گزارش بازرسی چاه ارت :

مقدمه :

چاه ارت یکی از سیستم های حفاظتی می باشد که در اکثر ساختمانهای مسکونی , اداری , تجاری و واحد های صنعتی اجرا می شود . ضرورت اجرای چاه ارت در حفظ ایمنی می باشد . به عبارت دیگر از چاه ارت برای ممانعت از حوادث احتمالی و صدمات وارده به افراد و تجهیزات در مقابل برقگرفتگی استفاده می شود.  

سه ويژگي مهم يک سيستم زمين عبارت است :

  • امپدانس الکتريکي بسيار پائين                                                
  • مقاومت مکانيکي بسيار بالا                                     High  Mechanical Resistance
  • مقاومت بالا در برابر خوردگي                                  High  Corrosion  Resistance

مزایای سیستم ارتینگ :

  • حفظ سلامت و ایمنی افرادی که از سیستم برق استفاده می‌کنند.
  • حفظ سلامت سیستم، صرفنظر از مسایل مربوط به ایمنی.

اتصال به زمین از نظر انجام کار صحیح و سالم سیستم، دو هدف را دنبال می‌کند:

  •  ایجاد شرایطی که در آن، سیستم از نظر فنی درست عمل کند. این هدف با برقراری مسیری از طریق زمین به منبع تغذیه و اتصال به زمین با استفاده از رله‌های حساس به دست می‌آید.
  • ایجاد شرایطی که در آن عایق‌بندی سیستم سالم می‌ماند.
    در ساده‌ترین تحلیل ممکن، یک سیستم از رساناها و عایقها تشکیل می‌شود، رساناها باید تا جایی که ممکن است جلوی عبور جریان برق از مسیرهای ناخواسته را بگیرند. به عبارت دیگر، عبور جریان برق باید در مسیر دلخواه برقرار شود و در سایر جهات از آن جلوگیری به عمل آید. عایقها حساس‌تر از هادیها هستند و علاوه بر دمای زیادی که سبب انهدام عایق می‌شود، بالا رفتن بیش از حد ولتاژ و اثر آن به مدت طولانی، مخصوصاً در دمای بالا، عایق را زودتر از بین برده و سبب بروز خرابی در سیستم می‌شود.

روشهای احداث چاه ارت :

از اقدامات بسیار مهم در زمینه ارتقاء ایمنی برق احداث سیستم ارتینگ، انجام همبندی ارتینگ، نصب صاعقه گیر و نصب سرج ارستر می باشد لذا پس از نصب و راه اندازی سیستم های مذکور مانند ارتینگ و صاعقه گیر، حصول اطمینان از صحت عملکرد انها از طریق تست و بازرسی می باشد .

همانطور که می دانیم احداث چاه ارت با مقاومت پایین و انجام همبندی ارتینگ مناسب آن با دستگاه ها ، بدنه هادی تجهیزات، استراکچر فلزی ساختمانها و … می تواند نقش بسزایی در ایمن نمودن اپراتورها و پرسنل و همچنین بالا بردن عمر تجهیزات را  داشته باشد .

روشهای متعددی جهت احداث سیستم ارتینگ از قبیل احداث چاه ارت و گذاشتن صفحه مسی ، راد کوبی، مش بندی و … وجود دارد اما در عین حال و علیرغم منسوخ شدن روش احداث چاه ارت توسط مراکز علمی ، متاسفانه رایج ترین روش ایجاد سیستم ارتینگ همین روش احداث چاه ارت می باشد .

در این روش با حفر نمودن چاه ارت به عمق ۷ الی ۸ متر ( تا رسیدن رطوبت زمین) شروع شده سپس صفحه مسی با ابعاد متفاوت که عمدتا با ابعاد ۵۰*۵۰*۵ یا ۶۶*۶۶*۵ می باشد را با استفاده از روش جوش احتراقی (کدولد) کابل مسی نمره ۵۰ یا ۳۵ را صفحه مسی در ۲ ال ۳ نقطه متصل نموده سپس به داخل چاه فرستاده و چاه را توسط مواد کاهنده مقاومت که امروزه از بنتونیت استفاده می نمایند تا بالای صفحه پر می کنند . سپس کابل مسی را به دورن یک عدد تابلو تست نصب می کنیم و در ادامه با استفاده از یک لوله پلیکا ، مسیر آبدهی چاه ارت باز می گذاریم.

ناگفته نماند لوله پلیکا را حتما توسط شن های بادامی پر نمودن و بدنه لوله را در نقاط مختلف سوراخ نمایید ( مانند آبکش)

تجهیزات مورد نیاز جهت احداث چاه ارت :

۱- صفحه مسی باهنر با ابعاد ۵۰ در ۵۰ سانتیمتر در عرض ۵ میلیمتر : ۱ عدد

۲- کابل مسی نمره ۵۰ : ۱۲ متر ( نکته: جهت سفارشگذاری کابل مسی بایستی وزن مسزان مورد نیاز به فروشنده سیم اعلام شود که به استحضار می رساند که هر یک متر سیم مسی نمره ۵۰ تقریبا معادل ۴۵۰ گرم بوده و هر یک متر سیم مسی نمره ۳۵ تقزیبا معادل ۳۵۰ گرم می باشد .)

۳- بنونیت : ۱۰  الی ۱۵ کیسه ۴۰ کیلویی

۴- جوش احتراقی (کدولد) سیم به صفحه : ۳ عدد

۵- خاک رس : ۸ الی ۱۰ تن

۶- لوله پلیکا : ۶ متر

۷- تابلو تست : ۱ عدد

۸- استفاده از نمک صنعتی یا زغال صنعتی بصورت اختیاری می باشد .

در ادامه پس از حفاری و اجرای مراحل فوق ، اقدام به اندازه گیری میزان مقاومت مستقل یا همبند شده چاه ارت جدید الاحداث می نماییم در صورتیکه میزان مقاومت بالاتر از عدد دلخواه بود می توان با استفاده از فرآیند رادکوبی میزان مقاومت را به عدد مورد نظر برسانیم .

به صورت کلی اهداف سیستم ارتینگ به شرح ذیل می باشد .

  • حفاظت و ايمنی جان انسان
  • حفاظت و ايمنی وسايل و تجهيزات الكتريكی و الكترونيكی
  • فراهم آوردن شرايط ايد‌ه‌ال جهت کار
  • جلوگيری از ولتاژ تماسی
  • حذف ولتاژ اضافی
  • جلوگيری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
  • اطمينان از قابليت کار الكتريكی

همبندي(bonding): وصل الکتريکي هر ترکيبي از اجزاي هادي ،بدنه ها ،قسمت هاي فلز ي در دسترس ،اجزاي فلزي ساختمانها ،انواع لوله کشي ها ،پوشش هادي و غيره به يکديگر به منظور از بين بردن اختلا ف پتانسيل احتمالي بين آنها در حالت عادي يا در صورت بروز اتصالي.

انواع الکترود ها و سیستم های ارت :

سه نوع الکترود متداول و مورد استفاده در سیستم اتصال به زمین عبارتند از:
– الکترود صفحه ای
– الکترودهای میله‌ای
– الکترودهای تسمه‌ای

سه نوع سیستم متداول و مورد استفاده در سیستم اتصال به زمین عبارتند از:

  • سيستمT N  که خود به سه گونه مختلف ميباشدکه عبارتند از   T N-C-S،  T N-C ،  T N-S
  • سيستمT T
  • سيستمI T

اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی الکترود زمین :

منظور از مقاومت الکترود، مقاومت حجم خاکی است که الکترود راحاطه می‌کند و به اصطلاح حوزه مقاومت الکترود زمین گفته می‌شود.
هنگام اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی الکترودهای اتصال به زمین، در صورتی که به هیچ عنوان امکان جداسازی الکترودها و اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی مستقل آنها وجود نداشته باشد، با در نظر گرفتن کلیه اصول ایمنی و حصول اطمینان از پیوستگی، اندازه‌گیری مقاومت کل کافی است.
هنگام اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی الکترود اتصال به زمین، به هیچ عنوان باز کردن نول ورودی (نول اداره برق) مجاز نیست.
در کارخانه‌هایی که دارای چاههای اتصال به زمین متعدد هستند، با حصول اطمینان از پیوستگی همه آنها مقاومت کل اندازه‌گیری می‌شود.
 در کارخانه‌هایی که قطع برق آنها به هیچ عنوان مجاز نیست، ابتدا باید مقاومت کل اندازه‌گیری شود و در صورتی که این مقدار زیر یک اهم باشد، با اطمینان از همبندی کامل می‌توان چاهها را تک تک از مدار خارج کرد و مقاومت الکتریکی مستقل آنها را اندازه‌گیری نمود.
در کارخانه‌هایی که الکترودهای قابل قبول چاه و اسکلت فلزی توأماً مقاومتی زیر حد مجاز دارند، با در نظر گرفتن کلیه موارد ایمنی و پیوستگی موضوع حل می‌شود.

روش های تست چاه ارت :

  • افت ولتاژ یا fall of  potential 
  • روش ۶۲٪
  • اندازه گیری مقاومت شبکه زمین به روش دو الكترودی (ارت مرده)
  • تست چاه ارت بدون کوبیدن میله   stake less measurement  

 احیای سیستم ارت :

به مرور زمان به دلیل سولفاته شدن صفحه  یا راد مسی , شسته شدن مواد کاهش دهنده مقاومت توسط باران و یا سفره های آب زیر زمینی , شسته شدن مواد نگهدارنده رطوبت و یا تخلیه جریان بیش از حد در یک چاه ارت مقاومت چاه ارت افزایش یافته و باعث عدم کارایی مناسب سیستم ارت میشود .

در این حالت جهت رسیدن مجدد به مقاومت مطلوب برای سیستم ارت مجموعه نیاز به یک سری اقدامات بر روی چاه ویا چاه های ارت میباشد که در اصطلاح به آن عملیات احیای چاه ارت یا سیستم ارت میگویند. معمولا با توجه به شرایط آب و هوایی لازم است در دوره های زمانی ۱۰ الی ۲۰ ساله اقدام به احیای چاه های ارت فرسوده نمود.

روش های احیای چاه ارت :

  • احیاء چاه ارت بوسیله تزریق ژل های کاهش مقاومت

·         احیاء چاه ارت بوسیله تزریق مواد کاهش مقاومت

  • ·         احیاء چاه ارت بوسیله رادکوبی
  • احیای چاه ارت با اجرای چاه ارت جدید و پارالل نمودن آن به چاه قدیم

صاعقه گیر :

سیستم صاعقه گیر شامل پایانه هوایی(میله فرانکلین، قفس فارادی، الکترونیکی) ، هادی نزولی و سیستم زمین و نصب سرج ارستر ها (spd) می باشد که بایستی قبل از انجام هر کاری ، ارزیابی ریسک صاعقه گیر انجام شود

صاعقه یا رعد و برق دارای انرژی بسیار بالایی است و در صورت برخورد باعث ایجاد خسارتهای بسیار زیان باری خواهد شد، بنابراین طراحی و اجرای سیستم حفاظت در برابر صاعقه ضروری می باشد .

 بطور کلی سه نوع سیستم حفاظتی در برابر صاعقه به شرح ذیل وجود دارد :

حفاظت بیرونی :  از قبیل  نصب صاعقه گیر ، هادی نزولی و سیستم زمین که می تواند بصورت اختصاصی جهت  صاعقه گیر در نظر گرفته شود .

حفاظت داخلی:  شامل ایجاد اتصال و همبندی ما بین هادی نزولی و قسمت های هادی زمین شده استراکچر به منظور ممانعت از ایجاد جرقه و یا ایجاد فاصله مطمئن (s) می باشد .

حفاظت ثانویه : که شامل نصب spd  یا سرج ارستر ها می باشد که جریان های گذرای ایجاد شده توسط صاعقه را به زمین انتقال می دهد. بصورت کلی بایستی محل نصب صاعقه گیر بالاتر از تمام بخشهای ساختمان باشد بر اساس برخی از استانداردها صاعقه گیر حداقل دو متر بالاتر از تمامی نقاط ساختمان باشد .

اجزای صاعقه گیر :

الف ) پایانه هوایی :

میله های ساده ای هستند که ضربه مستقیم صاعقه را جذب نموده و از طریق هادی نزولی به زمین انتقال می دهند .

  • ·         قفس فارادی :

با پیشرفت صنعت و گسترش ابعاد ساختمانها ، روش قفس فارادی بعنوان جایگزین و یا شاید مکمل میله فرانکلین معرفی گردید .

  • صاعقه گيرهای يونيزه كننده هوا :

بر اساس پوشش حفاظتی عمل می نماید .

صاعقه گير پس از نصب روي ساختمان، مي بايست به وسيله هاديهاي مياني Down Conductor از طريق سيم مسي بدون روكش به سيستم زمين متصل گردد.

ب ) هادی نزولی :

پس از نصب سامانه هوایی جذب صاعقه که در بالا توضیح داده شد که شامل صاعقه گیر های پسیو (میله فرانکلین، قفس فارادی) و صاعقه گیر اکتیو (الکترونیکی) که هوای اطراف خود را یونیزه می کنند نوبت به نصب هادی نزولی می باشد که عمدتا از تسمه مسی استفاده می شود .

از مهمترین بخشهای طراحی صاعقه گیر ، طراحی و نصب هادی نزولی می باشد وهمچنین بایستی در صورت امکان میزان فاصله مجاز با هادی های زمین شده سازه را رعایت کنیم زیرا اگر این فاصله ایمن که با عنوان (s) معرفی میشود در هنگام انتقال صاعقه باعث ایجاد جرقه بین هادی نزولی و سازه می شود که آتش سوزی و خسارتهای شدید را بدنبال خواهد داشت .بنایراین در صورتیکه نتوانیم فاصله ایمن (s) را رعایت کنیم بایستی با استفاده از همبندی ، مشکل جرقه زدن هدی نزولی را مرتفع نماییم .

ج)زمین سیستم صاعقه :

میزان مقاومت الكترود زمين صاعقه گير بايستی کمتر از ۱۰ اهم باشد . بر اساس برخی استاندارد ها نمی توان از چاه ارت جهت زمین کردن صاعقه گیر استفاده نمود و بهتر است از روش  پنجه کلاغی یا راد کوبی استفاده شود .

د) سرج ارستر(spd) :

جهت انتقال ولتاژهای گذرای ایجاد شده توسط صاعقه به زمین می باشد، زیرا در صورت ورود به سیستم برق مصرفی باعث ایجاد خسارتهای بسیار زیاد میباشد .