اتصال زمین یا ارت
بسیاری از خطرات برای اشخاص و تاسیسات الکتریکی بر اثر وجود سیستم اتصال زمین ضعیف یا عدم وجود اتصال زمین تجهیزات الکتریکی به وجود می آید. یک سیستم فشار ضعیف زمین شده نسبت به یک سیستم زمین نشده حوادث کمتری برای کارکنان در بر دارد. در یک سیستم زمین نشده با وجود متعادل بودن ولتاژ فازها ، تماس عمدی یا اتفاغی با هر کدام از فازها ممکن است خطر شوک الکتریکی جدی در بر داشته باشد.
مادامی که یک اتصالی به زمین (ارت فالت) روی یک فاز سیستم زمین نشده یا سیستم زمین شده رخ می دهد، شخصی که با یکی از فازهای دیگر سیستم و زمین تماس می‌گیرد، تحت ولتاژی برابر برابر ولتاژ سیستم دارای نول زمین شده قرار می گیرد.
از دیگر خطرات عدم وجود سیستم اتصال زمین مناسب، خطر آتش سوزی و خسارت سنگین تجیهزات و تاسیسات است پس یکی از راههای پیش گیری از حوادث جانی و تاسیساتی داشتن اتصال زمین مناسب می باشد.
ارت یا زمین کردن[1]
اتصال زمین یا ارت شامل یک اتصال مصنوعی برق به زمین است که مقاومت بسیار کمی برای عبور جریان دارد. در حقیقت کلمه «زمین» د رکارهای برقی به زمین دارای پتانسل صفر اطلاق می شود وقتی که یک نقطه از شبکه زمین شود آن را تک زمینی[2] و وقتی که در نقاط مختلفی زمین شده باشد، آن را چند زمینی[3] می نامند.
زمین کردن و یا ارت نمودن یک سیستم الکتریکی، فرایند اتصال همه قطعات فلزی یا بدنه های فلزی دستگاههای الکتریکی( به غیر از هادی های اصلی مدار برق) به زمین می باشد و هدف از آن انتقال هر نوع نشتی انرژی الکتریکی در بدنه فلزی دستگاهها به زمین به منظور حفاظت جان کارکنان یا تجهیزات است
هر سیستم اتصال زمین یا ارت دارای دو قسمت جدا ولی مرتبط می باشد:
الف یک هادی یا سیم کم مقاومت برای همبندی یا اتصال بدنه های فلزی دستگاههای الکتریکی
ب یک الکترود یا دسته ای از الکترودهای قرار داده شده در زمین
دستیابی به یک سیستم اتصال زمین خوب یا دارای مقاومت استاندارد ممکن است مشکل باشد ولی عوامل اصلی تعیین کننده شامل شکل و جنس الکترود و مقاومت مخصوص خاک است و در حقیقت زمین هادی الکتریسته است و مقاومت آن بستگی به نوع ترکیبات خاک دارد مثلا در قسمتی که شن و ماسه خشک و قلوه سنگ می باشد مقاومت زمین خیلی زیاد بوده ولی خاک مرطوب و رس دارای مقاومت کم است
استفاده از زمین به منزله یک سیم برای برگشت جریان
اگرچه مقاومت زمین به طور نسبی زیاد است ولی هادی جریان بوده، آن را در جهات مختلف نقاط زمین عبور می دهد همین امر باعث می شود که سطح مقطع مسیر عبور جریان افزایش یابد و مقدار شدت جریان کمتر شود به این ترتیب افت ولتاژ نیز کمتر می شود. (V=IR)
از خاصیت هدایت زمین جهت برگشت جریان در سیستم های تولید و انتقال نیرو استفاده می شود و جریان بارهای نامساوی از طریق زمین به منبع تولید نیرو برگشت می کند برای مثال، در شکل زیر اگر جریان فاز A بیشتر از دو فاز دیگر باشد جمع برداری جریانها در نقطه N (نول) صفر نبوده جریان اضافی از طریق زمین به منبع نیرو برگشت می نماید.
[1] Grounding
[2] Unigrounded
[3] Multi Gronded