مقدمه
در حوزه نظام مهندسی ساختمان، یکی از مهم‌ترین مسائل که همیشه توجه ویژه‌ای به آن می‌شود، سیستم‌های اتصال به زمین است. اتصال به زمین نقش حیاتی در ایمنی، عملکرد صحیح تجهیزات و جلوگیری از خرابی‌ها و خطرات احتمالی ایفا می‌کند. در این مقاله به بررسی چهار نوع اتصال زمین شامل اتصال مرکز ستاره ترانس، اتصال بدنه فلزی تجهیزات، اتصال شیلد و فویل دستگاه‌های الکترونیکی، و همچنین اتصال ترمینال هوایی صاعقه گیر می‌پردازیم. همچنین نکات فنی در خصوص نحوه همبندی این سیستم‌ها، به ویژه در مواردی که خطر خوردگی وجود داشته باشد، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ضمنا کامل ترین پکیج آموزشی ویدیویی در این زمینه با عنوان سیستم ارت در نظام مهندسی ساختمان با تدریس محسن انتظاری مهندس پایه ارشد برق نظام مهندسی ساختمان و مدرس دانشگاه در همین وب سایت ارایه می شود.
1. ایمنی: اتصال مرکز ستاره ترانس یا نول به زمین
یکی از مهم‌ترین سیستم‌های اتصال به زمین در شبکه‌های برق، اتصال مرکز ستاره ترانس به زمین است. ترانسفورماتورها معمولاً به شکل ستاره به یکدیگر متصل می‌شوند. در این حالت، یکی از سه فاز باید به زمین متصل شود تا ایمنی شبکه برق تضمین شود. این نوع اتصال به‌ویژه در مواقعی که خطا در سیستم رخ می‌دهد، اهمیت دارد.
اتصال مرکز ستاره ترانس یا نول به زمین می‌تواند باعث کاهش خطرات ناشی از برق‌گرفتگی شود و از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری کند. این اتصال همچنین در مواقع بروز اتصال کوتاه، مانع از افزایش ولتاژ می‌شود و از آسیب به سایر تجهیزات جلوگیری به عمل می‌آورد. از این رو، رعایت استانداردهای مربوط به اتصال به زمین در ترانس‌ها برای ایجاد ایمنی در شبکه ضروری است.
2. حفاظتی: اتصال بدنه فلزی تجهیزات به زمین
در بسیاری از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، بدنه فلزی تجهیزاتی مانند تابلوهای برق، موتورها، و دستگاه‌های صنعتی به زمین متصل می‌شود تا در صورت بروز اتصال کوتاه یا خرابی در سیم‌کشی، هیچگونه ولتاژ اضافی به بدنه وارد نشود. این نوع اتصال به زمین، اتصال حفاظتی نامیده می‌شود و برای محافظت از انسان‌ها و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی بسیار حائز اهمیت است.
اتصال بدنه فلزی تجهیزات به زمین می‌تواند از برق‌گرفتگی جلوگیری کند و شرایطی ایمن برای اپراتورها و افرادی که در اطراف دستگاه‌ها کار می‌کنند، فراهم کند. این اتصال به‌ویژه در شرایطی که دستگاه‌ها در معرض خطرات خارجی مانند رعد و برق یا خرابی‌های داخلی قرار دارند، نقش حیاتی ایفا می‌کند. با اتصال بدنه به زمین، هیچ ولتاژ اضافی به بدنه دستگاه‌ها وارد نخواهد شد و از بروز مشکلات جدی جلوگیری خواهد شد. برای آشنایی بیشتر با این مبحث همه چیز در خصوص سیستم ارت حفاظتی در ساختمان‌ها را مشاهده کنید.
3. عملیاتی: اتصال شیلد، فویل و GND دستگاه‌های الکترونیکی و دیجیتال
در دستگاه‌های الکترونیکی و دیجیتال، عملکرد صحیح سیستم به شدت به نحوه اتصال به زمین بستگی دارد. شیلد و فویل‌های محافظتی که در بسیاری از این دستگاه‌ها به‌کار می‌روند، باید به درستی به زمین متصل شوند تا سیگنال‌های مزاحم و نویزهای الکتریکی از بین بروند و عملکرد دستگاه بهینه باشد.
اتصال صحیح شیلد، فویل و GND به زمین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این نوع اتصال به زمین، باعث کاهش تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) و نویزهای الکتریکی می‌شود که می‌تواند بر عملکرد صحیح دستگاه‌های حساس تأثیر بگذارد. همچنین، این اتصال به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد که عملکرد بهینه خود را حفظ کنند و عمر مفید دستگاه‌ها افزایش یابد. برای دستگاه‌های دیجیتال و الکترونیکی، استفاده از سیستم‌های زمین مناسب برای جلوگیری از مشکلات عملکردی ضروری است.
4. صاعقه گیر: اتصال ترمینال هوایی صاعقه گیر به زمین
صاعقه گیرها برای حفاظت از ساختمان‌ها و تأسیسات در برابر ضربه‌های ناشی از رعد و برق به‌کار می‌روند. اتصال ترمینال هوایی صاعقه گیر به زمین از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. وقتی که رعد و برق به ساختمان برخورد می‌کند، انرژی بسیار زیادی از این ضربه به دستگاه‌های مختلف وارد می‌شود که در صورت عدم اتصال صحیح به زمین، می‌تواند باعث خرابی شدید شود.
اتصال ترمینال هوایی صاعقه گیر به زمین به‌وسیله هادی نزولی به زمین، انرژی ناشی از رعد و برق را به‌طور امن از ساختمان خارج می‌کند و از خسارت‌های ناشی از این پدیده طبیعی جلوگیری به عمل می‌آورد. این اتصال باید به‌گونه‌ای طراحی شود که در برابر آسیب‌های احتمالی و همچنین شرایط جوی مختلف مقاوم باشد. برای اطلاع بیشتر برای این نوع اتصال زمین مقاله همه چیز درباره سیستم ارت مخصوص صاعقه گیر در نظام مهندسی ساختمان را مشاهده کنید.
همبندی چهار نوع اتصال به زمین
در سیستم‌های الکتریکی، تمامی انواع اتصال به زمین باید با هم همبند شوند تا ایمنی و عملکرد بهینه تجهیزات حفظ گردد. این همبندی به این معناست که اتصال‌ها باید به‌گونه‌ای انجام شوند که هیچگونه اختلاف پتانسیلی بین نقاط مختلف وجود نداشته باشد و هیچگونه جریانی از طریق بدن انسان یا دستگاه‌های حساس عبور نکند. این همبندی باید به‌ویژه در مواردی که خطر خوردگی وجود دارد، با دقت بیشتر انجام شود.
نکات مهم در اجرای اتصال به زمین
خطر خوردگی و استفاده از اسپارک گپ: در مواردی که اتصال زمین ممکن است به دلیل شرایط محیطی یا مواد استفاده‌شده در سیستم دچار خوردگی شود، باید از اسپارک گپ برای جلوگیری از این مشکل استفاده کرد. اسپارک گپ یک روش حفاظت از خوردگی است که از اتصال‌های مکانیکی و الکتریکی به صورت ایمن و مؤثر جلوگیری می‌کند.
فاصله‌گذاری اتصال زمین ایمنی و حفاظتی ترانس: برای جلوگیری از تأثیرات منفی و تداخل‌های الکتریکی، توصیه می‌شود که اتصال زمین ایمنی و حفاظتی ترانسفورماتور حداقل 20 متر از هم فاصله داشته باشد. این فاصله می‌تواند مانع از ایجاد مشکلات پیچیده در سیستم‌های برقی و کاهش کیفیت عملکرد شود.
نتیجه‌گیری
اتصال به زمین در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی از اهمیت بسیاری برخوردار است. هر نوع از اتصال به زمین، اعم از اتصال مرکز ستاره ترانس، اتصال بدنه فلزی تجهیزات، اتصال شیلد دستگاه‌ها و اتصال صاعقه گیر، باید با دقت و طبق استانداردهای جهانی طراحی و پیاده‌سازی شود. همچنین، همبندی صحیح این اتصالات می‌تواند از بروز خطرات جدی جلوگیری کرده و به عملکرد صحیح دستگاه‌ها و ایمنی شبکه برق کمک کند. در نهایت، رعایت نکات فنی همچون استفاده از اسپارک گپ در موارد خوردگی و فاصله‌گذاری مناسب اتصال‌های ایمنی و حفاظتی ترانس، ضروری است تا از بروز مشکلات و خطرات جلوگیری شود.
کامل ترین پکیج آموزشی ویدیویی در این زمینه با عنوان سیستم ارت در نظام مهندسی ساختمان با تدریس محسن انتظاری مهندس پایه ارشد برق نظام مهندسی ساختمان و مدرس دانشگاه در همین وب سایت ارایه می شود.