در محیط های صنعتی که با مواد قابل اشتعال سروکار دارند، کوچک ترین جرقه الکتریکی می تواند منجر به حادثه ای فاجعه بار شود. جایگاه های سوخت یکی از حساس ترین نقاط شهری از نظر ایمنی الکتریکی به شمار می روند؛ زیرا در آن ها بخارات سوخت در مجاورت تجهیزات الکتریکی و فلزی وجود دارد. در چنین محیطی، تخلیه الکتریسیته ساکن یا جریان های ناخواسته می تواند منجر به انفجار، آتش سوزی یا برق گرفتگی شود.
ارتینگ تنها یک الزام فنی نیست، بلکه یکی از پایه های اساسی در طراحی ایمن جایگاه ها است. در بسیاری از کشورها، اجرای صحیح و استاندارد سیستم زمین به عنوان بخشی الزامی از مجوز بهره برداری جایگاه سوخت محسوب می شود. در این مقاله، به بررسی دقیق مفهوم ارتینگ، اجزا، عملکرد، استانداردها و الزامات نگهداری آن در جایگاه های سوخت می پردازیم تا درک کنیم چرا رعایت اصول فنی در این حوزه می تواند جان انسان ها و سرمایه ها را حفظ کند.
پیشنهاد ویژه: قیمت لیتر شمار گازوئیل
مفهوم ارتینگ و اهمیت آن در ایمنی الکتریکی جایگاه سوخت
ارتینگ یا اتصال زمین به معنای ایجاد یک مسیر کم مقاومت برای انتقال جریان های الکتریکی ناخواسته از تجهیزات به زمین است. در سیستم های صنعتی مانند جایگاه های سوخت، ارتینگ باعث می شود ولتاژ اضافی ناشی از خطا، صاعقه یا تخلیه الکتریسیته ساکن به صورت ایمن تخلیه شود.
سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت نقشی حیاتی در حفظ ایمنی دارد. این سیستم به عنوان یک مسیر امن برای انتقال جریان های خطا یا بارهای ساکن به زمین عمل می کند و از تجمع بار الکتریکی بر روی تجهیزات جلوگیری می کند. جایگاه های سوخت محیط هایی هستند که در آن ها ترکیبی از تجهیزات فلزی، پمپ های الکتریکی، خطوط سوخت رسانی و بخارات بنزین وجود دارد. این عوامل، در صورت وجود اختلاف پتانسیل بین اجزا، می توانند شرایطی برای ایجاد جرقه الکتریکی فراهم کنند.
وجود بخارات هیدروکربنی در هوا کافی است تا همان جرقه، منجر به انفجار و آتش سوزی گسترده شود. اینجاست که سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت وارد عمل می شود. با ایجاد مسیری کنترل شده برای عبور جریان های اضافی، از تجمع الکتریسیته ساکن بر روی نازل ها، تانکرها و پمپ ها جلوگیری می کند.
در واقع، هدف ارتینگ در جایگاه سوخت سه بخش دارد:
- حفاظت از افراد در برابر شوک الکتریکی.
- محافظت از تجهیزات در برابر آسیب های ناشی از جریان های خطا یا صاعقه.
- پیشگیری از انفجار و آتش سوزی ناشی از تخلیه بارهای ساکن.
در صورت نبود ارتینگ، احتمال وقوع حادثه در هنگام سوخت گیری بسیار بالا می رود؛ به ویژه در زمانی که تانکرها تخلیه می شوند یا خودروها به پمپ متصل هستند، زیرا حرکت سوخت در لوله ها خود باعث ایجاد بار الکتریکی می شود. به عبارتی ساده، ارتینگ در جایگاه سوخت همانند سپری است که میان انرژی خطرناک الکتریکی و انسان ها قرار گرفته و با انتقال ایمن آن به زمین، امنیت کامل سیستم را تضمین می کند.
اجزای اصلی سیستم ارتینگ در جایگاه های سوخت
سیستم ارتینگ از چند جزء کلیدی تشکیل شده است که با همکاری یکدیگر مسیر ایمن تخلیه جریان را فراهم می کنند. آشنایی با این اجزا برای درک عملکرد سیستم بسیار مهم است.
- الکترود زمین (میله یا صفحه ارت):
معمولاً از جنس مس یا فولاد گالوانیزه ساخته می شود و در عمق خاک دفن می گردد تا تماس مؤثر با زمین برقرار کند. این بخش وظیفه دارد جریان های ناخواسته را از تجهیزات به زمین منتقل کند. - هادی ارت (سیم یا کابل ارت):
این سیم مسیر ارتباط بین تجهیزات و الکترود زمین را برقرار می کند. جنس آن معمولاً مس بدون روکش است تا مقاومت پایین تری داشته باشد. - شینه ارت (Earth Bar) :
نقطه ای است که تمام سیم های ارت تجهیزات مختلف به آن متصل می شوند. در واقع، مرکز توزیع سیستم زمین محسوب می شود. - اتصالات هم پتانسیلی:
در جایگاه سوخت لازم است تمام اجزای فلزی (نازل، لوله ها، تانکرها، پمپ ها و بدنه های فلزی) در یک پتانسیل الکتریکی مشترک قرار گیرند تا از ایجاد اختلاف ولتاژ جلوگیری شود. - سیستم صاعقه گیر:
در بسیاری از جایگاه ها، ارتینگ با سیستم حفاظت در برابر صاعقه یکپارچه است تا در صورت برخورد صاعقه، جریان آن به طور مستقیم به زمین منتقل شود و وارد تجهیزات نشود. - جعبه تست ارت (Earth Test Point) :
برای اندازه گیری مقاومت زمین در بازدیدهای دوره ای استفاده می شود. مقاومت مجاز در سیستم ارتینگ جایگاه سوخت معمولاً باید کمتر از ۲ اهم باشد.
تمام این اجزا با هماهنگی دقیق طراحی می شوند تا در هر شرایطی، مسیر تخلیه جریان به زمین برقرار و ایمن باقی بماند. در صورت خرابی هر جزء از این مجموعه، عملکرد کل سیستم ارتینگ مختل می شود و ایمنی جایگاه به خطر می افتد.
پیشنهاد ویژه: قیمت لیتر شمار
نحوه عملکرد سیستم ارتینگ در جلوگیری از حوادث الکتریکی و انفجار
برای درک عملکرد سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت، کافی است تصور کنیم هنگام سوخت گیری، سوخت از تانکر به مخزن یا از نازل به باک خودرو در جریان است. این جریان مایع درون لوله های فلزی یا پلاستیکی می تواند بار الکتریکی ایجاد کند. اگر این بار در نقطه ای جمع شود و تخلیه ناگهانی داشته باشد، یک جرقه ایجاد می شود و در حضور بخار بنزین، جرقه می تواند فاجعه بار باشد.
در چنین شرایطی، ارتینگ با تخلیه پیوسته این بارها از طریق مسیر رسانا به زمین، از شکل گیری اختلاف پتانسیل جلوگیری می کند. همچنین، زمانی که جریان خطا یا اتصال کوتاه در سیستم الکتریکی پمپ ها رخ می دهد، ارتینگ مسیر ایمنی برای عبور جریان فراهم کرده و مانع عبور آن از بدن انسان یا تجهیزات حساس می شود. نکته مهم دیگر این است که سیستم ارتینگ، میدان الکتریکی اطراف تجهیزات را خنثی کرده و باعث ایجاد هم پتانسیلی میان قسمت های مختلف فلزی می شود.
این ویژگی در پمپ های سوخت و تانکرها حیاتی است؛ زیرا اگر بدنه خودرو و نازل در دو پتانسیل متفاوت قرار گیرند، احتمال تخلیه جرقه ای بسیار زیاد می شود. در جایگاه های مدرن، ارتینگ حتی به سیستم پایش مرکزی متصل است تا در صورت افزایش مقاومت زمین یا قطع مسیر ارت، هشدار صادر شود. این رویکرد، یکی از الزامات ایمنی در طراحی جایگاه های سوخت پیشرفته به شمار می رود.
استانداردها و الزامات طراحی و اجرای سیستم ارتینگ در جایگاه ها
اجرای سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت باید کاملاً مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی انجام شود. هدف این استانداردها، تضمین عملکرد مطمئن و ایمن سیستم در شرایط مختلف است. برخی از استانداردهای معتبر در این حوزه عبارت اند از:
- استاندارد IEC 60364 (الزامات سیستم های الکتریکی ساختمان ها)
- استاندارد NFPA 77 (پیشگیری از حوادث ناشی از الکتریسیته ساکن در محیط های قابل اشتعال)
- استاندارد BS 7430 (سیستم های اتصال زمین برای تأسیسات الکتریکی)
- استاندارد ملی ایران 3043 (طراحی و اجرای ارتینگ در تأسیسات صنعتی)
مطابق با این استانداردها، مقاومت الکتریکی زمین در جایگاه سوخت باید کمتر از ۲ اهم باشد تا بتواند جریان خطا را با اطمینان تخلیه کند. همچنین، تمام نقاط فلزی باید به سیستم زمین مشترک متصل شوند. در طراحی سیستم ارتینگ جایگاه، عواملی مانند نوع خاک، رطوبت، عمق دفن الکترود و فاصله بین الکترودها اهمیت دارد. در خاک های خشک، معمولاً از چاه ارت با عمق ۳ تا ۶ متر و مواد کاهنده مقاومت (مثل بنتونیت یا نمک و ذغال) استفاده می شود.
همچنین طبق مقررات، باید بین سیستم ارتینگ تجهیزات الکتریکی و سیستم ارتینگ مخازن سوخت اتصال هم پتانسیلی برقرار شود تا از اختلاف ولتاژ جلوگیری گردد. این کار به ویژه در زمان تخلیه سوخت از تانکرها ضروری است.
در بسیاری از جایگاه ها، سیستم ارتینگ با سیستم حفاظت در برابر صاعقه یکپارچه طراحی می شود، اما در طراحی های پیشرفته تر، هر کدام مسیر مجزا دارند که در نقطه ای مشترک به زمین می رسند تا پایداری سیستم حفظ شود.
پیشنهاد ویژه: قیمت لیتر شمار دیجیتالی
روش های نگهداری و تست دوره ای سیستم ارتینگ برای اطمینان از عملکرد صحیح
هیچ سیستم ایمنی بدون نگهداری مستمر قابل اعتماد نیست. عملکرد مؤثر سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت نیز به بررسی و آزمایش های دوره ای وابسته است.
در اثر گذر زمان، عواملی چون خوردگی، خشک شدن خاک، شکستگی سیم ها یا قطع اتصالات می تواند باعث افزایش مقاومت زمین شود و عملکرد سیستم را مختل کند.
برای اطمینان از سلامت سیستم، باید حداقل سالی یک بار آزمایش مقاومت زمین انجام شود. در این آزمایش از دستگاه «ارت تستر» استفاده می شود تا مقاومت بین الکترود زمین و نقطه مرجع اندازه گیری گردد. اگر مقدار اندازه گیری شده بیشتر از حد مجاز (۲ اهم) باشد، باید اصلاحاتی مانند افزودن الکترود جدید، مرطوب سازی خاک یا ترمیم اتصالات انجام شود.
همچنین بررسی چشمی مسیر سیم های ارت، پیچ ها، اتصالات هم پتانسیلی و تابلوهای ارت از اهمیت زیادی برخوردار است. در صورت مشاهده هرگونه زنگ زدگی یا بریدگی، باید قطعه مربوطه فوراً تعویض گردد. یکی دیگر از اقدامات حیاتی، تست هم پتانسیلی تجهیزات فلزی است. این تست اطمینان می دهد که هیچ اختلاف ولتاژی بین بخش های مختلف وجود ندارد.
به ویژه در نازل ها و لوله های سوخت، باید پیوستگی الکتریکی به صورت کامل برقرار باشد. در جایگاه های مجهز، سیستم ارتینگ دارای حسگرهایی است که مقاومت را به صورت آنلاین پایش کرده و در صورت بروز مشکل، هشدار می دهند. اجرای برنامه نگهداری منظم، کلید پایداری و دوام سیستم ارتینگ است و از وقوع حوادث احتمالی پیشگیری می کند.
پیشنهاد مطالعه: الزامات فنی در ساخت جایگاه سوخت
سخن پایانی
سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت نه تنها یک الزام فنی، بلکه یک ضرورت حیاتی برای حفظ جان انسان ها و سرمایه های مادی است. عملکرد صحیح این سیستم، مرز میان ایمنی و فاجعه است. در محیط هایی که بخارات قابل اشتعال وجود دارد، یک جرقه ی کوچک می تواند حادثه ای بزرگ رقم بزند. اما با طراحی علمی، اجرای اصولی، و نگهداری منظم سیستم ارتینگ، می توان خطرات را به حداقل رساند.
ارتینگ، پلی است میان علم برق و علم ایمنی. درک درست از اهمیت آن و سرمایه گذاری در نگهداری اش، ضامن پایداری و امنیت جایگاه های سوخت در بلندمدت است.
سوالات متداول
- چرا سیستم ارتینگ در جایگاه سوخت اهمیت ویژه ای دارد؟
زیرا بخارات سوخت بسیار قابل اشتعال اند و هرگونه جرقه ناشی از الکتریسیته ساکن یا خطای الکتریکی می تواند موجب انفجار شود. ارتینگ این انرژی ها را ایمن به زمین منتقل می کند. - مقاومت مجاز زمین در سیستم ارتینگ جایگاه سوخت چقدر باید باشد؟
مطابق با استانداردهای بین المللی، مقاومت زمین باید کمتر از ۲ اهم باشد تا مسیر تخلیه جریان به خوبی عمل کند. - هر چند وقت یک بار باید سیستم ارتینگ تست شود؟
حداقل سالی یک بار باید تست کامل انجام گیرد. در محیط های مرطوب یا با خاک ضعیف، بازه ی تست می تواند هر ۶ ماه یک بار باشد. - آیا ارتینگ جایگاه باید به سیستم صاعقه گیر متصل شود؟
در اغلب طراحی ها بله، اما اتصال باید به صورت کنترل شده و با رعایت استاندارد IEC انجام شود تا از هم پتانسیلی مطمئن اطمینان حاصل شود.