در هر سیستم الکتریکی مدرن، سیمها شریانهایی هستند که جریان حیاتبخش را به دستگاههای ما منتقل میکنند. ما با سیم های برق (یا فاز) و خنثی آشنا هستیم، اما سیم سومی وجود دارد که اغلب نادیده گرفته می شود که به همان اندازه مهم است: سیم ارت. همچنین به عنوان سیم زمین شناخته می شود، این مهمترین ویژگی ایمنی سیستم الکتریکی شما است.
بنابراین، سیم ارت چیست؟ این هادی است که پوشش فلزی دستگاه را مستقیماً به زمین متصل می کند، معمولاً از طریق میله زمین یا سیستم اصلی زمین خانه شما. وظیفه آن فراهم کردن مسیری امن برای خروج برق در صورت بروز خطا است. برای صاحبان خانه، علاقه مندان به DIY و برق، درک عملکرد آن فقط یک موضوع دانش فنی نیست، بلکه یک جنبه اساسی از ایمنی شخصی است.
وقتی سیم ارت وصل نمی شود، عواقب آن می تواند شدید باشد. خطر برق گرفتگی سر به فلک می کشد، وسایل ایمنی ضروری مانند RCD ممکن است کار نکنند و پتانسیل آتش سوزی الکتریکی به طور چشمگیری افزایش می یابد. خطرات مفقود شدن سیم زمین خاموش اما کشنده است و وسایل روزمره را به خطرات بالقوه تبدیل می کند. این راهنما دقیقاً توضیح میدهد که وقتی سیم زمینی وجود ندارد چه اتفاقی میافتد، چگونه میتوان آن را بررسی کرد و چرا این بخش غیرقابل مذاکره در هر تاسیسات الکتریکی ایمن است.
سیم زمین چه می کند؟
زمین ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما دو هدف اصلی را دنبال می کند: محافظت از افراد و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم الکتریکی. اینها به عنوان زمین حفاظتی و زمین سیستم شناخته می شوند.
نقش زمین حفاظتی
زمین حفاظتی همه چیز در مورد ایمنی شخصی است. سیم ارت، قطعات فلزی غیرقابل حمل جریان یک دستگاه (مانند بدنه ماشین لباسشویی یا یخچال شما) را به زمین متصل می کند. اگر یک خطای داخلی باعث شود سیم برقی با این محفظه فلزی تماس پیدا کند، سیم زمین مسیری با امپدانس کم برای جریان خطا به طور ایمن به زمین فراهم می کند. این موج عظیم جریان اساساً یک اتصال کوتاه است که باعث می شود قطع کننده مدار یا فیوز تقریباً فوراً خاموش شود و برق قطع شود.
بدون این مسیر، محفظه فلزی با ولتاژ کامل انرژی می گیرد و منتظر می ماند تا کسی آن را لمس کند و مدار را با بدن خود کامل کند. سیم ارت تضمین می کند که در صورت بروز خطا، برق راه آسان را از طریق سیم عبور می دهد، نه راه سخت را از طریق شما.
نقش زمین کردن سیستم
اتصال زمین سیستم که گاهی به آن زمین عملکردی نیز می گویند، در مورد ایجاد یک نقطه مرجع پایدار برای کل سیستم الکتریکی است. در ترانسفورماتور برقی که برق محله شما را تامین می کند، نقطه خنثی به طور فیزیکی به زمین متصل است. این اتصال یک مرجع پتانسیل صفر (0 ولت) ایجاد می کند که به تثبیت ولتاژ در سراسر سیستم کمک می کند. این تضمین می کند که ولتاژ بین سیم های برق و نول شما ثابت می ماند و از نوسانات ولتاژ خطرناکی که می تواند به وسایل الکترونیکی شما آسیب برساند جلوگیری می کند.
نحوه عملکرد زمین در خانه های واقعی
در اکثر سیستمهای الکتریکی مدرن مسکونی، مانند سیستم معمولی TN-CS، یک هادی محافظ زمین و خنثی (PEN) ترکیبی از ترانسفورماتور به خانه شما میرود. در جعبه توزیع اصلی شما (یا پانل خدمات)، این هادی PEN دوباره از طریق اتصال به میله زمین متصل می شود. پس از این نقطه، به دو هادی جداگانه تقسیم می شود: سیم خنثی (N) و سیم محافظ زمین (PE).
از اینجا، سیم خنثی جریان برگشتی را در حین کار عادی حمل می کند، در حالی که سیم محافظ زمین در کنار ایستاده است و در صورت بروز خطا آماده عمل می شود. این اتصال زمین دوگانه - یک بار در ترانسفورماتور و بار دیگر در خانه شما - یک شبکه ایمنی قوی و قابل اعتماد ایجاد می کند.
اگر سیم زمین وصل نشود چه اتفاقی می افتد؟
اتصال نکردن سیم زمین یک نادیده گرفتن جزئی نیست. به طور سیستماتیک ویژگی های ایمنی الکتریکی خانه شما را غیرفعال می کند. در اینجا به تفصیل خطرات زمانی که سیم زمین وجود ندارد، توضیح داده شده است.
1. افزایش خطر برق گرفتگی
این فوری ترین و خطرناک ترین خطر است. ایرادی را در داخل دستگاهی با پوشش فلزی، مانند پلوپز یا اجاق توستر تصور کنید. اگر سیم برقی شل شود و با داخل محفظه تماس پیدا کند، کل بدنه فلزی با ولتاژ فاز کامل (120 ولت یا 240 ولت) انرژی میگیرد.
اگر سیم ارت وصل باشد، این خطا جریان عظیمی را به زمین ایجاد می کند و قطع کننده را قطع می کند. اما اگر سیم زمین وصل نباشد ، هیچ مسیری برای بازگشت این جریان خطا به منبع وجود ندارد. دستگاه فعال باقی می ماند، بی سر و صدا منتظر است. لحظه ای که کسی آن را لمس می کند، بدن او مسیری را برای رسیدن به زمین فراهم می کند که منجر به شوک الکتریکی شدید و بالقوه کشنده می شود. همانطور که یکی از تحلیلهای ایمنی اشاره میکند، یک سیم زمین قطع شده میتواند پوشش پلوپز را 'در ولتاژ فاز کامل' ترک کند.
2. RCD / RCCB ممکن است سفر نکند
یک دستگاه جریان باقیمانده (RCD) یا یک قطع کننده مدار جریان باقیمانده (RCCB)، برای نجات جان انسان ها با تشخیص جریان های نشتی کوچک طراحی شده است. با مقایسه مداوم جریان خارج شده از سیم برق (IL) با جریان برگشتی روی سیم خنثی (IN) کار می کند. در یک مدار سالم، این دو جریان برابر هستند.
اگر یک سیم ارت وصل شود و یک خطا رخ دهد، مقداری جریان از سیم برق از طریق بدنه دستگاه نشت می کند و از سیم ارت پایین می رود. RCD بلافاصله تشخیص می دهد که IL بزرگتر از IN است (مثلاً اختلاف 30 میلی آمپر) و در میلی ثانیه قطع می شود و قبل از وقوع یک شوک خطرناک، برق را قطع می کند.
با این حال، اگر سیم زمین وجود نداشته باشد ، جریان نشتی جایی برای رفتن ندارد. فقط روی بدنه دستگاه می نشیند. RCD هیچ عدم تعادلی بین جریانهای زنده و خنثی نمیبیند (IL هنوز برابر با IN است)، بنابراین قطع نمیشود. دستگاه فعال می ماند و RCD، اولین خط دفاعی شما در برابر شوک الکتریکی، بی فایده می شود.
3. مدار شکن اصلی نیز محافظت نمی کند
یک قطع کننده مدار استاندارد در برابر اضافه بار (جریان بیش از حد کشیده شده) و اتصال کوتاه (یک موج عظیم و آنی جریان) محافظت می کند. هنگامی که یک دستگاه ارت دار دارای ایراد است، اتصال بین سیم برق و پوشش ارت شده یک اتصال کوتاه ایجاد می کند. این باعث افزایش شدید جریان می شود که فوراً قطع کننده اصلی را خاموش می کند.
با وجود یک سیم زمین از دست رفته ، هیچ مسیر اتصال کوتاهی ایجاد نمی شود. جریان خطا محدود به هر چیزی است که هنگام لمس دستگاه از طریق شخصی عبور می کند. این جریان بیش از حدی است که کشنده باشد، اما معمولاً برای قطع کردن مدار قطع کننده اصلی، که برای کنترل جریان های بسیار بزرگتر طراحی شده است، بسیار کم است. شکن روشن است و خطر پابرجاست.
4. آسیب دستگاه و خطرات اضافه ولتاژ
سیم ارت همچنین به محافظت از لوازم الکترونیکی حساس شما در برابر نوسانات برق، مانند مواردی که در اثر برخورد صاعقه یا نوسانات شبکه ایجاد می شود، کمک می کند. محافظ های برق با هدایت ولتاژ اضافی به طور ایمن به زمین کار می کنند. بدون سیم اتصال زمین، این دستگاهها جایی برای ارسال ولتاژ خطرناک ندارند و رایانهها، تلویزیونها و سایر وسایل الکترونیکی شما را در معرض آسیب دائمی قرار میدهند. همچنین سیستم های عایق داخل لوازم خانگی را به خطر می اندازد که منجر به طول عمر کوتاه تر می شود.
5. خطرات آتش سوزی
هنگامی که بدنه دستگاه به دلیل نقص با ولتاژ بالا برق میگیرد، میتواند باعث ایجاد گرما شود، به خصوص اگر عایق قدیمی یا آسیب دیده باشد. این گرما، همراه با یک جرقه بالقوه در هنگام لمس یا جابجایی دستگاه، می تواند مواد قابل احتراق مجاور را مشتعل کند و خطر آتش سوزی جدی ایجاد کند.
6. نقض کد و مسائل بیمه
اتصال زمین مناسب یک الزام اجباری در کدهای الکتریکی در سراسر جهان است، از جمله کد ملی برق (NEC) در ایالات متحده و استانداردهای IEC در سطح جهانی. یک سیستم الکتریکی بدون سیم ارت عملکردی در بازرسی با شکست مواجه خواهد شد. در صورت وقوع آتشسوزی برق یا حادثه، شرکت بیمه میتواند ادعای شما را رد کند، اگر متوجه شود که سیمکشی خانه به دلیل عدم وجود زمین صحیح نیست.
مثال دنیای واقعی: دو پلوپز، دو نتیجه
برای درک تفاوتی که سیم ارت ایجاد می کند، این سناریو را با دو پلوپز در نظر بگیرید، که در هر دوی آنها یک خطای داخلی یکسان ایجاد می شود، جایی که سیم برق با پوشش فلزی تماس می گیرد.
مورد 1 - پلوپز با سیم زمین وصل شده است
خطا رخ می دهد: سیم برق با پوشش فلزی تماس می گیرد.
جریان یک مسیر را پیدا می کند: جریان خطا بلافاصله از طریق سیم محافظ زمین (PE) می گذرد، که مسیری با مقاومت کم به منبع ارائه می دهد.
RCD Trips: RCD تشخیص می دهد که جریان روی سیم برق در حال حاضر بیشتر از جریان روی سیم خنثی است. به محض اینکه این عدم تعادل از آستانه خود (معمولاً 30 میلی آمپر) فراتر رفت، خاموش می شود و برق را در کمتر از 40 میلی ثانیه قطع می کند.
قطع کننده قطع کننده می : جریان خطای بزرگ نیز ممکن است به اندازه کافی زیاد باشد که کلید مدار اصلی را به عنوان حفاظت ثانویه خاموش کند.
حفظ ایمنی: ولتاژ روی بدنه دستگاه کمتر از ولتاژ لمسی ایمن (معمولاً <50 ولت) باقی می ماند زیرا جریان منحرف می شود. به کسی آسیبی نمی رسد.
مورد 2 - پلوپز بدون سیم زمین
خطا رخ می دهد: سیم برق با پوشش فلزی تماس می گیرد.
جریان به دام افتاده است: بدون اتصال سیم زمین، جریان خطا جایی برای رفتن ندارد. کل بدنه فلزی در ولتاژ فاز کامل (مثلاً 240 ولت) انرژی میگیرد.
RCD قطع نمی شود: از آنجایی که هیچ جریانی به زمین نشت نمی کند، RCD هیچ عدم تعادلی بین جریان های زنده و خنثی نمی بیند. روشن باقی می ماند.
قطع کننده قطع نمی شود: هیچ اتصال کوتاهی وجود ندارد، بنابراین جریان جریان طبیعی باقی می ماند. قطع کننده اصلی قطع نمی شود.
تراژدی در انتظار رخ دادن: هرکسی که پلوپز را لمس کند، مدار را با بدن خود کامل می کند و شوک الکتریکی شدیدی دریافت می کند که می تواند کشنده باشد.
این تضاد آشکار نشان می دهد که چرا سیم ارت اختیاری نیست - این سنگ بنای ایمنی الکتریکی است.
علائمی که نشان می دهد سیم زمین شما وصل نیست چیست؟
در خانههای قدیمی یا املاک با سیمکشی معیوب، زمین از دست رفته میتواند برای سالها مورد توجه قرار نگیرد. در اینجا چند علامت وجود دارد که باید مراقب آنها بود:
شاخص های بصری
پریزهای دو شاخه: سوکت هایی که فقط دو شیار دارند و سوراخ سوم و گرد برای پین زمین وجود ندارد، نشانه واضحی از یک سیستم زمین نشده است.
سیم پلی اتیلن از دست رفته: هنگام بازرسی یک سوکت یا کلید باز، ممکن است فقط دو سیم (زنده و خنثی) بدون سیم مسی سبز، سبز و زرد یا لخت مشاهده کنید.
ترمینال اتصال به زمین وجود ندارد: در جعبه های توزیع بسیار قدیمی، ممکن است هیچ میله اتصال زمینی وجود نداشته باشد که سیم های ارت محافظ متصل هستند.
شاخص های عملکرد
سوزن سوزن شدن یا شوک: دریافت یک احساس سوزن سوزن شدن خفیف یا یک شوک کوچک هنگام دست زدن به وسایل فلزی (مانند یخچال یا ماشین لباسشویی) یک علامت قرمز جدی است.
تداخل صوتی/تصویری: صدای زمزمه یا ایستا در سیستم های صوتی و خطوط سوسو زدن روی نمایشگرهای ویدئویی گاهی اوقات می تواند به دلیل اتصال زمین نامناسب و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد شود.
وسایل شارژ شده: اگر وسایل فلزی احساس می کنند که دارای شارژ ساکن هستند، می تواند نشان دهنده عدم اتصال زمین مناسب باشد.
چگونه بررسی کنیم که سیم زمین متصل است یا خیر
هرگز سعی نکنید سیم کشی را آزمایش کنید مگر اینکه مطمئن باشید و توانمند باشید. در صورت شک با یک متخصص تماس بگیرید. در اینجا روش های ایمن برای بررسی زمین شما وجود دارد.
روش 1 - جعبه توزیع را بررسی کنید
تابلو برق اصلی خود را بصری بررسی کنید. به دنبال یک میله اتصال به زمین (یک نوار فلزی با پیچ های متعدد) باشید که در آن تمام سیم های مسی سبز یا لخت از مدارهای خانه شما وصل شده اند. همچنین باید یک سیم مسی ضخیم را ببینید که از این میله به بیرون از پانل منتهی می شود و به یک میله زمینی که در خارج به زمین رانده شده وصل می شود.
روش 2 - از تستر سوکت برق استفاده کنید
این امن ترین و ساده ترین روش برای صاحبان خانه است. تستر سوکت یک دستگاه پلاگین ارزان قیمت با سه چراغ نشانگر است. شما به سادگی آن را به یک پریز وصل می کنید و الگوی چراغ های روشن وضعیت سیم کشی را به شما می گوید. می تواند فوراً تأیید کند:
روش 3 - تست خطای زمین RCD (فقط برای افراد حرفه ای)
یک برقکار می تواند با ایجاد کوتاهی یک خطای کنترل شده بین پایانه های برق و PE آزمایشی را انجام دهد. اگر یک مسیر زمینی کاربردی وجود داشته باشد، RCD فورا خاموش می شود. اگر هیچ اتفاقی نیفتد، زمین وجود ندارد یا معیوب است. این کار هرگز نباید توسط یک DIYer انجام شود ، زیرا شامل تماس مستقیم با قطعات زنده است.
چرا تست مولتی متر کار نمی کند؟
برخی پیشنهاد می کنند از مولتی متر برای بررسی ولتاژ بین سیم های نول و زمین استفاده کنید. این روش غیر قابل اعتماد و نادرست است. افت ولتاژ در یک سیم زمین مسکونی ناچیز است (حدود 0.21 ولت برای جریان نشتی 1 آمپر بیش از 30 متر). اکثر مولتی مترهای استاندارد نمی توانند چنین انحراف کوچکی را به طور قابل اعتماد اندازه گیری کنند، که این روش را برای تأیید اتصال زمین مناسب غیرعملی می کند.
چرا هرگز نباید سیم زمین گم شده را نادیده بگیرید؟
استفاده از آداپتورها یا نادیده گرفتن پریزهای دو شاخه می تواند وسوسه انگیز باشد، اما انجام این کار شما، خانواده و اموالتان را در معرض خطر قرار می دهد.
شما نمی توانید به تنهایی به RCD تکیه کنید: همانطور که توضیح داده شد، اگر مسیر زمینی برای عبور جریان نشتی وجود نداشته باشد، RCD هیچ محافظتی در برابر خطاها ارائه نمی دهد.
لوازم خانگی مدرن به زمین محافظ نیاز دارند: اکثر لوازم اصلی با روکش فلزی - یخچال، فر، ماشین لباسشویی، خشک کن و ماشین ظرفشویی - به عنوان وسایل کلاس I طراحی شده اند و از نظر قانونی برای ایمن بودن به اتصال زمین محافظ نیاز دارند.
حفاظت در برابر صاعقه و ولتاژ به زمین مناسب بستگی دارد: محافظ های گران قیمت شما بدون اتصال به زمین بی فایده هستند. آنها نمی توانند اضافه ولتاژهای مخرب را منحرف کنند و در طول طوفان صاعقه محافظت صفر را ارائه می دهند.
اگر سیم زمین شما وصل نیست چه باید کرد؟
اگر مشکوک هستید یا تأیید می کنید که خانه شما سیم زمین ندارد، فوراً اقدام کنید.
زمانی که باید با یک برقکار مجاز تماس بگیرید
سیم کشی مجدد و اتصال زمین یک پروژه DIY نیست. یک برقکار دارای مجوز برای کارهایی مانند:
ارتقاء یک سیستم قدیمی TN-C به یک سیستم مدرن TN-CS.
نصب یک هادی محافظ زمین (PE) جدید در سراسر خانه.
سیم کشی مجدد جعبه توزیع اصلی برای جداسازی صحیح نول و زمین.
نصب میله زمین جدید و اتصال آن به تابلو برق.
اقدامات احتیاطی موقت برای صاحبان خانه
در حالی که منتظر یک برقکار هستید، می توانید با رعایت این اقدامات احتیاطی را کاهش دهید:
از برق بکشید و از استفاده از هر وسیله ای با بدنه فلزی بخصوص در آشپزخانه و حمام خودداری کنید.
در مورد آب بیشتر محتاط باشید. هنگام ایستادن روی زمین مرطوب یا نزدیک سینک فلزی به وسایل برقی دست نزنید.
فقط از وسایلی استفاده کنید که 'عایق دوگانه' (کلاس II) هستند. اینها نمادی از مربع درون مربع دارند و نیازی به اتصال زمین ندارند.
سوالات متداول - سوالات متداول در مورد سیم های زمین
آیا یک دستگاه می تواند بدون سیم ارت کار کند؟
بله، یک دستگاه بدون سیم ارت به طور معمول کار می کند. با این حال، بدون هیچ گونه حفاظت عیب طراحی شده خود این کار را انجام می دهد و در صورت بروز خطا بسیار خطرناک می شود.
آیا عدم اتصال به زمین در تاسیسات جدید قانونی است؟
مطلقا نه. تمام کدهای الکتریکی مدرن (از جمله استانداردهای NEC، IEC، و GB) زمین مناسب را برای ساخت و ساز جدید الزامی می کنند. نادیده گرفتن آن غیرقانونی و ناامن است.
چرا برخی از فروشگاه های ایالات متحده از سیم مسی لخت برای زمین استفاده می کنند؟
NEC استفاده از هادی های مسی لخت را برای اتصال به زمین اجازه می دهد. از نظر عملکردی، به اندازه یک سیم عایق سبز یا سبز و زرد ایمن است.
آیا وسایل دارای عایق دوبل نیاز به اتصال به زمین دارند؟
خیر. لوازم کلاس II یا دو عایق با دو لایه عایق طراحی شده اند، بنابراین هیچ ایرادی نمی تواند باعث زنده شدن قطعات فلزی شود. آنها نیازی به اتصال زمین ندارند و به طور معمول دارای دوشاخه هستند.
خانه من از چه سیستم زمینی استفاده می کند؟
اکثر خانه های مدرن از سیستم TN-S یا TN-CS استفاده می کنند. خانه های قدیمی ممکن است دارای سیستم TN-C یا حتی TT باشند. یک برقکار می تواند نوع سیستم شما را شناسایی کند.
سیم زمین محافظ خاموش است
سیم ارت را به عنوان آخرین خط دفاعی سیستم الکتریکی خود در نظر بگیرید. هنگامی که گم شد، مهمترین ویژگی ایمنی را که بین یک خطای داخلی ساده و شوک الکتریکی خطرناک قرار دارد را حذف می کنید. خطرات آتش سوزی، آسیب به تجهیزات و آسیب های شخصی به طور چشمگیری افزایش می یابد.
ایمنی هرگز نباید اختیاری باشد. اگر در مورد یکپارچگی زمین خانه خود شک دارید، تنها انتخاب مطمئن مشورت با یک برقکار مجاز است. محافظت از خانه و خانواده با اطمینان از وجود و اتصال صحیح این محافظ بی صدا شروع می شود.
