برخلاف روش عمقی، تأسیسات ارت در سطح زمین و یا نهایتاً در عمق 80 سانتی‌متری از سطح زمین قرار می‌گیرند. هرچند که برای انجام ارت سطح زمین نیازی به غلبه بر بافت زمین و حفر چاه ارت نیست، اما اجرای ارت سطحی نیز مشکلات و پیچیدگی‌های خود را دارد که در این مقاله به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
چه زمانی مجازیم که اجرای ارت سطحی را انجام دهیم؟
دراصطلاح مهندسی برق، ارت یا سیستم ارت نقطه مرجع در مدار الکتریکی است که ولتاژها از آن تخمین زده می‌شوند. همچنین سیستم ارت وظیفه ارائه یک مسیر بازگشت مشترک برای جریان الکتریکی از طریق اتصال فیزیکی به زمین را بر عهده دارد. در یک تاسیسات الکتریکی، یک سیستم ارت یا الکترودهای سیستم اتصال به زمین، بخش‌های خاصی از آن تاسیسات را برای اهداف ایمنی و عملکردی به سطح رسانای زمین متصل می‌کنند. برای انجام این کار دو روش به نام‌های اجرای ارت سطحی و اجرای ارت عمقی وجود دارد.
به جز هزینه بالاتر اجرای ارت سطحی، در سایر موارد ویژگی‌های این روش نسبت به اجرای ارت عمقی برتری دارد. به طور کلی از آن جا که برای انجام ارت در سطح زمین نیازی به تجهیزات حفاری و انجام محاسبات پیچیده (به نسبت ارت عمقی) نیست، بنابراین بسیار ساده‌تر انجام می‌شود. به همین منظور اغلب پیمانکاران و سازندگان ساختمان‌ها و تأسیسات بزرگ در صورتی که صرفه اقتصادی داشته باشد و شرایط آن مهیا باشد، ترجیح می‌دهند اجرای ارت سطحی را در دستور کار خود قرار دهند. اما این شرایط شامل چه مواردی می‌شود؟
۱. عدم امکان اجرای ارت عمقی به سبب بافت سخت زمین
معمولاً هنگامی که پروژه در حال احداث در زمین‌های سنگ لاخی و یا بستر سخت قرار می‌گیرد، ممکن است حفر چاه ارت دشوارتر و پر هزینه‌تر از اجرای ارت سطحی باشد. در چنین شرایطی عدم امکان حفر چاه سبب می‌شود مهندسان پروژه ترجیح دهند اتصال به زمین را در سطح (به جای عمق) برقرار کنند. علاوه بر این در چنین مکان‌هایی عموماً فضای کافی برای استقرار تجهیزات و یا نیروی کار لازم به منظور حفر چاه وجود ندارد. پس به ناچار گزینه‌های پیش رو محدود به روش‌های سطحی می‌شوند.
۲. تأثیر فاصله سایت پروژه از محل دکل‌ها در انتخاب نوع ارت
مورد بعدی که سبب می‌شود مهندسان پروژه به سمت اجرای ارت سطحی تمایل پیدا کنند، فاصله زیاد میان دکل‌ها و سایت تأسیسات است. در چنین حالتی اجرای ارت عمقی چندان مؤثر نخواهد بود و بهتر است برای کاهش ریسک از روش‌های سطحی استفاده نماییم. البته باید توجه داشت که شیوه اتصال به زمین سطحی خود به چندین روش انجام می‌شود که در ادامه توضیح خواهیم داد، اما نکته مهم این است که انتخاب روش مناسب برای اجرای ارت سطحی به عهده مهندسان پروژه است که با تأیید ناظر پروژه انجام می‌شود.
۳. شرایط توپوگرافی زمین و تأثیرات دریا بر انتخاب سیستم ارتینگ
عامل بعدی که اجرای ارت به روش عمقی را منتفی می‌کند، قرار گرفتن پروژه در سایت‌هایی است که از لحاظ توپوگرافی پایین‌تر از سطح دریا قرار دارند. البته نزدیک بودن پروژه به دریا نیز می‌تواند روی این پارامتر تأثیرگذار باشد. در چنین مناطقی امکان حفر چاه برای ارت وجود ندارد، پس به ناچار باید اتصال به زمین را نهایتاً در عمق کمتر از یک متری کار گذاشت. تأثیرات توپوگرافی محدود به فاصله از سطح دریا نمی‌شود، زیرا در مناطقی که میزان پستی و بلندی‌های سایت احداث کم باشد، حتماً می‌بایست اجرای ارت سطحی انجام داد. کم بودن پستی بلندی‌ها سبب می‌شود سیستم ارت عمقی ریسک بالایی در پی داشته باشد.
برای اجرای ارت سطحی چه گزینه‌هایی پیش رو داریم؟
بالاتر اشاره شد که شیوه مختلفی برای اجرای ارت سطحی وجود دارد و این مهندسان و ناظران پروژه هستند که می‌بایست روی انتخاب شیوه مناسب ارتینگ به توافق برسند. روش‌هایی که در ادامه ذکر شده‌اند برای اجرای ارت سطحی بسیار معمول هستند. هر کدام از این روش‌ها مزایا و معایب خود را دارند؛ از این رو باید تطابق کامل بین شیوه ارتینگ و ویژگی‌های پروژه برقرار باشد تا ریسک‌های تابع آن به حداقل کاهش پیدا کنند.
۱. اجرای ارت سطحی از طریق ROD کوبی
در بین شیوه‌های مختلف ارتینگ سطحی، این شیوه بسیار پرکاربرد و رایج است، زیرا چندان پیچیده نیست و به سرعت اجرا می‌شود. در روش کارگذاری ROD، پلیت‌های مسی جای خود را به میله‌های ROD می‌دهند. این میله‌ها را از جنس فولاد گالوانیزه می‌سازند و برای افزایش قابلیت رسانایی آن‌ها از روکش مس استفاده می‌کنند. معمولاً دو یا چند ROD که از طریق جوش احتراقی (Cadwell) یا جوش آرگون به کابل‌های مسی متصل شده‌اند در عمق نهایتاً 80 سانتی‌متری قرار داده می‌شوند تا وظایف سیستم ارتینگ را انجام دهند.
۲. استفاده از شبکه حلقه‌ای برای ارتینگ سطحی
اجرای ارت سطحی به کمک Ring یا شبکه حلقه‌ای در کمترین عمق ممکن انجام می‌شود، زیرا با توجه به موقعیت و شرایط پروژه، Ring Earth می‌تواند در همان سطح زمین مسئولیت‌های مورد انتظار را به انجام برساند.
۳. استفاده از کویل‌های مغناطیسی برای اجرای ارت سطحی
در این حالت برای این که بتوانیم سیستم ارتینگ را به طور کامل برقرار نماییم از کویل‌هایی که توانایی ایجاد میدان مغناطیسی دارند بهره می‌بریم. این کویل‌ها پس از قرارگیری در عمق نزدیک به سطح زمین می‌توانند اثرات فاز‌ها و جریان‌های مضر را خنثی نمایند.
۴. استفاده از سیستم‌های Spiral برای ایجاد ارت سطحی
در این روش نیز از میدان مغناطیسی برای مقابله با اثرات جریان‌های مخرب بهره می‌بریم، با این تفاوت که در اجرای ارت سطحی، از سیستم‌های مارپیچی به جای کویل‌ها استفاده می‌کنیم. این مارپیچ‌های حلزونی در هم تنیده می‌شوند و پس از اتصال به زمین میدان مغناطیسی مورد نظر را ایجاد نمایند.
کلام آخر؛
اجرای سیستم ارت برای تمامی تأسیسات و ساختمان‌های امروزی یکی از ملزومات ایمنی به حساب می‌آید. برای این پروژه‌ها بسته به میزان بودجه‌ای که در اختیار داریم و سایر شرایط پروژه می‌توانیم سیستم ارت را به روش عمقی از طریق چاه ارت و یا روش‌های سطحی برقرار کنیم. در اجرای ارت سطحی گزینه‌های زیادی پیش روی ما قرار دارد که 4 مورد از آن‌ها در این مقاله به اختصار شرح داده شد. اما روش‌های ارتینگ سطحی بسیار گسترده‌تر از موارد ذکر شده است و باید متناسب با ویژگی‌های سایت، نوع پروژه و سایر ویژگی‌های معمول انتخاب شود.
2022 بازدید
الهه زینالی
