ارت الکترونیکی چیست؟

ارت الکترونیکی (Electronic Earthing) نوعی سیستم زمین است که با هدف محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس مانند سرورها، تجهیزات مخابراتی، PLCها، تجهیزات بیمارستانی و کامپیوترها در برابر جریان‌های نشتی، نوسانات الکتریکی و تخلیه‌های الکترواستاتیکی طراحی می‌شود. برخلاف سیستم‌های ارت سنتی که صرفاً جریان‌های بزرگ را به زمین هدایت می‌کنند، ارت الکترونیکی عملکرد دقیق‌تری دارد و سطح ولتاژ را در محدوده‌های خاصی ثابت نگه می‌دارد.

اهمیت نصب ارت الکترونیکی

• محافظت از تجهیزات حساس: تجهیزات الکترونیکی جدید بسیار حساس به نوسانات هستند و ممکن است با یک اضافه‌ولتاژ کوچک آسیب ببینند.

• کاهش نویز الکتریکی: ارت الکترونیکی به کاهش هارمونیک‌ها و نویزها کمک می‌کند و باعث عملکرد بهتر تجهیزات می‌شود.

• جلوگیری از برق‌گرفتگی: از بروز شوک‌های الکتریکی به کاربران جلوگیری می‌کند.

• افزایش عمر تجهیزات: با ثبات الکتریکی بهتر، طول عمر تجهیزات افزایش می‌یابد.

اجزای سیستم ارت الکترونیکی

برای نصب ارت الکترونیکی، معمولاً از اجزای زیر استفاده می‌شود:

1. الکترود زمین (Earth Electrode): معمولاً از جنس مس یا فولاد گالوانیزه بوده و در زمین دفن می‌شود.

2. مواد کاهنده مقاومت زمین (Bentonite, GEM, etc.): این مواد برای کاهش مقاومت بین الکترود و خاک به کار می‌روند.

3. جعبه تست یا باکس ارت (Test Box): برای تست و بازرسی سیستم استفاده می‌شود.

4. میله‌های اتصال (Earth Rods): میله‌هایی از جنس مس یا فولاد برای هدایت بهتر جریان به زمین.

5. کابل مسی یا تسمه مسی: برای اتصال تجهیزات به ارت.

6. صاعقه‌گیر (در صورت نیاز): در مکان‌هایی که احتمال برخورد صاعقه وجود دارد، باید اضافه شود.

7. شمارنده صاعقه و چاه ارت (در برخی پروژه‌ها): برای ثبت تعداد دفعات تخلیه الکتریکی.

مراحل نصب ارت الکترونیکی

مرحله اول: بررسی شرایط خاک

پیش از هر چیز باید نوع خاک و میزان مقاومت مخصوص آن بررسی شود. این مرحله با استفاده از دستگاه ارت تستر انجام می‌شود. خاک‌هایی با رطوبت بالا و ترکیبات آلی معمولاً مقاومت کمتری دارند.

مرحله دوم: طراحی سیستم ارت

با توجه به میزان مقاومت زمین، نوع تجهیزات مورد نظر و استانداردهای مورد استفاده (مانند IEEE، NEC، یا استاندارد ملی ایران)، طراحی سیستم صورت می‌گیرد. در این مرحله مشخص می‌شود که به چند چاه ارت، چه عمقی و چه ترکیب الکترود و موادی نیاز است.

مرحله سوم: حفاری چاه ارت

معمولاً چاه ارت الکترونیکی به عمق ۲ تا ۳ متر حفر می‌شود. بسته به شرایط خاک، ممکن است به حفر چندین چاه متصل به هم نیاز باشد.

مرحله چهارم: نصب الکترود و مواد کاهنده

الکترود مسی یا فولادی در مرکز چاه قرار داده می‌شود. اطراف آن را با مخلوطی از بنتونیت، خاک ذغال و نمک پر می‌کنند تا مقاومت کاهش یابد. در برخی پروژه‌ها از مواد پلیمری خاص یا ترکیبات ژل رسانا نیز استفاده می‌شود.

مرحله پنجم: اتصال کابل‌ها

تسمه یا کابل مسی به الکترود وصل شده و از طریق لوله یا کانال محافظ تا تابلو برق یا تجهیزات منتقل می‌شود. برای اطمینان از اتصالات پایدار، جوش فورجینگ (کدولد) یا بست‌های مخصوص ارت استفاده می‌شود.

مرحله ششم: نصب باکس تست

در خروجی کابل ارت و پیش از ورود به ساختمان، یک باکس تست نصب می‌شود تا در آینده بتوان مقاومت زمین و سلامت سیستم را بررسی کرد.

مرحله هفتم: تست نهایی و مستندسازی

پس از نصب کامل سیستم، با استفاده از دستگاه ارت تستر مقاومت کل سیستم اندازه‌گیری می‌شود. این مقدار باید کمتر از ۲ اهم برای سیستم‌های حساس باشد (در برخی استانداردها حتی کمتر از ۱ اهم توصیه شده است). تمامی مقادیر باید ثبت و گزارش شوند.

نکات مهم و ایمنی در نصب ارت الکترونیکی

1. پرهیز از نصب ارت در کنار خطوط لوله گاز یا آب: به دلیل احتمال نشتی و خطرات ایمنی.

2. استفاده از تجهیزات استاندارد و دارای تاییدیه: برای اطمینان از کیفیت.

3. بررسی دوره‌ای سیستم ارت: هر شش ماه یا یک سال یک‌بار تست مجدد انجام شود.

4. جوشکاری مناسب اتصالات: استفاده از جوش کدولد برای اتصال کابل‌ها به میله ارت توصیه می‌شود.

5. استفاده از حفاظ مکانیکی برای کابل‌ها: برای جلوگیری از آسیب فیزیکی.

مقایسه ارت الکترونیکی با ارت سنتی

نصب ارت الکترونیکی یکی از الزامات اساسی در حفاظت از تجهیزات حساس امروزی است. با توجه به افزایش حساسیت سیستم‌های الکترونیکی به نوسانات و اختلالات جریان، یک سیستم ارت دقیق، مطمئن و استاندارد می‌تواند تفاوت بین یک سیستم پایدار و آسیب‌پذیر باشد. اجرای اصولی مراحل نصب، استفاده از مواد با کیفیت، رعایت استانداردها و انجام تست‌های دوره‌ای، همگی در عملکرد مؤثر این سیستم نقش دارند. بنابراین سرمایه‌گذاری در نصب ارت الکترونیکی، در واقع سرمایه‌گذاری در پایداری و امنیت تجهیزات شماست.

روند کار ارت الکترونیکی سه فاز به این شکل است، که در صورت بروز هر نوع نشتی و اتصال بدنه سریعا اقدام کرده و گزارشات را به شکل هشدار برای کاربران ارسال می کند.

وجود سنسورهای مخصوص بر روی بدنه دستگاه امکان تشخیص خطا را تا حدود زیادی افزایش می دهد، قدرت تشخیص خطا در تاسیسات الکترونیکی به وسیله این دستگاه ها بسیار سریع است، به نحوی که تنها 25 صدم ثانیه زمان نیاز است، تا دستگاه هشدار را به کاربران مخابره کند.

زمانی که دستگاه ارت الکترونیکی سه فاز جریان القایی را بر روی دستگاه های الکترونیکی تشخیص می دهد، با کاهش ولتاژ مواجه می شویم. این دستگاه دارای قابلیت های زیادی هستند، برخورداری از چندین مکانیزم پشتیبانی باعث شده که بسیار مورد توجه قرار بگیرند. این امکانات امکان تشخیص هر نوع خطایی را به وجود می آورند دستگاه های ارت الکترونیکی به شکل ضد آب و ضد زلزله طراحی شده اند.

مزایای ارت الکترونیکی سه فاز

همانطور که در ابتدای امر اشاره شد، دستگاه های ارت الکترونیکی سه فاز دارای مزایای بیشماری هستند. معمولا این دستگاه را برای محیط های صنعتی، تجاری، الکترونیک، شبکه های کامپیوتری و مخابراتی استفاده می کنند. در ادامه قصد داریم به برخی از این مزیت ها اشاره کنیم.

دستگاه های ارت الکترونیکی امروزه به عنوان یک سیستم محافظتی به عنوان جایگزین برای چاه های ارت می باند. این دستگاه ها به دلیل عدم نیاز به حفر چاه های ارت بسیار محبوب هستند.

یکی از مهمترین ویژگی های استفاده از ارت الکترونیکی سه فاز قابلیت سریع قطع برق در هنگام بروز مشکلات است، به این ترتیب که زمانی که اتصال بدنه رخ می دهد، دستگاه ارت الکتریکی بلافاصله آن را تشخیص ذداده و اتصال را قطع می کند. در حقیقت سرعت عملکرد این دستگاه در مقایسه با دیگر سیستم های محافظتی بسیار زیاد می باشد. تنها 25 میلی صدم ثانیه زمان کافی است تا مشکل تشخیص داده شود.

از دیگر مزیت هایی که برای استفاده ارت الکترونیکی سه فاز می توانیم به آن اشاره کنیم، عدم نیاز به سیم کشی ضخیم است. در گذشته برای اتصال سیستم های ارت به فیوزها نیاز به سیم کشی با سیم ها و کابل های ضخیم بود، تا به این ترتیب علاوه بر ایجاد اتصال بین سیستم و فیوز به کاهش مقاومت نیز کمک کند. با انتخاب سیستم های ارت مجازی دیگر به اجرای این فرایند نیازی نخواهید داشت.

می توانید این دستگاه را برای انواع قدرت های الکتریکی به کار ببرید، تفاوتی ندارد از یک کیلو وات تا چند صد وات تفاوتی ندارد.

در زمان استفاده از ارت الکترونیکی سه فاز با مشکل عدم رخ دادن اتصال کوتاه و قطع شدن فیوز روبرو نخواهید بود. در هنگام استفاده از سیستم های چاه ارت اتصال بدنه کوتاه رخ می دهد، میزان ولتاژ به صفر رسیده و جریان به حداکثر ممکن می رسد. در این موقعیت است، که فیوز اصلی از کار افتاده و قطع می شود. اما طراحی سیستم های ارت الکترونیکی به گونه ای طراحی شده است که از مکانیزم سوئیچینگ بهره گرفته شده است. در این موقعیت وقتی اتصال کوتاه رخ می دهد، بدون اینکه بر روی جریان برق اصلی تاثیری گذاشته شود، برق دستگاه به صورت سوئیچینگ قطع می شود.

به دلیل حذف مکانیزم اتصال کوتاه و ایجاد سیستم سوئیچینگ در ساختار این نوع دستگاه ها به میزان زیادی امنیت سیستم های لکترونیکی و کامپیوتری تامین می شود.

در صورت بروز اتصال بدنه برای جلوگیری از برق گرفتگی سریعا برق دستگاه قطع می شود.

یکی دیگر از قابلیت های دستگاه های ارت الکترونیکی سه فاز امکان جذب ولتاژها و جریان های القایی است، که بر روی بدنه ی دستگاه های الکترونیکی وجود دارد. این دستگاه ها قابلیت تثبیت بدنه فلزی در صفر را دارند.

سیستم های ارت الکترونیکی دارای ساختاری هوشمند هستند، به همین دلیل کمترین خطا را در هنگام عملکرد دارند.