چاه ارت (Earthing Pit / Grounding Pit) در مهندسی برق، به بخشی از سیستم اتصال به زمین (Earthing System یا Grounding System) اطلاق می‌شود که به صورت یک حفره عمودی یا افقی در زمین ایجاد شده و شامل یک یا چند الکترود زمین (Earth Electrode) و مواد کاهنده مقاومت (در صورت نیاز) است. هدف اصلی آن ایجاد یک مسیر با امپدانس (مقاومت الکتریکی در جریان متناوب) بسیار پایین بین سیستم الکتریکی یا سازه‌های فلزی و جرم کلی زمین است.
این اتصال عمدی به زمین برای اهداف ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات ضروری است و به عنوان نقطه مرجع پتانسیل صفر (Zero Potential Reference) در سیستم‌های الکتریکی عمل می‌کند.
تعریف چاه ارت
چاه ارت، به زبان ساده، یک گودال یا حفره مهندسی‌شده در زمین است که با هدف ایجاد یک اتصال الکتریکی بسیار خوب و پایدار با جرم کلی کره زمین حفر و آماده‌سازی می‌شود. درون این چاه، اجزای خاصی قرار می‌گیرند که مهم‌ترین آن‌ها “الکترود زمین” است. این الکترود، که معمولاً به شکل صفحه، میله یا شبکه فلزی (غالباً از جنس مس یا فولاد با روکش مس) است، در تماس مستقیم با خاک یا مواد رسانای ویژه‌ای قرار می‌گیرد. هدف اصلی از ایجاد چاه ارت، فراهم کردن مسیری با کمترین مقاومت الکتریکی ممکن برای عبور جریان‌های خطا، ولتاژهای اضافی ناشی از صاعقه یا نوسانات شبکه، و جریان‌های نشتی ناخواسته از بدنه فلزی تجهیزات الکتریکی به سمت زمین است. زمین به دلیل حجم عظیم و پتانسیل الکتریکی تقریباً صفر، به عنوان یک مرجع ایمن و یک دریافت‌کننده نامحدود برای این جریان‌های ناخواسته عمل می‌کند. بنابراین، چاه ارت نقطه اتصال فیزیکی و الکتریکی سیستم ارتینگ یک سازه یا تأسیسات به جرم کلی زمین محسوب می‌شود.
در جهانی که زندگی روزمره و صنعت به طور فزاینده‌ای به انرژی الکتریکی وابسته است، تضمین ایمنی در برابر خطرات ناشی از برق، اهمیتی حیاتی دارد. سیستم‌های الکتریکی، علی‌رغم فواید بی‌شمار، می‌توانند در صورت بروز نقص یا شرایط پیش‌بینی‌نشده، به منبع خطرات جدی برای جان انسان‌ها و تجهیزات تبدیل شوند. یکی از بنیادی‌ترین و مؤثرترین راهکارها برای مدیریت این خطرات، ایجاد یک مسیر امن برای تخلیه جریان‌های ناخواسته به زمین است. اینجاست که مفهوم “چاه ارت” یا به طور کلی‌تر “سیستم ارتینگ” (Earthing System) یا “اتصال به زمین” (Grounding System) وارد می‌شود. چاه ارت، فراتر از یک الزام فنی صرف، سنگ بنای ایمنی الکتریکی در ساختمان‌ها، تأسیسات صنعتی، پست‌های برق و تقریباً هر مکانی است که با الکتریسیته سروکار دارد. درک صحیح چیستی، چرایی و چگونگی عملکرد چاه ارت، برای هر فردی که با سیستم‌های برقی در ارتباط است، از یک صاحب‌خانه گرفته تا یک مهندس برق متخصص، ضروری است.
عملکرد چاه ارت به چه صورتی است؟
اساس کار چاه ارت بر پایه قوانین فیزیک الکتریسیته، به‌ویژه قانون اهم و تمایل طبیعی جریان الکتریکی به حرکت در مسیری با کمترین مقاومت، استوار است. در یک سیستم الکتریکی سالم، جریان تنها در مسیرهای تعریف‌شده خود (فاز و نول) حرکت می‌کند. اما در شرایط خطا، مانند اتصال سیم فاز به بدنه فلزی یک دستگاه (اتصال کوتاه) یا بروز ولتاژهای بسیار بالا ناشی از صاعقه، یک مسیر جایگزین و خطرناک برای جریان ایجاد می‌شود. اگر سیستم ارتینگ مناسب و متصل به یک چاه ارت کارآمد وجود نداشته باشد، این جریان خطا ممکن است از بدن فردی که با دستگاه تماس پیدا می‌کند عبور کرده و باعث برق‌گرفتگی شدید یا مرگ شود. همچنین، این ولتاژها و جریان‌های کنترل‌نشده می‌توانند به قطعات حساس الکترونیکی در تجهیزات آسیب جدی وارد کنند.
با وجود یک سیستم ارتینگ صحیح که به چاه ارت متصل است، بدنه فلزی تمام تجهیزات الکتریکی و نقاط حساس سیستم از طریق یک هادی ارت (سیم یا تسمه مسی) به الکترود زمین در چاه ارت وصل می‌شوند. در صورت بروز خطا، جریان ناخواسته به جای عبور از بدن انسان یا آسیب رساندن به تجهیزات، مسیر کم‌مقاومت ایجاد شده توسط سیستم ارتینگ و چاه ارت را انتخاب کرده و به سمت زمین هدایت می‌شود. این افزایش ناگهانی جریان در مسیر ارت، همچنین باعث عملکرد سریع تجهیزات حفاظتی مانند فیوزها یا کلیدهای مینیاتوری (MCB) و کلیدهای محافظ جان (RCD/RCCB) شده و مدار را قطع می‌کند، که این خود سطح ایمنی را دوچندان می‌نماید.
مشخصات فنی یک چاه ارت استاندارد
🔹 مشخصات فنی مهم برای اجرای چاه ارت استاندارد
| مشخصه | مقدار پیشنهادی |
|---|---|
| مقاومت نهایی چاه ارت | کمتر از 2 اهم |
| عمق چاه | 3 تا 6 متر (بسته به جنس خاک) |
| سایز صفحه مسی | 50×50 یا 60×60 سانتی‌متر، ضخامت 3 تا 5 میلی‌متر |
| قطر سیم ارت | حداقل 16 میلی‌متر مربع برای ساختمان مسکونی |
اهداف و مزایای کلیدی سیستم ارتینگ
لزوم استفاده از چاه ارت و سیستم ارتینگ متصل به آن، ناشی از نیاز مبرم به کنترل خطرات ذاتی الکتریسیته است. اهداف و مزایای اصلی اجرای این سیستم‌ها را می‌توان در چند بخش کلیدی دسته‌بندی کرد:
حفاظت از جان انسان در برابر برق‌گرفتگی
این مهم‌ترین و حیاتی‌ترین دلیل برای اجرای سیستم ارتینگ است. چاه ارت با فراهم کردن یک مسیر جایگزین و بسیار کم‌مقاومت برای جریان‌های خطا، از عبور این جریان‌ها از بدن افرادی که ممکن است با بدنه برق‌دار شده تجهیزات تماس پیدا کنند، جلوگیری می‌کند. این اقدام ساده، تفاوت بین یک حادثه جزئی و یک فاجعه مرگبار را رقم می‌زند.
محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
ولتاژهای گذرا، نوسانات شدید شبکه و جریان‌های ناشی از صاعقه می‌توانند آسیب‌های جبران‌ناپذیری به تجهیزات گران‌قیمت الکتریکی و به‌ویژه قطعات حساس الکترونیکی وارد کنند. سیستم ارتینگ با هدایت این انرژی‌های مخرب به زمین، مانند یک سپر دفاعی عمل کرده و از تجهیزات محافظت می‌نماید، که منجر به افزایش طول عمر آن‌ها و کاهش هزینه‌های تعمیر و تعویض می‌شود.
تخلیه ایمن جریان‌های نشتی و ولتاژهای اضافی
در بسیاری از تجهیزات، به دلیل نقص در عایق‌بندی یا شرایط محیطی، ممکن است جریان‌های نشتی کوچکی به بدنه راه پیدا کنند. همچنین، پدیده‌هایی مانند القای الکترومغناطیسی یا الکتریسیته ساکن می‌توانند باعث تجمع بارهای الکتریکی ناخواسته شوند. چاه ارت مسیری دائمی برای تخلیه این جریان‌ها و ولتاژهای اضافی به زمین فراهم می‌کند و از بروز مشکلات بعدی جلوگیری می‌نماید.
بهبود عملکرد تجهیزات و کاهش نویز
در سیستم‌های مخابراتی، تجهیزات اندازه‌گیری دقیق، سیستم‌های صوتی و تصویری و مراکز داده، وجود یک نقطه مرجع پایدار با پتانسیل صفر (زمین) برای عملکرد صحیح و بدون نویز دستگاه‌ها ضروری است. سیستم ارتینگ مناسب، این مرجع را فراهم کرده و از تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) و فرکانس‌های رادیویی (RFI) می‌کاهد و به عملکرد دقیق‌تر و پایدارتر تجهیزات کمک می‌کند.
حفاظت در برابر صاعقه
اگرچه سیستم حفاظت در برابر صاعقه (Lightning Protection System) خود یک مقوله تخصصی است، اما بخش جدایی‌ناپذیر آن، سیستم ارتینگ قدرتمند و کارآمدی است که بتواند انرژی عظیم صاعقه را به سرعت و با ایمنی کامل به زمین منتقل کند. چاه ارت نقش کلیدی در این سیستم ایفا می‌کند.
انواع چاه ارت: روش‌های مختلف برای اتصال به زمین
اگرچه هدف نهایی همه انواع چاه ارت یکسان است (ایجاد اتصال کم‌مقاومت به زمین)، اما بسته به شرایط محیطی، نوع خاک، فضای در دسترس، میزان مقاومت مورد نیاز و الزامات پروژه، روش‌های مختلفی برای اجرای آن وجود دارد. متداول‌ترین انواع چاه ارت عبارتند از:
چاه ارت عمقی (Deep Earth Pit)
این روش، رایج‌ترین و در بسیاری موارد، مؤثرترین نوع چاه ارت است. در این روش، یک چاه با قطر نسبتاً کم (مثلاً ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر) و عمق زیاد (معمولاً بین ۳ تا ۸ متر، و گاهی بیشتر، بسته به مقاومت خاک) حفر می‌شود. الکترود زمین (معمولاً صفحه مسی) در عمق مناسب قرار گرفته و اطراف آن با مواد کاهنده مقاومت (مانند بنتونیت) پر می‌شود. این روش به دلیل دسترسی به لایه‌های عمیق‌تر و مرطوب‌تر خاک، معمولاً مقاومت پایین‌تر و پایدارتری را فراهم می‌کند، به‌ویژه در مناطقی با خاک سطحی خشک یا سنگی.
چاه ارت سطحی (Shallow/Horizontal Earth Pit)
زمانی که امکان حفر چاه عمیق وجود ندارد (مثلاً به دلیل وجود سنگ بستر در عمق کم، سطح آب زیرزمینی بالا، یا محدودیت فضا)، از روش سطحی استفاده می‌شود. در این روش، یک یا چند ترانشه (کانال) با عمق کمتر (معمولاً بین ۰.۵ تا ۱.۵ متر) حفر شده و الکترودهای زمین به صورت افقی در آن قرار می‌گیرند. این الکترودها می‌توانند به شکل سیم مسی لخت (شعاعی یا شبکه‌ای)، تسمه مسی یا حتی میله‌های ارت کوبیده شده به صورت افقی یا با زاویه باشند. برای رسیدن به مقاومت مطلوب، ممکن است طول ترانشه‌ها و تعداد الکترودها بیشتر از روش عمقی باشد.
سایر روش‌ها
روش‌های دیگری مانند چاه ارت حلقه‌ای (Ring Earth)، که شامل یک هادی ارت مدفون در اطراف فونداسیون ساختمان است، یا چاه ارت سبدی (Basket Earth) و روش‌های ترکیبی نیز وجود دارند که در کاربردهای خاص صنعتی یا برای دستیابی به مقاومت‌های بسیار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب روش مناسب نیازمند بررسی دقیق شرایط پروژه و محاسبات مهندسی است.
اجزای اصلی تشکیل‌دهنده چاه ارت
یک سیستم چاه ارت استاندارد از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش مشخصی در عملکرد کلی سیستم دارند:
الکترود زمین (Earth Electrode)
این جزء اصلی‌ترین بخش چاه ارت است که وظیفه برقراری تماس الکتریکی مستقیم با زمین را بر عهده دارد. انتخاب نوع و ابعاد الکترود به روش اجرای چاه، مقاومت مورد نیاز و شرایط خاک بستگی دارد.
- صفحه مسی (Copper Plate): یکی از رایج‌ترین الکترودها برای چاه ارت عمقی است. این صفحات معمولاً از مس خالص با ضخامت و ابعاد استاندارد (مثلاً ۵۰x۵۰ سانتی‌متر یا ۷۰x۷۰ سانتی‌متر با ضخامت ۳ تا ۵ میلی‌متر) ساخته می‌شوند.
- میله ارت (Earth Rod): میله‌های فلزی (معمولاً فولادی با روکش ضخیم مس یا تمام مس) هستند که به صورت عمودی در زمین کوبیده می‌شوند. از میله ارت هم به عنوان الکترود اصلی (در روش میله‌ای که گاهی جایگزین چاه ارت می‌شود) و هم به عنوان الکترود کمکی یا در روش‌های سطحی استفاده می‌شود.
- الکترودهای دیگر (لوله‌ای، سیم، شبکه‌ای): بسته به طراحی، از الکترودهای لوله‌ای مسی یا گالوانیزه، سیم مسی لخت (به‌ویژه در روش سطحی یا حلقه‌ای) یا شبکه‌های مسی مدفون نیز استفاده می‌شود.
هادی ارت (Earth Conductor)
سیم یا تسمه مسی است که اتصال الکتریکی بین الکترود زمین در چاه ارت و شینه اصلی ارت (Main Earthing Terminal) در ساختمان یا تابلو برق را برقرار می‌کند. این هادی باید دارای سطح مقطع مناسب (بسته به جریان خطا و استانداردها) و بدون روکش باشد تا حداکثر تماس با مواد کاهنده را داشته باشد.
مواد کاهنده مقاومت زمین (Soil Resistivity Reducing Materials)
خاک به خودی خود ممکن است مقاومت الکتریکی بالایی داشته باشد، به‌ویژه اگر خشک یا سنگی باشد. برای کاهش مقاومت در اطراف الکترود و بهبود کارایی چاه ارت، از مواد خاصی استفاده می‌شود.
- بنتونیت (Bentonite): متداول‌ترین و مؤثرترین ماده کاهنده است. بنتونیت نوعی خاک رس با خاصیت جذب آب بسیار بالا و هدایت الکتریکی خوب است. این ماده پس از مخلوط شدن با آب به صورت دوغاب غلیظ درآمده و فضای اطراف الکترود را پر می‌کند، تماس الکتریکی را بهبود بخشیده، رطوبت را حفظ کرده و از خوردگی الکترود نیز تا حدی جلوگیری می‌کند. معمولاً از بنتونیت اکتیو شده یا فرآوری شده مخصوص چاه ارت استفاده می‌شود.
- ژل کاهنده مقاومت (Conductive Gel): مواد شیمیایی با پایه پلیمری هستند که هدایت الکتریکی بسیار خوبی دارند، رطوبت را جذب و حفظ می‌کنند و نیازی به مخلوط کردن با آب ندارند. این مواد معمولاً گران‌تر از بنتونیت هستند اما در شرایط خاص یا برای دستیابی به مقاومت‌های بسیار پایین کاربرد دارند.
- مواد سنتی (نمک و ذغال – با ذکر معایب): در گذشته از مخلوط نمک و ذغال برای کاهش مقاومت استفاده می‌شد. اگرچه این مواد در کوتاه‌مدت مقاومت را کاهش می‌دهند، اما به دلیل خاصیت خورندگی شدید نمک (که باعث از بین رفتن سریع الکترود و اتصالات می‌شود) و شسته شدن سریع با آب، استفاده از آن‌ها امروزه به هیچ وجه توصیه نمی‌شود و غیراستاندارد تلقی می‌گردد.
اتصالات (Connections)
اتصال محکم و پایدار بین هادی ارت و الکترود زمین بسیار حیاتی است. این اتصال باید مقاومت الکتریکی ناچیز داشته و در برابر خوردگی مقاوم باشد. برای این منظور از کلمپ‌های مخصوص مسی یا برنجی، یا روش جوش احتراقی (اگزوترمیک یا کدولد – Cadweld) استفاده می‌شود. جوش کدولد اتصالی مولکولی و بسیار پایدار ایجاد می‌کند و بهترین گزینه محسوب می‌شود.
جعبه تست ارت (Earth Pit Test Box/Chamber)
یک محفظه کوچک (معمولاً از جنس بتن، پلاستیک فشرده یا چدن) است که در سطح زمین و بالای چاه ارت نصب می‌شود. این جعبه امکان دسترسی آسان به نقطه اتصال هادی ارت به الکترود را برای انجام تست‌های دوره‌ای مقاومت چاه ارت فراهم می‌کند، بدون نیاز به حفاری مجدد.
لوله محافظ (Protective Pipe )
گاهی برای محافظت فیزیکی از بخشی از هادی ارت که از چاه خارج شده و به سمت ساختمان می‌رود، از یک لوله غیرفلزی (مانند لوله پلیکا یا PVC) استفاده می‌شود.
مراحل کلی اجرای چاه ارت استاندارد
اجرای صحیح و استاندارد چاه ارت نیازمند دقت و رعایت اصول فنی است. مراحل کلی اجرای یک چاه ارت عمقی با الکترود صفحه‌ای به شرح زیر است (مراحل برای انواع دیگر ممکن است کمی متفاوت باشد):
- انتخاب محل مناسب و بررسی خاک: محل حفر چاه باید در مکانی باشد که اولاً امکان حفاری وجود داشته باشد، ثانیاً تا حد امکان مرطوب باشد (مانند باغچه، فضای سبز یا نقاطی که آب باران جمع می‌شود) و ثالثاً از مسیر لوله‌های آب، گاز و کابل‌های زیرزمینی فاصله داشته باشد. بررسی اولیه نوع خاک و مقاومت ویژه آن (در پروژه‌های بزرگ) به تعیین عمق و ابعاد چاه کمک می‌کند.
- حفاری چاه (تعیین عمق و ابعاد): چاه با قطر مناسب (مثلاً ۸۰ سانتی‌متر) تا عمق محاسبه شده یا تجربی (معمولاً ۳ تا ۶ متر یا بیشتر، تا رسیدن به لایه خاک مرطوب و مناسب) حفر می‌شود.
- آماده‌سازی و ریختن لایه اولیه مواد کاهنده: کف چاه با لایه‌ای از مواد کاهنده (مانند دوغاب بنتونیت یا مواد مشابه) به ضخامت حدود ۲۰ سانتی‌متر پوشانده می‌شود تا زیر صفحه مسی قرار گیرد.
- نصب الکترود زمین: صفحه مسی که قبلاً سیم ارت به آن متصل شده (ترجیحاً با جوش کدولد)، به صورت عمودی در مرکز چاه و روی لایه مواد کاهنده قرار داده می‌شود.
- اتصال هادی ارت به الکترود (اگر قبلاً انجام نشده): اگر اتصال از قبل برقرار نشده، در این مرحله با استفاده از کلمپ مناسب یا جوش کدولد، سیم ارت به صفحه مسی متصل می‌شود.
- پر کردن چاه با مواد کاهنده و خاک: اطراف الکترود به صورت لایه لایه با دوغاب بنتونیت (یا سایر مواد کاهنده) و خاک سرند شده (خاک نرم و بدون سنگ) پر می‌شود. هر لایه (مثلاً ۲۰ سانتی‌متر بنتونیت، ۲۰ سانتی‌متر خاک) باید به خوبی کوبیده شود تا تمام فضاهای خالی پر شده و تماس کامل بین الکترود، مواد کاهنده و خاک اطراف برقرار گردد. این کار تا حدود ۳۰ سانتی‌متری سطح زمین ادامه می‌یابد.
- نصب جعبه تست و اتصال نهایی: در بالای چاه، جعبه تست ارت نصب شده و سیم ارت از داخل آن عبور داده می‌شود. فضای باقی‌مانده اطراف جعبه با مصالح مناسب پر و محکم می‌شود. سپس هادی ارت به سمت شینه اصلی ارت ساختمان هدایت می‌شود.
- اهمیت مرطوب نگه داشتن (در صورت نیاز): در مناطق بسیار خشک، ممکن است برای حفظ رطوبت و کارایی چاه ارت در طول زمان، نیاز به تمهیداتی مانند ایجاد یک سیستم آبیاری قطره‌ای ساده یا شارژ دوره‌ای آب باشد (اگرچه استفاده از بنتونیت مرغوب تا حد زیادی این نیاز را کاهش می‌دهد).
ویژگی‌های یک چاه ارت استاندارد و مؤثر
یک چاه ارت خوب و استاندارد باید دارای ویژگی‌های زیر باشد تا بتواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد:
- مقاومت الکتریکی پایین: مهم‌ترین ویژگی یک چاه ارت، مقاومت الکتریکی آن نسبت به جرم کلی زمین است. این مقاومت باید تا حد امکان پایین باشد تا جریان خطا به راحتی به زمین منتقل شود. مقدار استاندارد مقاومت بسته به نوع کاربری متفاوت است (مثلاً زیر ۵ اهم برای سیستم‌های عمومی، زیر ۲ اهم برای تجهیزات حساس، و زیر ۱ اهم برای سیستم‌های حفاظت صاعقه)، اما هدف کلی، دستیابی به کمترین مقاومت ممکن با توجه به شرایط است.
- پایداری در شرایط مختلف محیطی: مقاومت چاه ارت نباید با تغییرات فصلی (خشکی، یخبندان) یا شرایط آب و هوایی به شدت تغییر کند. استفاده از عمق مناسب، مواد کاهنده مرغوب و طراحی صحیح به پایداری عملکرد کمک می‌کند.
- دوام و طول عمر بالا: اجزای چاه ارت، به‌ویژه الکترود و اتصالات، باید در برابر خوردگی ناشی از رطوبت و مواد شیمیایی موجود در خاک مقاوم باشند تا سیستم برای سال‌های طولانی کارایی خود را حفظ کند. استفاده از مواد باکیفیت (مس خالص، جوش کدولد) ضروری است.
عوامل مؤثر بر عملکرد و مقاومت چاه ارت
مقاومت نهایی یک چاه ارت به عوامل متعددی بستگی دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- مقاومت ویژه خاک (Soil Resistivity): این مهم‌ترین عامل است و به نوع خاک (رسی، شنی، سنگی)، ترکیبات شیمیایی و میزان فشردگی آن بستگی دارد. خاک‌های رسی و مرطوب معمولاً مقاومت کمتری نسبت به خاک‌های شنی، خشک یا سنگی دارند.
- رطوبت خاک (Soil Moisture): افزایش رطوبت به شدت مقاومت خاک را کاهش می‌دهد. به همین دلیل حفر چاه تا رسیدن به لایه مرطوب یا استفاده از مواد جاذب رطوبت مانند بنتونیت اهمیت دارد.
- دما (Temperature): در دماهای پایین (نزدیک به انجماد)، مقاومت خاک به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. حفر چاه در عمق کافی می‌تواند اثرات تغییرات دمای سطحی را کاهش دهد.
- ابعاد و نوع الکترود (Electrode Size and Type): افزایش سطح تماس الکترود با خاک (مثلاً استفاده از صفحه بزرگتر یا میله بلندتر) باعث کاهش مقاومت می‌شود. شکل الکترود نیز مؤثر است.
- عمق دفن الکترود (Burial Depth): دفن الکترود در عمق بیشتر، معمولاً به دلیل دسترسی به خاک با رطوبت و دمای پایدارتر و مقاومت ویژه کمتر، باعث کاهش مقاومت کلی می‌شود.
- کیفیت و نحوه استفاده از مواد کاهنده (Quality of Backfill Material): استفاده از بنتونیت مرغوب و پر کردن کامل فضای اطراف الکترود بدون ایجاد حفره، نقش بسیار مهمی در کاهش و پایداری مقاومت دارد.
تست چاه ارت: اطمینان از عملکرد صحیح
پس از اجرای چاه ارت و همچنین به صورت دوره‌ای (معمولاً سالانه یا طبق دستورالعمل‌های نگهداری)، باید مقاومت آن اندازه‌گیری شود تا از عملکرد صحیح و مطابقت با استانداردها اطمینان حاصل گردد. این کار با استفاده از دستگاه‌های ویژه‌ای به نام “ارت سنج” یا “تستر مقاومت زمین” (Earth Tester) انجام می‌شود.
متداول‌ترین روش تست، “روش افت ولتاژ” (Fall-of-Potential Method) یا روش سه نقطه‌ای است. در این روش، علاوه بر اتصال به چاه ارت اصلی، دو الکترود کمکی (میخ‌های فلزی) در فواصل معین از چاه ارت و از یکدیگر در زمین کوبیده می‌شوند. دستگاه ارت سنج جریانی را بین چاه ارت و یکی از الکترودهای کمکی برقرار کرده و افت ولتاژ را بین چاه ارت و الکترود کمکی دیگر اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از قانون اهم (R = V/I)، مقاومت چاه ارت محاسبه می‌شود. انجام تست‌های منظم و ثبت نتایج، برای اطمینان از ایمنی مداوم سیستم ضروری است.
مقدار ایده‌آل: زیر 2 اهم
اگر بیشتر بود:
- یا خاک خشک است
- یا اتصال سیم ارت مشکل دارد
- یا مواد کاهنده کافی نیستند
راهکارهایی برای کاهش مقاومت چاه ارت
- استفاده از بنتونیت مرغوب و مرطوب
- افزایش سطح تماس صفحه با خاک
- حفر چاه در مناطق مرطوب یا سایه‌دار
- اتصال چند چاه ارت به هم (سیستم موازی)
اهمیت بازرسی و تست دوره‌ای
عملکرد چاه ارت ممکن است به مرور زمان به دلیل خشک شدن خاک، خوردگی الکترود یا اتصالات، یا تغییرات در محیط اطراف دچار افت شود. بنابراین، بازرسی چشمی (وضعیت جعبه تست، اتصالات قابل مشاهده) و تست مقاومت به صورت دوره‌ای (مثلاً سالانه) برای اطمینان از کارایی مداوم سیستم ارتینگ و حفظ ایمنی، اکیداً توصیه می‌شود.
کلام نهایی
ایمنی برق یک ضرورت است، نه یک انتخاب. اگر مدیر ساختمان هستید یا به‌نوعی با تأسیسات برقی سر و کار دارید، احتمالاً با اصطلاح «چاه ارت» یا «سیستم ارتینگ» مواجه شده‌اید. چاه ارت یکی از مهم‌ترین و حیاتی‌ترین بخش‌های ایمنی برق در ساختمان‌هاست. اجرای اصولی و نگهداری صحیح از چاه ارت نه‌تنها جان انسان‌ها رو نجات می‌ده، بلکه تضمینی برای سلامت تجهیزات الکتریکی شماست. چاه ارت یا Earth Pit، یک سیستم تخلیه بار الکتریکی ناخواسته به زمین است. هدف آن این است که اگر اتصال بدنه (نشتی جریان) یا اختلاف پتانسیلی خطرناک در سیستم الکتریکی ایجاد شد، این جریان به جای عبور از بدن انسان، از طریق چاه ارت به زمین منتقل شود. اگر قصد اجرای چاه ارت دارید، حتماً با متخصصان این حوزه مشورت کنید تا علاوه بر رعایت استانداردها، خیالتون از بابت ایمنی راحت باشه.
