ارت سنج چیست ؟دلایل و اهمیت ارت کردن

ارت سنج یا ارت تستر (Earth Tester) دستگاهی تخصصی برای اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی سیستم‌های ارتینگ است. این ابزار دقیق، نقش کلیدی در تست و بررسی سلامت اتصال زمین در تأسیسات برقی ایفا می‌کند و به مهندسان اجازه می‌دهد تا از کیفیت ارتینگ و عملکرد ایمن سیستم‌های قدرت اطمینان حاصل کنند. ارت سنج که با نام ارت‌متر یا تستر زمین نیز شناخته می‌شود، امکان تشخیص دقیق میزان مقاومت میان الکترود زمین و بستر خاک را فراهم می‌سازد.

در تمامی تأسیسات برقی، تجهیزات از طریق الکترودهای زمین به شبکه ارتینگ متصل می‌شوند. این اتصال، مسیری امن برای هدایت جریان‌های نشتی یا خطا فراهم کرده و از بروز حوادثی مانند برق‌گرفتگی، آسیب به تجهیزات یا حتی آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند. نکته حائز اهمیت در این فرایند، پایین بودن مقاومت زمین است؛ چراکه هرچه مقاومت کمتر باشد، انتقال جریان‌های ناخواسته به زمین بهتر و سریع‌تر انجام می‌شود و ایمنی کل سیستم افزایش می‌یابد.

الکترودهای زمین پتانسیل بالای تجهیزات را که در اثر صاعقه زیاد و سنبله ولتاژ ایجاد می شود کنترل می کنند. خنثی مدار سه فاز نیز برای محافظت از آنها به الکترودهای زمین وصل می شود. قبل از تأمین زمین برای تجهیزات، تعیین مقاومت در آن ناحیه خاص از محل حفر چاله سفالی تعیین شده است. زمین باید مقاومت کمی داشته باشد تا جریان گسل به راحتی به زمین منتقل شود. مقاومت زمین با کمک دستگاه تستر زمین تعیین می شود.

ارت تستر چیست؟

ارت تستر یا Earth Tester ابزاری برای اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی زمین است. اگر مقدار این مقاومت پایین باشد، به آن Ground Resistance Tester نیز گفته می‌شود. مدل Extech 382252 به دلیل سادگی در استفاده و دقت بالا در نتایج، به‌عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها شناخته می‌شود.

اتصال زمین یا Earthing چیست؟

انرژی زمین یکی از منابع طبیعی بسیار مهم برای سلامتی انسان‌هاست. وقتی بدن ما به‌طور مستقیم با سطح زمین تماس پیدا می‌کند، بار الکتریکی طبیعی از زمین به بدن منتقل شده و باعث ایجاد حس بهتری در بدن می‌شود. این فرآیند به Earthing معروف است.

در گذشته انسان‌ها بیشتر در تماس مستقیم با طبیعت بودند اما امروزه به دلیل زندگی در خانه‌ها، استفاده از کفش و عدم تماس مستقیم با زمین، احساس خستگی و کاهش انرژی در افراد افزایش یافته است. امروزه حتی در محیط داخلی نیز می‌توان از مزایای Earthing بهره برد؛ با اتصال ترمینال ارت پریز برق به زمین واقعی، انرژی زمین به‌صورت ایمن و مداوم به بدن منتقل می‌شود؛ مخصوصاً هنگام خواب که بیشترین اثر را دارد.

انواع اتصال زمین شامل موارد زیر است:

• ارت صفحه‌ای (Plate Earthing)
• ارت لوله‌ای (Pipe Earthing)
• ارت میله‌ای (Rod Earthing)
• ارت نواری یا سیمی (Strip/Wire Earthing)

مقدار مقاومت ارت به عواملی مانند شکل الکترود، جنس آن و عمق دفن در خاک بستگی دارد.

اهمیت ارت‌ کردن

دلایل اصلی نیاز به اتصال زمین عبارتند از:

• محافظت از جان انسان در برابر جریان نشتی
• افزایش ایمنی تجهیزات و وسایل برقی
• تثبیت ولتاژ و کاهش نوسانات

ارت کردن چیست؟ (تعریف ارتینگ الکتریکی)

ارت کردن یا ارتینگ الکتریکی فرایندی است که طی آن انرژی الکتریکی ناخواسته به‌طور مستقیم از طریق یک مسیر با مقاومت بسیار پایین به زمین منتقل می‌شود. این فرایند معمولاً با استفاده از سیم‌های رسانای کم‌مقاومت مانند سیم‌های مسی یا GI (گالوانیزه آهنی) انجام می‌شود. هدف از ارتینگ، هدایت ایمن جریان‌های نشتی یا اتصال کوتاه به زمین است تا از آسیب به تجهیزات و خطرات جانی برای افراد جلوگیری شود.

در این سیستم، بخش‌هایی از تجهیزات که به طور مستقیم جریان الکتریکی از آن‌ها عبور نمی‌کند – مانند قاب فلزی دستگاه‌ها – به زمین متصل می‌شوند. در برخی استانداردهای جهانی، اتصال سیم نول (Neutral) به زمین نیز نوعی ارتینگ محسوب می‌شود.

کاربرد متریال مناسب در ارتینگ

در پیاده‌سازی سیستم ارت، میله‌ها یا صفحات فلزی (معمولاً از نوع گالوانیزه یا مسی) در خاک دفن شده و از طریق سیم‌های هادی به بدنه تجهیزات متصل می‌شوند. این ساختار یک مسیر ایمن با پتانسیل نزدیک به صفر برای عبور جریان‌های خطرناک فراهم می‌کند. انتخاب جنس مناسب برای الکترود زمین و کیفیت اتصالات، تأثیر زیادی بر عملکرد صحیح و کاهش مقاومت سیستم ارت دارد.

انواع ارت کردن در سیستم‌های الکتریکی

سیستم‌های ارتینگ بر اساس محل و هدف اتصال، به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

ارت کردن نول (Neutral Grounding):

در این روش، سیم نول سیستم – معمولاً در ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای سه‌فاز – مستقیماً به زمین متصل می‌شود. این اتصال با استفاده از سیم‌های GI انجام شده و در سیستم‌هایی با سیم‌پیچ ستاره رایج است. این نوع ارتینگ، گاهی با عنوان "ارت سیستم" نیز شناخته می‌شود.

ارت کردن تجهیزات (Equipment Grounding):

در این نوع، قاب یا بدنه فلزی تجهیزات الکتریکی که جریان الکتریکی در آن‌ها جریان ندارد، به زمین متصل می‌شود. هدف اصلی آن، ایمنی پرسنل و حفاظت از دستگاه‌ها در برابر جریان‌های اتصال کوتاه احتمالی است. با بروز خطا، جریان از طریق سیم ارت به زمین منتقل شده و از آسیب به سیستم جلوگیری می‌شود.

اهمیت ارت کردن و مزایای آن

اهمیت اجرای صحیح سیستم ارتینگ را می‌توان در سه محور اصلی خلاصه کرد:

• افزایش ایمنی افراد: ارت کردن از برق‌گرفتگی و حوادث جانی ناشی از جریان‌های نشتی جلوگیری می‌کند.
• محافظت از تجهیزات: ارتینگ، مسیر امنی برای تخلیه جریان‌های اتصال کوتاه یا اضافه ولتاژها فراهم می‌سازد، حتی در شرایطی که عایق‌ها آسیب دیده‌اند.
• مقابله با صاعقه و ولتاژهای گذرا: در صورت وقوع صاعقه یا نوسانات شدید، سیستم ارت از وارد آمدن شوک الکتریکی به تجهیزات جلوگیری می‌کند.

اجرای عملی ارتینگ در سایت‌ها و مراکز صنعتی

برای اجرای یک سیستم ارت مؤثر، معمولاً از الکترودهای زمین (میله یا مش) در عمق مشخصی از خاک استفاده می‌شود. این الکترودها با سیمی (معروف به سیم ارت) به تجهیزات متصل شده و یک شبکه یکپارچه ارتینگ را تشکیل می‌دهند. مقاومت مش زمین در زمان بروز خطا با جریان زمین ضرب شده و میزان ولتاژ آن را مشخص می‌کند؛ بنابراین طراحی صحیح سیستم ارتینگ از دیدگاه مهندسی بسیار حیاتی است.

انواع تستر زمین

شماره    نوع تستر    توضیح    نمونه محصولات
1    کلمپ متر (Clamp-on Ammeter)    برای اندازه‌گیری جریان از طریق رسانا    Fluke 303/302, Meco DT266
2    کلمپ متر نشتی جریان    اندازه‌گیری جریان نشتی در زمین    Fluke 369 FC, Metravi DT-4671
3    تستر ESD (تخلیه الکترواستاتیکی)    اندازه‌گیری بار الکتریکی ساکن    RS PRO, Desco Europe
4    تستر مقاومت زمین سه ترمیناله    اندازه‌گیری دقیق سیستم ارت    KUSAM-MECO KM2030, Megger DET3TC
5    تستر مقاومت زمین چهار ترمیناله    اندازه‌گیری پیشرفته مقاومت زمین    Waco 4 Terminal, CIE-222M
6    متر PH خاک    اندازه‌گیری PH خاک از ۳.۵ تا ۹.۰    AUS Soil Tester, Jainco PH Meter

ساختار داخلی تستر زمین

تستر زمین شامل اجزای زیر است:

• ژنراتور جریان مستقیم (DC Generator)
• معکوس‌کننده جریان (Current Reverser)
• یکسوکننده (Rectifier)
• سیم‌پیچ پتانسیل و جریان

دو سیم‌پیچ جریان (C1 و C2) و دو سیم‌پیچ پتانسیل (P1 و P2) بر روی مغناطیس دائم نصب می‌شوند. یکی از سرهای هر سیم‌پیچ به یکسوکننده و سر دیگر به الکترودها متصل می‌شود. مقدار مقاومت زمین بر اساس نسبت ولتاژ به جریان محاسبه شده و با سوزن روی صفحه مدرج نمایش داده می‌شود.

مقادیر استاندارد مقاومت زمین

نوع ایستگاه    مقاومت مجاز
نیروگاه بزرگ    ۰.۵ اهم
نیروگاه متوسط    ۱ اهم
پست‌های کوچک    ۲ اهم
سایر موارد    تا ۸ اهم مجاز است

کاربردهای ارت سنج

• ترانسفورماتورهای نصب‌شده روی پایه یا پد
• دکل‌های مخابراتی و سل‌تاور
• پایه‌های چراغ خیابانی
• سیستم‌های حفاظت در برابر صاعقه
• کافوهای مخابراتی

نحوه ساخت ارت سنج چگونه است؟ 

ارت سنج از ژنراتور محور دستی استفاده می کند. چرخش جریان چرخشی و یکسو کننده دو قسمت اصلی ارت سنج هستند. تستر دارای دو رفت و آمد در کنار روروتر فعلی و یکسو کننده جریان است. هر رفت و آمد شامل چهار برس ثابت است. رفت و آمد وسیله ای است که برای تبدیل جهت جریان های جریان استفاده می شود. به صورت سری با آرماتور ژنراتور متصل می شود و برسها برای انتقال نیرو از قطعات ثابت به قسمتهای متحرک دستگاهها استفاده می شود.
ارت سنج شامل دو فشار و سیم پیچهای جاری است. هر سیم پیچ دارای دو پایانه است. جفت سیم پیچ فشار و سیم پیچ جریان در سراسر آهنربای دائمی قرار می گیرند. یک جفت سیم پیچ جریان و فشار کوتاه است و به الکترودهای کمکی وصل می شود.
ترمینال یک طرفه سیم پیچ فشار به یکسو کننده متصل است و انتهای دیگر آنها به الکترود زمین متصل است. به همین ترتیب، سیم پیچ فعلی به یکسو کننده و الکترود زمین متصل می شود.

معمولا ارت سنج ها به صورت نمایشگر عقربه ای و دیجیتال طراحی می شوند. امروزه اکثر ارت سنج های به صورت دیجیتال هستند و به لحاظ قیمت نیز از دستگاه های عقربه ای ارزان ترند. نمونه قدیمی و مطرح این دستگاه از برند کیوریتسو مدل 4102 را می توان نام برد. از طرفی مدلهای جدیدی نیز طراحی شده اند که به صورت کلمپی می توان ارت چاه را اندازه گیری نمود. بله درست حدس زدید ارت سنجی کلمپی. این دستگاه را می توان از تجهیزات اندازه گیری درشخان الکترونیک با بهترین قیمت خریداری کنید.فقط نکته قابل توجه قبل از خرید این محصول عدم کاربرد دستگاه برای تک چاه است.

تستر مقاومت زمین یکی از ابزارهای تخصصی در مهندسی برق است که برای اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله نخستین‌بار توسط «سیدنی اورشد» در ۱۳ ژانویه سال ۱۸۶۱ و سپس در سال ۱۹۵۰ توسط «ارنست بلکر وینیولز» توسعه یافت. انواع مختلفی از تسترهای زمین در ابعاد و رنج‌های گوناگون در بازار وجود دارد. یکی از بهترین مدل‌های موجود، کیت تستر مقاومت زمین Extech 382252 است که در بازه ۲۰ تا ۲۰۰ اهم کار می‌کند و قیمت تقریبی آن حدود ۴۲,۸۰۱ روپیه می‌باشد.

در این مقاله به بررسی کامل تستر زمین، انواع آن، کاربردها، و روش اندازه‌گیری مقاومت زمین با استفاده از دستگاه AET 23 می‌پردازیم.

پرسش‌های پرتکرار (FAQ)

بهترین ماده برای ارت چیست؟

• مس (Copper) و سیم‌های گالوانیزه (GI) بهترین گزینه‌ها هستند.

چه مقدار اهم برای ارت مناسب است؟

• مقدار مقاومت باید ۱ اهم یا کمتر باشد.

مقدار معمول مقاومت زمین چقدر است؟

• کمتر از ۵ اهم مناسب در نظر گرفته می‌شود.

اگر ارت‌کردن انجام نشود چه می‌شود؟

• تجهیزات الکتریکی در معرض آسیب جدی و خطر برق‌گرفتگی قرار می‌گیرند.

چگونه سیم ارت را تشخیص دهیم؟

• رنگ سیم ارت معمولاً سبز یا زرد است.