سیستم ارتینگ در ساختمان‌های اداری

به گزارش اقتصادتهران، سیستم ارتینگ (زمین‌زنی) در ساختمان‌های اداری، به عنوان یک جزء حیاتی در ایمنی و عملکرد الکتریکی، به منظور حفاظت از تجهیزات و افراد در برابر خطرات ناشی از برق‌گرفتگی و صاعقه طراحی شده است. در ادامه، به جزئیات این سیستم پرداخته می‌شود:

جوش کدولد

اهداف سیستم ارتینگ:

1. حفاظت از تجهیزات:

– کاهش خطر آسیب به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در صورت بروز نوسانات ولتاژ یا صاعقه.

2. ایمنی افراد:

– جلوگیری از برق‌گرفتگی افراد در صورت بروز خطاهای الکتریکی.

3. کاهش نویز الکتریکی:

– بهبود کیفیت سیگنال‌های الکتریکی با کاهش نویز و تداخل.

اجزای اصلی سیستم ارتینگ:

1. الکترودهای زمین:

– میله‌های فلزی یا صفحات مسی که در عمق زمین نصب می‌شوند و انرژی الکتریکی را به زمین منتقل می‌کنند.

2. کابل‌های زمین:

– کابل‌هایی که بین تجهیزات الکتریکی و الکترودهای زمین ارتباط برقرار می‌کنند.

3. تابلوهای ارتینگ:

– تابلوهایی که سیستم‌های ارتینگ را مدیریت و نظارت می‌کنند.

مراحل نصب سیستم ارتینگ:

1. بررسی محل:

– انتخاب مکان‌های مناسب برای نصب الکترودها با توجه به نوع خاک و رطوبت آن.

2. نصب الکترودها:

– الکترودها باید در عمق مناسب و به صورت افقی یا عمودی نصب شوند.

3. اتصال کابل‌ها:

– اتصال کابل‌های زمین به تجهیزات الکتریکی و الکترودها به گونه‌ای که اتصالات محکم و ایمن باشند.

4. بازرسی و تست:

– پس از نصب، سیستم باید مورد بازرسی و تست قرار گیرد تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود.

استانداردها و ملاحظات:

– استانداردهای بین‌المللی: رعایت استانداردهایی مانند IEC 60364 و NFPA 70 (NEC) برای ایمنی و طراحی سیستم‌های ارتینگ ضروری است.

– نگهداری دوره‌ای: سیستم ارتینگ باید به‌طور منظم بازرسی و نگهداری شود تا کارایی و ایمنی آن تضمین شود.

نتیجه‌گیری:

سیستم ارتینگ در ساختمان‌های اداری نه تنها به حفاظت از تجهیزات و افراد کمک می‌کند، بلکه به بهبود عملکرد کلی سیستم‌های الکتریکی نیز می‌انجامد. اجرای صحیح و نگهداری منظم این سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است.

انتخاب الکترودهای مناسب برای سیستم ارتینگ بسیار مهم است و بسته به شرایط مختلف، انواع مختلفی از الکترودها وجود دارند.

در اینجا به چند نوع الکترود مناسب برای سیستم ارتینگ اشاره می‌کنیم:

1. میله‌های زمین (Ground Rods):

– مواد: معمولاً از مس یا فولاد با روکش مسی ساخته می‌شوند.

– طول: معمولاً بین ۲ تا ۳ متر طول دارند.

– استفاده: برای نصب در زمین و اتصال به سیستم ارتینگ.

2. صفحات زمین (Ground Plates):

– مواد: معمولاً از ورق‌های مسی یا فولادی گالوانیزه ساخته می‌شوند.

– ابعاد: معمولاً بزرگ‌تر از میله‌ها هستند و به صورت افقی در عمق زمین نصب می‌شوند.

– استفاده: در خاک‌های خشک یا با مقاومت بالا که میله‌ها به خوبی کار نمی‌کنند.

3. الکترودهای حلقه‌ای (Ground Rings):

– مواد: معمولاً از مس یا فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند.

– نحوه نصب: به صورت حلقه‌ای در دور ساختمان یا در عمق زمین نصب می‌شوند.

– استفاده: برای توزیع یکنواخت جریان زمین در اطراف ساختمان.

4. الکترودهای کمکی (Supplementary Electrodes):

– مواد: معمولاً از مس یا فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند.

– نحوه نصب: می‌توانند به صورت میله‌ها یا صفحات دیگری در نقاط مختلف زمین نصب شوند.

– استفاده: برای بهبود کارایی سیستم ارتینگ و کاهش مقاومت کل.

5. الکترودهای خاص (Special Electrodes):

– مواد: ممکن است از مواد خاصی مانند کربن یا آلیاژهای خاص ساخته شوند.

– استفاده: در شرایط خاصی مانند زمین‌های با مقاومت بالا یا خاک‌های خاص.

نکات مهم در انتخاب الکترود:

– مقاومت خاک: نوع و ویژگی‌های خاک (رطوبت، نوع خاک) در انتخاب الکترود تاثیرگذار است.

– قوانین و استانداردها: رعایت استانداردها و قوانین محلی مربوط به نصب سیستم‌های ارتینگ.

– طول عمر: انتخاب مواد با دوام و مقاوم در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی.

انتخاب صحیح الکترودها می‌تواند به بهبود کارایی و ایمنی سیستم ارتینگ کمک کند و از آسیب‌های الکتریکی جلوگیری کند.

مقاومت خاک عاملی کلیدی در سیستم‌های ارتینگ است و چندین عامل بر آن تأثیر می‌گذارند. در ادامه به مهم‌ترین این عوامل اشاره می‌شود:

1. رطوبت خاک:

– تأثیر: خاک‌های مرطوب عموماً دارای مقاومت کمتری نسبت به خاک‌های خشک هستند. رطوبت بالا به حرکت الکترون‌ها کمک می‌کند و در نتیجه، مقاومت پایین‌تری ایجاد می‌کند.

2. ترکیب نوع خاک:

– خاک‌های رس: معمولاً دارای مقاومت کمتری هستند و به خوبی جریان الکتریکی را هدایت می‌کنند.

– خاک‌های شنی: معمولاً مقاومت بالاتری دارند و ممکن است نیاز به استفاده از سیستم‌های ارتینگ قوی‌تر باشد.

– خاک‌های سنگی: به طور کلی مقاومت بالایی دارند و می‌توانند چالش‌هایی برای نصب سیستم ارتینگ ایجاد کنند.

3. دما:

– تأثیر: دما می‌تواند بر مقاومت خاک تأثیر بگذارد. به طور کلی، افزایش دما باعث کاهش مقاومت خاک می‌شود.

4. وجود مواد شیمیایی:

– تأثیر: برخی مواد شیمیایی مانند نمک‌ها (به‌ویژه در نزدیکی دریا) می‌توانند مقاومت خاک را کاهش دهند. این مواد می‌توانند به عنوان الکترولیت عمل کنند و هدایت الکتریکی را افزایش دهند.

5. عمق الکترود:

– تأثیر: عمق نصب الکترودهای زمین می‌تواند بر مقاومت تاثیر بگذارد. معمولاً با افزایش عمق، مقاومت کاهش می‌یابد، زیرا به لایه‌های خاک با رطوبت و ترکیب بهتر دسترسی پیدا می‌شود.

6. فشردگی خاک:

– تأثیر: خاک فشرده‌تر معمولاً مقاومت کمتری دارد. در مقابل، خاک‌های شل و غیر فشرده دارای مقاومت بالاتری هستند.

7. وجود ریشه‌ها و مواد آلی:

– تأثیر: مواد آلی و ریشه‌های گیاهان می‌توانند به تغییر مقاومت خاک کمک کنند. به عنوان مثال، مواد آلی می‌توانند به افزایش رطوبت و کاهش مقاومت کمک کنند.

8. تأثیرات انسانی:

– تأثیر: فعالیت‌های انسانی مانند حفاری، ساخت و ساز و استفاده از مواد شیمیایی می‌توانند ترکیب و ویژگی‌های خاک را تغییر دهند و بر مقاومت آن تأثیر بگذارند.

نتیجه‌گیری:

برای طراحی و نصب سیستم‌های ارتینگ مؤثر، درک و بررسی این عوامل بسیار مهم است. شناخت ویژگی‌های خاک در محل نصب به بهبود کارایی و ایمنی سیستم‌های ارتینگ کمک می‌کند.

اندازه‌گیری مقاومت خاک در محل نصب سیستم ارتینگ یک مرحله حیاتی برای طراحی و نصب مؤثر این سیستم‌ها است. برای اندازه‌گیری مقاومت خاک می‌توان از روش‌ها و ابزارهای مختلفی استفاده کرد. در ادامه به برخی از روش‌های متداول اشاره می‌شود:

1. روش چهار الکترود (Wenner Method):

– شرح: این روش یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری مقاومت خاک است و شامل چهار الکترود است که به ترتیب در یک خط قرار می‌گیرند.

– نحوه کار:

1. دو الکترود (A و B) به عنوان الکترودهای جریان استفاده می‌شوند و دو الکترود دیگر (M و N) برای اندازه‌گیری ولتاژ.
2. جریان الکتریکی از الکترودهای A و B عبور داده می‌شود و ولتاژ بین الکترودهای M و N اندازه‌گیری می‌شود.
3. مقاومت خاک با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

\[

R = \frac{2 \pi a V}{I}

\]

که در آن \(R\) مقاومت خاک، \(V\) ولتاژ اندازه‌گیری شده، \(I\) جریان عبوری و \(a\) فاصله بین الکترودها است.

2. روش دو الکترود (Two-Point Method):

– شرح: در این روش از دو الکترود برای اندازه‌گیری مقاومت استفاده می‌شود.

– نحوه کار:

1. دو الکترود به زمین متصل می‌شوند و جریان از یکی از آن‌ها عبور داده می‌شود.
2. ولتاژ اندازه‌گیری شده در الکترود دیگر ثبت می‌شود.
3. مقاومت خاک با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

\[

R = \frac{V}{I}

\]

که در آن \(V\) ولتاژ و \(I\) جریان است.

3. استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری مقاومت خاک:

– شرح: دستگاه‌های مخصوصی وجود دارند که به طور خودکار مقاومت خاک را اندازه‌گیری می‌کنند (مانند دستگاه‌های میگر).

– نحوه کار: این دستگاه‌ها با اتصال الکترودها به خاک و انجام محاسبات داخلی، مقاومت خاک را نمایش می‌دهند.

4. روش‌های ناپیوسته (Intermittent Method):

– شرح: این روش معمولاً برای اندازه‌گیری مقاومت خاک در نقاط مختلف استفاده می‌شود و شامل اندازه‌گیری در زمان‌های مختلف با شرایط محیطی متفاوت است.

نکات مهم:

– انتخاب محل: انتخاب مکان مناسب برای اندازه‌گیری، به‌ویژه در نزدیکی محل نصب الکترودهای زمین، بسیار مهم است.

– شرایط محیطی: رطوبت و دما می‌توانند بر اندازه‌گیری تأثیر بگذارند، بنابراین بهتر است در شرایط مشابه با زمان نصب اندازه‌گیری انجام شود.

– سازگاری: در صورت استفاده از دستگاه‌های خاص، اطمینان حاصل کنید که دستگاه با استانداردها و روش‌های مورد قبول سازگار است.

با استفاده از این روش‌ها، می‌توانید مقاومت خاک را به دقت اندازه‌گیری کرده و بر اساس آن، سیستم ارتینگ مناسبی طراحی کنید.

بله، علاوه بر روش‌های ذکر شده، روش‌های دیگری نیز برای اندازه‌گیری مقاومت خاک وجود دارد که می‌توانند بسته به شرایط خاص و نیازهای پروژه استفاده شوند. در ادامه به برخی از این روش‌ها اشاره می‌شود:

1. روش مایکروویو (Resistivity Measurement Using Microwave):

– شرح: این روش از تکنولوژی مایکروویو برای اندازه‌گیری مقاومت خاک استفاده می‌کند.

– نحوه کار: با ارسال سیگنال‌های مایکروویو به خاک و تحلیل بازتاب آن، می‌توان به مقاومت الکتریکی خاک پی برد.

2. روش دوقطبی (Dipole Method):

– شرح: این روش مشابه روش دو الکترود است اما با استفاده از دو جفت الکترود برای اندازه‌گیری مقاومت خاک در عمق‌های مختلف.

– نحوه کار: جریان از یک جفت الکترود عبور داده می‌شود و ولتاژ در جفت دیگر اندازه‌گیری می‌شود. این روش به ویژه در خاک‌های غیر همگن مفید است.

3. روش گراوی متری (Gravity Method):

– شرح: این روش از تغییرات گرانش برای تعیین ویژگی‌های زیرزمینی استفاده می‌کند و می‌تواند به تخمین مقاومت خاک کمک کند.

– نحوه کار: با اندازه‌گیری تغییرات گرانش در نقاط مختلف، می‌توان به ساختار زیرزمینی و ویژگی‌های خاک پی برد.

4. روش الکتروکاردیوگرافی (Electrical Resistivity Tomography – ERT):

– شرح: این روش به کمک تکنیک‌های توموگرافی، مقاومت خاک را در نقاط مختلف اندازه‌گیری می‌کند و تصویری سه‌بعدی از ویژگی‌های زیرزمینی ارائه می‌دهد.

– نحوه کار: با استفاده از چندین الکترود و تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده، می‌توان ساختار خاک و مقاومت آن را در عمق‌های مختلف به تصویر کشید.

5. روش سونداژ الکتریکی (Electrical Sounding):

– شرح: در این روش، مقاومت خاک در عمق‌های مختلف با استفاده از یک سیستم الکترودی اندازه‌گیری می‌شود.

– نحوه کار: با تغییر فاصله بین الکترودها، می‌توان مقاومت خاک را در عمق‌های مختلف اندازه‌گیری کرد.

6. روش اندازه‌گیری در شرایط خاص (Special Condition Measurements):

– شرح: در شرایط خاص مانند خاک‌های مرطوب یا یخ‌زده، می‌توان از روش‌های خاصی برای اندازه‌گیری استفاده کرد.

– نحوه کار: این روش‌ها ممکن است شامل استفاده از سنسورهای خاص یا تکنیک‌های حرارتی باشند.

نکات مهم:

– دقت و اعتبار: هر روش ممکن است در شرایط خاص خود دقت و اعتبار متفاوتی داشته باشد، بنابراین انتخاب روش مناسب بر اساس نیاز پروژه بسیار مهم است.

– هزینه: برخی از روش‌ها ممکن است به تجهیزات پیچیده‌تری نیاز داشته باشند که هزینه بیشتری به همراه خواهد داشت.

– تجربه و تخصص: در برخی از روش‌ها، نیاز به تخصص و تجربه در استفاده از تجهیزات و تحلیل داده‌ها وجود دارد.

استفاده از این روش‌ها می‌تواند به بهبود دقت و کارایی اندازه‌گیری مقاومت خاک کمک کند و اطلاعات دقیقی برای طراحی و نصب سیستم‌های ارتینگ فراهم آورد.