ارت بار چیست و چرا در سیستم‌های برق اهمیت دارد

سیستم «ارت بار» — یا همان grounding/earthing bar — نقش حیاتی و غیرقابل انکار در ایمنی سیستم‌های برقی دارد. وقتی صحبت از خرید ارت بار و نصب ارت بار می‌شود، منظور یک نوار فلزی یا میله هادی است که به‌عنوان نقطه‌اصلی اتصال زمین در تابلو برق، تابلو توزیع یا پنل‌های کنترل به‌کار می‌رود؛ جایی که تمام هادی‌های ارت، سیم‌ها و قسمت‌های فلزی بی‌بار (metal-enclosure, chassis, pipes, structures) به آن متصل می‌شوند.

وقتی ارت بار به درستی نصب شود، جریانی که ممکن است به دلیل اتصال کوتاه، اضافه‌بار، رعدوبرق یا نوسان ولتاژ ایجاد شود، مسیر امن و کم‌مقاوم به زمین دارد. این یعنی خطر برق‌گرفتگی برای انسان کاهش می‌یابد، تجهیزات حساس تحت تأثیر گذرای ولتاژ یا تخلیه ناگهانی جریان قرار نمی‌گیرند و احتمال وقوع آتش‌سوزی یا خرابی وسایل برقی به حداقل می‌رسد.

ارت بار چیست و چرا اهمیت دارد؟

ارت بار (ground bar یا grounding bus-bar) یک نوار یا ریل فلزی هادی است که در تابلو برق، تابلو توزیع یا جعبه‌های تقسیم برق قرار می‌گیرد. روی این شینه فلزی، سیم‌های “ارت” (ground) یا هادی‌های حفاظتی متصل می‌شوند؛ یعنی سیم‌هایی که در شرایط عادی جریان ندارند، ولی هرگاه خطا یا نشتی جریان رخ دهد، جریان را به‌صورت ایمن به زمین هدایت می‌کنند. به‌عبارتی، ارت-بار نقطه مرکزی برای جمع‌آوری و همبندی (bonding) هادی‌های حفاظتی است، تا کل بخش‌های فلزی سیستم برق (تابلو، بدنه‌ها، قاب‌ها و غیره) هم‌پتانسیل بوده و در صورت بروز خطا، خطر برق‌گرفتگی یا آسیب کاهش یابد.

مفهوم ارت بار در صنعت برق

ارت بار — یا grounding/ground-bus/bar — یک شینه یا ریل فلزی رسانا است که داخل تابلو برق، تابلو توزیع، تابلو کنترل یا تابلوهای صنعتی نصب می‌شود. تمامی سیم‌ها یا هادی‌های ارت (earth/ground conductors) و بدنه‌های فلزی تجهیزات لازم است که به این ارت بار متصل باشند؛ یعنی ارت بار نقطه مرکزی جمع‌آوری اتصال‌های زمین است. با این اتصال، در صورت وجود نشتی جریان، اتصال کوتاه یا خطا — مسیری ایمن و با مقاومت کم برای هدایت جریان به زمین فراهم می‌شود؛ در نتیجه بخش‌های فلزی سیستم، بدنه دستگاه‌ها و تابلوها به پتانسیل زمین (صفر ولت تقریبی) نزدیک می‌شوند و خطر برق‌گرفتگی یا وجود ولتاژ ناخواسته در بدنه‌ها کاهش می‌یابد.

نقش ارتینگ در حفاظت الکتریکی

1. هدایت جریان خطا به زمین و ایمنی افراد: وقتی یک خطا رخ می‌دهد (مثل اتصال کوتاه، شکست عایق، افزایش ناگهانی ولتاژ یا رعد و برق)، سیستم ارتینگ با کمک ارت بار مسیر کوتاه و ایمنی برای تخلیه جریان فراهم می‌کند. این کار باعث می‌شود جریان خطرناک صرفاً به زمین برود و نه از بدن انسان یا تجهیزات عبور کند. 
2. ثبات پتانسیل و جلوگیری از اختلاف ولتاژ خطرناک: با متصل کردن همه هادی‌ها، بدنه‌ها و قطعات فلزی به یک نقطه مشترک (ارت بار)، اختلاف پتانسیل بین آن‌ها به حداقل می‌رسد. این موجب می‌شود حتی اگر چند دستگاه یا بخش متفاوت داشته باشیم، همگی تقریباً در یک پتانسیل قرار بگیرند و از ولتاژ تماس یا گام ناخواسته جلوگیری شود. 
3. محافظت تجهیزات در برابر اضافه ولتاژ و اختلالات: ارتینگ کمک می‌کند تا جریان‌های نشتی، ضربه ولتاژ یا تخلیه صاعقه به‌صورت کنترل‌شده به زمین منتقل شوند؛ در نتیجه تجهیزات گران قیمت (مثل موتور، تابلو، دستگاه‌های الکترونیکی) در برابر آسیب مقاومت بیشتری دارند. 
4. کاهش نویز، اختلالات الکترومغناطیسی و پایداری سیستم: در محیط‌های صنعتی یا مراکز حساس (مثلاً دیتاسنترها یا سیستم‌های مخابراتی)، ارتینگ با ارائه مرجع زمین مشترک و کاهش اختلاف پتانسیل، به کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI/RFI) و افزایش پایداری عملکرد سیستم کمک می‌کند.
5. ساده‌سازی نگهداری و تست و ایجاد ساختار مطمئن: با داشتن ارت بار به‌عنوان نقطه مرکزی اتصال زمین، می‌توان سیم‌کشی ارت را به شکلی منظم، مستند و قابل بررسی انجام داد. این ساختار باعث می‌شود نگهداری، بازرسی و آزمون سیستم ارت آسان‌تر و مطمئن‌تر گردد.

ارت بار چگونه کار می‌کند؟

ارت بار در واقع یک شینه یا نوار فلزی رسانا (معمولاً از مس یا فولاد گالوانیزه) است که در تابلو برق، تابلو توزیع یا تابلو کنترل به‌عنوان «نقطه مرکزی اتصال زمین» نصب می‌شود.سیم‌های حفاظتی (سیم ارت) و بدنه فلزی تجهیزات مختلف — مانند بدنه تابلو، قاب‌ها، فلزات سازه و … — به این ارت بار متصل می‌شوند تا همگی از یک مرجع زمین مشترک بهره ببرند.

در شرایط عادی، جریان حفاظتی (ارت) جریانی ندارد — یعنی بدنۀ تجهیزات و ارت بار پتانسیل‌شان «زمین» یا تقریباً صفر ولت است. اما اگر خطا رخ دهد (به عنوان مثال نشتی جریان، اتصال کوتاه، شکست عایق و …) ارت بار با فراهم کردن مسیر هادی با مقاومت پایین، جریان خطا یا نشتی را به سمت زمین هدایت می‌کند. به‌عبارتی، ارت بار مسیری امن و با مقاومت کم برای “تخلیه جریان ناخواسته” فراهم می‌آورد؛ به شکلی که بدنه‌ها و قسمت‌های فلزی سیستم «در پتانسیل زمین» قرار می‌گیرند و ایمنی انسان و تجهیزات تأمین می‌شود.

مسیر تخلیه جریان نشتی

1. وقتی خطا یا نشتی رخ می‌دهد (مثلاً شکست عایق، تماس اتفاقی سیم فاز با بدنه فلزی، یا ولتاژ اضافی) — بدنه یا قسمت‌های فلزی که به ارت بار متصل هستند به سرعت پتانسیل خطرناک را از دست می‌دهند، چرا که ارت بار جریان را به سمت زمین هدایت می‌کند. 
2. در این مسیر، ارت بار نقش «راه اصلی و مشترک» را دارد: همه سیم‌های ارت و بدنه‌ها به آن می‌پیوندند، و از آنجا اتصال به سیستم زمین (مثل میله یا الکترود زمین در خاک یا شبکه ارت) برقرار می‌شود. 
3. جریان نشتی یا خطا مسیر با کمترین مقاومت ممکن را انتخاب می‌کند. اگر سیستم ارت و ارت بار به‌درستی طراحی و اجرا شده باشند، این مسیر هدایت ایمن جریان به زمین فراهم می‌شود — نه از مسیر انسان یا قسمت‌هایی که ممکن است تماس شوند.
4. بدین ترتیب، در صورت وقوع نقص یا حادثه، ارت بار و سیستم زمین از بروز شوک الکتریکی، آتش‌سوزی یا آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کنند.

ارتباط ارت بار با مقاومت زمین

1. سیستم ارت (یا سیستم اتصال به زمین) به این معناست که ارت بار در نهایت به یک الکترود زمینی (ground-rod) یا شبکه زمین (earth grid / groundbed) متصل می‌شود. این اتصال باید به گونه‌ای باشد که مقاومت بین ارت بار و زمین «تا حد ممکن کم» باشد. 
2. اگر مقاومت زمین بالا باشد (مثلاً خاک خشک یا شرایط نامناسب خاک)، مسیر تخلیه جریان نشتی به زمین دشوار می‌شود و ارت کارایی خود را از دست می‌دهد — یعنی خطر شکست حفاظتی وجود دارد. 
3. بنابراین طراحی، انتخاب ماده مناسب برای ارت بار و سیم‌های ارت، و اجرای دقیق اتصال به زمین (الکترود و دفن در خاک مرطوب یا مناسب) بسیار مهم است تا مقاومت زمین به حداقل برسد و ایمنی تأمین شود. 
4. علاوه بر این، همه هادی‌های حفاظتی و تجهیزات فلزی باید به یک نقطه مشترک (ارت بار) متصل شوند تا اختلاف پتانسیل بین اجزا از بین برود و خطر «ولتاژ تماس» یا «گام» کاهش یابد. این مفهوم در اصول «هم‌پتانسیل سازی» (equipotential bonding) مطرح است.

اجزای اصلی سیستم ارت بار

در ادامه اجزای اصلی سیستم سیستم ارت (و در چارچوب آن ارت بار) را توضیح می‌دهم، همراه گروه صنعتی پرسیکا باشید در این بخش:

🔧 الکترود زمین

1. الکترود زمین — که گاهی «میله ارت» یا «ground rod / grounding electrode» نامیده می‌شود — یک میله یا قطعه فلزی رسانا است که در دل خاک دفن می‌شود تا اتصال الکتریکی بین سیستم و زمین واقعی برقرار شود. 
2. جنس این میله معمولاً فولاد گالوانیزه یا فولاد با روکش مس است؛ بعضی مواقع از مس خالص هم استفاده می‌شود.
3. الکترود می‌تواند صرفاً یک میله منفرد باشد یا مجموعه‌ای از الکترودها (ground-rod array / groundbed) که به صورت موازی یا شبکه دفن شده‌اند — به ویژه زمانی که خاک مقاومت بالایی دارد یا برای سیستم‌های با جریان خطا بزرگ ضرورت دارد.
4. گاهی به جای میله، از ورقه یا صفحه فلزی دفن‌شده (plate electrode) نیز به‌عنوان الکترود استفاده می‌شود — مخصوصاً اگر خاک مناسب نباشد یا نیاز به سطح تماس بزرگ‌تر با زمین باشد.

🔌 سیم ارت (هادی اتصال زمین)

1. «سیم ارت» یا grounding conductor هادی است که اتصال بین تجهیزات/تابلوها (یا ارت بار) و الکترود زمین را برقرار می‌کند. به عبارتی، سیمی است که انتقال جریان خطا یا نشتی از بدنه یا تابلو تا نقطه اتصال با زمین را ممکن می‌سازد. 
2. این سیم باید رسانا و با سطح مقطع مناسب باشد تا بتواند در شرایط خطا جریان‌های بسیار زیاد را بدون ایجاد مقاومت زیاد عبور دهد. جنس غالب آن مس (گاهی آلومینیوم) است. 
3. سیم ارت باید به‌طور محکم و با اتصالات مطمئن (برای مثال بست، جوش یا اتصال پیچی/کلمپی) به الکترود زمین و به بدنه یا شینه ارت (ارت بار) متصل گردد، تا اتصال زمین پایدار و قابل اطمینان باشد.

⛏️ چاه ارت و مواد بهبوددهنده خاک

1. «چاه ارت» (earth pit / ground pit) به گودالی گفته می‌شود که برای دفن الکترود زمین (میله یا صفحه) حفر می‌شود. این چاه عموماً در عمق مناسب قرار می‌گیرد تا الکترود در تماس صحیح و پایدار با خاک قرار گیرد. 
2. برای بهبود شرایط انتقال جریان به زمین — بخصوص در خاک‌هایی با مقاومت بالا یا خشک — از مواد بهبوددهنده خاک استفاده می‌شود. این مواد ممکن است خاک خاص، خاک رس (مثل بنتونیت)، یا ترکیباتی با رسانایی بالا باشند که مقاومت تماس بین الکترود و خاک را کاهش می‌دهند. 
3. چنین بهبوددهنده‌هایی باعث می‌شوند سیستم ارت عملکرد بهتری داشته باشد، به ویژه در شرایطی که جریان خطا یا ولتاژ اضافی زیاد است — و به ثبات پتانسیل زمین و ایمنی کمک می‌کنند.

جهت مشاهده، محصولات گروه صنعتی پرسیکا اینجا کلیک کنید.

جهت مشاهده محصولات سرج ارستر و ارتینگ OBO آلمان از سایت دفتر مرکزی OBO در ایران، بازدید فرمایید.

چرا ارت بار در ساختمان‌ها ضروری است؟

در ادامه توضیح می‌دهم چرا ارت بار (و به‌طور کلی سیستم ارتینگ) در ساختمان‌ها ضروری است — با تمرکز بر سه دلیل مهم: حفاظت از جان انسان، جلوگیری از آتش‌سوزی، و حفاظت از تجهیزات.

🔐 حفاظت از جان انسان

1. وقتی سیم‌کشی یا دستگاهی دچار نقص یا اتصال کوتاه شود (مثلاً عایق خراب شود یا بدنه‌ی فلزی وسیله برقی تحت ولتاژ بیفتد)، ارتینگ و ارت بار مسیر ایمن و کم‌مقاوم برای عبور جریان خطا به زمین فراهم می‌کند؛ در نتیجه برق از بدن انسان عبور نمی‌کند و خطر برق‌گرفتگی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. 
2. به بیان دیگر، بدنه‌ها و قاب‌های فلزی دستگاه‌ها وقتی به ارت متصل باشند، پتانسیل‌شان به زمین نزدیک می‌شود و احتمال تماس ناگهانی با ولتاژ خطرناک تقریباً از بین می‌رود.
3. همین امر باعث می‌شود ساختمان — هم برای ساکنین و هم برای تعمیرکاران یا کسانی که با دستگاه‌ها سر و کار دارند — ایمن‌تر شود.

🔥 جلوگیری از آتش‌سوزی‌های ناشی از برق

1. در نبود سیستم ارتینگ مناسب، جریان خطا یا نشتی می‌تواند از طریق سیم‌ها یا بدنه‌ها عبور کند و باعث افزایش حرارت، جرقه، یا ایجاد قوس الکتریکی شود — که این وضعیت می‌تواند منجر به آتش‌سوزی گردد.
2. وقتی ارت بار وجود دارد، جریان اضافی یا خطا سریع و ایمن به زمین هدایت می‌شود؛ بدین ترتیب از تجمع بار الکتریکی خطرناک و عبور جریان از مسیرهای تصادفی جلوگیری می‌شود و ریسک احتراق و آتش به شدت کاهش می‌یابد.
3. بنابراین در ساختمان‌ها، به ویژه جایی که سیم‌کشی، وسایل برقی یا تجهیزات پرقدرت وجود دارد، ارتینگ حکم زره ایمنی را دارد — عاملی که از بروز حوادث ناگوار به دلیل خطاهای برقی پیشگیری می‌کند.

🛡️ جلوگیری از آسیب به تجهیزات الکتریکی

1. نوسانات ولتاژ، اضافه‌بار، رعد و برق یا خطاهای الکتریکی می‌توانند باعث شوک، تخلیه ناگهانی یا افزایش ولتاژ شوند که برای وسایل الکترونیکی حساس خطرناک است. سیستم ارت — از جمله ارت بار — با هدایت جریان اضافی به زمین، از آسیب به این تجهیزات جلوگیری می‌کند. 
2. این حفاظت نه تنها مانع سوختن یا خراب شدن تجهیزاتی مثل لوازم خانگی، رایانه، دستگاه‌های الکترونیکی و تابلوهای برق می‌شود، بلکه عمر مفید آن‌ها را نیز افزایش می‌دهد. 
3. همچنین، وقتی سیستم ارت بدرستی برقرار باشد، ولتاژ در سراسر ساختمان تثبیت‌تر می‌ماند؛ این یعنی احتمال نوسان و شوک برقی کمتر است و عملکرد تجهیزات پایدارتر خواهد بود.

انواع سیستم‌های ارت (Earthing Systems)

سیستم‌های ارت طبق IEC

سیستم‌های اصلی عبارت‌اند از: TT system، TN system (که خود به سه زیرمجموعه تقسیم می‌شود: TN-S، TN-C، و TN-C-S) و IT system.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat.