چاه ارت ساختمان یکی از مهمترین عناصر در سیستمهای برقی ساختمانها و تأسیسات الکتریکی است که هدف از چاه ارت ساختمان انتقال ایمن و تخلیه جریانهای الکتریکی ناشی از نوسانات برقی، بارهای اضافی اتصال کوتاه و یا صاعقه می باشد. یک سیستم ارتینگ کارآمد، نه تنها از ساکنان در برابر خطرات برق گرفتگی محافظت میکند، بلکه از تجهیزات الکترونیکی با ارزش در برابر نوسانات ولتاژ و آسیبهای ناشی از صاعقه نیز محافظت می کند.این سیستم با ایجاد یک مسیر امن و با کمترین مقاومت الکتریکی، جریانهای ناخواسته را به اعماق زمین هدایت میکند.
اجرای چاه ارت ساختمان تنها یک توصیه فنی نیست، بلکه یک ضرورت ایمنی و نیز یک الزام قانونی است، که اهمیت اجرای چاه ارت ساختمان را در چند مورد می توان خلاصه کرد:
۱ ـ حفاظت و ایمنی جان انسان
۲ـ حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
۳-پیشگیری از حوادث آتش سوزی
۴ ـ فراهم آوردن شرایط ایدهال جهت کار
۵ ـ جلوگیری از ولتاژ تماسی
۶ ـ حذف ولتاژ اضافی
۷ ـ جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
۸ ـ اطمینان از قابلیت کار الکتریکی
۹- کاهش افت ولتاژ و افت توان بر اثر عدم تعادل بار در سیستم
اجرای چاه ارت ساختمان مسکونی و سیستم ارتینگ اگرچه برای تمامی ساختمانهای مسکونی و صنعتی ضروری است، اما در ساختمان های مسکونی از حساسیت و اهمیت دوچندانی برخوردار است.از آنجا که در ساختمان های مسکونی ساکنین شامل کودکان، سالمندان و افراد با دانش برقی محدود هستند که ممکن است به طور ناخواسته با منابع برقدار خطرناک تماس پیدا کنند لذا وجود یک چاه ارت و سیستم ارتینگ برای ساختمان مسکونی به عنوان یک محافظ همیشگی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و لازم است. بنابراین، اجرای یک سیستم ارت مناسب برای ساختمان را نباید صرفاً یک هزینه، بلکه یک سرمایهگذاری اصولی برای حفاظت از جان افراد و حفظ اموال در نظر گرفت.
در زمان تعیین مکان چاه ارت ساختمان وعمق چاه ارت، میبایست به امکان یخ زدن سطح خاک در زمستان و خشک شدن آن در تابستان توجه ویژه داشته باشیم و با در نظر گرفتن آب و هوای هر منطقه، محل چاه ارت و عمق مؤثر چاه ارت را از سطحی که امکان یخ زدن و خشک شدن ندارد، به پایین در نظر گرفت. این موضوع به ویژه در اتصال الکترود زمینهای افقی (شبکه یا مشهای ارت که در عمق کمی اجرا میشوند) در خور توجه می باشد.
به طور کلی برای انتخاب محل حفر چاه ارت باید نکات زیر را بررسی کنید:
– خاک محل اجرای چاه ارت ساختمان باید رطوبت کافی داشته باشد که این تامین رطوبت میتواند تا حدودی از طریق لوله تزریق آب باشد. به منظور بهره گیری بیشتر از رطوبت طبیعی میتوان چاه ارت ساختمان را نزدیک باغچه و در فضاهای سبز اجرا کرد.
– در محل حفر چاه ارت ساختمان باید دریچهای برای تزریق جریان آب و تامین رطوبت در نظر گرفت.
– هرگز نمیتوان از چاه های آب نزولات جوی، فاضلاب و سایر چاههای جذبی به عنوان چاه ارت ساختمان استفاده کرد.
– هرگز الکترود ارت و چاه ارت ساختمان در زمین های آلوده ، دارای چربی و بتونی به زمین کوبیده نشود.
– تعداد و محل چاه ارت ساختمان باید مطابق با نقشه مهندسین ناظر و آمپراژ مصرفی باشد.-
مرغوب ترین نوع خاک برای اجرای چاه ارت ساختمان؛ خاکی است که تراکم و رطوبت بالا، مقاومت و اسیدیته کمی دارد.
– برای کاهش مقاومت الکتریکی خاک اطراف الکترود چاه ارت ساختمان از مواد کاهنده مقاومت استفاده میشود.
– میزان عمق چاه ارت ساختمان (در عمق زیاد) یعنی بیش از ۳ کتر که در ایران معمول است، اغلب با هدف رسیدن به لایه های نمناک زمین انجام می گردد که پیشنهاد می شود این کار توسط متخصصین در این حوزه تعیین شود.
– لازم به ذکر است برای حفر چاه ارت ساختمان و راهاندازی سیستم ارتینگ به استفاده از تجهیزات مناسب نیاز است که انتخاب مناسب تجهیزات چاه ارت هم با توجه به نوع چاه ارت ساختمان و شرایط محیط انجام میشود.
میدانیم که خاک از دانههایی با اندازههای مختلف تشکیل شده است که این دانهها در خاکهای دست نخورده، معمولاً به همدیگر فشرده شده و تودهای متراکم را به وجود میآورند. در این تودههای متراکم، دانههای خاک در همدیگر فرو رفته و فضای تهی قابل توجهی میان خودشان باقی نمیگذارند.
بنابراین، سطح تماس بین دانهها زیاد بوده و در نتیجه مقاومت الکتریکی کمی ایجاد میشود، در حالی که در خاکهای دستی و نامتراکم، فضاهای خالی زیاد بین دانههای خاک، سطح تماس کمی ایجاد میکند و به همین دلیل مقاومت الکتریکی زیادی پدید میآید. نکتهی دیگر این که هر چه دانههای خاک درشتتر باشند، فاصلههای خالی بیشتری بین آنها به وجود آمده و مقاومت الکتریکی را افزایش میدهد.
اکنون نکتهی بسیار مهم دیگری را مورد توجه قرار میدهیم و آن این که اثر مقاومت ویژهی خاکهای نزدیک و اطراف الکترود ارت در مقاومت چاه ارت، بسیار بیشتر از اثر خاکهای دور از آن است. توجه به این دو مطلب مهم نشان میدهد که اجرای چاه ارت در زمین دست نخورده اهمیت فوقالعادهای دارد و در صورت دستی بودن خاکهای سطحی، چاره آن است که نخست آن قدر پایین برویم تا به زمین دست نخورده برسیم و آنگاه کندن چاه ارت را در زمین دست نخورده، به اندازهی کافی ادامه دهیم. بدیهی است که تنها آن بخش از چاه ارت ساختمان که در خاک دست نخورده قرار دارد، ارزشمند و مؤثر بوده و عمق مؤثر چاه نیز برابر ارتفاع همان بخش است دقیقاً به همین دلیل است که در هنگام اجرای چاه ارت باید الکترولیت اطراف الکترود را به خوبی کوبیده و متراکم نمود.
زیرا این کار در کاهش مقاومت چاه، اثر فراوان دارد. با توجه به این که سیم متصل به الکترود ارت (که تا سطح خاک بالا میآید) نیز مانند یک الکترود میلهای عمل نموده و در کاهش مقاومت کلی چاه ارت مؤثر است، کوبیدن خاکهای لایههای بالاتر در زمان اجرای چاه ارت ساختمان از الکترود (اطراف سیم ارت) نیز میتواند در کاهش مقاومت چاه مؤثر باشد و هر چه آنها را بیشتر کوبیده و متراکم کنیم، نتیجهی بهتری حاصل میشود.
میدانیم که هدایت الکتریسیته در فلزات ناشی از جابهجایی الکترونهاست و در این کار هستههای اتمها در جای خود میمانند و جابهجا نمیشوند. ولی در غیرفلزاتی مانند خاک، قضیه به شکل دیگری است؛ در این مواد هدایت الکتریسیته ماهیت شیمیایی داشته و از املاح یونیزه شدهی موجود در آنها سرچشمه میگیرد.
همچنین، میدانیم که عبور جریان توسط یونها مستلزم حرکت و جابهجایی آنهاست. حال با توجه به این که یک یون، کل اتم را شامل میشود و اتمهای مواد جامد قادر به جابهجایی نیستند، خاک نیز در حالت جامد قادر به هدایت جریان برق نیست؛ ولی هنگامی که مقداری آب جذب خاک شود، املاح خاک، در این رطوبت حل و سپس یونیزه شده و آنگاه میتوانند عمل هدایت الکتریکی را انجام دهند.
به همین دلیل، خاکهای خشک یا یخ زده قادر به هدایت الکتریکی در چاه ارت نبوده و مقاومت بسیار زیادی از خود نشان میدهند. بر همین اساس، هنگام تعیین عمق چاه، میباید به امکان یخ زدن سطح خاک در زمستان و خشک شدن آن در تابستان توجه کرد و با در نظر گرفتن آب و هوای منطقه، عمق مؤثر چاه را از سطحی که امکان یخ زدن و خشک شدن ندارد، به پایین در نظر گرفت.
همان گونه که در تشریح اثر یخزدگی چاه ارت گفته شد، هدایت الکتریسیته در خاک ماهیت شیمیایی داشته و از املاح حل شده در رطوبت خاک سرچشمه میگیرد. بنابراین، هرچه رطوبت بیشتری در خاک چاه ارت موجود باشد، املاح بیشتری در آن حل شده و جابهجایی یونها نیز بهبود مییابد.
بنابراین، میزان هدایت آن نیز افزایش مییابد، ولی برخلاف انتظار، آندسته از خاکهای سطحی یا زیرزمینی که به طور دائم در معرض رطوبت فراوان قرار دارند (مانند بستر جویها و رودخانهها) دارای هدایت کمی هستند. زیرا آب و رطوبت بسیار زیاد موجود در این خاکها، به تدریج و به مرور زمان، املاح و حتی دانههای ریز این خاکها را شسته و با خود به جاهای دیگر برده است در نتیجه هدایت آنها به دلیل فقر املاح، اندک است.
پس با افزایش رطوبت خاک، هدایت آن افزایش مییابد؛ ولی هنگامی که مقدار این رطوبت بسیار زیاد شود، میزان هدایت کاهش خواهد یافت. پیش از این گفته شد که اثر مقاومت ویژه خاکهای نزدیک و اطراف الکترود ارت در مقاومت چاه، بسیار بیشتر از اثر خاکهای دور از آن است. بنابراین، بهتر است چاه ارت را آن قدر بکنیم تا به خاک مرطوب که دارای مقاومت کمی است برسیم و سپس درون خاک مرطوب نیز تا اندازهای حفاری را ادامه بدهیم.
به این ترتیب، الکترود ارت در محاصرهی خاکی بامقاومت کم قرار خواهد گرفت. به ویژه قابل توجه است که افزایش عمق چاه ارت از یک سو موجب کاهش مقاومت آن شده و از سوی دیگر در اعماق بیشتر معمولاً درصد رطوبت نیز افزایش یافته و به شکلی مضاعف موجب کاهش مقاومت الکتریکی آن میشود. ولی هرگز نباید کار را تا رسیدن به سفرههای آب زیرزمینی ادامه داد زیرا همان گونه که گفته شد، این کار اثر معکوس در مقاومت الکتریک چاه ارت ساختمان و یا محیط های صنعتی دارد.
معمولاً تعداد و فاصلهی چاههای ارت و محل احداث چاه ارت ، با توجه به مقاومت موردنظر، از سوی طراح محاسبه و تعیین میشود، ولی به دلیل آن که فرمولهای محاسبهی مقاومت چاه ارت اصولاً با فرض همگن بودن خاک نوشته شدهاند و در عمل با خاکها و زمینهای غیرهمگن مواجهایم، و همچنین به علت وجود برخی موانع و دشواریهای اجرایی، ممکن است مقاومت عملی چاهها با مقدار محاسبه شده تفاوت داشته و پس از اجرای چاه ارت (به منظور کاهش مقاومت چاه ارت) نیاز به اضافه کردن چاه ارت جدید داشته باشیم و گاهی نیز حین اجرای طرح، به دلیل وجود موانع عملی از قبیل وجود صخره یا لاشههای بزرگ بتنی در محل طراحی شده، ناگزیر از تغییر محل آن شویم.
از این رو، لازم است محلهای جدیدی برای احداث چاه ارت در نظر گرفته شود. به همین دلیل مهندس ناظر میبایست به نکات حائز اهمیت در جانمایی چاه ارت مسلط باشد. یکی از نکات مهم در این کار، رعایت فاصلهی لازم میان چاههای ارت است. میدانیم که هر چاه ارت دارای محدودهای در اطراف خود میباشد که در هنگام بروز خطا و جاری شدن جریان در الکترود ارت ،دارای ولتاژ خواهد شد .این محوده، حوزه ی مقاومت نامیده میشود. نکتهی مهم این است که دو چاه ارت تا حد ممکن از هم دور باشند و یا فاصلهی آنها دست کم به اندازهای باشد که حوزههای مقاومت آنها همپوشانی نداشته باشند.
سیستم ارت ساختمان یک شبکه ارتباطی الکتریکی هدفمند است که برای ایجاد اتصال ایمن بین بخشهای مختلف یک تأسیسات الکتریکی و زمین هسته مرکزی این سیستم، چاه ارت ساختمان است (میله، صفحه یا تسمه( از جنس مس یا فولاد گالوانیزه تشکیل شده که در عمق مشخصی از زمین قرار میگیرد.
عملکرد این سیستم بر یک اصل ساده اما حیاتی استوار است: زمین به عنوان یک رسانای بسیار بزرگ، پتانسیل الکتریکی صفر در نظر گرفته میشود. هنگامی که به دلیلی مانند خرابی عایقبندی یا اتصال کوتاه، بدنه یک دستگاه برقدار میشود، جریان الکتریکی به جای عبور از بدن انسان (که میتواند کشنده باشد)، از طریق سیم ارت به سمت الکترود زمین هدایت شده و در نهایت در زمین پخش میشود. این فرآیند بلافاصله باعث افزایش جریان و عمل کردن دستگاههای حفاظتی مانند فیوز یا کلید محافظ جان RCD خواهد شد.
میله ارت و یا عمق چاه ارت باید حداقل ۲ متر در زمین نصب شود.
الکترود های لوله ای بیشتر در آمریکای شمالی متداول می باشد و الکترودهای میله ای را بیشتر در اروپا می توان دید. مزیت اقتصادی الکترودهای قائم میله ای و لوله ای نسبت به سیم بسیار مشهود است ، زیرا مستقیما در سطح خاک ( یا در کف یک دریچه بازدید کم عمق ) کوبیده می شوند و نیازی به حفاری ندارند.
نکته: طول کوبیده شدن الکترو های قائم مانند اجرای رادکوبی ارت در زمین بکر نباید از ۲ متر کمتر باشد این در حالی است که برخی استانداردهای معتبر بین المللی در زمینه اجرای ارت و اجرای چاه ارت میله ای ساختمان حتی مقادیر بیشتری مانند ۵/۲ یا ۳ متر را توصیه کرده اند. ولی متاسفانه به دلیل آنکه عمده میله های موجود در بازار دارای ۵/۱ متر هستند، در سطح وسیعی به این نکته بی توجهی می شود و این الکترود به شکل یک اشتباه مصطلح در سیستم زمین ساختمان ها و در اجرای ارت ساختمان به کار رفته اند.
الکترودهای سیمی چند مفتولی که به عنوان اجرای چاه ارت سبدی معروف است در زمین به روش دفنی جهت اجرای چاه ارت نصب می شوند ، صرفا در مواردی که خاک دارای مقاومت مخصوص بالایی است، بهمراه الکترولیت مناسب به عنوان آلترناتیوی در کنار الکترود صفحه ای (چاه ارت) مطرح اند.
اجرای چاه ارت سبدی(الکترود سیمی) به صورت فنری با حداقل ۵ دور سیم مسی با مقطع حداقل ۳۵ میلی متر مربع بدون روکش در محیط یک استوانه فرضی به قطر حدود ۷۰ سانتی متر اجرای می شود.
(No Ratings Yet)
Loading...
