شینه (باسبار) یک هادی فلزی با سطح مقطع نسبتاً بزرگ است که در تابلوهای برق برای توزیع جریان الکتریکی به بخشهای مختلف بهکار میرود. در هر تابلو برق معمولاً چندین شینه وجود دارد که رایجترین آنها شینه فاز، شینه نول و شینه ارت هستند. شینه نول و ارت بهطور ویژه نقش حیاتی در ایمنی برق ایفا میکنند؛ شینه نول مسیری برای بازگشت جریان به منبع تغذیه است و شینه ارت یک مسیر ایمن برای انتقال جریانهای نشتی یا خطا به زمین فراهم میکند. بهعبارت دیگر، وجود این دو شینه در تابلو برق کمک میکند تا هم مدارهای الکتریکی کامل شوند و هم حفاظت مناسبی در برابر برقگرفتگی و آسیب تجهیزات فراهم شود. در ادامه، ابتدا تعریف دقیق شینه ارت و نول و تفاوتهای آنها را بررسی کرده و سپس نقش آنها در ایمنی، نحوه اتصال صحیح در سیستمهای تکفاز و سهفاز، دلایل جداسازی ارت و نول، استانداردهای مرتبط، خطاهای رایج در نصب و توصیههای ایمنی را مرور خواهیم کرد.
تعریف شینه ارت و شینه نول و تفاوتهای آنها
شینه نول (شمش نول) قطعهای فلزی از جنس مس یا آلومینیوم است که به عنوان نقطه اتصال تمامی سیمهای نول (سیمهای خنثی) یک تابلو برق عمل میکند. شینه نول مستقیماً به سیم نول ورودی منبع (مثلاً نول ترانسفورماتور یا شبکه) وصل است و وظیفه اصلی آن تکمیل مدار الکتریکی با فراهم کردن مسیر بازگشت جریان به منبع میباشد. هر مصرفکننده الکتریکی جریان را از سیم فاز میگیرد و از طریق سیم نول به منبع بازمیگرداند؛ شینه نول این سیمهای برگشتی را یکجا جمع کرده و به نقطه نول منبع متصل مینماید تا مدار کامل شود. در مقابل، شینه ارت (شمش زمین) قطعهای است که به الکترود زمین (چاه ارت یا شبکه ارتینگ) وصل شده و به تمامی سیمهای ارت (سیمهای اتصال زمین حفاظتی) مشترک در تابلو برق اتصال مییابد. نقش اصلی شینه ارت حفاظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات برق است؛ بدین صورت که هر جریان ناخواسته (مثل جریان نشتی یا اتصال کوتاه بدنه) را سریعا به زمین منتقل میکند تا از برقگرفتگی و آسیب جلوگیری شود.
از نظر تفاوت ساختاری، شینه نول و شینه ارت در تابلو برق به شکل متفاوتی نصب میشوند. شینه نول معمولاً با مقرههای عایقی از بدنه تابلو جدا نگه داشته میشود تا تماس الکتریکی با بدنه نداشته باشد، در حالی که شینه ارت به طور مستقیم به بدنه فلزی تابلو پیچ میشود و اتصال مستقیم با زمین (بدنه) دارد. این تمایز بهخاطر عملکرد متفاوت آنهاست: نول بخشی از مدار جریان برق است و در شرایط عادی دارای اختلاف پتانسیل نسبت به زمین میباشد، لذا نباید بدنه تابلو را برقدار کند؛ در حالی که ارت باید همپتانسیل با زمین و بدنه فلزی باشد تا حفاظتی موثر ایجاد کند. از نظر ظرفیت و جنس، هر دو شینه ارت و نول باید سطح مقطع کافی برای عبور جریانهای مربوطه را داشته باشند. طبق استانداردها، سطح مقطع شینه نول و ارت نباید از نصف سطح مقطع شینه فاز کمتر باشد. برای مثال اگر شینههای فاز از مس با ابعاد مشخصی باشند، شینههای نول و ارت نیز باید حداقل نیمی از آن سطح مقطع را داشته باشند و در صورت استفاده از فلزی با رسانایی کمتر (مثل آلومینیوم)، باید سطح مقطع بزرگتری در نظر گرفته شود.
از نظر کارکرد الکتریکی، شینه نول همواره حامل جریان برگشتی مدارهای برق است (البته در سیستم سهفاز متعادل ممکن است جریان نول کم یا صفر باشد، اما در حالت کلی جریان بار از طریق نول برمیگردد). بنابراین شینه نول ممکن است اندکی بالاتر از پتانسیل زمین باشد (به دلیل افت ولتاژ در طول مسیر نول). در حالی که شینه ارت در شرایط عادی جریانی را حمل نمیکند و در نتیجه باید در تمام نقاط نزدیک به پتانسیل صفر (پتانسیل زمین) باقی بماند. فقط در شرایط غیرعادی مانند وقوع اتصال بدنه یا نشتی، برای مدت کوتاهی جریان از طریق ارت به زمین منتقل میشود. این تفاوت عملکردی بسیار مهم است، زیرا نشان میدهد چرا این دو شینه علیرغم شباهت ظاهری، نقش مکمل اما متمایزی دارند. وجود شینه نول برای کارکرد مدارهای تکفاز الزامی است (بدون نول مدار بسته نمیشود)، اما وجود شینه ارت برای ایمنی اجباری است؛ یعنی دستگاه الکتریکی ممکن است بدون ارت کار کند ولی بسیار خطرناک خواهد بود، لذا استانداردهای ایمنی امروزی وجود سیم و شینه ارت را الزامی کردهاند.
نقش شینه ارت در حفاظت انسان و تجهیزات
شینه ارت به عنوان جزئی از سیستم ارتینگ، نقشی اساسی در ایمنی جانی افراد و حفاظت تجهیزات الکتریکی برعهده دارد. وظیفه اصلی شینه ارت این است که مانند یک شیر اطمینان عمل کرده و مسیر آسان و کممقاومتی برای جریانهای نشتی یا اتصال کوتاه به سمت زمین ایجاد کند. به این ترتیب اگر به هر دلیل بخش فلزی بدنه یک دستگاه برقدار شود یا عایقبندی سیمها دچار مشکل شود، جریان خطرناک بلافاصله از طریق سیم ارت و شینه ارت به زمین منحرف میشود و از عبور آن از بدن انسان یا قطعات حساس دستگاه جلوگیری میگردد. این مسیر جایگزین کممقاومت باعث میشود جریان خطا به سرعت بالا رود و تجهیزات حفاظتی مدار (مثل فیوز یا کلید محافظ جان) سریعا عمل کنند و مدار را قطع نمایند. به عنوان نمونه، اگر سیم فاز در داخل یک وسیله برقی با بدنه فلزی آن تماس پیدا کند، وجود یک سیم ارت متصل به بدنه و شینه ارت باعث میشود جریان بسیار زیادی مستقیم به زمین برود و در نتیجه فیوز در همان لحظه بسوزد یا کلید محافظ عمل کند. بدین شکل، خطر برقگرفتگی فردی که دستگاه را لمس کرده به حداقل میرسد و همچنین احتمال آتشسوزی ناشی از جریان زیاد کاهش مییابد.
اهمیت این نقش حفاظتی شینه ارت را میتوان اینگونه خلاصه کرد که ارتینگ صحیح میتواند از بروز شوک الکتریکی، آتشسوزی و آسیب به تجهیزات جلوگیری کند. شینه ارت در واقع تمام نقاط فلزی در دسترس (بدنه تابلو، بدنه دستگاهها، سازه فلزی ساختمان و غیره) را همپتانسیل با زمین نگه میدارد که به این فرآیند “همبندی” نیز گفته میشود. با همبندی مناسب و اتصال همه قطعات به شینه ارت، اختلاف ولتاژ خطرناک بین بدنه تجهیزات و زمین یا بین دو بدنه مختلف به حداقل میرسد. نتیجه این کار، محافظت جانی افراد در برابر برقگرفتگی در اثر تماس غیرمستقیم (تماس با بدنه برقدارشده) و نیز محافظت تجهیزاتی مانند موتورها، لوازم خانگی و … در برابر اضافه ولتاژهای ناخواسته است.
همچنین، شینه ارت نقشی در کاهش تداخلات الکترومغناطیسی ایفا میکند. در سیستمهای حساس الکترونیکی یا مخابراتی، نویزها و جریانهای سرگردان میتوانند عملکرد دستگاه را مختل کنند. اتصال موثر همه نقاط به زمین (از طریق شینه ارت) سبب میشود این نویزها و جریانهای القایی به زمین تخلیه شوند و پایداری عملکرد سیستم افزایش یابد. بنابراین شینه ارت نه تنها حفاظت در برابر برقگرفتگی را تامین میکند بلکه به بهبود EMC (سازگاری الکترومغناطیسی) تجهیزات نیز کمک میکند.
نحوه اتصال صحیح ارت و نول در تابلو برق (تکفاز و سهفاز)
اتصال درست و استاندارد سیمهای نول و ارت به شینههای مربوطه در تابلو برق اهمیت ویژهای دارد، چرا که هر گونه اشتباه در این بخش میتواند ایمنی کل سیستم را به خطر بیندازد. در یک تابلو برق تکفاز (مثلاً تابلو توزیع واحدهای مسکونی که از برق تکفاز استفاده میکنند)، معمولاً یک شینه نول و یک شینه ارت (و یک یا چند شینه فاز برای فازهای ورودی و خروجی) وجود دارد. سیم نول اصلی ورودی پس از کلید اصلی یا کنتور، مستقیماً به شینه نول متصل میشود و تمامی سیمهای نول خروجی مدارهای مختلف (روشنیها، پریزها و …) به صورت جداگانه زیر پیچهای این شینه بسته میشوند. به همین ترتیب، سیم ارت اصلی که از سیستم زمین (چاه ارت یا شبکه ارت ساختمان) میآید به شینه ارت وصل میشود و تمامی سیمهای ارت مدارها (ارت پریزها، ارت بدنه تجهیزات و …) زیر پیچهای شینه ارت قرار میگیرند. نکته مهم این است که در تابلوهای تکفاز، شینه ارت به بدنه تابلو پیچ شده و بدنه فلزی تابلو نیز باید به ارت متصل باشد (تا در صورت نشت برق به بدنه تابلو، به زمین تخلیه شود)؛ در حالی که شینه نول روی مقره عایقی نصب میشود و ارتباط الکتریکی با بدنه تابلو ندارد. به این ترتیب، نول و ارت در داخل تابلو تکفاز کاملاً جدا از هم هستند و تنها نقطه اتصال مشترک آنها ممکن است در محل ترمینال زمین-نول ورودی (مثلاً نزدیکی کنتور یا ترانس) باشد که طبق سیستم ارتینگ طراحی شده انجام میشود (در ادامه توضیح داده خواهد شد).
در تابلو برق سهفاز (مثلاً تابلوی توزیع اصلی یک ساختمان یا تابلو برق صنعتی)، وضعیت به همین منوال است با این تفاوت که ما سه سیم فاز ورودی داریم و در صورت نیاز یک شینه نول چهار سیمه خواهیم داشت که مشترک بین هر سه فاز است. سیم نول ورودی شبکه (در سیستم چهار سیمه) پس از کلید اصلی یا کلید محافظ جان به شینه نول تابلو وصل میشود و تمامی نولهای مدارهای تکفازی که از آن تابلو تغذیه میگیرند به این شینه متصل میگردند. در مدارهای سهفاز متعادلی که نیاز به نول ندارند (مثل موتورهای سهفاز)، طبعاً اتصالی به شینه نول نخواهند داشت. اما هر جایی که مدار تکفاز گرفته میشود یا بار نامتعادل سهفاز وجود دارد، نول آن به شینه نول وصل میشود تا مسیر برگشت جریان مهیا شود. شینه ارت در تابلو سهفاز مشابه تابلو تکفاز عمل میکند؛ یعنی یک هادی ارت اصلی (PE) از چاه ارت یا شبکه زمین وارد تابلو شده و به شینه ارت وصل میشود و تمام سیمهای ارت کلیه مدارهای خروجی سهفاز و تکفاز زیر پیچهای شینه ارت بسته میشوند. در تابلو سهفاز نیز شینه ارت به بدنه فلزی تابلو پیچ میشود و بدنه تابلو و اسکلت فلزی سازه هم به ارت وصل هستند. به علاوه، در اکثر موارد برای هر فریم فلزی یا سینی کابل در داخل تابلو، یک اتصال ارت مجزا تا شینه ارت در نظر گرفته میشود تا هیچ بخش فلزی بدون مسیر ارت باقی نماند.
یک نکته مهم این است که در هیچ تابلویی (تکفاز یا سهفاز)، نباید سیمهای نول و ارت مستقیماً به یکدیگر متصل شوند یا اشتراکی غیراستاندارد داشته باشند. تنها محل مجاز اتصال نول و ارت طبق سیستمهای استاندارد، نقطه مشخصشده در سیستم ارتینگ (مانند نقطه ستاره ترانسفورماتور در سیستم TN یا ارتینگ نول ترانس) است. به عنوان مثال، در سیستم برقرسانی مرسوم شهری (TN-C-S)، نول و ارت پس از پست ترانس تا ورودی ساختمان یک هادی مشترک هستند (PEN) اما در اولین تابلوی اصلی پس از کنتور، به دو شینه جداگانه (N و PE) تفکیک میشوند و از آن نقطه به بعد هرگز نباید به هم اتصال مستقیم داشته باشند. این تفکیک تضمین میکند که جریانهای جاری در نول به سمت زمین منحرف نشوند و برعکس، شینه ارت حامل جریانهای کاری نباشد. بنابراین در هنگام مونتاژ تابلو برق، باید دقت کرد که شینه نول کاملاً ایزوله نصب شود و فقط به نول شبکه وصل گردد، و شینه ارت فقط به زمین وصل باشد و به نول لینک نشده باشد. همچنین سیمهای نول و ارت در مدارها نباید جابجا یا مخلوط بسته شوند؛ برای مثال اتصال اشتباه سیم نول یک مصرفکننده به شینه ارت میتواند باعث عملکرد اشتباه کلیدهای محافظ نشتی جریان (RCD) یا ایجاد ولتاژ در ارت شود. رعایت این اصول در تابلوهای چندتایی و زیرتابلوها نیز ضروری است.
تفاوت ارت و نول در عملکرد، مسیر جریان و دلیل جداسازی آنها
همانطور که بیان شد، سیم نول بخشی از مدار الکتریکی است و جریان کاری یا جریان بار را بازمیگرداند، در حالی که سیم ارت یک مسیر حفاظتی است و فقط جریانهای خطا یا نشتی را هدایت میکند. این تفاوت بنیادین ایجاب میکند که این دو مسیر از هم جدا نگه داشته شوند تا هر کدام وظیفه خود را به درستی انجام دهند. جداسازی شینه ارت و نول در تابلو برق به دلایل ایمنی و عملکردی زیر انجام میشود:
- جلوگیری از برقدار شدن ارت در حالت عادی: اگر شینه نول و ارت به هم متصل یا اشتباه جابجا شوند، سیمهای ارت عملاً حامل جریانهای نول میشوند. این وضعیت بسیار خطرناک است زیرا ارت که باید پتانسیل صفر داشته باشد، اکنون اختلاف ولتاژ پیدا میکند و لمس کردن هر بخش فلزی متصل به ارت میتواند مانند لمس سیم نول خطرناک شود. به بیان دیگر، اگر نول به ارت وصل شود، ارت تبدیل به نول دوم با جریان شده و فردی که ارت را لمس کند ممکن است دچار برقگرفتگی شود. بنابراین برای حفظ ایمنی، ارت هرگز نباید در مسیر جریان عادی مدار قرار گیرد.
- جلوگیری از اختلال در مدارهای حفاظتی: کلیدهای محافظ جان (RCD) و سایر تجهیزات حفاظتی بر اساس تفکیک جریان فاز و نول عمل میکنند. اگر ارت و نول به هم وصل شوند یا در نقطهای غیرمجاز تماس پیدا کنند، قسمتی از جریان برگشتی ممکن است از مسیر ارت عبور کند و عدم توازن جریان در فاز و نول را دچار خطا نماید. این امر میتواند منجر به عملکرد ناخواسته کلیدهای حفاظت نشتی (قطع بیدلیل برق) یا بالعکس عدم عملکرد بهموقع آنها در هنگام بروز نشتی واقعی شود. پس تفکیک ارت و نول برای درستی عملکرد سیستم حفاظتی ضروری است.
- کاهش نویز و ولتاژهای سرگردان: در صورت مشترک بودن مسیر نول و ارت، جریانهای برگشتی بار که ذاتاً متغیر هستند میتوانند روی سیم ارت نیز جریان یابند و کل شبکه ارت را آلوده به نویز الکتریکی کنند. این نویز ممکن است به تجهیزات حساسی مثل کامپیوترها و ابزار دقیق منتقل شده و عملکرد آنها را مختل کند. جداسازی سیم ارت (که به زمین مرجع وصل است) از سیم نول (که حامل جریان بار متغیر است) باعث میشود ارت به عنوان یک مرجع پایدار و عاری از نویز باقی بماند و تجهیزات حساس ایمنتر باشند.
- الزام طراحی سیستمهای ارتینگ استاندارد: بر اساس انواع سیستم ارتینگ (TN, TT, IT و …)، نحوه برخورد با نول و ارت متفاوت است اما در همه حالات در داخل تاسیسات مصرفکننده، نول و ارت باید مسیرهای مجزایی داشته باشند. تنها استثناء، سیستم قدیمی TN-C است که در آن سیم نول و ارت یکی هستند (PEN)، ولی حتی در این سیستم نیز بهدلیل مشکلات ایمنی، امروزه توصیه به تبدیل آن به TN-C-S (تفکیک ارت و نول پس از ورودی) شده است. خلاصه اینکه جداسازی ارت و نول یک الزامات استاندارد ایمنی است تا نقشهای متفاوت این دو هادی حفظ شود و احتمال خطر به حداقل برسد.
با توجه به موارد فوق، میتوان گفت نول و ارت اگرچه هر دو به زمین مرجع وصل میشوند اما نباید با یکدیگر اشتباه گرفته شوند یا بهطور مستقیم (غیرکنترلشده) اتصال داشته باشند. نول برای برگشت جریان طراحی شده و وجود آن برای کارکرد وسایل الکتریکی ضروری است، در حالی که ارت برای حفاظت است و وجود آن برای ایمن بودن وسایل ضروری است. از این رو، جداسازی آنها تضمین میکند که هرکدام نقش خود را به درستی ایفا کنند و تداخل عملکردی نداشته باشند.
استانداردها و الزامات فنی نصب شینه ارت و نول
شکل 2: نمونهای از سیمهای با روکش عایق در رنگهای متداول جهت نشانگذاری نول و ارت (آبی یا مشکی برای نول، زرد/سبز برای ارت) که هادی مسی رشتهای آنها قابل مشاهده است. نصب شینههای ارت و نول در تابلو برق باید مطابق استانداردهای برق و دستورالعملهای مهندسی صورت گیرد. چند الزام فنی و نکته استانداردی مهم در این زمینه عبارتاند از:
- ظرفیت جریان و ابعاد شینه: همانطور که ذکر شد، سطح مقطع (ابعاد) شینههای نول و ارت باید متناسب با جریانهای عبوری باشد. استانداردهای طراحی تابلو (مانند IEC 61439 یا استاندارد VDE) معمولاً توصیه میکنند سطح مقطع شینه نول حداقل نصف سطح مقطع شینه فاز انتخاب شود. برای مثال اگر شینههای فاز 10×3 میلیمتر مسی باشند، شینه نول و ارت حداقل 10×1.5 (نصف) یا بیشتر خواهند بود. همچنین در صورت استفاده از آلومینیوم به جای مس، باید افزایش سطح مقطع برای جبران رسانایی کمتر مد نظر قرار گیرد. جریان نامی شینه نول باید قادر به تحمل حداکثر عدم تعادل جریان سه فاز باشد و شینه ارت نیز باید تحمل جریانهای لحظهای خطای اتصال کوتاه تا زمان قطع کلید حفاظتی را داشته باشد (این جریانهای خطا ممکن است بسیار بزرگتر از جریانهای کاری باشند). به همین دلیل محل اتصال شینه ارت به بدنه و سیم اتصال زمین اصلی باید محکم و با ظرفیت عبور جریان بالا انتخاب شود.
- عایقبندی و نصب مکانیکی شینهها: در هنگام نصب داخل تابلو، شینه نول (و همچنین شینههای فاز) باید توسط مقرههای عایق از بدنه تابلو جدا شوند. پیچ و مهرههایی که شینه نول را نگه میدارند معمولاً روی پایههای عایقی (مقره) بسته میشوند تا هیچ تماس فلزی با شاسی تابلو نداشته باشد. در مقابل، شینه ارت مستقیماً با پیچ و مهره به بدنه فلزی تابلو وصل میشود و اتصال الکتریکی کامل با آن دارد. محل نصب شینه ارت غالباً پایین تابلو یا روی شاسی اصلی است تا به تمامی بخشهای فلزی تابلو نزدیک بوده و اتصال زمین مطمئن برقرار شود. در ضمن، برای افزایش استحکام اتصال، معمولاً از دو پیچ برای بستن شینه ارت به بدنه استفاده میکنند. تمامی اتصالات باید محکم بسته شوند و از واشر فنری یا قفلشونده برای جلوگیری از شلشدن در اثر لرزش استفاده شود.
- کدهای رنگی و علامتگذاری: طبق استانداردهای بینالمللی، سیم نول با رنگ آبی (در برخی سیستمهای قدیمی مشکی) و سیم ارت با ترکیب سبز و زرد مشخص میشود. برای شینهها نیز همین کدهای رنگی رعایت میشود؛ به طوری که شینه یا ترمینال نول را اغلب به رنگ آبی یا مشکی و شینه ارت را به رنگ سبز یا سبز/زرد رنگآمیزی میکنند. این تمایز رنگی در تابلو بسیار مهم است زیرا اشتباه اتصال سیمها را کاهش میدهد و هر تکنسینی بهراحتی میتواند تشخیص دهد کدام شمش برای ارت و کدام برای نول است. علاوه بر رنگ، معمولاً کنار هر شینه حرف N برای نول و علامت ⏚ (زمین) یا PE برای ارت حک یا برچسب میشود. استاندارد رنگ نه تنها برای سیمکشی داخل تابلو بلکه برای کابلکشی ساختمان نیز الزامی است تا یکپارچگی رعایت شود.
- اتصال به سیستم زمین و همبندی: استانداردها تأکید دارند که شینه ارت باید توسط یک هادی ارت اصلی به الکترود زمین (چاه ارت یا صفحه/میله زمین) وصل شود و مقاومت اتصال زمین در حد مجاز (معمولاً کمتر از 2 یا 5 اهم بسته به کاربرد) نگه داشته شود. تمامی بخشهای فلزی تاسیسات (مثل لولههای فلزی آب، گاز، اسکلت ساختمان) نیز باید طبق اصول همبندی به همین شینه ارت یا مستقیماً به سیستم زمین وصل شوند. در مقررات ملی برق (مبحث 13 مقررات ساختمان در ایران) نیز تصریح شده که اتصال زمین کلیه دستگاهها و قسمتهای فلزی باید مشترکاً به یک سیستم زمین واحد متصل شوند تا اختلاف پتانسیل ایجاد نشود. به عنوان مثال، تابلوهای مختلف در یک ساختمان باید شینههای ارت خود را از طریق هادیهای ارت به هم و به چاه ارت اصلی مرتبط کنند تا یک شبکه ارت یکنواخت شکل گیرد.
- دیگر الزامات فنی: سطح تماس شینهها باید تمیز و عاری از اکسید باشد تا اتصال الکتریکی خوبی تامین شود. در نصبهای حرفهای، قبل از بستن دو شینه روی هم یا شینه به کابلشو، سطح آن را با برس سیمی تمیز و سپس یک لایه نازک گریس رسانا یا ضدسولفاته میزنند تا از اکسید شدن جلوگیری شود. همچنین، پس از سوراخکاری شمشها برای نصب پیچ، لبههای سوراخ و شمش باید سوهانکاری و پلیسهگیری شوند تا نقاط تیز که میتوانند ایجاد قوس الکتریکی (آرک) یا تمرکز تنش کنند از بین بروند. تعداد و قطر پیچهای اتصال شینهها و ترمینالها نیز باید طبق استاندارد (معمولاً حداقل دو پیچ برای هر اتصال اصلی) باشد تا اتصالی مطمئن و با ظرفیت جریان کافی حاصل گردد. تمامی این جزئیات در استانداردهای ساخت تابلو برق و دستورالعملهای کارخانهای ذکر میشود و رعایت آنها برای داشتن یک تابلو ایمن و قابل اطمینان ضروری است.
خطاهای رایج در نصب یا استفاده از شینهها و پیامدهای آنها
رعایت نکات فنی در نصب شینههای نول و ارت بسیار مهم است، زیرا هر گونه خطا میتواند منجر به مخاطرات جدی شود. در ادامه به چند اشتباه رایج در این زمینه و عواقب آنها اشاره میکنیم:
- اتصال مشترک یا اشتباه بین نول و ارت: یکی از خطرناکترین اشتباهات، وصل کردن شینه نول و ارت به یکدیگر (مثلاً با یک سیم جامپر) یا بستن اشتباه سیم نول زیر پیچ شینه ارت و بالعکس است. این کار باعث میشود سیم ارت حامل جریانهای نول شود و تجهیزات و بدنهها برقدار شوند. پیامد: خطر برقگرفتگی شدید برای افراد در حال تماس با بدنههای فلزی افزایش مییابد، زیرا ارت عملاً ولتاژدار شده است. همچنین این اشتباه عملکرد سیستم حفاظتی را مختل کرده و میتواند باعث عمل نکردن بهموقع حفاظتها در زمان خطا یا عملکرد بیمورد آنها شود.
- سفت نبودن اتصالات شینه یا خوردگی در محل اتصال: گاهی به مرور زمان پیچهای اتصال شینهها شل میشوند یا به دلیل رطوبت و عوامل محیطی محل اتصال شینه به بدنه یا کابلها دچار اکسیداسیون و زنگزدگی میگردد. پیامد: اتصال الکتریکی بد، افزایش مقاومت و در نتیجه گرم شدن شدید محل اتصال رخ میدهد که میتواند منجر به جرقه، آرک و حتی آتشسوزی در داخل تابلو شود. همچنین یک اتصال ارت شل یا زنگزده ممکن است در زمان اضطراری قادر به عبور جریان خطا نباشد و حفاظت زمین عمل نکند. بنابراین بازبینی دورهای شینهها و اتصالات آنها و سفت کردن پیچها و تمیز کردن محلهای اتصال از اقدامات ضروری در نگهداری تابلو است.
- انتخاب نادرست سایز یا جنس شینهها: استفاده از شینههایی با سطح مقطع ناکافی یا جنس نامرغوب (مثلاً استفاده از شمش آهنی به جای مس یا آلومینیوم استاندارد) یکی دیگر از خطاهاست. پیامد: شینه با سطح مقطع کوچک در جریانهای بالا بیش از حد گرم میشود و ممکن است خم شده یا اتصالاتش شل شوند. حتی امکان ذوب شدن یا سوختن شینه در جریان خطای شدید وجود دارد که خطر آتشسوزی و قطع برق گسترده را به دنبال دارد. عدم رسانایی مناسب نیز میتواند ولتاژ نول را نسبت به زمین بالا ببرد و اختلاف پتانسیل خطرناکی بین نول و ارت ایجاد کند. همیشه باید شینهها طبق استاندارد جریاندهی انتخاب و از فلزات با خلوص و رسانایی بالا (مس الکترولیتی یا آلومینیوم مرغوب) استفاده شوند.
- نبستن ارت تجهیزات به شینه ارت: گاهی در نصب تابلو یا تجهیزات، دیده میشود که برخی بدنههای فلزی یا چارچوبها به ارت وصل نشدهاند (سیم ارت آنها فراموش شده یا اشتباهاً رها شده است). پیامد: آن قسمت فلزی در صورت برقدار شدن احتمالی، چون مسیری به زمین ندارد ممکن است تا صدها ولت نسبت به زمین اختلاف پیدا کند و در لمس بعدی باعث برقگرفتگی شود. مثلا اگر بدنه یک دستگاه یا درِ تابلو برق به شینه ارت وصل نشود، خطرناک خواهد بود. راه حل این است که چک لیست ارت انجام شود تا اطمینان حاصل گردد که همه نقاط لازم توسط سیم ارت به شینه ارت وصل هستند.
- تکیه بر نول به جای ارت یا استفاده نادرست از نول به عنوان زمین: برخی افراد ناآگاه ممکن است تصور کنند چون نول به زمین اتصال دارد، میتوان از سیم نول به جای سیم ارت استفاده کرد. این یک خطای فاحش است. پیامد: همانطور که گفته شد نول در حالت عادی جریاندار و دارای ولتاژ برگشتی است و نمیتواند نقش یک اتصال زمین ایمن را بازی کند. اگر مثلاً قاب فلزی دستگاهی را به نول ببندیم، در حالت عادی برقدار خواهد شد و خطرساز میشود. همچنین قطع شدن نول در مسیر میتواند کل بدنههای متصل به آن را به پتانسیل فاز برساند. بنابراین به هیچوجه نباید نول و ارت را جای هم بهکار برد. سیستمهای الکتریکی باید دارای مسیر اختصاصی جریان خطا باشند و نباید به سازه فلزی ساختمان یا سیم نول به عنوان بخشی از آن مسیر اکتفا کرد (مگر در چارچوب طراحی خاص سیستم ارتینگ که قبلاً بحث شد).
- عدم تست و اندازهگیری سیستم زمین: ممکن است اجرای چاه ارت و نصب شینه ارت بهدرستی انجام شود اما اگر مقاومت چاه ارت بسیار بالا باشد یا اتصال آن به شینه قطع شده باشد، سیستم حفاظت زمین عملاً کارآمد نخواهد بود. یکی از اشتباهات، عدم اندازهگیری دورهای مقاومت سیستم زمین پس از نصب است. پیامد: در صورت بد بودن ارت، هنگام وقوع خطا جریان کافی به زمین نمیرود و فیوز عمل نمیکند، یا ولتاژ خطرناکی روی بدنهها باقی میماند. لذا طبق استاندارد، باید سالیانه یا هر شش ماه یکبار مقاومت ارت چک و در صورت لزوم بهبود یابد و اتصالات مرتبط بررسی شوند.
با آگاهی از این خطاهای رایج و پیامدهای آنها، مجریان برق و تکنسینها میتوانند از وقوع حوادث ناگوار جلوگیری کنند. کلید کار، دقت در نصب مطابق استاندارد و بازرسی و آزمون مستمر است.
نتیجهگیری و توصیههای ایمنی
در این مقاله اهمیت و کاربرد شینه ارت و نول در تابلوهای برق را از جنبههای مختلف بررسی کردیم. دیدیم که شینه نول به عنوان مسیر بازگشت جریانهای کاری به منبع، برای تکمیل مدارهای الکتریکی ضروری است و شینه ارت به عنوان مسیر ایمن برای جریانهای نشتی و خطا، برای حفاظت از جان افراد و تجهیزات حیاتی میباشد. هر یک از این دو شینه نقش منحصربهفرد اما مکملی در سیستم برق دارند و حضور صحیح هر دوی آنها شرط ایمنی و عملکرد صحیح شبکه برق داخلی است.
توصیه ایمنی مهم این است که همواره تشخیص صحیح، نصب اصولی و نگهداری منظم شینههای ارت و نول را جدی بگیرید. اطمینان حاصل کنید که در تابلو برق شما: – شینههای ارت و نول بهخوبی از هم مجزا و بر اساس استاندارد نصب شدهاند (نول ایزوله از بدنه و ارت متصل به بدنه). – اتصالات همه سیمهای نول به شینه نول و سیمهای ارت به شینه ارت محکم بوده و هیچ اتصال سستی وجود ندارد. – رنگبندی و علامتگذاری شینهها و سیمها به درستی انجام شده تا اشتباه اتصال به حداقل برسد. – مقاومت اتصال زمین اندازهگیری شده و در محدوده مجاز است، و شینه ارت واقعاً به الکترود زمین مطمئن وصل شده است. – هیچگونه ارتباط غیرمجاز یا جامپر بین شینه نول و ارت در داخل تابلو یا مدارهای پاییندست وجود ندارد (به استثنای نقطه زمین سیستم که توسط متخصصین طراحی شده). – سیستم حفاظتی (فیوزها، کلیدهای RCCB/RCBO) بهدرستی عمل میکنند؛ میتوانید عملکرد آنها را با دکمه تست (در کلیدهای محافظ جان) یا شبیهسازی خطای ارت در شرایط کنترلشده بررسی کنید.
در پایان تأکید میشود که ایمنی برق اتفاقی بهدست نمیآید بلکه حاصل رعایت تکتک جزئیات فنی و استانداردهاست. همواره از قطعات با کیفیت (شینههای مسی استاندارد، مقرههای عایقی مناسب و …)، روشهای نصب صحیح و افراد متخصص برای کار با تابلوهای برق بهره بگیرید. با رعایت این موارد، تابلو برق شما ضمن عملکرد مطلوب، سطح ایمنی بالایی خواهد داشت و از مخاطرات برقگرفتگی و خسارات تجهیزات جلوگیری میشود. ایمنی شما و تجهیزاتتان در گرو همین اقدامات به ظاهر ساده اما بسیار مهم است.
