بخشی از مقاله
بررسی روشهای ارتیگ بتونی برای کاهش مقاومت خاک در سیستم های اتصال زمین
چکیده :
یکی از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر سیستم اثصالی زمین ، مقاومت مخصوضں خاک می باشد، که با افزایش رطوبت محیط ، وجود املاح نمک ، قابلیت هدایت الکتریکی ، فشرده شدن ذرات خاک و افزایش دما، رابطه معکوس دارد. از افزودنیهایی مانند بنتونیت ، پلیمرهای جاذب رطوبت ، کلرید سدیم ، مارکونیت، جم (gem) Ultrafill، برای کاهش مقاومت خاک استفاده میشود . البته هر یک از مواد فوق به نسبتی باعث خوردگی الکترود می شوند و دارای پیامدهای زیسسحت محیح متنوعی می باشند . موادی چون Germ و Ultrafill و مارکونیت ، مواد کربن در متبه سوری هستند که توسط موادی حاوی کمی سولفور و کلرید پوشانیده شده اند. ابن مواد در ارتینگ بتونی کاربرد زیادی دارند . به علت تنوع اب و هوایی ایران ، جهت تثبیت مقاومت خاک، استفاده از این مواد ضروری می نماید. در این مقاله سعی شده است به بررسی سیستمهای اتصال زمین اعم از روشهای اندازه کیمیایدار مواد همچنین مکانی عملکرد مواد بکار برده شده در سیستمهای ارتینگ بتونی بپردازیم . هدف از این مقاله اشنا شدن با انواع مواد بکار برده شده در سیستمهای اتصال زمین پیشرفته و مقایسه بین انها میباشد .
مقدمه :
اهمیت حفاظت از جان انسانها و نجهیزات الکتریکی بر کسی پوشیده نیست . منشاء بسیاری از خطراتی که انسان و تجهیزات الکتریکی را تهدید می کند ، عدم وجود یک سیستم اتصال زمین مناسب می باشد به همین خاطر یافتن یک سیستم اتصال زمین پایدار با قابلیت اطمینان بالا همواره یکی از مشغله های فکری متخصصان s بوده است از زمین کردن یک سیستم الکتریکو فرایند اتصال همه قطعات فلزی یا بدنه فلزی دستگاههای الکتریکی (بجز هادیهای اصلی مدار های برقی) به زمین می باشد . هدف از ان انتقال، هر نوع نشتی انرژی الکتریکی در بدنه فلزی دستگاهها به زمین، به منظور حفاظت جان و تجهیزات الکتریکسی است. در شرایطی که تم اتصالز می" شاه ان بخشو زمین به عنوال بخشی از سیستم نکتری به حساب نمی باید (مثلا زمین کردن بدنه فلزی دستگاههای برقی) اصطلاح زمین کردن حفاظتی به کار می رود . در مقابل ، زمین کردن الکتریکی به شرایطی اتلاقی میشود کهبیستم اتصال زمین به عنوان بخشی از سیستم الخیریت ایفای نقش کند (مانند زمین کردن مرکز ستاره ترانسفورماتورها).
مواد جامد کاهش دهنده مقاومت زمین کاربرد وسیعی در سیتمهای قدرت، مخابرات ، ایستگاههای تلویزیون، سیسستم راه آهستان و پتروشیمی و همچنین کارخانجات مربوط به صنایع الکتریکی دارند. دلایل استفاده از این مواد به شرح زیر است : ۱ - چون مناطق سنگلاخی و خشک و ریگزارها، دارای مقاومت زیادی میباشند. لازم است برای ساختن اتصال زمین مناسب ، مقاومت خاک را به روشی کاهش دهیم . ۲- در بعضی از مناطق (مناطق شلوغ شهری) که دستگاههای الکتریکی برای حفاظت نیاز به سیستم اتصال زمین دارند و محل کافی و مناسب برای درست کردن سیستم اتصال زمین موجود نمیباشد.
روش اندازه گیری مقاومت خاک :
برای اندازه گیری مقاومت خاک با توجه به شکل شماره (۱) از سه الکترود که در نقاط X zولا واقع شده اند به همراه یک ولتمتر و آمپرمتر استفاده میکنیم . اختلاف پتانسیل بین دو الکترود X,y را به وسیله ولتمتر و جریان جاری بین X,Z را بوسیله آمپرمتر اندازه گیری می نماییم حال با در دست داشتن این مقادیر و طبق قانون اهم داریم :
شکل ان روش اتلاره گیری مقاومت زمین البته لازم به ذکر است که دستگاههای خاصی جهت اندازه گیری مقاومت زمین ساخته شده اند. نکته قابل توجه در کار با این دستگاهها انتخاب محل مناسب جهت کارگذاری الکترودها می باشد ، بدین صورت که الکترود Z باید به اندازه کافی از الکترود X دور باشد تا اینکه الکترود y تحت تاثیر مقاومت مؤثر ناشی از محل قرار گرفتن الکترود Z نباشد. برای بدست اوردن بهترین مکان برای موقعیت y با توجه به شکلهای (۲) و (۳) با تغییر الکترود y بین دو الکترود دیگر و بدست آوردن مقادیر مختلف مقاومت زمین در صورت وجود تولرانس قابل قبول نقطه y نقطه مطلوب خواهد بود . اما در صورتیکه با تعویض محلی y مقادیر بدست امده تولرانس زیادی داشته باشند ، موقعیت Z بX را دورتر در نظر گرفته و آزمایش را دویباره تکرار مینماییم . با توجه به ازمایشات انجام شده شرایط مطلوب با در نظر گرفتن ۹۲ درصد فاصله بین Z وX برای موقعیت لا نسبت به Z بدست می اید. با توجه به جدول شماره ۱ این فواصل با توجه به عمق میله که در زمین قرار دارد ، مقادیر متنوعی است . در این جدول با توجه به عمق مورد نظر فواصل مناسب y , Z به روش / ۱۲ امده است .
روشهای کاهش مقاومت خاک برای بهینه کردن سیستم اتصال زمین:
۱-استفاده کردن از چند الکترود به جای یک الکترود : استفاده کردن از یک الکترود علاوه بر سادگی از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است . اما در بعضی مواقع یک الکترود نمی تواند مقاومت مطلوب را تامین کند، بنابر این میتوانیم از چند الکترود استفاده نماییم و با توجه به شکل ؛ اگر الکترودها را به صورت ارایش مربعی قرار دهسیم بطوریکه تمام الکترودها را بوسیله کابلی به یکدیگر متصل نماییم، میتوان تا حدی به مقاومت مورد نظرمان برسیم . دلیل استفاده از ارایش مربعی این است که به الکترودها فضای مساری اختصاصں می یابد۔ جدول شمارہ ۲ مقادیر فواصل y,Z را نسبت به مرکز مربع با توجه به ماکزیمم قطر شبکه الکترودها بیان می کند.(در این ش اندازه ضیع مربع ft ۲۰ و اندازه قطر مربع f ۲۸ است.)
۲-استفاده از مواد کاهش دهنده مقاومت زمین (ارتینگ بتونی) :
مواد بکار برده شده برای این منظور دارای تنوع زیادی می باشند که از ان جمله موادی Ground Enhanced Material (germ) و مارکونیت، بتونیت ، پلیمرهای جاذب رطوبت و اUltrafil را می نوان نام برد.
پلیمرهای جاذب رطوبت:
یکی از جدیدترین روشهای کاهش مقاومت زمین ستهاده از پلیمرهای جاذب رطوبست می باشد که نبت به انواع دیگر مواد کاهش دهنده مقاومت خاک . را بستگی کمتری به شرایط جوی و محیطی دارند و همچنین از خوردگی الکترود نیز جلوگیری می نماید.انواع مختلفی از این پلیمر ها هم به صورت مصنوعی و هم به شکل طبیعی موجود می باشد، ولی برای سیستم ارتینگ ،
