سیستم زمین (Earthing System) یا گراندینگ (Grounding) یک سیستم ایمنی و الکتریکی است که برای محافظت از افراد، تجهیزات و ساختمانها در برابر خطرات ناشی از جریانهای ناخواسته الکتریکی طراحی شده است. این سیستم با اتصال بخشهای فلزی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی به زمین، از افزایش ولتاژ خطرناک جلوگیری کرده و ایمنی را افزایش میدهد.
هدف سیستم زمین
- ایمنی افراد: جلوگیری از برقگرفتگی و خطرات ناشی از تماس با جریانهای ناخواسته.
- حفاظت از تجهیزات: جلوگیری از آسیب به دستگاهها و تجهیزات الکتریکی در اثر اضافهولتاژ یا جریانهای ناخواسته.
- پایداری سیستم: ایجاد یک مرجع ولتاژ صفر برای سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی.
- جلوگیری از آتشسوزی: کاهش خطر آتشسوزی ناشی از اتصال کوتاه یا جریانهای نشتی.
اجزای اصلی سیستم زمین
- الکترود زمین (Earth Electrode):
- یک قطعه فلزی (معمولاً از جنس مس یا گالوانیزه) که در خاک دفن میشود.
- وظیفه آن ایجاد اتصال الکتریکی با زمین است.
- هادی زمین (Earth Conductor):
- سیم یا کابل مسی که تجهیزات الکتریکی را به الکترود زمین متصل میکند.
- اتصالهای زمین (Earth Connections):
- اتصالاتی که بخشهای فلزی تجهیزات (مانند بدنه فلزی دستگاهها) را به سیستم زمین متصل میکنند.
- جعبه اتصال زمین (Earth Junction Box):
- محلی برای اتصال و تست سیستم زمین.
انواع سیستم زمین
سیستمهای زمین بر اساس استانداردهای بینالمللی (مانند IEC 60364) به چند دسته تقسیم میشوند:
- سیستم TN:
- در این سیستم، نقطه خنثی (نوترال) ترانسفورماتور مستقیماً به زمین متصل است.
- انواع آن شامل TN-S، TN-C و TN-C-S میشود.
- سیستم TT:
- در این سیستم، نقطه خنثی ترانسفورماتور به زمین متصل است، اما بدنه تجهیزات به یک الکترود زمین جداگانه متصل میشود.
- سیستم IT:
- در این سیستم، نقطه خنثی ترانسفورماتور به زمین متصل نیست یا از طریق امپدانس به زمین متصل است.
- این سیستم معمولاً در محیطهای حساس مانند بیمارستانها استفاده میشود.
کاربردهای سیستم زمین
- ساختمانهای مسکونی و تجاری: برای محافظت از ساکنان و تجهیزات.
- صنایع: برای جلوگیری از آسیب به ماشینآلات و دستگاههای صنعتی.
- تأسیسات الکتریکی: مانند پستهای برق، ژنراتورها و ترانسفورماتورها.
- سیستمهای ارتباطی و الکترونیکی: برای جلوگیری از نویز و افزایش پایداری سیستم.
- تأسیسات نفتی و گازی: برای جلوگیری از خطرات ناشی از جرقه و آتشسوزی.
مزایای سیستم زمین
- افزایش ایمنی افراد و تجهیزات.
- کاهش خطر آتشسوزی.
- جلوگیری از آسیب به دستگاههای الکترونیکی حساس.
- ایجاد ثبات در عملکرد سیستمهای الکتریکی.
- کاهش نویز و اختلالات الکترومغناطیسی.
معایب سیستم زمین
- هزینه اولیه برای نصب و راهاندازی.
- نیاز به بازرسی و نگهداری دورهای.
- در صورت طراحی نادرست، ممکن است کارایی لازم را نداشته باشد.
نتیجهگیری
سیستم زمین یک بخش حیاتی در طراحی و اجرای تأسیسات الکتریکی است که ایمنی افراد و تجهیزات را تضمین میکند. با نصب صحیح و نگهداری منظم این سیستم، میتوان از خطرات ناشی از جریانهای ناخواسته و اضافهولتاژ جلوگیری کرد. برای طراحی و اجرای سیستم زمین، مشاوره با کارشناسان برق و رعایت استانداردهای بینالمللی ضروری است.
