سیستم ارت الکترونیکی چیست؟

سیستم ارت الکترونیکی یک دستگاه اتصال زمین است که توسط کارشناسان شرکت کنزا صنعت الموت اختراع و به شماره 46660 به ثبت رسیده است.

این سیستم با هدف تخلیه الکتریکی بدنه مصرف کننده ها ، حذف ولتاژهای اضافه بدنه تجهیزات، حفاظت از نشتی جریان و حفاظت از اشخاص و تجهیزات در زمان اتصال فاز به بدنه، حفاظت از اشخاص و تجهیزات در زمان شناور شدن نول شبکه برق یا قطع نول شبکه و دو فاز شدن شبکه برق و حفاظت از تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهای گذرا طراحی شده است.

مهمترین کاربرد سیستم ارت الکترونیکی، تجهیزات و دستگاه های جریان ضعیف و حساس الکترونیکی، مخابراتی، کامپیوتری و ابزار دقیق می باشد.

این گروه از سیستمها با توجه به حساسیت های بالای قطعات بکار رفته در آنها و همچنین حساسیت در نوع کاری که انجام می دهند.

در مقابل نویزهای الکتریکی آسیب پذیرتر بوده  و ممکن است خطایی که در شبکه برق ایجاد می شود، آسیبی به یک موتور الکتریکی وارد نکند ولی همان خطا، می‏تواند در عملکرد سیستم های الکترونیکی و کامپیوتری اختلال ایجاد نمایند و یا حتی به آنها آسیب های سخت افزاری وارد نماید.

سیستم ارت الکترونیکی یک سیستم حفاظت از بدنه  دقیق و با سرعت عملکرد حفاظتی بالا است که می تواند با استفاده از یک اتصال زمین ساده، حفاظت از برق گرفتگی و حفاظت از تجهیزات حساس را با امنیت بالا انجام دهد و علاوه بر بالا بردن بهره وری از خسارت جلوگیری نماید.

جایگاه سیستم ارت الکترونیکی:

تداخل زمین تجهیزات الکترونیکی حساس و زمین تجهیزات الکتریکی قدرت، همواره مشکل زا بوده است، در این بین بیشترین آسیب به سیستمهای حساس الکترونیکی و کامپیوتری وارد می شود. عملکرد سیستمهای الکتریکی قدرت مانند موتورهای الکتریکی بصورتی است که همواره تولید نویز می کنند و در بسیاری از آنها نشتی های عادی به بدنه تجهیزات و زمین جریان پیدا می کند . مشکل دیگر اشباع شدن زمین است مانند زمانی که سیستم زمین در حال تخلیه صاعقه است  و از طرفی ممکن است زمین اصطلاحا برقدار شود مانند زمین در برخی از شهرکهای صنعتی.

سیستم ارت الکترونیکی یک سیستم اتصال زمین است که جهت تخلیه الکتریکی بدنه مصرف کننده های حساس ازولتاژهای اضافی مانند  ولتاژهای القایی یا الکتریسیته ساکن و همچنین هم پتانسیل سازی آنها با زمین، کاربرد دارد.

بعنوان مثال کارخانه ای را در نظر میگیریم که مملو از انواع موتورهای قدرتمند الکتریکی و از طرفی سیستمهای CNC ، کامپیوتری، الکترونیکی و مخابراتی می باشد.

این کارخانه مجهز به اتصال زمینی است که تمامی دستگاه ها به آن متصل هستند، در اینصورت نویز سیستمهای الکتریکی و موتوری براحتی می تواند بر سیستمهای حساس تاثیر منفی بگذارد، کمترین تاثیر مخرب بر سیستمهای حساس اختلال در عملکرد آنها است.

سیستمهای کامپیوتری، الکترونیکی، ابزاردقیق، سی ان سی، مخابراتی و از این گروه دستگاه ها همواره به نویز حساس بوده و در صورت وجود نویز عملکرد دقیق آنها با مشکل مواجه می‏شود.

از طرفی حساسیت اینگونه سیستمها که در ساخت آنها از قطعات حساسی مانند میکروپروسسورها، چیپ ها، کنترلرها و پردازنده استفاده شده است،  باعث می شود که در محیطهای آلوده و نویزی همواره  خطر آسیب دیدگی آنها را تهدید نماید و نیاز است نسبت به حفاظت از آنها، توجه بیشتری داشته باشیم.

  سیستم ارت الکترونیکی شرکت کنزا صنعت در این کارخانه فرضی به همان اتصال زمین عمومی متصل می شود و ارتینگ تجهیزات حساس را تامین می نماید.

عملکرد سیستم ارت الکترونیکی بصورتی است که علاوه بر تخلیه الکتریکی بدنه این سیستمها با کیفیت و دقت بسیار بالا و هم پتانسیل سازی آنها با زمین لوکال، اجازه تاثیر مخرب سیستمهای الکتریکی و موتوری بر روی آنها را نداده و همچنین از تاثیر مشکلاتی مانند برقدار شدن زمین، اشباع شدن زمین  و نویزهای محیطی بر روی سیستمهای حساس جلوگیری می نماید.

سیستم ارت الکترونیکی علاوه بر تامین سیستم ارت مناسب سیستمهای حساس، بعنوان یک محافظ برق قدرتمند و خاص نیزعمل نموده و از آسیب به تجهیزات حساس بواسطه خطراتی مانند اضافه ولتاژهای شبکه برق، شناور شدن نول شبکه و دوفاز شدن برق، اتصال فاز به بدنه و اتصال کوتاه فاز و نول جلوگیری کرده و محیط امن الکتریکی جهت عملکرد صحیح و حفاظت از سیستمهای حساس و گرانقیمت را بوجود می‏آورد.

با این توضیحات خصوصیات ارت الکترونیکی را به شرح زیر بیان می کنیم:

• سیستم ارت الکترونیکی خود یک سیستم اتصال زمین است.
• عملکرد آن در حیطه ارت عملیاتی و حفاظت از برقگرفتگی و حفاظت از تجهیزات الکتریکی و خصوصا سیستمهای حساس الکترونیکی و کامپیوتری است.
• سیستم ارت الکترونیکی حفاظت از برقگرفتگی را با کمک اتصال زمین انجام می دهد.
• سیستم ارت الکترونیکی حفاظت از نشتی جریان به بدنه تجهیزات را با بهترین کیفیت انجام می دهد.
• ارت الکترونیکی از اشخاص، تجهیزات و سیستمهای حساس در زمان اتصال فاز به بدنه حفاظت می نماید.
• ارت الکترونیکی از اشخاص و سیستمها در مقابل نشت فاز و برق به بدنه تجهیزات در ولتاژ کمتر از 50 ولت نسبت به زمین لوکال یا نول شبکه، حفاظت می نماید.
• ارت الکترونیکی با سرعت بالا از اشخاص و سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی در زمان قطع نول شبکه و شناور شدن شدن نول حفاظت می نماید.
• ارت الکترونیکی از تجهیزات الکتریکی به ویژه سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری حساس در مقابل اضافه ولتاژهای ناگهانی شبکه برق، حفاظت می نماید.
• ارت الکترونیکی از تجهیزات الکتریکی به ویژه سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری حساس در زمان قطع و وصل برق و در مقابل جریانهای هجومی شبکه برق، حفاظت می نماید.
• ارت الکترونیکی بعنوان یک فیلتر قدرتمند در مقابل نویزهای بدنه عمل نموده و از اختلال در عملکرد سیستمهای حساس و گرانقیمت جلوکیری می نماید.
• سیستم ارت الکترونیکی تخلیه الکتریسیته ساکن را با هم پتاسیل سازی سیستم با زمین، انجام می دهد.

روش عملکرد ارت الکترونیکی:

• تخلیه الکتریکی و هم پتانسیل سازی بدنه مصرف کننده و زمین

ارت الکترونیکی کنزا صنعت مجهز به یک مدار امپدانسی می باشد که از یک سمت به بدنه مصرف کننده و از سمت دیگر به شینه اتصال زمین همبند شده با نول شبکه متصل می شود.

مقاومت پایین مدار امپدانسی ارت الکترونیکی با بدنه مصرف کننده باعث می شود که هر گونه ولتاژ اضافی که بر روی بدنه تجهیزات و سیستمها بوجود می آید، به سمت مدار امپدانسی حرکت کرده و مدار امپدانسی آنرا با زمین هم پتانسیل می نماید. استفاده از این روش بصورتی است که مدار امپدانسی یک نقطه صفر بر روی بدنه مصرف کننده ایجاد می نماید، این نقطه صفر با تغییرات زمین تغییر نمی کند و یا تغییرات بسیار اندک دارد، سیستم ارت الکترونیکی با این خصوصیت باعث شده است که اختلال در سیستمهای حساس الکترونیکی ، کامپیوتری و ابزار دقیق به حداقل برسد.

• حفاظت از اتصال فاز به بدنه:

ارت الکترونیکی در زمانیکه اختلاف ولتاژی بین نقطه صفر تولید شده توسط مدار امپدانسی خود(و در واقع بدنه تجهیزات و سیستمها) و زمین لوکال یا نول حادث شود و در ولتاژ کمتر از 50 ولت متناوب ، دستور قطع خروجی را می دهد.

با توجه به اینکه زمین همواره بعنوان نقطه مرجع اندازه گیری در نظر گرفته میشود، در نتیجه در صورتیکه اختلاف پتانسیلی بین بدنه مصرف کننده و زمین لوکال حادث شود، دلیل آن نشت فاز تجهیزات به بدنه و اتصال فاز به بدنه تجهیزات می باشد.

عملیات قطع خروجی ارت الکترونیکی بصورت الکترونیکی انجام می شود و زمان قطع آن بسیار پایین است و از هر کلید حفاظتی سرعت بیشتری دارد.

در نتیجه بر خلاف روشهای رایج که معمولا مکانیکی و استفاده از  کلید حرارتی هستند، تنش الکتریکی به قطعات حساس سیستمها، وارد نمی شود.

ارت الکترونیکی با توجه به سرعت عملکرد بسیار بالا و مکانیزم عملکردی خاصی که دارد، می تواند در حفاظت از اتصال بدنه یا خطای زمین در موتورهای الکتریکی و ترانسهای برق بسیار مفید واقع شود و از انفجار یا اتصالات شدید الکتریکی با سرعت بالا حفاظت نموده و برق را قطع نماید. از طرفی با توجه به اینکه سیستم ارت الکترونیکی بصورت سری با مصرف کننده قرار می‏گیرد و در آن از تجهیزاتی مانند کنتاکتور و کامپکت استفاده می شودهزینه اجرا بالا خواهد بود مگر آنکه محل خود مجهز به کنتاکتور یا کامپکت باشد.

• حفاظت در زمان شناور شدن نول

نول بعنوان نقطه خنثی  و تعادل در شبکه برق عمل می نماید و با تغییرات نول شبکه برق، تعادل شبکه از بین می رود.

قطع نول شبکه یا شناور شدن نول در سمت مصرف کننده باعث آسیب های فراوان شود و خسارت های سنگینی شود.

سیستم ارت الکترونیکی از همان مکانیزم حفاظت از بدنه در زمان شناور شدن نول استفاده نموده و با قطع خروجی و ایزوله سازی خروجی ارت الکترونیکی از ورودی ، از تجهیزات در مقابل شناور شدن نول حفاظت کرده و خسارت را بصورت چشمگیر کاهش می دهد .

این مکانیزم در واقع همان مکانیزم ایجاد اختلاف پتانسیل بین نقطه صفر مدار امپدانسی ارت الکترونیکی و نقطه نول می باشد.

در زمان حفاظت از این خطای شبکه برق ممکن است خود دچار آسیب شود و بخشی از آن معیوب شود.

• حفاظت از اضافه ولتاژ:

سیستم ارت الکترونیکی با استفاده از یک مدار کنترل بسیار حساس، همواره در حال مانیتورینگ ورودی می باشد. و در صورتیکه اضافه ولتاژی در شبکه برق و بر روی خطوط فاز بوجود آید، آنرا به زمین هدایت می نماید و اگر زمان اضافه ولتاژ طولانی باشد، خروجی را بطور موقت قطع می کند تا آسیبی به تجهیزات وارد نشود.

سیستم ارت الکترونیکی در بخش ورودی برق، مجهز به قطعات حفاظتی مرسوم در جهت کنترل اضافه ولتاژ ناگهانی می باشد.

• ایجاد نقطه رفرنس

  

یکی از نیازهای سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری نقطه رفرنس است، نقطه رفرنس در واقع همان نقطه گراند و بدنه سیستم می باشد که نیاز است به زمین متصل شود.

سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری، خصوصا سیستمهای دیجیتالی در عملکرد خود به نقطه گراند خود بعنوان نقطه صفر، وابسته هستند.

با اتصال  زمین بعنوان خنثی الکتریکی به نقطه گراند یا بدنه سیستم الکترونیکی و کامپیوتری می توان نقطه رفرنس را ایجاد نمود.

مشکلاتی مانند اشباع شدن زمین(مانند زمانی که اتصال زمین در حال تخلیه ضربه صاعقه است) یا برقدار شدن زمین(مانند برخی از شهرکهای صنعتی یا نیروگاه های برق) یا تغییرات مقاومت سیستم زمین که بدلایلی مانند تغییرات جوی و سرد و گرم شدن زمین و کاهش و افزایش رطوبت خاک، می تواند باعث اختلال در سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری شود.

سیستم ارت الکترونیکی از تاثیر تغییرات زمین در عملکرد سیستمهای الکتریکی و به ویژه سیستمهای حساس الکترونیکی و کامپیوتری جلوگیری می نماید. مدار امپدانسی سیستم ارت الکترونیکی، یک نقطه صفر و خنثی ایجاد می نماید و تغییرات زمین در عملکرد آن تاثیر ندارد، در نتیجه سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری همواره دارای یک نقطه رفرنس بدون تولرانس خواهند بود و تغییرات مقاومت زمین و الکترود زمین در عملکرد آنها، بواسطه استفاده از سیستم ارت الکترونیکی، اختلالی ایجاد نمی نماید.

• همبندی

جهت عملکرد صحیح حفاظتی سیستم ارت الکترونیکی قوانین همبندی اجرا می شود و در زمان نصب سیستم ارت الکترونیکی توجه ویژه ای به آن داریم.

بطور کلی تمامی تجهیزاتی که در خروجی ارت الکترونیکی قرار می گیرند باید از هر نظر با یکدیگر در یک سطح پتانسیل الکتریکی قرار داشته باشند .

این مورد قبل و بعد از نصب و راه اندازی سیستم ارت الکترونیکی بطور کامل بررسی می شود و در صورتیکه سیستم یا سیستم هایی در سطح پتانسیل مرجع و مناسب نباشند، موارد مشکل  بررسی و رفع میشود.

• اتصال زمین

سیستم ارت الکترونیکی یک سیستم اتصال زمین است و با زمین لوکال هم پتانسیل می شود، ارت الکترونیکی از یک اتصال زمین ساده، سیستم ارت مناسب جهت تجهیزات الکتریکی و بخصوص سیستمهای الکترونیکی و کامپیوتری ایجاد می نماید.

• حفاظت از صاعقه

10 صحنه شگفت انگیز اصابت صاعقه به زمین

سیستم ارت الکترونیکی کنزا صنعت تجهیزات را در مقابل ضربات و اختلالات جانبی صاعقه محافظت می نماید، بطورکلی صاعقه از دو طریق می تواند به سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی آسیب وارد نماید.

• برخورد و ضربه مستقیم صاعقه
• ضربات جانبی مانند سرج و امواج الکترومغناطیسی

سیستم ارت الکترونیکی در مقابل ضربه اول نمی تواند حفاظت نماید و نیاز است ضربه اول با استفاده از اتصال زمین مستقیم، مهار و تخلیه شود، ولی در مقابل ضربات صاعقه غیر مستقیم که معمولا بصورت القا الکتریکی ، سرج و امواج الکترومغناطیسی پدید می آیند، حفاظت می نماید.