اتصال به زمین: روش، انواع و مزایا

اتصال به زمین تخلیه آنی انرژی الکتریکی با عبور مستقیم بارها به زمین با استفاده از کابل کم مقاومت است. انواع مختلفی از اتصال برای وصل کردن قطعات فلزی وسایل برقی یا تاسیسات به زمین برای جلوگیری از برق گرفتگی یا کاهش خطر آن استفاده می شود. انواع مختلف اتصال به زمین شامل سیستم های اتصال صفحه ای، نواری یا سیمی، میله ای و لوله ای، مانند سیم های به کار رفته در ساختمان ها، خانه ها، ماشین آلات و تجهیزات الکتریکی می باشد.

شیوه اتصال به زمین

اتصال به زمین برای اطمینان از ایمنی با متصل کردن دستگاه الکتریکی به سیستم زمین/ارتینگ یا الکترودهایی که در نزدیکی خاک یا زیر سطح زمین قرار گرفته اند انجام می شود. الکترود یا صفحه زمین مجهز به رایزر آهنی تخت در زیر سطح زمین نصب می شود. این کار به اتصال تمام قطعات فلزی غیر حامل جریان تجهیزات کمک می کند. هنگامی که جریان اضافه از طریق تجهزیات منتقل می شود یا سیستم جریان دچار خطا می شود، جریان اشتباه از سیستم اتصل به زمین عبور می کند. هادی های صفحه زمین کمک می کنند تا ولتاژ را به میزانی برابر با مقاومت صفحه زمین ضرب در خطای زمین افزایش دهند. این کار دستگاه را از اضافه بار یا جریان اشتباه محافظت می کند.
یک ساختمان دارای 3 نوع سیم مختلف است: فاز، نول و زمین. سیم زمین به صفحه فلزی مدفون متصل می شود و سیم های فازو نول جریان الکتریکی را از نیروگاه هدایت می کنند. هنگام استفاده، تجهیزات الکتریکی مانند تلویزیون، اتو و یخچال ها همگی به سیم زمین متصل می شوند. در نتیجه، این گجت‌ها در برابر شوک یا منابع الکتریکی ضعیف محافظت می‌شوند .

انواع اتصال به زمین
اتصال به زمین در ساخت مسکن، سیم کشی ها و برای ایمنی وسایل الکتریکی انجام می شود. انواع مختلف سیستم های اتصال به زمین عبارتند از:
1. اتصال لوله ای

اتصال لوله ای روشی رایج برای اتصال به هادی های الکتریکی زمین با استفاده از لوله فولادی است. لوله فولادی گالوانیزه به قطر 38 میلیمتر و طول 2 متر با قرارگیری عمودی در زمین به عنوان الکترود ارت در اتصال لوله ای استفاده می شود. میزان رطوبت خاک و قدرت جریان بر اندازه لوله آهنی که باید استفاده شود تأثیر می گذارد. رطوبت خاک تعیین کننده حداکثر عمقی است که لوله فولادی می تواند در آن نصب شود. بهترین و موثرترین روش اتصال به زمین، اتصال لوله ای است که روشی مقرون به صرفه نیز محسوب می شود.
2. اتصال صفحه ای

در این نوع از اتصال به زمین، صفحه ای متشکل از مس یا آهن گالوانیزه به صورت عمودی در گودالی در زمین قرار می گیرد. برای تاثیر بیشترسیستم اتصال به زمین، باید شرایط رطوبت زمین را در اطراف سیستم اتصال صفحه ای حفظ کرد. این صفحه به سیم های الکتریکی متصل می شود تا بار الکتریکی را به داخل زمین هدایت کند.
3. اتصال نواری یا سیمی
 

در این نوع اتصال، الکترودهای نواری با حداقل سطح مقطع 6.0 میلی متر مربع و حداقل عمق 0.5 متر در ترانشه های افقی مدفون می شوند. اگر الکترودها از آهن گالوانیزه یا فولاد ساخته شده باشند، سطح مقطع آنها نباید کمتر از 25 میلی متر در 1.6 میلی متر باشد. هنگامی که یک هادی با حداقل طول 15 متر در زمین مدفون می شود، مقاومت زمین کافی را فراهم می کند.
4. اتصال میله ای

در این روش، یک میله مسی با لوله فولادی گالوانیزه به صورت عمودی با دست یا با چکش به مقدار دلخواه در زمین قرار می گیرند. طول الکترودهای کاشته شده مقاومت زمین را کاهش می دهد. میله ای که برای این منظور استفاده می شود در عمق مشخصی در خاک مدفون می شود و برق اتصال کوتاه را به طور ایمن به زمین منحرف می کند. این تکنیک اتصال به زمین برای مناطق ماسه ای مناسب است و همچنین بسیار مقرون به صرفه است.

مزایای اتصال به زمین
1. ایمن ترین و موثرترین راه برای تامین ایمنی یک ساختمان در برابر برق گرفتگی کاربرد سیستم اتصال به زمین است. 
2. زمین پتانسیل الکتریکی ندارد و خنثی محسوب می شود .
3. فلزات را میتوان بدون در نظر گرفتن رسانایی آن ها در سیستم های الکتریکی مورد استفاده قرار داد زیرا در صورت اتصال صحیح به زمین جریان را منتقل نمی کنند.
4. اگر اقدامات احتیاطی کافی برای اتصال به زمین انجام شود، افزایش سریع ولتاژ یا اضافه بار هیچ اثر منفی بر جسم یا کاربر ندارد.
5. خطر آتش سوزی ناشی از نشت جریان را کاهش می دهد.