چاه ارت چیست؟

چاه ارت چاله ای است که بصورت عمقی در زمین حفر کرده تا جایی که به رطوبت نسبی خاک رسیده و در داخل آن از صفحه مسی که توسط سیم مسی به صفحه جوش خورده استفاده کرده و صفحه را بصورت عمودی ( به جهت بیشترین سطح تماس با خاک ) در چاه ارت قرار داده و اطراف صفحه از مواد بنتونیت پوشانده و سیم مسی را به بیرون چاه ارت کشیده و به تابلوی تست باکس برده و از آن جا به کلیه دستگاههای الکتریکی متصل می نمائیم.

در ابتدا ما باید یک مدار الکتریکی تولید کنیم که دارای پتانسیل صفر باشد. یا به عبارت دیگر مدار الکتریکی که مقاومت بسیار پایین و کوچکی داشته باشد.

یکی از روشهای تولید چنین مدار الکتریکی استفاده از چاه ارت می باشد.
سیستم ارت چیست؟

قبل از توضیح واژه چاه ارت باید به کلمه ارت پرداخت ،کلمه ارت (Earth)در علم مهندسی یعنی اتصال بدنه دستگاه الکتریکی به زمین می باشد، به عبارت دیگر به منظور حفاظت افراد و دستگاهها، در برابر اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه تجهیزات الکتریکی که باعث صدمه دیدن دستگاهها و افراد می شود، همچنین ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با ساختمانها، باید به وسیله تجهیزاتی مستقیما در زمین خنثی شوند. به همین منظور استفاده از چاه ارت و سیستم ارت (Earth) لازم و ضروری است.

علل اجرا و ایجاد سیستم ارتینگ
الف – اتصال زمین (ارت) حفاظتی
ب – اتصال زمین (ارت) الکتریکی

ارت- سیستم ارت- علل ایجاد ارت

الف – در اتصال زمین (ارت) حفاظتی هدف ایمنی افراد که در حال کار کردن با دستگاه الکتریکی و ایمنی خود تجهیز الکتریکی می باشد. به عنوان مثال بارها شده است در آشپزخانه منازل به بدنه فلزی یخچال و ماشین لباسشویی دست زده اید و دچار الکتریسیته و برقگرفتگی ناچیز شده اید.علت این امر نشتی جریان و خاصیت میدان مغناطیسی دستگاه می باشد که بدنه فلزی دستگاه را اصطلاحا بار دار کرده است و در زمانی که شما به بدنه فلزی دستگاه در تماس قرار میگیرد جریان نشتی از طریق محل تماس وارد بدن و از طریق معمولا پا خارج می گردد، در این فرایند فرد دچار برقگرفتگی می شود.(ایمنی فرد دچار اختلال می شود)
این نشتی جریان خاصیت عایقی و الکتریکی دستگاه را نیز در طولانی مدت دچار عیب و نقص می نماید . ( ایمنی دستگاه دچار اختلال می شود )
ب – در اتصال زمین (ارت) الکتریکی هدف صحیح و درست کار کردن دستگاه الکتریکی است. به عنوان مثال مرکز ستاره ترانسفورماتور و ژنراتور در پست و نیروگاه باید اتصال به زمین شود. در غیر اینصورت هیچ وقت از سیم ارت به عنوان هادی برگشت نمی توان استفاده کرد.
به همین منظور جهت ایمنی افراد و ایمنی دستگاههای الکتریکی نیاز به اتصال به زمین ( ارت ) داریم.

چاه ارت چگونه کار می کند؟

برای پاسخ به این سوال باید اولا بدانیم مقاومت بدن انسان چند اهم است؟ ثانیا مقاومت چاه ارت باید چند اهم باشد ؟ ثالثا مدار الکتریکی در زمان ایجاد چاه ارت چگونه خواهد بود؟

بدن انسان با توجه به ویژگیهای فردی و شرایط فیزیکی و بیولوژیکی در افراد مختلف گوناگون است. (مرد یا زن بودن، بزرگ یا کوچک بودن)

اما بطور معمول این مقاومت چیزی در حدود ۲۵۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم می باشد. البته توقع ما از ایجاد چاه ارت بدست آوردن مقاومت پائین در حد زیر دو اهم می باشد. (مطابق مبحث ۱۳ نظام مهندسی و دستورالعملهای وزارت کار)

زمانی که دستگاه الکتریکی به چاه ارت متصل باشد و فرد بصورت اتفاقی با بدنه دستگاه در تماس قرار گیرد در هنگام نشتی جریان بوجود آمده در سطح دستگاه الکتریکی جریان می تواند از بدن فرد و یا از طریق چاه ارت مسیر خود را پیموده و به محل تولید (مسیر برگشت) خود بازگردد. از آنجا که جریان الکتریکی تمایل دارد مسیری را بپیماید که مقاومت پائینی داشته باشد ترجیح می دهد به جای عبور از بدن فرد که دارای مقاومت ۲۵۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم می باشد مسیر خود را عوض کرده و از چاه ارت که مقاومتی در حدود زیر دو اهم دارد عبور نماید.و فرد در برابر خطر برقگرفتگی حفاظت می شود.
دلایل استفاده از چاه ارت و سیستم ارتینگ

چاه ارت-سیستم ارت

۱ ـ حفاظت و ایمنی جان انسان
۲ ـ حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
۳ ـ فراهم آوردن شرایط ایده‌ال جهت کار
۴ ـ جلوگیری از ولتاژ تماس
۵ ـ حذف ولتاژ اضافی
۶ ـ جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
چاه ارت(earth) در مفهوم به معنی زمین است که نام دیگر آن سیستم اتصال زمین است.

سیستم اتصال به زمیندارای چاه ارت و سیم اتصال است . وظیفه چاه ارت وصل کردن هرگونه جریان الکتریکی به زمین است که این عملکرد بیشتر برای جلوگیری از برق گرفتگی صورت میگیرد.

به عبارتی بهتر با وصل کردن تمام دستگاه های برقی صنعتی , مخابراتی و خانگی  با سیم اتصال به چاه ارت یک سیستم ارتینگ را به وجود آورده ایم.

هدف از اجرای سیستم ارتینگ جلوگیری از نشتی جریان الکتریکی و مدارات الکتریکی و جلوگیری از برق گرفتگی است که این مسئله در صنعت برق امر مهم و ضروری به حساب می آید.

در وصل کردن چاه ارت جریان الکتریکی باید دقت قابل توجهی انجام شود گاها شده است که در مواردی این سیم اتصال را به جای نادرستی متصل کرده اند که کار بسیار پر خطر و کشنده ایی است.

درهنگام اتصال کامل سیم های فاز به سیم ارت فیوز مربوط به آن فاز عمل کرده و جریان را قطع می کند ودر هنگام اتصال کامل سیم نول به سیم ارت اگر مدار ارتینگ دارای فیوز محافظ جان(FI)باشد،این فیوز از ۳۰ میلی آمپر نشتی جریان به بالا را قطع می کند وباعث قطع کامل جریان فاز و نول میشود.

لازم به ذکر است که سیم ارت و سیم نول به ظاهر از نظر اینکه بی برق هستند بسیاربه یکدیگر شبیه هستندولی در عمل دوسیم مستقل از هم وعملکردی متفاوت از یکدیگر دارند, و هیچگاه نمی توان از یکی بجای دیگری استفاده کرد.

سیستم ارتینگ امروزه کاربردی همانند خود برق را داراست و از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است.چنانکه در مخابرات به سیستمهای ارتینگ بسیار حساس و دقیق برای جلوگیری نویز در شبکه نیاز است و نیز در شبکه های انتقال و توزیع برق کاربرد فراوان دارد؛ شبکه های برق گیر بدون سیم ارت عملا بلا استفاده هستند.
انواع چاه ارت

۱- چاه ارت عمقی ۲- چاه ارت سطحی
چاه ارت عمقی

در چاه ارت عمقی به طور معمول یک چاه با عمق زیاد حفاری میشود و سیستم ارتینگ پیاده سازی میشود. البته در این روش باید بتوان در اطراف سایت امکان حفاری چاه با اعماق زیاد را داشته باشیم .

چاه ارت سطحی

در چاه ارت سطحی زمانی که ما نمیتوانیم چاه با اعماق وسیع حفاری کنیم کاربرد دارد و معمولا تا عمق ۸۰ سانتیمتر قابل انجام است.

شرایط استفاده از چاه ارت سطحی و روش راه اندازی آن

از نظر مکانی به مکان هایی که :

ـ حداقل فضایی باید در اطراف سایت وجود داشته باشد تا امکان اجرای چاه ارت سطحی ممکن باشد.

ـ از نظر ارتفاعی باید از سطح دریا پایین تر باشد.

ـ  اطراف سایت دارای پستی و بلندی های کمی باشد.

ـ بین دکل و سایت تقریبا یک فاصله ی زیادی وجود داشته باشد

هرچند که روش چاه ارت سطحی دارای مزایایی است اما اجرای ارت به روش های زیر دارای ارجحیت بیشتری است:

۱-ROD 2-RING  ۳- پنجه ای (شعاعی)۴-مختلط ۵- حلزونی ۶- الکتروشیمیایی ۷- شبکه ای

در سایتهای کامپیوتری زمین مناسب از دو بابت حائز اهمیت می‌باشد :

الف ـ حفاظت در مقابل صاعقه و اضافه ولتاژها

ب ـ هم پتانسیل بودن تجهیزات نصب‌شده در سایت و کارکرد صحیح آنها بخصوص تجهیزات دیجیتال و انتقال دیتا با توجه به بکارگیری تجهیزات کامپیوتری جدید  لازم است به موضوع ارت و روش اجرای اصولی آن اهمیت بیشتری داده شود تا در آینده از آسیب رسیدن به نیروی انسانی و تجهیزات کامپیوتری پیشگیری شده و از عملکرد صحیح تجهیزات اطمینان داشته باشیم .

لزوم استفاده از سیستم ارت :

به منظور حفاظت افراد و دستگاهها ، اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه که باعث صدمه دیدن دستگاهها و افراد می‌شود ، همچنین ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با دکلهای کامپیوتری را باید در جایی خنثی نمائیم . به همین منظور استفاده از سیستم ارت و حفاظت از تجهیزات بسیار لازم و ضروری است بعلاوه با افزایش استفاده از سیستمهای دیجیتالی و حساس ، لزوم بازنگری در طراحی ، نصب و نگهداری سیستمهای حفاظتی گراندینگ وجود دارد. به طور خلاصه اهداف بکارگیری سیستم ارتینگ یا گراندینگ عبارتند از :

الف ـ حفاظت و ایمنی جان انسان

ب ـ حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی

ج ـ فراهم آوردن شرایط ایده‌ال جهت کار

د ـ جلوگیری از ولتاژ تماسی

ه ـ حذف ولتاژ اضافی

و ـ جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه

ز ـ اطمینان از قابلیت کار الکتریکی

الف ـ انتخاب محل چاه ارت :

چاه ارت را باید در جاهایی که پایین‌ترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی‌الامکان در عمق کمتری وجود داشته باشد و یا در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند مانند زمینهای چمن ، باغچه‌ها و فضاهای سبز حفر نمود.

ب- عمق چاه :

با توجه به مقاومت مخصوص زمین ، عمق چاه از حداقل ۴ متر تا ۸ متر و قطرآن حدودا ۸۰ سانتیمتر می تواند باشد. در زمین هایی که با توجه به نوع خاک دارای مقاومت مخصوص کمتری هستند مانند خاکهای کشاورزی و رسی عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر بوده و در زمینهای شنی و سنگلاخی که دارای مقاومت مخصوص بالاتری هستند نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر می باشد. برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک از دستگاههای خاص استفاده می گردد. در صورتی که تا عمق ۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم . بطور کلی عمق ۶ مترو قطر حدود ۸۰ سانتیمتر برای حفر چاه پیشنهاد می گردد. محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاک در جدول زیر آمده است.

ج ـ مصالح مورد نیاز :

مصالح مورد نیاز و مشخصات آن برای اجرای چاه در جدول زیر آمده است.

نکته : صفحه مسی به ابعاد ۵/.*۴۰*۴۰ سانتیمتر برای مناطق شمالی کشور و ۵/۰*۵۰*۵۰ سانتیمتر برای مناطق نیمه خشک مانند تهران و ۵/۰*۷۰*۷۰ سانتیمتر برای مناطق کویری استفاده شده باشد . از صفحه مسی با ضخامت ۳ یا ۴ میلیمتر نیز می توان استفاده نمود.

د – اتصال سیم به صفحه مسی :
اتصال سیم به صفحه مسی بسیار مهم می باشد و هرگز و در هیچ شرایطی نباید این اتصال تنها با استفاده از بست ، دوختن سیم به صفحه و یا … برقرار گردد.بلکه حتما باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از ۲ عدد بست سیم به صفحه بسته شده و محکم گردد.
برای جوش دادن قطعات مسی به یکدیگر از جوش برنج یا نقره استفاده شود و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش (Cad weld) استفاده گردد .

ه – حفر چاه ارت :
با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب (با توجه با راهنمای انتخاب محل چاه ارت ) حفر گردد. شیاری به عمق ۶۰سانتیمتر از چاه تا پای دکل برای مسیر سیم چاه ارت تا برقگیر روی دکل همچنین برای سیم ارت داخل ساختمان حفر نمائید. در صورتی که مسیر ۲ سیم مشترک باشد بهتر است مسیر دو سیم ایزوله گردند. همینطور مسیر سیمها باید کوتاهترین مسیر بوده و سیم میله برقگیر و ارت حتی الامکان مستقیم و بدون پیچ و خم باشد و نبایستی خمهای تند داشته باشد و در صورت نیاز به خم زدن سیم در طول بیش از ۵۰ سانتیمتر انجام گردد.

و – پر نمودن چاه ارت :
۱-  حدود ۲۰ لیتر محلول آب و نمک تهیه و کف چاه میریزیم بطوریکه تمام کف چاه را در برگیرد بعد از ۲۴ ساعت مراحل زیر را انجام می دهیم.
۲-به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از ته چاه را با خاک رس و یا خاک نرم پر مینمائیم.
۳- به مقدار لازم (حدود ۴۵۰کیلو گرم معادل ۱۵ کیسه ۳۰ کیلو گرمی)بنتونیت را با آب مخلوط کرده و بصورت دوغاب در میاوریم و مخلوط حاصل را به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از کف چاه میریزیم هر چه مخلوط حاصل غلیظ تر باشد کیفیت کار بهتر خواهد بود.
۴-صفحه مسی را به ۲ سیم مسی نمره ۵۰ جوش میدهیم این سیمها یکی به میله برقگیر روی دکل و دیگری به شینه داخل ساختمان خواهد رفت بنابراین طول سیم ها را متناسب با طول مسیر انتخاب می نمائیم.
۵- صفحه مسی را بطور عمودی در مرکز چاه قرار می دهیم
۶- اطراف صفحه مسی را با دوغاب تهیه شده تا بالای صفحه پر می نمائیم
۷- لوله پلیکای سوراخ شده را بطور مورب در مرکز چاه و در بالای صفحه مسی قرار می دهیم و داخل لوله پلیکا را شن میریزیم تا ۵۰ سانتیمتر از انتهای لوله پر شود این لوله برای تامین رطوبت ته چاه می باشد و در فصول گرم سال تزریق آب از این لوله بیشتر انجام گردد. لازم بذکر است در مواردی که چاه ارت در باغچه حفر شده باشد و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا کلا در جاهایی که رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین گردد نیازی به قراردادن لوله نمی باشد .
۸- بعد از قراردادن لوله پلیکا به ارتفاع ۲۰ سانتیمتر از بالای صفحه مسی را با دوغاب آماد شده پر مینمائیم.
۹-الباقی چاه را هم تا ۱۰ سانتیمتر بر سر چاه مانده ، با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده کشاورزی پر می نمائیم و ۱۰ سانتیمتر از چاه را برای نفوذ آب باران و آبهای سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می نمائیم . روئ چاه مخصوصا در مواقعی که از لوله پولیکا استفاده نمی گردد نباید آسفالت شده و یا با سیمان پر گردد.
۱۰-داخل شیار های حفاری شده را با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم معمولی و یا خاک معمولی مخلوط با بنتونیت پر نمائید .

در صورت تمایل برای راه اندازی چاه ارت استاندارد با آزمایش فنی خاک و بازدید رایگان می توانید از همکاران ما در سایت اتاق سرور دات کام راهنمایی بگیرید .

شینه کشی ارت

استاندارد IEEE100 توصیه هایی را برای طراحی الکتریکی سیستم های Bonding و Grounding ارائه می کند ، برای اتصال تجیهزات کامپیوتری و مخابراتی به سیستم Grounding ، باید یک شبکه اتصال یا Bonding عمومی (CBN) مانند ساختار مرجع سیگنال یا SRS که در استاندارد IEEE100 شرح داده شده است نصب شود .

این زیرساخت اتصال به زمین ، یک مرجع هم پتانسیل را برای اتاق کامپیوتر ایجاد می کند و سیگنال های ناخواسته موجود در فضا با فرکانس بالا را کاهش می دهد . زیرساخت اتصال به زمین مرکز داده شامل یک شبکه رسانای شطرنجی مسی است که ضلع هر خانه |آن بین ۰.۶ تا ۳ متر است . و کل فضای اتاق سرور را می پوشاند ، قطر رسانا نباید کوچکتر مساوی ۶AWG باشد . این قبیل شبکه های متوانند هم از رساناهای لخت و هم از رساناهای عایق دارد استفاده کنند . در TIA توصیه به استفاده از سیم های عایق دار و لخت کردن آن صرفا در نقاط اتصال شده است .

عایق ها از ایجاد نقطه تماس ناخواسته و متناوب جلوگیری میکنند ، رنگ استاندارد صنعتی برای این عایق ها سبز است یا با رنگ سبز متمایز مطابق با استاندارد ANSI-J-STD-607-A مشخص می شوند .

در شینه کشی کف کاذب با توجه به ظرفیت و حجم بار مورد پیش بینی و محاسبه با استفاده از تسمه های با خلوص بالای مس و اندازه مناسب شبکه ای متصل به هم برقرار می شود تا بار الکترو استاتیک زمین و بار ارت رک ها و شاسی ها جمع آوری و به چاه ارت منتقل شود ، لازم به توضیح است نحوه انتخاب صحیح ضخامت و عرض تسمه مسی بسیار مهم است .  همچنین در هر مرحله از این مش به هم متصل هر چه به قسمت یکی شدن و جمع آوری بار نزدیک می شویم شبکه باید یا قطور تر و یا کلفت تر در سطح مقطع باشد تا بتواند مجموع خروجی بیشتر را از شینه بندی به بیرون منتقل کند .

سایت اتاق سرور دات کام تمامی خدمات مربوط به برق شینه کشی ارت را نیز برای مراکز داده های شما اجرا می نماید .