سیستم زمین ( earthing system )

جرم اصلی زمین می تواند به عنوان یک مرجع  ثابت و غیر قابل تغییر پتانسیل (صفر) مورد استفاده قرار گیرد .این نقطه صفر برای تمامی سیستم هایی که به نوعی به زمین نیاز دارند، به کار گرفته می شود. در عمل تمامی اجزا و بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی بطور مستقیم به این مرجع پتانسیل (زمین) متصل می شوند. در هنگام بروز یک اتصال کوتاه ناخواسته با بدنه تجهیزات الکتریکی ،بدنه فلزی آنها ، در همان پتانسیل فاز قرار می گیرند و انسانی که با آنها درتماس است، ممکن است در معرض یک اختلاف پتانسیل خطرناک (>50) قرار گرفته و آسیب ببیند.

اگر چنانچه محدوده ای که این تجهیزات و سایر تاسیسات فلزی که در ان مستقر هستند و نیز انسا ن هایی که در تماس با این هادی ها قرار می گیرند ، بطور بهم پیوسته به یک زمین مرجع اتصال داشته باشند ، اختلاف پتانسیل ها حذف شده و انسان ها محفوظ خواهند ماند . این روش را هم پتانسیل سازی گویند .

کاربردهای سیستم اتصال زمین بطور کلی:

  • حفاظت انسان ها و تجهیزات (protection & safety )
  • عملکرد سریع سیستم تغذیه برق (functional & operational )
  • انتقال جریان های لحظه ای ناشی از تخلیه الکترو استاتیک، القائات الکترومغناطیسی و حوادث جوی ( EMP , ESD )
  • حفاظت و عملکرد مناسب تجهیزات مخابراتی، دیتا و کاهش نویز در سیستم های الکترونیکی ( EMC )

کاربرد سیستم زمین در تاسیسات تغذیه الکتریکی (   مطابق با استانداردهای  VDE0141 , EN50179 , IEC60364   )

یک سیستم زمین خوب می بایست، عملکرد صحیح و به موقع  تجهیزات حفاظتی ( RCD  ، کلیدهای خودکار ، فیوزها و …. ) را در هنگام اتصالی های زمین و خطاهای حادث در سیستم تغذیه ، تضمین نموده و موجب کاهش ولتاژ گام و تماس در هنگام بروز اختلاف پتانسیل خطرناک شده و همچنین شوک های ولتاژ ناشی از القائات الکترومغناطیسی و تخلیه الکتریسیته ساکن را مهار نماید.

زمین کردن به دو علت اصلی انجام می گیرد، کارکرد و رفتار صحیح سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی ، به بیان دیگرحفاظت از تجهیزات (زمین الکتریکی) و دیگری حفاظت اشخاصی که به نوعی با تجهیزات الکتریکی در تماس هستند (زمین حفاظتی) .

کاربرد سیستم زمین در حفاظت سازه ها و تجهیزات در مقابل صاعقه  و میدان های الکترومغناطیسی شدید ( مطابق با استانداردها IEC62305  )

به منظور متفرق کردن جریان صاعقه در زمین (موج فرکانس بالا) به طوری که اختلاف پتانسیل خطرناکی ایجاد نشود، شکل و گستردگی شبکه زمین (الکترودهای زمین) مهم ترین عامل به شمار می آید هر چند که دستیابی به یک مقاومت کم توصیه می شود.از نقطه نظر حفاظت در مقابل صاعقه ، یک مجموعه واحد از الکترودهای بهم پیوسته برای تمامی اهداف (حفاظت در برابر صاعقه،حفاظت و عملکرد سیستم تغذیه وسیستم های مخابراتی) مناسب است.

کاربرد سیستم زمین به منظور عملکرد صحیح تجهیزات مخابراتی و دیتا از نقطه نظرEMC ( مطابق با استانداردهای IEEE1100 , IEC61000  )

هدف اصلی از ایجاد سیستم ارتینگ و هم بندی در مراکز مخابراتی ایجاد صفحه مرجع پتانسیل (  system refrence potential plane  ) برای سیگنال های انتقالی می باشد.ایجاد مسیری با امپدانس کم نه تنها انتشار امواج الکترومغناطیسی مزاحم را کاهش می دهد بلکه می توان سطح ایمنی تجهیزات را با اجرای ملاحظات شیلدینگ، در مقابل تداخلات الکترومغناطیس خارجی (EMI/RFI ) بهبود بخشید.

سیستم ارتینگ موثر و هم پتانسیل سازی برای تجهیزات مخابراتی دیجیتال و سیستم هایی با سرعت انتقال بالا بسیار حیاتی است . افزایش سرعت انتقال اطلاعات ، حساسیت سیستم ها به تداخلات را بیشترنموده و تضعیف سیگنال را موجب خواهد شد. از نقطه نظر سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)  ضروروی  است اثرات میدان های الکترومغناطیسی بر روی تجهیزات مخابراتی محدود شده و سیستم های مخابرتی دارای سطح ایمنی مناسب در مقابل منابع مزاحم خارجی از جمله میدان های ناشی از خطوط تغذیه برق ، صاعقه ، تخلیه های الکترو استاتیک ( ECD  ) و فرستنده های رادیویی و سایر تهدیدات الکترومغناطیسی (  EMI / RFI  ) باشند.