ارتینگ یا اتصال به زمین برای محافظت از شما در برابر شوک الکتریکی یا جریان برق الکتریکی استفاده می‌شود. اتصال به زمین را با ایجاد یک مسیر محافظ (هادی) برای جریان برق به زمین برقرار می‌کنند. همچنین این سیستم باعث می‌شود دستگاه محافظ (اعم از قطع کننده مدار یا فیوز) جریان الکتریکی را از مدار دارای خطا قطع کند.
به عنوان مثال؛ اگر یک اجاق گاز یا ماشین لباسشویی دارای بدنه‌ای با جریان خطای الکتریکی باشد، جریان خطا از طریق هادی‌های محافظ (سیم ارتینگ) به زمین متصل شده و دفع می‌شود و یک وسیله محافظ (فیوز یا قطع کننده مدار) جریان برق اجاق گاز را قطع می‌کند.
با وجود سیستم ارتینگ در اجاق گاز، ماشین لباسشویی یا هر وسیله برقی دیگری از ایجاد شوک الکتریکی (به هر کسی که آن را لمس می‌کند) در امان خواهید بود.
عملکرد سیستم ارتینگ
ارتینگ فرآیند انتقال جریان بیش از حد؛ جریان خطا از انرژی الکتریکی از طریق یک سیم با مقاومت کم مستقیم به زمین است. ارتینگ الکتریکی با اتصال قسمت غیر جریانی تجهیزات یا نول سیستم تغذیه به زمین انجام می‌شود. این عمل به انحراف مقدار بیش از حد جریان خطا به طور مستقیم به زمین کمک می‌کند و ایمنی دستگاه را تضمین می‌نماید.
هدف سیستم ارتینگ
- ایمنی انسان را در برابر هرگونه شوک الکتریکی بیش از حد، تضمین می‌کند.
- ایمنی وسایل الکتریکی را در برابر جریان‌های با بار الکتریکی بیش از حد تضمین می‌کند.
- از ایجاد آتش سوزی به دلیل اتصال الکتریکی محافظت می‌کند.
- از دستگاه‌ها و لوازم الکتریکی در برابر نوسانات با ولتاژ بالا و تخلیه بار محافظت می‌کند.
- یک مسیر جایگزین برای تخلیه بار الکتریکی بیش از حد ایجاد می‌کند.
- سیستم ارتینگ از وسایل الکتریکی و ساختمان در برابر صاعقه محافظت می‌کند.
- ارتینگ از خطر آتش سوزی، حریق، برق گرفتگی و سوختن مدارات الکتریکی در سیستم الکتریکی جلوگیری می‌کند.
کاربردهای سیستم ارتینگ
به طور کلی ضرورت استفاده از سیستم ارتینگ (اتصال به زمین) در سکوهای مختلفی همچون:
- سیستم روشنایی
- راه آهن‌ها
- بزرگراه‌ها
- تصفیه خانه‌ها
- نیروگاه‌ها
- کارخانجات تولید تجهیزات صنعتی و تاسیسات الکتریکی
- کارخانه سیمان
- کارخانه فولاد
- خانه‌ها و ساختمان‌ها با کاربری‌های مسکونی و تجاری
- و به طور کلی هر تاسیسات الکتریکی حساسی احساس می‌شود.
کاربرد انواع سیستم ارتینگ
هر نوع ارتینگی مزایا و معایب خاص خود را دارد و از هر یک در فضاها و مکان‌های با شرایط خاص استفاده می‌شود. به عنوان مثال؛ سیستم ارتینگ صفحه‌ای نصب آسانی دارد اما به سطح وسیعی نیاز دارد. ارتینگ میله‌ای برای خاک با مقاومت کم مناسب‌تر است اما ممکن است نصب آن در فضاهای فشرده چالش برانگیز باشد.
انواع سیستم ارتینگ فشار پایین و فشار قوی
به طور کلی سیستم‌های ارتینگ در دو دسته کلی؛ ارتینگ تک فاز و سه فاز تقسیم می‌شوند و در اتصال به زمین به انواع زیر طبقه بندی می‌شوند:
سیستم TN:
TN یا terre-Neatral از جمله سیستم‌های الکتریکی هستند که در آن قطعات رسانا یا ECP مستقیماً به یک نقطه زمینی منبع متصل می‌شوند. سیستم TN امپدانس‌های خطای پایینی دارند، اما به دلایل تعداد جریان‌های خطای بالاتر، خطر آسیب بیشتری (با خطر آتش سوزی بالا) دارند. علاوه بر این، الکترودهای زمین باید در فواصل منظم به هر هادی در سیستم وصل شوند تا از مشکلات ایمنی جلوگیری شود. سیستم‌های TN همچنین می‌توانند به انواع مختلفی از سیستم‌ها به ترتیب هادی‌ها دسته‌بندی شوند.
سیستم TN-S:
این پیکربندی، اولین نوع پیکربندی TN است. معمولاً در کاربردهای صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این سیستم دو سیم مختلف به عنوان یک هادی محافظ و یک هادی خنثی عمل می‌کنند و به یکی از ایمن‌ترین پیکربندی‌های سیستم TN تبدیل می‌شوند و حتی می‌توانند با هادی‌های انعطاف پذیر یا مجراهای کوچک‌تر نیز استفاده شوند.
سیستم TN-C:
دومین پیکربندی سیستم ارتینگ از نوع TN است. برخلاف پیکربندی سیستم TN-S، این پیکربندی شامل ترکیب محافظ اتصال به زمین و سیم نول (خنثی) در یک هادی واحد است. از مزایای استفاده از پیکربندی TN-C، به دلیل حذف یک قطب دستگاه و یک هادی کاهش هزینه‌ها است. اما این کاهش هزینه منجر به کاهش ایمنی و افزایش خطر آتش سوزی و اختلالات الکترومغناطیسی می‌شود.
سیستم TN-CS:
سیستم TN-CS آخرین نوع پیکربندی سیستم TN است. تمام مزایای سیستم‌های TN-C و TN-S را با هم ترکیب می‌کند. اما این سیستم به اندازه سیستم ارتینگ TN-S ایمن نبوده و همچنین به اندازه سیستم TN-C نیز ارزان نیست.
سیستم T-T:
سیستم الکتریکی TT یا terre-terre از جمله سیستم‌های ارتینگی هستند که در آنها بارهای تامین شده به الکترودهای زمینی متصل می‌شوند که مستقل از الکترودهای زمین، متصل به منبع هستند. این سیستم به نظارت مستمر نیاز نداشته اما یکی از کاستی‌های سیستم TT امپدانس حلقه بالا است که باعث ولتاژ پله‌ای بالا و جریان‌های نشتی می‌شود.
سیستم IT:
سیستم ارتینگ IT یک با قطعات جدا شده از زمین با یک نقطه اتصال به زمین از طریق امپدانس‌ها است که قسمت‌های رسانا در معرض تاسیسات الکتریکی یا به طور مستقل، یا به طور جمعی و یا با کمک سیستم‌های ارتینگ، آرت می‌شوند. ازجمله مزایای این سیستم؛ پایداری، قابلیت مانیتورینگ IMD، ایمنی و محافظت بالا در برابر برق گرفتگی، عایق بالا، هزینه‌های پایین نگهداری، تعمیر و خطای سیستمی محافظتی بسیار پایین است.
سیستم DC:
سیستم‌های DC یا جریان مستقیم نوعی ارتینگ سیستم یا جریان متناوب هستند که برای جریان مستقیم به جای AC طراحی شده‌اند. آنها معمولاً از طریق یک قطب مثبت و منفی با استفاده ازیک سیستم دو سیم به زمین متصل می‌شوند.