ارتینگ یا ارتینگ الکتریکی چیست؟
برق موجود در سیستم سیم‌کشی خانه شامل الکترون‌هایی است که از سیم‌های هادی جریان جاری می‌شوند و این برق همیشه در جستجوی کوتاه‌ترین راه ممکن برای بازگشت به زمین است. به همین دلیل است که اگر سیم ارت داشته باشد، اتصال به زمین به سیستم برق شما مسیر مستقیمی به زمین می‌دهد و از جریان‌یافتن برق در مسیر دیگر و شوک الکتریکی احتمالی آن جلوگیری می‌کند.
اتصال قطعات فلزی (رسانا) دستگاه یا تأسیسات الکتریکی به زمین (زمین) را ارتینگ یا اتصال به زمین یا سیستم ارت می‌نامند. به‌عبارت‌دیگر، اتصال قطعات فلزی ماشین‌آلات و دستگاه‌های الکتریکی که بدنه فلزی قابل‌لمس دارند به صفحه ارت یا الکترود ارت (که در زمین مرطوب مدفون است) از طریق یک سیم هادی ضخیم (که مقاومت بسیار کمی دارد) به‌منظور ایمنی به‌عنوان ارتینگ یا اتصال به زمین شناخته می‌شود.
در واقع سیستم ارت را می‌توان به‌عنوان اتصال نقطه خنثی یک منبع تغذیه به زمین به‌منظور جلوگیری یا به‌حداقل‌رساندن خطر در هنگام تخلیه انرژی الکتریکی نامید.
***انواع سیستم های ارتینگ یا هر یک از طرح‌های استاندارد عبارتند از IT ،TN-C ،TN-S ،TN-C-S که در ادامه هر یک را به طور مفصل توضیح خواهیم داد:
T برگرفته از کلمه لاتین TERRA به معنی زمین: وجود این حرف به معنی اتصال مستقیم به زمین است.
I برگرفته از کلمه INSULATUM به معنی ایزوله و جدا. به معنی عدم اتصال و یا عدم اتصال به زمین است.
N به معنی اتصال به زمین توسط شبکه الکتریکی است. که در برخی از شبکه‌های الکتریکی به صورت جدا TN-S و برخی به صورت مشترک TN-C است. و در برخی تاسیسات به صورت ترکیبی که به آن سیستم TN-C-S است.
C برگرفته از کلمه COMBINED این عبارت زمانی بکار می‌رود که نول و ارت بایکدیگر متصل شده باشند.
S برگرفته از کلمه SEPERATE زمانی استفاده می‌شود که نول و ارت از یکدیگر جدا و مجزا باشند.
1-سیستم IT:
در سیستم IT بخش تغذیه از زمین ایزوله شده و یا از طریق یک امپدانس به زمین متصل شده است. بخش هادی‌ها در دسترس تاسیسات الکتریکی مستقلا زمین شده‌اند. عموما این سیستم در مکان‌هایی مانند مراکز پزشکی و معادن، در جایی که منابع تغذیه بایستی حتی با وجود خطا در مدار باقی بمانند. همچنین در مکان‌هایی که اتصال به زمین مشکل باشد مانند ژنراتور متحرک.
2- سیستم TN-C:
در این سیستم هادی نول و حفاظتی یکی شده و تنها یک هادی به نام PEN در کل سیستم وجود دارد. چندین اتصال به زمین در طول سیستم وجود دارد. در این سیستم چندین اتصال زمین مورد نیاز است زیرا اگر نول به هر دلیلی قطع شود، در قسمت‌های هادی در دسترس در اتصالات تک فاز، ولتاژ بین فاز و ارت افزایش می‌یابد و در اتصالات سه فاز، بر اساس مقدار بار نامتعادل این ولتاژ تغیر می‌کند.
3-سیستم TN-S:
در این سیستم هادی‌های نول و حفاظتی در کل سیستم از یکدیگر جدا هستند. از معایب این سیستم این است که در زمانیکه هادی حفاظتی مدار باز شود هیچ اشکاری سازی وجود ندارد تا بتواند خطای ایجاد شده را مشخص نماید و تاسیسات بدون سیستم ارت خواهند ماند. در زمانی که خطای زمین بوجود آید در همه قسمت‌های هادی تاسیسات در دسترس، ممکن است ولتاژ به صورت خطرناکی افزایش یابد و در نتیجه تجهیزات حفاظتی خطای زمین به مانند حالتی که هیچ جریانی به زمین انتقال داده نمی‌شود عمل نکنند.
4- سیستم TN-C-S:
در این سیستم در بخش تغذیه هادی‌های نول و حفاظتی با هم یکی شده و تنها یک هادی به نام PEN وجود دارد ولی در بخش تاسیسات مصرف کننده، هادی‌های نول و حفاظتی از یکدیگر جدا می‌شوند. چندین اتصال زمین در طول این سیستم توصیه شده است.
این سیستم همچنین به سیستم حفاظتی ارت شده چندگانه معروف است. هادی PEN به عنوان هادی مشترک نول و ارت در بخش تغذیه ارت شده است. ارت چندگانه تضمین می‌کند که اگر هادی، به هر دلیلی مدار باز شود بخش‌های هادی در دسترس، همچنان ارت شده باقی می‌مانند. تحت چنین شرایطی، ولتاژ منبع تغذیه بین فاز تاسیسات و هادی نول به صورت اساسی کاهش می‌یابد و مصرف کننده‌ها تغییرات ولتاژ غیر قابل قبولی را تجربه می‌کنند.
چرا ارتینگ مهم است؟
هدف اصلی سیستم ارتینگ کاهش احتمال خطرات برق‌گرفتگی و حوادث احتمالی همچون آتش‌سوزی در ساختمان‌ها است. عوامل متعددی می‌توانند سبب ایجاد حوادثی ازاین‌دست شوند. بدنه بسیاری از وسایل برقی فلزی بوده و خرابی و اتصال کوتاه، مسیر برق روی بدنه وسیله برقی می‌تواند منجر به برق‌گرفتگی جدی شود. همچنین ایجاد بار الکتریکی ساکن روی وسیله برقی و تخلیه یک‌باره آن به بدن شخص در اثر تماس با قسمت فلزی وسیله برقی مورد دیگری است که می‌تواند منجر به شوک الکتریکی در فرد شود. در موارد دیگر و ایجاد یک اتصال کوتاه، حادثه جدی‌تری همچون آتش‌سوزی در محل را ممکن است به دنبال داشته باشد. حضور ارتینگ و اجرای صحیح آن در ساختمان‌ها سبب می‌شود بار اضافی جریان از مسیر مناسب به زمین تخلیه شود و از حوادث احتمالی آن جلوگیری شود.
ضرورت‌های فنی ایجاد سیستم ارتینگ در ساختمان چیست؟
در قسمت قبل در مورد اینکه سیستم ارتینگ چیست و چه کاربردی دارد صحبت کردیم. اکنون قصد داریم تعدادی از مهم‌ترین اهدافی را که سیستم اتصال به زمین برای آن‌ها انجام می‌شود فهرست کنیم:
محافظت در برابر بار اضافی الکتریکی
اغلب ما ممکن است در فصل بارندگی در معرض رعدوبرق قرار بگیریم. چنین رویدادهایی می‌توانند جریان برق بسیار خطرناکی تولید کنند که به وسایل خانه ما مانند تلویزیون، ماشین لباسشویی، یخچال و غیره آسیب می‌رساند. اگر در چنین مواقعی از سیستم ارت به‌درستی استفاده کنیم، برق اضافی بدون اینکه آسیبی به دستگاه وارد شود، مستقیماً به زمین می‌رود و دستگاه ما سالم می‌ماند.
سطوح ولتاژ را تثبیت می‌کند
هنگامی که در خانه، سیستم الکتریکی به‌صورت صحیح راه‌اندازی شود، توزیع برق مناسب در مکان‌های مختلف را برای شما آسان می‌کند. این موضوع باعث می‌شود که سیستم سیم‌کشی برق خانه در هر زمان اضافه‌بار نداشته باشد. سیستم ارت را می‌توان به‌عنوان یک نقطه مرجع مشترک برای منبع ولتاژ به‌منظور ایجادی سطح ولتاژ پایدار در سراسر سیستم الکتریکی در نظر گرفت.
زمین با کمترین مقاومت رفتار می‌کند
اهمیت و دلیل اصلی اینکه چرا باید یک وسیله برقی را در خانه یا محل کار خود به ارت وصل کنیم این است که زمین رسانایی عالی است که هر نوع برق اضافی را با حداقل مقاومت عبور می‌دهد.
از آسیب‌های جدی و مرگ جلوگیری می‌کند
