چاه ارت چیست؟

چاه ارت (Earth Pit) به سیستم یا ساختاری گفته می‌شود که از طریق آن، جریان‌های نشتی یا اضافه ولتاژها به زمین منتقل می‌شوند. این سیستم معمولاً شامل یک حفره در زمین، الکترودهای فلزی (مثل صفحه یا میله مسی) و مواد پرکننده با مقاومت پایین مانند بنتونیت یا خاک ذغال و نمک است.

هدف از اجرای چاه ارت، فراهم کردن یک مسیر ایمن برای تخلیه جریان‌های ناخواسته یا خطرناک (مانند جریان‌های صاعقه یا نشتی الکتریکی) به داخل زمین است تا از بروز شوک الکتریکی، آتش‌سوزی و آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.

چاه ارت به‌طور خلاصه به این شکل کار می‌کند:

1. جمع‌آوری جریان نشتی یا اضافه ولتاژ: وقتی در سیستم برق، نشتی یا اضافه ولتاژی به وجود می‌آید، این جریان ناخواسته باید جایی تخلیه شود.
2. هدایت جریان به زمین: این جریان از طریق سیم ارت به سمت چاه هدایت می‌شود.
3. پراکندگی در زمین: جریان وارد الکترود درون چاه شده و سپس از طریق خاک اطراف به‌صورت ایمن در لایه‌های زمین پخش می‌شود.

برای این‌که چاه ارت عملکرد مؤثری داشته باشد، مقاومت الکتریکی بین الکترود و زمین باید تا حد ممکن پایین باشد (معمولاً زیر ۲ اهم برای مصارف صنعتی و کمتر از ۵ اهم برای ساختمان‌های مسکونی).

استفاده از سیستم چاه ارت، مزایای بسیاری دارد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

۱. حفاظت از جان انسان‌ها

در صورت نشتی جریان برق به بدنه تجهیزات، سیم ارت مسیر تخلیه‌ای امن فراهم کرده و از برق‌گرفتگی افراد جلوگیری می‌کند.

۲. حفاظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی

افزایش ولتاژ لحظه‌ای (مانند صاعقه یا خطاهای الکتریکی) می‌تواند باعث سوختن دستگاه‌ها شود. ارت، جریان اضافی را به زمین منتقل کرده و از تجهیزات محافظت می‌کند.

۳. کاهش نویزهای الکتریکی

در سیستم‌های حساس مانند تجهیزات مخابراتی و آزمایشگاهی، ارت مناسب باعث کاهش نویز و اختلالات می‌شود.

۴. جلوگیری از آتش‌سوزی

در صورت بروز اتصال کوتاه یا جریان نشتی، ارت می‌تواند از بالا رفتن دمای سیم‌ها و در نتیجه وقوع آتش‌سوزی جلوگیری کند.

۵. ایمنی در برابر صاعقه

با اجرای سیستم ارت مناسب، صاعقه مستقیماً به زمین هدایت می‌شود و به سازه و تجهیزات آسیب نمی‌زند.

چاه ارت به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:

۱. چاه ارت سطحی

در مناطقی که خاک دارای رطوبت کافی و مقاومت کم است، الکترودهای مسی در سطح زمین یا تا عمق کم نصب می‌شوند.

۲. چاه ارت عمقی

در زمین‌هایی با مقاومت بالا یا فضای محدود، از حفر چاه عمیق (معمولاً بین ۳ تا ۸ متر) استفاده می‌شود. در این روش، صفحه مسی یا میله مسی در کف چاه قرار داده می‌شود و با مواد با رسانایی بالا (مانند بنتونیت) اطراف آن پر می‌شود.

• الکترود ارت: صفحه یا میله مسی یا گالوانیزه که وظیفه انتقال جریان به خاک را دارد.
• مواد پرکننده: مانند بنتونیت، خاک رس، نمک و ذغال برای کاهش مقاومت الکتریکی خاک.
• سیم ارت: سیمی که تجهیزات الکتریکی را به چاه ارت متصل می‌کند.
• ترمینال ارت یا تابلو ارت: نقطه اتصال نهایی بین سیم‌های ارت و سیستم توزیع برق ساختمان.

مقاومت بدن انسان ۲۵۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم است و برای ایجاد چاه ارت این مقاومت بایستی کمتر از دو اهم باشد. زمانی که سیم و ارت به هم وصل می‌شوند، فیوزی که به آن مربوط است وارد عمل می‌شود و منجر به قطعی جریان خواهد شد، اما زمان اتصال سیم نول به ارت (در صورتی که سیستم ارت مجهز به فیوز محافظ جان باشد) این فیوز نشتی جریان باعث می‌شود مقدار بالاتر از ۳۰ میلی آمپری قطع شود و در نهایت باعث قطع شدن جریان فاز و نول می‌شود.

در واقع چاه ارت باید در مکانی حفر شود که پایین‌ترین سطح را داشته باشد و در کمترین عمق بتوان به رطوبت رسید. برای این کار باید ارتفاع چاه ارت ۲ الی ۶ متر حفر شود تا به رطوبت نسبی برسید. مکان‌های مناسب برای چاه ارت باغچه‌ها و فضای سبز و زمین چمن هستند.

فراموش نکنید که هدف از حفر چاه ارت به دست آوردن مقاومت پایین تقریبا زیر ۲ اهم می‌باشد. مادامی که یک دستگاه الکتریکی به این چاه متصل باشد و یک شخص به صورت اتفاقی با بدنه دستگاهی که بر اثر نشتی جریان الکتریکی، برق‌دار شده است، این جریان برق به وسیله چاه ارت مسیر خود را پیدا می‌کند و به محل تولید بر می‌گردد که در این حالت فرد دچار برق گرفتگی نمی‌شود.

معمولا جریان الکتریکی مسیری که مقاومت پایینی داشته باشد را انتخاب می‌کند و ترجیح می‌دهد به جای عبور از بدن یک شخص که مقاومت آن ۲۵۰۰ الی ۵۰۰۰ اهم است، از چاه ارت که دارای مقاومتی کمتر از ۲ اهم است، عبور کند. در این صورت فرد دچار برق گرفتگی نمی‌شود و چاه وظیفه خود را به خوبی انجام داده است. چاه ارت علاوه بر محافظت از افراد در برابر برق‌گرفتگی، تمام تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را در برابر آسیب‌ها محافظت میکند.

در یک ساختمان، چاه ارت به‌عنوان یک سیستم پشتیبان ایمنی عمل می‌کند که:

• در زمان بروز اتصال بدنه در تجهیزات برقی، به قطع سریع فیوزها و کلیدها کمک می‌کند.
• از آسیب به ساکنین و تجهیزات جلوگیری می‌کند.
• سطح ولتاژهای غیرعادی روی بدنه‌ها را به صفر نزدیک می‌کند.
• حفاظت از سیستم‌های اعلام حریق، دوربین مداربسته، آسانسور، تابلو برق و سرور را تضمین می‌کند.

به دلیل نقش حیاتی چاه ارت در ایمنی، لازم است به‌صورت دوره‌ای عملکرد آن بررسی و اندازه‌گیری شود. مهم‌ترین تست مربوط به چاه ارت، اندازه‌گیری مقاومت زمین است. این تست معمولاً توسط شرکت‌های بازرسی فنی مورد تأیید انجام می‌شود و باید گواهی تاییدیه صادر شود.