی هر مصرف‌کننده برق، توسط یک رشته سیم به زمین است. این سیستم متشکل از چاه ارت (یا الکترودهای زمین) و سیم متصل به آن است که یک مسیر امن برای تخلیه جریان‌های اضافی فراهم می‌آورد.

نقش سیم ارت در حفاظت از جان و تجهیزات بسیار حیاتی است. هدف اصلی از ایجاد و پیاده‌سازی سیستم ارتینگ، جلوگیری از برق‌گرفتگی و محافظت از افراد در برابر خطرات ناشی از تماس با بدنه‌های فلزی دستگاه‌هایی است که ممکن است به دلیل نقص عایقی یا خطای الکتریکی، برق‌دار شوند. این محافظت نه تنها شامل انسان‌ها می‌شود، بلکه از آسیب دیدن خود دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی نیز در اثر نشتی جریان، اضافه بار الکتریکی و الکتریسیته ساکن جلوگیری می‌کند و به افزایش طول عمر مفید آن‌ها کمک شایانی می‌نماید. رنگ استاندارد و قابل تشخیص سیم ارت معمولاً زرد و سبز است که به عنوان یک شناسه بصری مهم برای تمایز آن از سایر سیم‌ها عمل می‌کند.

اهمیت ایمنی بنیادین سیم ارت، یک اصل اساسی در طراحی و اجرای هر سیستم الکتریکی است. داده‌های موجود به طور مداوم و قاطعانه بر “ایمنی” (حفاظت از جان افراد، جلوگیری از برق‌گرفتگی) به عنوان دلیل اصلی و برتر برای استفاده از ارتینگ تأکید دارند. این موضوع صرفاً به جلوگیری از آسیب به تجهیزات محدود نمی‌شود، بلکه اساساً به محافظت از جان انسان‌ها در برابر شوک‌های الکتریکی شدید یا کشنده مربوط می‌شود. تأکید مکرر بر این جنبه در منابع مختلف نشان می‌دهد که ارتینگ یک ویژگی اختیاری یا یک ملاحظه ثانویه نیست، بلکه یک لایه ایمنی اولیه و بنیادی در هر تأسیسات الکتریکی محسوب می‌شود. این درک عمیق از اهمیت ایمنی، حکم می‌کند که تمام مراحل طراحی، اجرا و نگهداری سیستم ارتینگ، باید ایمنی را در اولویت مطلق قرار دهد. هرگونه روشی که با استانداردهای ایمنی مغایرت دارد، حتی اگر در ظاهر کارآمد به نظر برسد، باید به وضوح به عنوان خطرناک و غیرمجاز معرفی شود. این رویکرد، لحنی مقتدرانه و مسئولانه به گزارش می‌بخشد و خواننده را به سمت شیوه‌های منطبق با استانداردها و نجات‌بخش هدایت می‌کند.

چرا از سیم ارت استفاده می‌کنیم؟

استفاده از سیم ارت تنها به جلوگیری از حوادث محدود نمی‌شود، بلکه اهداف گسترده‌تری را در بر می‌گیرد که به پایداری و عملکرد بهینه سیستم‌های الکتریکی نیز کمک می‌کند.

جلوگیری از برق‌گرفتگی و صدمات جانی

یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از سیم ارت، حفاظت از جان انسان‌ها در برابر برق‌گرفتگی است. در صورتی که سیم فاز یا حتی سیم نول به هر دلیلی با بدنه فلزی یک دستگاه برقی (مانند یخچال یا ماشین لباسشویی) تماس پیدا کند، بدنه دستگاه برق‌دار می‌شود. در چنین شرایطی، سیم ارت با فراهم آوردن یک مسیر با مقاومت بسیار کم، جریان نشتی را به سرعت به زمین منتقل می‌کند و از عبور آن از بدن فردی که ممکن است با دستگاه تماس پیدا کند، جلوگیری می‌نماید. این عمل نه تنها خطر برق‌گرفتگی را از بین می‌برد، بلکه در صورت اتصال کامل سیم فاز به سیم ارت، باعث عمل کردن فیوز مربوطه و قطع کامل جریان برق در مدار می‌شود، که به این ترتیب ایمنی مدار تضمین می‌گردد.

حفاظت در برابر نشت جریان و اضافه بار الکتریکی

سیم ارت نقش یک هادی محافظ را ایفا می‌کند که یک مسیر فرعی با مقاومت پایین برای جریان‌های نشتی و اضافی فراهم می‌آورد. این مسیر جایگزین، از عبور جریان‌های ناخواسته از مسیرهای غیرمجاز مانند بدن انسان یا عایق‌های مدار جلوگیری می‌کند. با انتقال مؤثر جریان اضافی به زمین، خطر افزایش دمای بیش از حد در سیم‌کشی و تجهیزات، که می‌تواند منجر به آتش‌سوزی شود، به شدت کاهش می‌یابد.

افزایش دوام و کارکرد صحیح دستگاه‌ها

وجود سیم ارت به طور مستقیم بر افزایش طول عمر و کارکرد صحیح لوازم برقی تأثیر می‌گذارد. با کاهش خطرات ناشی از نشت جریان و ولتاژهای ناخواسته که می‌توانند به قطعات داخلی دستگاه‌ها آسیب برسانند، سیم ارت به دستگاه‌ها کمک می‌کند تا عمر مفید بیشتری داشته باشند و از خرابی و آسیب به آن‌ها جلوگیری شود. علاوه بر این، سیستم ارتینگ برای کارکرد صحیح بسیاری از تجهیزات الکتریکی، الکترونیکی و دیجیتالی، به ویژه آنهایی که به ولتاژهای پایدار و محیط بدون نویز حساس هستند، ضروری است.

تثبیت سطح ولتاژ و کاهش نویز

سیم ارت فراتر از حفاظت مستقیم در برابر خطاها، به تثبیت سطح ولتاژ در مدار کمک می‌کند و از انباشت الکتریسیته ساکن جلوگیری می‌نماید. این تثبیت ولتاژ بر اساس فاصله نسبت به ترانسفورماتور تغذیه انجام می‌شود و می‌تواند از خرابی سیستم برق در اثر اضافه بار نیز جلوگیری کند. در سیستم‌های حساس مانند مخابرات و شبکه‌های انتقال و توزیع برق، ارتینگ دقیق و با کیفیت برای جلوگیری از نویز در شبکه و اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات حیاتی مانند برق‌گیرها کاملاً ضروری است.

این کارکردها نشان می‌دهد که اهمیت ارتینگ فراتر از حفاظت فوری و صرفاً در زمان وقوع خطا است. در حالی که برجسته‌ترین وظیفه ارتینگ، ایمنی فوری (جلوگیری از شوک و آتش‌سوزی) است، نقش‌های دیگری مانند “تثبیت سطح ولتاژ” و “جلوگیری از نویز در شبکه مخابراتی” نیز وجود دارد. این موارد، نقش ارتینگ را از یک اقدام حفاظتی واکنشی به یک جزء فعال در سلامت و عملکرد پیشگیرانه سیستم گسترش می‌دهند. تثبیت ولتاژ، تحویل توان ثابت را تضمین می‌کند و از آسیب به الکترونیک‌های حساس ناشی از نوسانات ولتاژ جلوگیری می‌نماید. کاهش نویز نیز برای یکپارچگی داده‌ها و سیگنال‌های ارتباطی حیاتی است. بنابراین، ارتینگ تنها یک سیستم “برای مواقع اضطراری” نیست، بلکه بخش جدایی‌ناپذیری از یک زیرساخت الکتریکی قوی و قابل اعتماد است. این بدان معناست که حتی در غیاب خطاهای آشکار، یک سیستم ارتینگ مناسب به طول عمر و عملکرد کارآمد تمام دستگاه‌های متصل کمک می‌کند و آن را به یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه هم در ایمنی و هم در کارایی تبدیل می‌نماید.

نقش کلید محافظ جان (RCD) در تکمیل ایمنی

کلید محافظ جان (Residual Current Device – RCD) که به آن کلید نشتی جریان یا کلید دیفرانسیلی نیز گفته می‌شود، یک ابزار حفاظتی حیاتی و مکمل سیستم ارتینگ در تأسیسات الکتریکی است. وظیفه اصلی این کلید، حفاظت از جان انسان‌ها و تجهیزات در برابر خطرات ناشی از جریان‌های نشتی و برق‌گرفتگی است.

نحوه عملکرد: کلید محافظ جان با مقایسه جریان ورودی و خروجی در مدار عمل می‌کند. در شرایط عادی، جریان ورودی و خروجی باید برابر باشند. اما اگر به دلیل نقص عایقی در یک دستگاه یا تماس بدن انسان با قسمت برق‌دار، جریان نشتی به وجود آید، این تعادل به هم می‌خورد. کلید محافظ جان به سرعت این اختلاف جریان (حتی مقادیر بسیار کم مانند 30 میلی‌آمپر) را تشخیص داده و در کسری از ثانیه جریان برق را قطع می‌کند تا از برق‌گرفتگی یا آتش‌سوزی جلوگیری شود.

ارتباط با سیستم ارتینگ: نکته بسیار مهم این است که کلید محافظ جان برای عملکرد صحیح و مؤثر خود نیاز مبرمی به وجود یک سیستم ارتینگ (سیم‌کشی ارت) استاندارد دارد. اگر در مداری که کلید محافظ جان نصب شده، سیستم ارتینگ وجود نداشته باشد، در صورت بروز نشتی جریان و تماس فرد با بدنه برق‌دار، ممکن است جریان نشتی از بدن فرد عبور کند و کلید محافظ جان به درستی عمل نکند، زیرا مسیر تخلیه جریان به زمین فراهم نیست. به عبارت دیگر، سیم ارت مسیر امنی برای تخلیه جریان نشتی فراهم می‌کند و کلید محافظ جان این نشتی را تشخیص داده و مدار را قطع می‌کند. بنابراین، این دو سیستم مکمل یکدیگر هستند و استفاده از کلید محافظ جان به تنهایی برای جلوگیری از برق‌گرفتگی کافی نیست و وجود چاه ارت ضروری است. بر اساس استانداردهای ملی ایران، استفاده از کلید محافظ جان در تمامی واحدهای مسکونی و صنعتی اجباری است.

این کارکردها نشان می‌دهد که اهمیت ارتینگ فراتر از حفاظت فوری و صرفاً در زمان وقوع خطا است. در حالی که برجسته‌ترین وظیفه ارتینگ، ایمنی فوری (جلوگیری از شوک و آتش‌سوزی) است، نقش‌های دیگری مانند “تثبیت سطح ولتاژ” و “جلوگیری از نویز در شبکه مخابراتی” نیز وجود دارد. این موارد، نقش ارتینگ را از یک اقدام حفاظتی واکنشی به یک جزء فعال در سلامت و عملکرد پیشگیرانه سیستم گسترش می‌دهند. تثبیت ولتاژ، تحویل توان ثابت را تضمین می‌کند و از آسیب به الکترونیک‌های حساس ناشی از نوسانات ولتاژ جلوگیری می‌نماید. کاهش نویز نیز برای یکپارچگی داده‌ها و سیگنال‌های ارتباطی حیاتی است. بنابراین، ارتینگ تنها یک سیستم “برای مواقع اضطراری” نیست، بلکه بخش جدایی‌ناپذیری از یک زیرساخت الکتریکی قوی و قابل اعتماد است. این بدان معناست که حتی در غیاب خطاهای آشکار، یک سیستم ارتینگ مناسب به طول عمر و کارآمدی تمام دستگاه‌های متصل کمک می‌کند و آن را به یک سرمایه‌گذاری هوشمندانه هم در ایمنی و هم در کارایی تبدیل می‌نماید. برای اطلاعات بیشتر در مورد کلید محافظ جان مقاله “کلید محافظ جان (RCD) – نگهبان جان و تجهیزات” را مطالعه بفرمایید.

انواع روش‌های اتصال سیم ارت به زمین

اتصال سیم ارت به زمین می‌تواند به روش‌های مختلفی انجام شود که هر یک دارای مشخصات و کاربردهای خاص خود هستند. انتخاب روش مناسب به شرایط جغرافیایی، نوع خاک و نیازهای بار الکتریکی بستگی دارد.

اتصال به زمین عمقی (چاه ارت)

روش اتصال به زمین عمقی، که معمولاً به عنوان حفر چاه ارت شناخته می‌شود، یکی از رایج‌ترین و ارجح‌ترین روش‌ها برای ایجاد یک سیستم ارتینگ مؤثر است. در این روش، چاهی در عمق زمین حفر شده و یک الکترود رسانا (اغلب صفحه مسی) در آن قرار داده می‌شود. انتخاب محل چاه ارت از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بهترین مکان‌ها برای حفر چاه، نقاطی با پایین‌ترین سطح و بیشترین رطوبت دائمی هستند، مانند باغچه‌ها، فضاهای سبز، یا زمین‌های چمن، تا دسترسی به رطوبت در عمق کمتری وجود داشته باشد و مقاومت خاک به حداقل برسد.

استانداردهای عمق و قطر چاه ارت

استانداردهای ملی ایران (مانند ISIRI 6362) و دستورالعمل‌های نظام مهندسی، مشخصات دقیقی را برای ابعاد چاه ارت تعیین کرده‌اند. به طور کلی، عمق چاه ارت باید حداقل 4 متر و حداکثر 8 متر باشد. البته، در برخی موارد و برای مشترکان با جریان کمتر (تا 32 آمپر تک فاز یا سه فاز)، حداقل عمق 2 متر نیز پذیرفته شده است. قطر چاه ارت نیز باید حداقل 80 سانتی‌متر باشد تا فضای کافی برای قرارگیری الکترود و مواد کاهنده مقاومت فراهم شود.

مبحث 13 مقررات ملی ساختمان (ویرایش 1395) برای هر انشعاب (تک فاز یا سه فاز) حداقل یک اتصال زمین ایمنی را الزامی می‌داند. برای مشترکان با کنتور تک فاز یا سه فاز تا 32 آمپر، یک الکترود زمین ساده با عمق حداقل 2 متر در زمین بکر کفایت می‌کند. اما برای مشترکان با کنتور برق از 32 آمپر بالاتر تا 75 آمپر سه فاز، یک الکترود زمین ساده به عمق 4 متر یا دو الکترود زمین ساده به عمق 2 متر با حداقل فاصله 4 متر از یکدیگر در زمین بکر مورد نیاز است.

مصالح مورد نیاز

  • الکترود: رایج‌ترین الکترود مورد استفاده، صفحه مسی است که ابعاد استاندارد آن 60x60x3.18 میلی‌متر می‌باشد. در صورت استفاده از فولاد گالوانیزه، ابعاد صفحه باید 60x60x6.35 میلی‌متر باشد. علاوه بر صفحات، الکترودهای میله‌ای (مانند میله‌های مغز فولادی با روکش مس) نیز قابل استفاده هستند.
  • مواد کاهنده مقاومت خاک (الکترولیت‌ها): برای کاهش مقاومت مخصوص خاک و افزایش هدایت الکتریکی آن، از موادی مانند بنتونیت اکتیو، مخلوط ذغال و نمک، یا خاک رس استفاده می‌شود. این مواد با جذب رطوبت و افزایش یون‌های رسانا در خاک، کارایی سیستم ارت را به طور چشمگیری بهبود می‌بخشند.
  • سیم ارت: سیم اصلی اتصال به زمین باید از جنس مس با سطح مقطع حداقل 50 میلی‌متر مربع باشد.
  • اتصالات: اتصال هادی زمین به الکترود (صفحه مسی یا میله) باید بسیار محکم و با مقاومت الکتریکی کم انجام شود. روش‌های مجاز و توصیه شده شامل استفاده از کابلشو مسی پیچی یا پرسی، جوش اکسیژن، جوش نقره، جوش احتراقی (ترمیت) و جوش برنج است.

فرآیند پر کردن چاه ارت

پس از حفر چاه و قرار دادن الکترود (صفحه مسی به صورت عمودی) در کف آن، چاه با لایه‌های متناوب از مواد کاهنده مقاومت و خاک پر می‌شود. این لایه‌بندی معمولاً شامل ریختن محلول آب و نمک در کف چاه، سپس لایه‌ای از خاک رس و پس از آن لایه‌های متناوب بنتونیت و ذغال به همراه خاک معمولی است. این فرآیند به حفظ رطوبت اطراف الکترود و کاهش مقاومت زمین کمک می‌کند و حداکثر بازدهی سیم ارت را تضمین می‌نماید.

اتصال به زمین سطحی

روش اتصال به زمین سطحی در شرایطی به کار می‌رود که امکان حفاری عمیق برای ایجاد چاه ارت وجود نداشته باشد، مانند مناطق صخره‌ای. در این روش، سیستم ارت در سطح زمین یا در عمق حدود 80 سانتی‌متر اجرا می‌شود. این روش به ویژه در مناطق با ارتفاع پایین از سطح دریا (مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور) و جایی که فضای کافی برای ایجاد شیارها و کانال‌های سطحی وجود دارد، کاربرد دارد.

انواع مختلفی از روش‌های سطحی برای اجرای ارت وجود دارد که شامل روش‌های ROD (میله‌ای)، RING (حلقه‌ای)، پنجه‌ای (شعاعی)، مختلط، حلزونی، الکتروشیمیایی و شبکه‌ای می‌شوند. در روش ROD، به جای صفحات مسی، از میله‌های مغز فولادی با روکش مس به طول 1.5 متر و قطر 16 میلی‌متر استفاده می‌شود که به صورت عمودی یا افقی در زمین کوبیده می‌شوند. در زمین‌های صخره‌ای که کوبیدن میله دشوار است، می‌توان کانال‌هایی به عمق 80 سانتی‌متر ایجاد کرد، تسمه مسی را در کف کانال قرار داد و سپس کانال را با بنتونیت پر نمود تا مقاومت زمین کاهش یابد.

روش تست چاه ارت

برای اطمینان از عملکرد صحیح چاه ارت، اندازه‌گیری مقاومت آن با دستگاه ارت‌سنج ضروری است. دو روش اصلی برای این کار وجود دارد:

  • تست سه سیم (دقیق‌تر): در این روش، پراب سبز ارت‌سنج را به چاه ارت وصل کرده و پراب زرد به فاصله 5 الی 10 متری چاه در زمین قرار داده می‌شود. این پراب نسبت به سیم سبز اختلاف پتانسیل (ولتاژ) ایجاد می‌کند. سپس پراب قرمز رنگ که وظیفه ایجاد جریان در ارت‌سنج را دارد، به فاصله 5 الی 10 متری از پراب زرد و در یک خط مستقیم قرار می‌گیرد. ولتاژ اندازه‌گیری شده بین پراب سبز و زرد باید زیر 10 ولت باشد.
  • روش ارت مرده: این روش در مناطقی که کوبیدن میله در زمین دشوار است، استفاده می‌شود. در این روش، پراب سبز به چاه ارت متصل شده و دو ترمینال پراب دوم (که به یکدیگر متصل هستند) به نقاط P و C دستگاه ارت‌سنج وصل می‌شوند. سپس گیره انتهای پراب دوم به نزدیک‌ترین بدنه فلزی ساختمان نسبت به چاه ارت متصل می‌گردد.

نحوه اتصال سیم ارت در ساختمان و لوازم خانگی

سیم ارت باید به درستی به سیستم‌های الکتریکی ساختمان و سپس به لوازم خانگی متصل شود تا حداکثر ایمنی را فراهم آورد.

سیم ارت ساختمان باید به کجا وصل شود؟

سیم ارت ساختمان باید به یک سیستم زمین مناسب و استاندارد، ترجیحاً چاه ارت، متصل شود. در داخل تابلو برق اصلی ساختمان، سیم ارت اصلی که از چاه ارت می‌آید، به یک شینه ارت (باس‌بار) متصل می‌شود. این شینه به عنوان نقطه مرکزی برای توزیع اتصال زمین در سراسر ساختمان عمل می‌کند و سیم ارت هر مدار و پریز از این شینه انشعاب می‌گیرد.

یکی از الزامات مهم طبق مبحث 13 مقررات ملی ساختمان، فرآیند “همبندی اصلی” است. در این فرآیند، کلیه قسمت‌های فلزی اصلی ساختمان مانند اسکلت فلزی، آرماتورهای بتن و لوله‌های اصلی فلزی آب و گاز، باید به یکدیگر همبندی شده و به هادی حفاظتی اصلی (شینه ارت) متصل شوند. این همبندی تضمین می‌کند که تمام جرم‌های فلزی بزرگ در ساختمان در یک پتانسیل الکتریکی قرار گیرند و از ایجاد اختلاف پتانسیل خطرناک در صورت بروز خطا جلوگیری شود.

رنگ‌بندی استاندارد سیم‌های فاز، نول و ارت

شناسایی صحیح سیم‌ها از طریق رنگ‌بندی استاندارد، برای ایمنی و جلوگیری از خطاهای سیم‌کشی بسیار ضروری است. این جدول به عنوان یک راهنمای سریع برای تشخیص سیم‌های فاز، نول و ارت عمل می‌کند.

نوع سیم رنگ استاندارد عملکرد/کاربرد اصلی
سیم فاز (Live/Phase) قرمز، قهوه‌ای، مشکی حامل جریان الکتریکی اصلی و ولتاژ.
سیم نول (Neutral) آبی، سفید، مشکی مسیر برگشت جریان در مدار عادی، ولتاژ صفر ایده‌آل.
سیم ارت (Earth/Ground) زرد و سبز هادی حفاظتی، تخلیه جریان‌های نشتی به زمین، ولتاژ صفر ایده‌آل.

نحوه اتصال سیم ارت به پریز

پریزهای برق مدرن و ایمن (ارت‌دار) دارای سه ترمینال (پیچ) برای اتصال سیم‌ها هستند: یک ترمینال برای سیم فاز، یک ترمینال برای سیم نول و یک ترمینال مخصوص برای سیم ارت. معمولاً دو پیچ در قسمت پایینی پریز برای فاز و نول و یک پیچ تکی در بدنه پریز (اغلب در بالا یا وسط) برای سیم ارت تعبیه شده است. ترمینال ارت معمولاً با رنگ سبز یا ترکیبی از زرد و سبز مشخص می‌شود.

مراحل صحیح سیم‌کشی پریز ارت‌دار:

  1. اتصال سیم فاز: سیم فاز (که معمولاً قرمز، قهوه‌ای یا مشکی است) با سطح مقطع 2.5 میلی‌متر مربع، از فیوز مربوطه در جعبه فیوز به یکی از پیچ‌های پایینی پریز متصل می‌شود.
  2. اتصال سیم نول: سیم نول (که معمولاً آبی یا مشکی است) با سطح مقطع 2.5 میلی‌متر مربع، از شمش نول در جعبه فیوز به پیچ دیگر پایینی پریز متصل می‌گردد.
  3. اتصال سیم ارت: سیم ارت (زرد و سبز) از شمش ارت (یا در صورت عدم وجود شمش ارت، از شمش نول در جعبه فیوز) انشعاب گرفته و به پیچ مخصوص بدنه پریز متصل می‌شود. نکته ایمنی مهم این است که سیم‌ها باید به خوبی لخت شده و محکم زیر پیچ‌ها بسته شوند تا اتصال الکتریکی مطمئنی برقرار شود. همچنین، رعایت جهت فاز و نول در پریز (فاز در سمت راست و نول در سمت چپ هنگام نگاه کردن به پریز) توصیه می‌شود.

نحوه اتصال سیم ارت لوازم خانگی (یخچال، لباسشویی، ماشین ظرفشویی)

اتصال سیم ارت برای لوازم خانگی، به خصوص آن‌هایی که دارای بدنه فلزی یا رسانای الکتریکی هستند (مانند یخچال، ماشین لباسشویی و ماشین ظرفشویی)، از اهمیت بالایی برخوردار است. این دستگاه‌ها به دلیل ماهیت کارکردشان ممکن است دچار نشتی جریان شوند و در صورت عدم وجود ارت، خطر برق‌گرفتگی یا آسیب به دستگاه وجود دارد. سیم ارت در این دستگاه‌ها معمولاً به بدنه فلزی آن‌ها متصل است تا در صورت بروز خطا، جریان را به زمین منتقل کند.

روش صحیح اتصال به سیستم ارت ساختمان

سیم ارت دستگاه باید به پریز ارت‌دار متصل شود و از طریق سیم‌کشی داخلی ساختمان به سیستم ارت اصلی (چاه ارت) وصل گردد. این روش، ایمن‌ترین و استانداردترین راه برای اتصال ارت لوازم خانگی است. در واقع، بهترین و ایمن‌ترین گزینه برای اتصال سیم ارت لوازم خانگی، استفاده از چاه ارت ساختمان است. در ساختمان‌هایی که سیستم ارتینگ مرکزی (چاه ارت) وجود دارد، سیم ارت دستگاه باید به پریز ارت‌دار متصل شود و از طریق سیم‌کشی ساختمان به این سیستم مرکزی وصل گردد. این روش، ایمن‌ترین و استانداردترین راه است و از هرگونه اتصال غیرمستقیم و بالقوه خطرناک جلوگیری می‌کند.

اشتباهات رایج و خطرات در اتصال سیم ارت

این بخش به بررسی اشتباهات رایج و خطرناکی می‌پردازد که در نصب و اتصال سیم ارت ممکن است رخ دهد و می‌تواند ایمنی سیستم الکتریکی را به شدت به خطر اندازد.

خطرات اتصال سیم ارت به سیم نول

تأکید قاطع بر ممنوعیت و خطرات جانی: با وجود اینکه سیم ارت و سیم نول هر دو در حالت ایده‌آل بی‌برق به نظر می‌رسند و فازمتر روی آن‌ها روشن نمی‌شود، هرگز نباید سیم ارت را مستقیماً به سیم نول وصل کرد و از آن به جای سیم ارت استفاده نمود. این کار خلاف قوانین ایمنی برق بوده و بسیار خطرناک است، زیرا عملکرد حفاظتی سیستم را از بین می‌برد و می‌تواند منجر به برق‌گرفتگی‌های کشنده شود، حتی اگر دستگاه‌ها به ظاهر کار کنند.

چرا این اتصال خطرناک است؟ سیم نول وظیفه تکمیل مدار و فراهم آوردن مسیر برگشت جریان الکتریکی در حالت عادی کارکرد سیستم را بر عهده دارد و همیشه حامل جریان برگشتی است. در مقابل، سیم ارت یک هادی حفاظتی است که در شرایط عادی جریانی را از خود عبور نمی‌دهد و تنها در زمان بروز خطا یا نشتی جریان، آن را به زمین منتقل می‌کند. اگر سیم ارت به نول وصل شود و سیم نول به هر دلیلی (مانند قطع شدن، بار نامتعادل، یا خطای سیستم) برق‌دار شود، بدنه تمام دستگاه‌های متصل به آن نیز برق‌دار شده و خطر برق‌گرفتگی کشنده ایجاد می‌شود.

توضیح سیستم‌های ارتینگ TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) و تمایز آن‌ها: در برخی از سیستم‌های ارتینگ، مانند سیستم‌های TN، مفهوم اتصال نول و ارت در نقطه‌ای خاص از سیستم وجود دارد که نباید با اتصال خودسرانه و غیرایمن سیم ارت به نول توسط افراد غیرمتخصص اشتباه گرفته شود. در این سیستم‌ها، یک نقطه از منبع تغذیه (معمولاً نقطه نول ترانسفورماتور) مستقیماً به زمین متصل شده و بدنه‌های هادی تجهیزات نیز از طریق یک هادی حفاظتی (PE) به همین نقطه اتصال به زمین شده متصل می‌شوند.

  • TN-C (Combined – مشترک): در این سیستم، هادی نول (N) و هادی حفاظتی (PE) با یکدیگر ترکیب شده و به عنوان یک هادی مشترک به نام PEN (Protective Earth and Neutral) عمل می‌کنند. این سیستم به دلیل استفاده از سیم کمتر، کم‌هزینه است. اما نقطه ضعف اصلی آن این است که در صورت قطع شدن هادی PEN، خطر برق‌گرفتگی برای تمام تجهیزات متصل به آن بسیار بالا می‌رود، زیرا مسیر برگشت جریان و مسیر حفاظتی هر دو از بین می‌روند.
  • TN-S (Separate – جداگانه): در این سیستم، هادی نول (N) و هادی حفاظتی (PE) کاملاً از یکدیگر جدا هستند و به صورت مجزا در تمام طول مدار کشیده می‌شوند. این روش ایمنی بالاتری را فراهم می‌کند، زیرا حتی در صورت قطع شدن سیم نول، مسیر حفاظتی ارت همچنان برقرار است.
  • TN-C-S (Combined-Separate – مشترک-جداگانه): این سیستم ترکیبی از دو نوع قبلی است. در قسمتی از مدار (معمولاً در بالادست، مانند ورودی اصلی ساختمان یا پست برق)، نول و ارت مشترک (PEN) هستند و سپس در نقطه‌ای مشخص (مانند تابلوی اصلی ساختمان) به دو هادی جداگانه (N و PE) تقسیم می‌شوند. این سیستم تلاش می‌کند تا مزایای هر دو (هزینه کمتر در بخش مشترک و ایمنی بالاتر در بخش جداگانه) را ترکیب کند. نکته بسیار مهم در این سیستم این است که پس از جدا شدن هادی‌های نول و ارت، نباید دوباره به یکدیگر متصل شوند. همچنین، استفاده از طرح TN-C در پایین‌دست سیستم TN-S (یعنی پس از جدا شدن سیم‌ها) غیرمجاز است.

این سیستم‌ها طراحی‌های مهندسی پیچیده‌ای هستند و اجرای آن‌ها نیازمند دانش تخصصی است.

خطرات اتصال سیم ارت به لوله‌های آب و گاز

تأکید قاطع بر ممنوعیت و خطرات جانی و مالی: یکی از مهم‌ترین و حیاتی‌ترین نکات ایمنی در مورد سیم ارت، ممنوعیت مطلق اتصال آن به لوله‌های آب، فاضلاب یا گاز است. این عمل بسیار خطرناک است و می‌تواند منجر به برق‌گرفتگی‌های کشنده و حوادث جبران‌ناپذیر شود.

چرا این اتصال خطرناک است؟ دلیل این ممنوعیت این است که لوله‌های فلزی ممکن است خودشان به درستی اتصال به زمین نشده باشند یا مقاومت کافی برای انتقال جریان خطا را نداشته باشند. در صورت بروز نشتی جریان به این لوله‌ها، آن‌ها برق‌دار شده و خطر برق‌گرفتگی را به هر فردی که ممکن است با آن‌ها تماس پیدا کند، منتقل می‌کنند. علاوه بر این، اتصال به لوله‌های گاز در صورت نشتی جریان به لوله، می‌تواند منجر به جرقه و در نتیجه انفجار شود که فاجعه‌بار خواهد بود. برخی افراد به اشتباه یا به عنوان یک روش غیر استاندارد، اتصال سیم ارت لوازم خانگی به لوله‌کشی آب را ذکر کرده‌اند، اما این روش‌ها به دلیل خطرات بالقوه و عدم تضمین ایمنی، به هیچ عنوان توصیه نمی‌شوند و ممنوع هستند.

توضیح تفاوت با “همبندی هم‌پتانسیل” (Equipotential Bonding) طبق مبحث 13: در اینجا یک تمایز حیاتی بین اتصال مستقیم و همبندی هم‌پتانسیل وجود دارد. مبحث 13 مقررات ملی ساختمان همبندی (Equipotential Bonding) لوله‌های فلزی اصلی (آب، گاز) را به هادی حفاظتی اصلی الزامی می‌داند. این یک تناقض مهم و نقطه رایج سردرگمی است. نکته کلیدی این است که “همبندی” یک اتصال سیستمی برای هم‌پتانسیل کردن است، نه یک اتصال مستقیم ارت لوازم خانگی به یک لوله ایزوله! همبندی هم‌پتانسیل تضمین می‌کند که تمام جرم‌های فلزی بزرگ در یک پتانسیل با سیستم ارتینگ اصلی قرار گیرند و از اختلاف پتانسیل خطرناک جلوگیری کنند. این تمایز حیاتی برای جلوگیری از حوادث جدی و اطمینان از انطباق با استانداردهای ملی است.

همبندی (Equipotential Bonding): این یک اقدام ایمنی ضروری است که طبق مبحث 13 مقررات ملی ساختمان انجام می‌شود. در همبندی، کلیه قسمت‌های فلزی اصلی ساختمان (مانند اسکلت فلزی، آرماتورهای بتن، لوله‌های اصلی آب و گاز، لوله‌های قائم تأسیسات) به یکدیگر و به هادی حفاظتی اصلی (سیم ارت اصلی ساختمان) متصل می‌شوند. هدف از همبندی، هم‌پتانسیل کردن تمام قسمت‌های هادی در ساختمان است تا در صورت بروز خطا، اختلاف پتانسیل خطرناکی بین آن‌ها ایجاد نشود و خطر برق‌گرفتگی از بین برود.

تفاوت کلیدی: اتصال مستقیم سیم ارت یک وسیله برقی به لوله آب یا گاز (بدون همبندی کامل و صحیح سیستم لوله‌کشی به چاه ارت) ممنوع و خطرناک است. اما همبندی لوله‌های اصلی به سیستم ارت ساختمان، یک اقدام ایمنی استاندارد و ضروری است. این دو مفهوم کاملاً متفاوت هستند و نباید با یکدیگر اشتباه گرفته شوند.

اشتباهات رایج در اجرای چاه ارت و نگهداری آن

برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن سیستم ارتینگ، رعایت نکات ایمنی و اجتناب از اشتباهات رایج بسیار مهم است. عدم توجه به این نکات می‌تواند منجر به حوادث متعدد برق‌گرفتگی از لوازم برقی و حوادث ناگوار در آسانسورها شود.

  1. عدم توجه به محل مناسب چاه ارت: بهترین زمان برای اجرای چاه ارت، قبل از آرماتوربندی و بتن‌ریزی فونداسیون گسترده ساختمان است تا بتوان محل مناسب را با دقت انتخاب کرد.
  2. استفاده از چاه‌های فاضلاب یا سایر چاه‌های جذبی: استفاده از چاه‌های فاضلاب یا سایر چاه‌های جذبی (مانند چاه آب باران) به عنوان چاه ارت کاملاً ممنوع و بسیار خطرناک است، زیرا می‌تواند منجر به آلودگی آب‌های زیرزمینی و عدم کارایی صحیح سیستم ارت شود.
  3. نصب نادرست الکترود و سیم:
    • عدم استفاده از جوش مناسب (مانند جوش برنج یا ترمیت) برای اتصال سیم به صفحه مسی و صرفاً پیچیدن سیم به دور صفحه، یا کشیدن بیش از حد سیم مسی، می‌تواند مقاومت اتصال را افزایش داده و کارایی سیستم را کاهش دهد.
    • استفاده از سیم نامناسب یا آسیب‌دیده (خراشیدگی، خوردگی، زنگ‌زدگی یا تورفتگی) نیز می‌تواند خطرات جدی ایجاد کند.
    • سیم مسی باید در مرکز چاه قرار گیرد و کشیده نشود.
    • سیم ارت روی زمین باید دارای روکش باشد، اما در داخل چاه باید بدون روکش و به صورت مستقیم و بدون پیچ و خم‌های تند قرار گیرد تا مقاومت آن به حداقل برسد.
  4. پر کردن نامناسب چاه:
    • عدم اطمینان از اعمال یکنواخت و ضخیم پودر رسانا یا دوغاب بنتونیت.
    • ریختن خاک قبل از سفت شدن کامل بنتونیت، یا پر کردن چاه با آب و سپس افزودن بنتونیت، از جمله روش‌های نادرست پر کردن چاه هستند.
  5. عدم تست دوره‌ای مقاومت چاه ارت: عدم تست دوره‌ای مقاومت چاه ارت با دستگاه ارت‌سنج، یکی دیگر از اشتباهات رایج است که باعث می‌شود از کارایی سیستم اطمینان حاصل نشود. مقاومت سیستم ارتینگ باید بسیار کم باشد؛ طبق قوانین IEEE، مقاومت سیم ارت باید کمتر از 1 اهم باشد. برخی منابع نیز مقاومت مجاز برای سیستم‌های فشار ضعیف را حداکثر 2 اهم تعیین کرده‌اند.

نکات مهم در احداث و نگهداری

  • برای افزایش ضریب ایمنی، توصیه می‌شود از دو سیم ارت برای هر الکترود استفاده شود.
  • برای حفظ رطوبت خاک اطراف الکترود، باید انتهای لوله‌های آب‌دهی را باز گذاشت تا بتوان به صورت دوره‌ای آب به چاه اضافه کرد.
  • خاک به عنوان یک جزء پویا در سیستم ارتینگ عمل می‌کند و مقاومت آن در طول سال تغییر می‌کند. بنابراین، آزمایش و نگهداری منظم (مانند افزودن آب در فصول خشک) برای اطمینان از ایمنی و انطباق مداوم ضروری است.

اهمیت رعایت استانداردها و مشاوره با متخصصین

سیم ارت یک جزء حیاتی و غیرقابل چشم‌پوشی در هر سیستم الکتریکی مدرن است. نقش اصلی آن، حفاظت از جان انسان‌ها در برابر خطر برق‌گرفتگی، جلوگیری از آتش‌سوزی‌های ناشی از نشت جریان و اضافه بار و محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر آسیب است. فراتر از حفاظت مستقیم، ارتینگ به تثبیت ولتاژ و کاهش نویز در سیستم‌های حساس نیز کمک می‌کند، که این امر به بهبود عملکرد و افزایش طول عمر دستگاه‌ها می‌انجامد.

اجرای صحیح سیستم ارتینگ مستلزم رعایت دقیق و بی‌چون و چرای استانداردهای ملی و بین‌المللی است. مقرراتی مانند مبحث 13 مقررات ملی ساختمان و استانداردهای ISIRI، جزئیات مربوط به عمق و قطر چاه ارت، نوع مصالح مورد استفاده، روش‌های صحیح اتصال و الزامات همبندی هم‌پتانسیل را مشخص می‌کنند. این استانداردها نه تنها راهنمای فنی هستند، بلکه ضمانت‌کننده ایمنی جانی و مالی نیز محسوب می‌شوند.

این گزارش یک شکاف مهم بین عملکردهای رایج و استانداردهای ایمنی را برجسته می‌کند. برخی منابع به شیوه‌های رایج اتصال ارت لوازم خانگی به لوله‌های آب اشاره می‌کنند، در حالی که منابع دیگر به صراحت این کار را ممنوع می‌دانند و استانداردهای ملی (مبحث 13) همبندی هم‌پتانسیل را به عنوان یک روش ایمن و متمایز الزامی می‌کنند. این نشان‌دهنده یک شکاف حیاتی در درک عمومی و احتمالاً در برخی از شیوه‌های حرفه‌ای است.

با توجه به پیچیدگی‌های طراحی و اجرای سیستم‌های ارتینگ و حساسیت بالای آن‌ها در تأمین ایمنی، اکیداً توصیه می‌شود که کلیه مراحل نصب، بازرسی و نگهداری این سیستم‌ها توسط برقکاران مجاز و مهندسین متخصص و دارای صلاحیت انجام شود. انجام تست‌های دوره‌ای مقاومت چاه ارت با دستگاه‌های ارت‌سنج نیز برای اطمینان از عملکرد صحیح و مداوم سیستم، امری ضروری است. سرمایه‌گذاری در یک سیستم ارتینگ صحیح و استاندارد، سرمایه‌گذاری در ایمنی و آرامش خاطر است.

احسان کریمی
منتشر شده توسط
احسان کریمی

نوشته های اخیر

  • برق

سایز سیم مناسب برای سیستم‌های روشنایی

انتخاب صحیح سایز سیم روشنایی برای سیستم‌های روشنایی ساختمان، سنگ بنای ایمنی و کارایی در…

2 هفته قبل
  • برق

تفاوت‌های سیم و کابل برق از منظرهای مختلف

سیم و کابل برق، به عنوان شریان‌های حیاتی سیستم‌های الکتریکی، وظیفه انتقال انرژی الکتریکی و…

1 ماه قبل
  • برق

سیم مفتول چیست؟ داستان فلزی که جهان را نگه می‌دارد

همه چیز از یک رشته فلز باریک شروع می‌شود; اما این تنها ظاهر ماجراست. سیم…

2 ماه قبل