کاربرد ارت الکترونیکی در سیستمهای کامپیوتری و الکترونیکی

ارت الکترونیکی سیستمی حفاظتی است که با استفاده از یک اتصال زمین ساده، گراند تجهیزات و سیستمهای الکترونیکی، مخابراتی و کامپیوتری را تامین می‏نماید.

یکی از مهمترین کاربردهای گراند در سیستمهای حساس و جریان ضعیف کامپیوتری و الکترونیکی، نقطه رفرنس است، نویزهای بدنه تجهیزات بر عملکرد صحیح سیستمهای کامپیوتری تاثیر منفی می گذارند ، این نویز ها  می‏تواند نشتی عادی به بدنه در تجهیزات کامپیوتری باشد و یا دلیل آن الکتریسیته ساکن یا القا الکتریکی و الکترومغناطیسی  بر روی بدنه سیستمها باشد، از طرفی بسیاری از نویزها از دستگاه های الکتریکی قدرتمند ایجاد می‏شوند و می توانند باعث اختلال در عملکرد  سیستمهای حساس الکترونیکی و مخابراتی شوند.  وظیفه گراند در سیستمهای کامپیوتری از بین بردن اینگونه نویزها می‏باشد و بهترین روش مقابله با آنها زمین نمودن سیستمها و اتصال به زمین آنها بعنوان نقطه صفر ولت فرضی می باشد. ازاتصال زمین سیستمهای حساس الکترونیکی و کامپیوتری و مخابراتی، با نام هایی مانند کلین ارت یا زمین تمیز یا ارت عملیاتی(FE)، یاد می‏شود.

بطور کلی ارت عملیاتی خود بخشی از یک سیستم ارت اصلی است و در واقع سیم ارتی است که تنها به بدنه و نقطه زمین تجهیزات جریان ضعیف و حساس متصل می‏شود و هدف از این کار جلوگیری از اختلالات الکتریکی بر سیستمهای حساس کامپیوتری، الکترونیکی و مخابراتی می‏باشد.

سال ها بحث متخصصین جدا سازی یا همیندی زمین دستگاه های الکتریکی و زمین سیستمهای الکترونیکی بوده و می باشد. هر یک از این حالات مشکلاتی بهمراه دارد، بعنوان مثال اگر زمین سیستمهای الکترونیکی و دستگاه های الکتریکی قدرت را از هم جدا نماییم، احتمال ایجاد مشکلاتی مانند اختلاف ولتاژ بین دو گروه دستگاه ها واختلاف ولتاژ بین دو زمین های متفاوت بوجود می آید و در نهایت احتمال آسیب جانی و مالی وجود خواهد داشت. از طرفی اگر آنها را همبند نماییم، تداخل و نویز بر روی سیستمهای حساس مانند سیستمهای الکترونیکی، مخابراتی، کامپیوتری و ابزار دقیق بالا می رود. پس از سالها بررسی کارشناسان به این نتیجه رسیده اند که همبندی کلیه زمین ها اعم از زمین سیستمهای حساس(ارت عملیاتی)،زمین دستگاه های الکتریکی، زمین صاعقه گیر و هادی نول شبکه خطرات کمتری به دنبال خواهد داشت. در واقع می توان اذعان داشت که جان انسان بر آسیب یا اختلال در سیستها و تجهیزات، برتری دارد و در استانداردها سعی بر آن شده که در مواقع خطر، ابتدا جان انسان حفاظت شود. ولی در هر صورت تاثیر نویز سیستمهای قدرت بر سیستمهای حساس را نمی توان نادیده گرفت و در بسیاری موارد این تاثیرات باعث خسارات جبران ناپذیری می شود، مانند اختلال در عملکرد سیستمهای کامپیوتری و الکترونیکی، خطای تصمیم گیری قطعات تصمیم گیرنده مانند پروسسورها و پردازنده ها، هنگ نمودن سیستمها و آسیب های سخت افزاری و سوختن قطعات که در بسیاری موارد قابل جایگزینی نمی باشد.

مشکل دیگر این است که زمین همواره در حال تغییر است و تضمین عدم تغییر مقاومت زمین غیر ممکن است ، مقاومت زمین در مکانهای مختلف و بسته به جنس خاک متفاوت است و تضمینی نمی‏توان داد که در خاکهای از جنس رس، خاکهای معدنی یا سنگلاخی و یا مناطق ساحلی  یا در کویر و جنگل بتوانیم همواره به مقاومت های پایین و مناسب سیستمهای الکترونیکی دست یابیم، شاید بتوانیم با استفاده از انواع روشها و استفاده از مواد کاهنده، بر روی دستگاه های اندازه گیری مقاومت زمین، اعدادی مانند یک اهم و دو اهم بدست آوریم ولی همه می دانیم که در هر صورت مقاومت ویژه خاک در زمین سنگلاخی و زمین خاک بکر، حتی اگر اعداد یکسانی بر روی دستگاه اندازه ‏گیری نشان دهند، قابل اعتماد نمی باشند و در عمل و حفاظت با یکدیگر تفاوت‏های بسیاری دارند.

ارت الکترونیکی چیست؟

ارت الکترونیکی سیستمی حفاظتی است که با استفاده از یک اتصال زمین ساده و یا همان اتصال زمین عمومی که جهت ارت حفاظتی و صاعقه گیر استفاده می شود، گراند تجهیزات و سیستمهای الکترونیکی، مخابراتی و کامپیوتری را تامین می‏نماید. اتصال زمین می‏تواند میله راد یا صفحه مسی و یا هر رسانایی که در زمین قرار گرفته است، باشد.

ارت الکترونیکی در انواع مختلف تولید می شود و  مجهز به یک مدار امپدانسی خاص می باشد که با بدنه تجهیزات، امپدانسی کمتر از نیم اهم ایجاد می نماید ، این مدار امپدانسی از یک سو به بدنه مصرف کننده(ها) متصل است و از سوی دیگر به اتصال زمین عمومی محل نصب متصل می‏شود، هر گونه ولتاژ اضافی که بر روی بدنه مصرف کننده الکتریکی بوجود آید، با توجه به مقاومت بسیار پایین مسیر به سمت ارت الکترونیکی حرکت می کند و ارت الکترونیکی آنرا به گرما تبدیل می نماید و با زمین لوکال هم پتانسیل می‏نماید.

جریان نشتی نیز با استفاده از همین تکنولوژی،  ابتدا به سیستم ارت الکترونیکی و سپس به زمین لوکال و در نهایت با منبع انرژی هم پتانسیل می‏شود و به منبع بازمی‏گردد. منبع انرژی می تواند ترانسفورماتور توزیع و یا ژنراتور باشد. نشتی یا اتصال فاز به بدنه تجهیزات می تواند خطرات و خسارت های جانی و مالی بهمراه داشته باشد.

بخش دیگر ارت الکترونیکی مدار فرمان با عملکرد خاص و منحصر بفرد است، یکی از مهمترین وظایف  مدار فرمان، کنترل میزان ولتاژ بدنه نسبت به زمین لوکال است و در صورت بروز خطا مانند اتصال فاز به بدنه تجهیزات یا نشت بخشی از فاز به بدنه تجهیزات، در ولتاژ کمتر از 50 ولت متناوب نسبت به زمین یا نول،  مصرف کننده ها  را قطع  و از مدار خارج می نماید. عملیات قطع خروجی بر خلاف روشهای حفاظتی رایج بصورت کاملا الکترونیکی و نه مکانیکی صورت می‏پذیرد و زمان قطع کمتر از 100 میلی ثانیه می باشد. ارت الکترونیکی با بیشترین امنیت ممکن، از اتصال یا نشت فاز به بدنه، حفاظت می نماید.

این زمان کمترین زمان ثبت شده در حفاظت از اتصال فاز به بدنه می‏باشد، بعنوان مثال زمان قطع کلیدهای نشتی جریان، 200 تا 400 میلی ثانیه است.

جهت مطالعه ادامه مقاله کلیک نمایید