عوامل اثر گذار بر روی الکترود زمین

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: انواع مختلفی از الکترودهای زمین وجود دارد که در بازار موجود است. الکترودهای زمین براساس نوع مواد و هم از لحاظ پیکربندی و طراحی الکترود مورد استفاده متفاوت هستند. انتخاب یک نوع خاص از الکترود توسط استاندارد آن کشور مورد استفاده قرار میگیرند. در استاندارد ملی ایالات متحده (NEC) ارجاع شده است.

به طور کلی، تقریبا تمام استاندارد‌ها به یک فرم پایه، مبتنی بر الکترود زمین اشاره دارند. یک الکترود زمین شامل یک میله فلزی است که در عمق مشخصی به خاک متوسل شده و از طریق سیم زمینی خارجی به سیستم اتصال زمین متصل می‌شود. (معمولا سیم مسی)

هدف از این میله، اتصال سیستم اتصال زمین (Grounding) با زمین‌های سنگی که خاک آن مقاومت بسیار کمی را از خود نشان می‌دهد تا خطاهای جریان‌های اتصال زمین را به صورت کاملا امن از خود عبور دهد.
عوامل موثر برعملکرد الکترودهای زمینی

مواد مورد استفاده در سیستم اتصال زمین (Grounding) شامل خود الکترود زمین و سیم‌های اتصال آن می‌باشد. انواع مختلف از الکترود‌های اتصال زمین وجود دارد مانند:

-میله مسی یا آهن گالوانیزه (GI) یا ورق مسی

انتخاب اکترودهای اتصال زمین بستگی به نوع کاربرد و موقعیت آن‌ها در شرایط مختلف دارد. استانداردهای محلی و قوانینی که انتخاب الکترود‌ها را کنترل می‌کنند.

مقاومت در برابر خاک

این یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر عملکرد سیستم اتصال زمین است.

استاندارد‌ها نشان می‌دهند در جاهایی که حداکثر مقدار مقاومت به خاک وجود دارد الکترود‌ها برای انجام سیستم زمین ایده آل هستند.

استاندارد ملی (NEC:National Electric Code) توصیه میکند که ماکزیمم مقدار مقاومت خاک ۲۵ اهم باشد. با این حال مطلوب نگه داشتن این مقدار حداقل است.

مقدار تلرانس این سیستم بسته به نوع کلاس برق، نصب و راه اندازی می‌شود. (LV,HV,EHV)

عمق الکترود ارت

مهم است که الکترود ارت را در عمق کافی در داخل زمین قرار و پنهان کنید. این اطمینان حاصل شود که در کمترین مقدار مقاومت خاک متصل میشود.

عمق الکترود زمین براساس هر مکان و کیفیت خاک متفاوت است.

به طور معمول لایه خاک نزدیک به سطح زمین دارای بالاترین مقدار مقاومت است که با عمق درون زمین کاهش می‌یابد. همچنین خاک‌های سنگی اثر منفی بر مقاومت خاک تاثیر می‌گذارد. (مقاومت آن را افزایش می‌دهد)

با توجه به این حقایق، معمولا یافتن الکترود زمین در عمق بین  2.34 متر تا 3.04 متر که در آن مقاومت خاک ممکن است در محدوده مجاز بین ۲ تا ۲۵ اهم باشد دفن می‌شود.

مقدار رطوبت

مقدار رطوبت در خاک باعث می‌شود تا مقدار مقاومت خاک کنترل شود. خاک خشک مقاومت بیشتری نسبت به خاک مرطوب دارد، زیرا رطوبت، حضور الکترولیت‌ها را در خاک افزایش می‌دهد. این به نوبه خود مقاومت در برابر خاک را کاهش می‌دهد.

این یک روش معمول برای نگه داشتن منطقه الکترود زمین در حالت هیدراته با ابزارهای مختلف خارجی هست.

به طور معمول در مورد نوع الکترود زمین و نوع میله‌های ارت، مثل آن می‌ماند که با یک دستگاه قیف شکل به منظور پر کردن آب در داخل آن می‌باشد؛ و همچنین یک روش معمول برای تشکیل مدار دایره‌ای شکل در اطراف الکترود میله ارت و متراکم و پر کردن آن با مواد الکترولیتی را میتوان با این شکل مثال زد: سنگ نمک، ذغال سنگ و ....

این ترکیب کمک می‌کند تا از رطوبت موجود در خاک جلوگیری شود.

تصویر زیر را مشاهده کنید:

در برخی از موارد خاص که در آن حفظ رطوبت و مقاومت در برابر خاک دشوار است، الکترود زمین و چاه حفر شده که با ترکیبات شیمیایی هستند به حفظ رطوبت کمک می‌کند واز این طریق از تبخیر آن به فضای خارج جلوگیری می‌کند.

دمای خاک

دمای خاک نیز برروی مقاومت خاک تاثیر بسزایی دارد.

با کاهش درجه حرارت خاک مقاومت خاک افزایش می‌یابد.

در مناطق خاک یخ زده نیز مقاومت به طور قابل توجهی بالاتر است.

سیستم ارت چند نقطه‌ای

در بسیاری از موارد که در آن امکانات بزرگ وجود دارد، روش معمول استفاده از یک سیستم پایه چند نقطه‌ای است. در این نوع سیستم، یک پلتفورم ارت زیرزمینی (شبکه) ساخته شده است. این نوع پیکربندی، مسیرهای هدایت چندگانه را از تجهیزات متصل شده مختلف و ارت‌های مشترک ایجاد می‌کند.

 

نتیجه گیری

صرف نظر از نوع سیستم ارتینگ، عملکرد سیستم ارت بستگی به انواع و شرایط مختلفی دارد؛ بنابراین مهم است که سیستم‌های اتصال زمین به طور مداوم نظارت شود.

مهم است که مطالعات مربوط به شرایط خاک ارت و ارزش‌های مقاومتی خاک، و همچنین قبل از شروع کار، استانداردهای قابل اجرا سیستم اتصال زمین را مورد بررسی قرار دهیم.

 

 

منبع: ای کهربا