مدار فرمان۳VF

همانطور که می دانید یکی از مهمترین قطعات آسانسور ، تابلو فرمان آسانسور می باشد. همانطور که در بخش تابلو فرمان آسانسور بیان شده است و همچنین در کلاس آموزش نصب آسانسور شرکت نیز بیان می گردد ، در نصب آسانسور ، تابلو فرمان آسانسور در ساختارهای مختلف و توسط شرکتهای مختلفی ساخته می شود. چند نوع از مهمترین این انواع ، تابلو فرمان دو سرعته ۲SPD و تابلو فرمان تک سرعته درایو دار VVVFF می باشد. البته توجه نمایید که هر کدام از این انواع تابلو ها باید موتور گیربکس یا گیرلس آسانسور مخصوص خود را نیز داشته باشند یعنی برای تابلو فرمانهای دوسرعته موتور آسانسور نیز باید دو سرعت دور تند و دور کند داشته باشد ولی برای تابلو فرمانهای تک سرعته طبعا موتور آسانسور باید دارای یک سرعت باشد.

تابلو فرمان دو سرعته (۲SPD)

تابلو فرمان دو سرعته قابلیت راه اندازی موتورهای دو سرعته را دارد در واقع در این نوع تابلو فرمان از یک موتور گیربکس دو سرعته که دارای سرعتهای دور تند و دور کند می باشد استفاده می گردد که طبق دستوراتی که توسط تابلو فرمان آسانسور دو سرعته به موتور ارسال میگردد هنگام شروع حرکت کابین آسانسور ، موتور با دور تند کار می کند و سپس هنگامی که کابین آسانسور به طبقه مقصد رسید سرعت به دور کند کاهش می یابد تا در انتها کابین در مقصد متوقف گردد. ولی در این نوع آسانسور در توقف های کابین در طبقات معمولا یک ضربه کوچکی حس می شود و تغییرات سرعت کابین نیز در حین حرکت حس می شود.

تابلو کنترل درایودار (۳VF)

این نوع از تابلو کنترل آسانسور دارای یک سیستم کنترل کننده پیشرفته بنام درایو است و این درایو باعث می شود که حرکت کابین آسانسور بصورتی بسیار نرم تر انجام شده و توقف های کابین آسانسور نیز در طبقات بسیار نرم و بدون ضربه باشد. در واقع در این نوع تابلو فرمان با دستورات و کنترل پیشرفته ای که انجام می شود ، سرعت موتور در چند مرحله به آرامی افزایش یا کاهش می یابد و همین امر باعث می شود که حرکت کابین آسانسور بسیار نرم و بدون ضربه باشد و همچنین برق مصرفی آسانسور به نسبت تابلو فرمان های دوسرعته بسیار کمتر باشد.

درایو تابلو فرمان VVVF

درایو VVVF دستگاه پیشرفته ای است که در تابلو فرمان های VVVF  وجود داشته و کارش این است که حرکت و توقف های کابین بسیار نرم و بدون ضربه انجام گیرد و نحوه کار آن بدین طریق است که درایو VVVF  بین شبکه برق تابلو فرمان و موتور سه فاز آسانسور قرار می گیرد و سپس با دریافت توان الکتریکی از شبکه با تنظیمات پیشرفته ای که دارد ولتاژ و فرکانس خروجی را تنظیم نموده و سپس فرمانها را به موتور آسانسور می فرستد که با اینکار می تواند سرعت و گشتاور موتور را به گونه ای تنظیم کند که همواره حرکت کابین آسانسور با نرمی انجام گردد.
مزایای درایو ۳VF در تابلو فرمان آسانسور

• افزایش عمر قطعات وابسته به کابین و قطعات مکانیکی آسانسور به دلیل کاهش ضربه و شوک های لحظه ای در حرکت کابین آسانسور
• حرکت نرم کابین و حذف شوک های لحظه شروع حرکت و یا زمان توقف کابین آسانسور
• در آسانسور های دارای درایو جریان برق برای شروع کار موتور برای حرکت کابین کمتر شده و بنابراین از کنتاکتورهای کوچکتری استفاده می گردد که دارای صدای کمتری به نسبت کنتاکتورهای بزرگتر است
• استهلاک کمتر موتور آسانسور زیرا در سیستم های دارای درایو ، موتور آسانسور بدلیل اینکه بهتر کنترل می شود کمتر داغ می شود
• کاهش چشمگیر در مصرف برق و انرژی آسانسور
• کاهش هزینه سرویسکاری و تعمیرات آسانسور بدلیل کاهش استهلاک قطعات مکانیکی و قطعات الکتریکی آسانسور
• در سیستم های دارای درایو ، به دلیل قطع و وصل شدن کنتاکتورها در حالتهایی که باری وجود ندارد ، عمر این قطعات الکتریکی و مکانیکی طولانی تر میگردد
• در آسانسور های دارای درایو VVVF نیازی به فن موتور نمی باشد

برقگیر از وسایل ایمنی می باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

صاعقه گیر چگونه عمل می کند؟ و انواع آن کدامند؟

میله های ساده فرانکلینی: اولین واحد جذب که توسط فرانکلین بیشنهاد گردید، میله های ساده بودند که ضربه مستقیم صاعقه به اندازه طول میله ها، دور از ساختمان اتفاق می افتاد و شعاع حفاظتی این صاعقه گیرهای ساده در کلاسهای حفاظتی براساس تئوری زاویه محاسبه می گردید.

قفس فارادی: با گسترش ابعاد ساختمانها و با توجه به محدودیت های میله ساده، قفس فارادی Faraday( (Cage جایگزین میله های ساده فرانکلینی شد، امروزه نیز اکثر استانداردهای جهانی استفاده از قفس فارادی را بهترین روش میدانند. در این روش سعی می شود ساختمان را در قفسی از هادیهای مسی یا فولادی محصور نمود.

برقگیر چیست و چگونه طراحی و اجرا می شود ؟

صاعقه گیرهای یونیزه کننده هوا: طراحی و نصب این صاعقه گیر های براساس استاندارد ۱۰۲-۱۷ NFC انجام می گیرد ریشه این استاندارد نیز همان تئوری گوی غلطان است که در تمامی استاندارد ها از آن استفاده شده است. ۱۰۲-۱۷ NFC با وارد کردن پارامتر ΔL در فرمول محاسبات، شعاع پوشش افزایش یافته صاعقه گیر را محاسبه می کند. صاعقه گیر پس از نصب روی ساختمان، می بایست بوسیله هادیهای میانی Conductor Down از طریق سیم مسی بدون روکش به سیستم زمین متصل گردد. مقاومت الکترود زمین صاعقه گیر می بایست زیر ۱۰ اهم باشد و پس از اجرا به شبکه هم بتانسیل کل سایت متصل شود. در اجرای الکترود زمین هر صاعقه گیر می بایست از اقلامی چون صفحه های مسی، مواد کاهنده مقاومت LOM ،((اتصالات جوش انفجاری استفاده نمود.

صاعقه گیر الکترونیکی: درست قبل از حدوث صاعقه بطور طبیعی محتوی الکتریکی اتمسفر بطور ناگهانی افزایش می یابد. این تغییر وضعیت توسط واحد جرقه زن حس و کنترل می شود صاعقه گیرهای الکترونیکی انرژی موجود در هوای متلاطم پیش از طوفان را (که حدود چندین هزار ولت بر هر متر است) جذب و در واحدهای جرقه زن ذخیره می نماید و در نهایت واحد جرقه زن با تخلیه بار الکتریکی خازنها بین الکترودهای فوقانی و الکترود مرکزی اش هوای اطراف را یونیزه می نماید

اصول عملکرد صاعقه گیر الکترونیکی: آزاد سازی کنترل شده یونها: واحد جرقه زن (TRIGGERING (صاعقه گیرهای الکترونیکی شرایطی را ایجاد می کند تا چشمه جوشانی از یون (کرونا) در اطراف میله نوک تیز فراهم شود. دقت عمل این واحد باید به گونه ای کنترل شده باش که آزاد سازی یونها را درست چند میکرو ثانیه قبل از حدوث و تخلیه صاعقه صورت دهد. اثر کرونا و واحد جرقه زن: حضور حجم وسیع بارهای الکتریکی در اطراف میله نوک تیز صاعقه گیر پس از یونیزاسیون توسط واحد جرقه زن سبب می شود تا پدیده طبیعی تجمع بارهای الکترونیکی اطراف میله Corona( (effect تقویت و تشدید شود.

تسریع در بروز علمدار حمله زمینی: صاعقه گیرهای الکترونیکی طوری طراحی شده اند که ارسال علمدار حمله زمینی را خیلی زودتر از نقاط هم ارتفاع مشابه همان محدوده به انجام برسانند و این به معنی تشکیل نقطه ترجیهی دریافت صاعقه در منطقه تحت حفاظت با صاعقه گیرهای الکترونیکی سیستم هم پتانسیل: وجود اختلاف پتانسیل بالا بین دو هادی الکتریکی نزدیک به هم باعث بوجود آمدن قوس الکتریکی می شود که خطر و خسارت ناشی از آن کمتر از صاعقه نیست، به همین دلیل در ایجاد یک سیستم حفاظتی هم پتانسیل سازی برقگیر چیست و چگونه طراحی و اجرا می شود از ارکان کار بوده و بدین مفهوم است که در یک مکان حفاظت شده بایستی تمامی هادی های الکتریکی از قبیل بدنه دستگاه ها، سازه های فلزی، لوله های آب و… هم پتانسیل باشند زیرا در غیر این صورت این اختلاف پتانسیل باعث تخلیه شدن رعد و برق از مسیرهای نامناسب خواهد شد که احتمالاً خسارت آن کمتر از اصابت مستقیم صاعقه نیست. برای ایجاد سیستم هم پتانسیل بایستی تمامی اجزاء هادی در ساختمان به گونه ای به سیستم زمین مشترک متصل گردند. برای طراحی سیستم حفاظت از سایت های ارتباطی در مقابل رعد وبرق مؤلفه های فراوانی وجود دارد که مواردی در ذیل آمده است:

-۱ موقعیت جغرافیای سایت ارتباطی (که به وسیله آن احتمال وقوع رعد و برق در آن ناحیه و ضرورت نصب سیستم ارتینگ محاسبه می گردد).

-۲ فاکتور تأثیر سطوح خارجی ساختمان: شکل و ارتفاع یک ساختمان با کاهش یا افزایش احتمال اصابت صاعقه به آن ساختمان مستقیماً در ارتباط است.

-۳ نوع ساختمان: آجری یا بتونی بودن ساختمان و این که دارای اسکلت فلزی است یا نه؟

-۴ ارزش تجهیزات ارتباطی داخل ساختمان: بسته به قیمت تجهیزات می توان مقدار هزینه مطلوب برای ایمنی آن را برآورد نمود. در حالت کلی برای حفاظت از یک سایت ارتباطی در نظر گرفتن دو نوع حفاظت خارجی و حفاظت داخلی الزامی می باشد.

حفاظت خارجی: حفاظت خارجی سایت ارتباطی را در مقابل اصابت مستقیم رعد و برق محافظت می نماید و از سه قسمت ذیل تشکیل گردیده است. -۱ برقگیر -۲ هادی میانی -۳ سیستم زمین که هر کدام از موارد فوق دارای انواع محاسبات عدیده ای می باشد که به اختصار شرح داده می شود.

برقگیر: برقگیر وسیله ای است که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته و اولین نقطه اصابت رعد و برق می باشد به دلیل این که رعد و برق از کوتاه ترین فاصله بین ابر و زمین تخلیه می گردد. البته از نوک برقگیر نصب شده به زاویه ۴۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد بود و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد و حتی در استاندارد ۱۰۰-۱۷ NFC فرانسه برای حفاظت از کارخانجات پتروشیمی و نفت و… پیشنهاد گردیده که در اطراف ساختمان چهار دکل نصب و هر کدام از آن ها  به وسیله سیم از سر به هم وصل شوند تا بدین صورت مخروط ایمنی با ضریب اطمینان بالا حاصل گردد. در حالت کلی می توان نصب برقگیرها را با توپولوژی ساده یا مش (Mesh (نمود.

برقگیر بر دو نوع است: -۱ برقگیر غیرفعال (پسیو) -۲ برقگیر فعال (اکتیو)

برقگیر غیرفعال شامل یک میله ساده نوک تیز است که دقیقاً مخروط ایمنی از نوک آن به فاصله ۴۵ درجه می باشد و در محاسبات عملی برای بالا رفتن اطمینان این زاویه را ۳۵ یا حتی پایین تر در نظر می گیرند.

برقگیر فعال با فناوری مختلف (خازنی، اتمی و(… هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید. این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های ۱ ،۲ و ۳ تقسیم می گردند. در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. از نظر قیمت نیز برقگیرهای فعال گران تر هستند و می بایست در انتخاب برقگیر دقت نماییم تا مجهز به سیستم هادی میانی مناسب باشد تا برقگیر درست عمل کرده و موجب خسارت نشود.

هادی میانی: ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انجام می گیرد. با توجه به استاندارد NFCاگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از ۲ برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود. در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سیم های ۷۵ ،۹۰ ،۱۲۰ و… بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود. یک نکته ضروری در مورد هادی میانی تخلیه جانبی است اگر هنگام نصب اتصالات هادی میانی به اندازه کافی دقت نگردد، امکان ایجاد اتصال کوتاه و تخلیه انرژی از مسیرهای نامناسب وجود دارد که خطر این مسئله می تواند بیشتر از خطر اصابت صاعقه باشد. برای نصب هادی میانی از بست های مخصوصی استفاده می گردد که معمولاً از جنس مس یا استیل هستند و همچنین منطبق بر استاندارد اروپا فاصله هادی میانی از دیوار بایستی کمتر از یک دهم متر باشد.

سیستم زمین: یکی از مهم ترین قسمت های سیستم ارتینگ سیستم زمین می باشد آن می باشد به طوری که بعضی سیستم ارت را در این قسمت خلاصه می کنند. با اصابت رعد و برق به برقگیر انرژی آن به برقگیر منتقل می گردد و سیستم هادی میانی وظیفه دارد بدون تخلیه از مسیرهای نادرست از یک مسیر مناسب که در طراحی مدنظر بوده آن را به سیستم زمین منتقل گرداند و کار ارت به تزریق انرژی رعد و برق به زمین منتهی می شود. با توجه به توضیح بالا معلوم می گردد که قسمت زمین سیستم ارت بایستی به نحوی تخلیه انرژی به زمین را در اسرع وقت انجام نماید و می دانید زمین مبداء توان است و دارای مقاومت صفر، ولی به علت وجود لایه های پوسته زمین، در سطح زمین مقاومت آن دقیقاً صفر نیست و ما با ایجاد سیستم زمین مقاومت زمین را به صفر نزدیک می نماییم تا قابلیت جذب انرژی رعد و برق را داشته باشد. پس مهمترین مؤلفه یک سیستم زمین مقدار مقاومت آن است که هر چه پایین تر باشد بهتر است. برای سیستم های قدرت، مقاومت ارت زیر ۱۰ اهم قابل قبول می باشد ولی برای سیستم های حساس از قبیل سیستم های مخابراتی معمولاً مقاومت زیر ۳ اهم مدنظر است که در موارد خاص با توجه به پیشنهاد سازنده دستگاه این مقدار تغییر می یابد. سیستم زمین به انواع مختلفی از قبیل سیستم چاه، سیستم حلقه و سیستم میله ای ارت تقسیم بندی می شود و با توجه به نوع خاکی که می خواهیم سیستم زمین ایجاد نماییم انتخاب می گردد. مثلاً در جاده های سنگلاخی، میله های ارت که به صورت شبکه ای در زمین فرو می روند برای ایجاد و گسترش سیستم زمین بهترین گزینه است.

سیستم حفاظت داخلی: حفاظت داخلی سایت ارتباطی را در مقابل عوامل مختلفی از قبیل نوسانات ولتاژ (Voltage Over (و القائات ناشی از اصابت غیرمستقیم رعد و برق (که به شعاع یک کیلومتر از محل اصابت این القائات وجود دارند) محافظت می نماید. ارسترها تجهیزاتی هستند که کار حفاظت از سیستم های مخابرات و الکترونیک، در برابر نوسانات ناشی از رعد و برق را بر عهده دارند البته نقش ضربه گیرهای ولتاژ را نباید از قلم انداخت. سیستم حفاظت خارجی مخصوصاً در قسمت انتهای آن قدرت آنی تخلیه انرژی زیاد ایجاد شده از اصابت مستقیم را ندارد و گفته می شود در لحظه اول تنها ۵۰ درصد انرژی تخلیه می گردد و با توجه به هم پتانسیل بودن ساختمان امکان برگشت انرژی به داخل سایت و مورد حمله قرار دادن آن موجود می باشد، با نصب ضربه گیرها این امکان از بین خواهد رفت. ضربه گیرها در کلاس های حفاظتی مختلف یک، دو، سه و به صورت یک پل، دو پل تا چهار پل موجود است که در محاسبه نصب آن ها جریان گذرنده در محل نصب و مکان نصب مهم می باشد به طور مثال اگر می خواهیم ضربه گیر را در ورودی اصلی برق ساختمان قرار دهیم بهتر است از ضربه گیرهای کلاس یک استفاده نمود. ارسترهای مختلفی برای محافظت از خطوط تلفن، خطوط آنتن، شبکه های رایانه ای و شبکه های رادیویی فرکانس بالا موجود است که می توان بسته به پورت های ورودی و خروجی و تعیین اهمیت حفاظت نسبت به تهیه آن ها در رنج ها و کلاس های مختلف اقدام نمود. البته بحث در مورد ساختار داخلی ارسترها بسیار مفصل است که در قالب این مقاله نمی گنجد.

هادی میانی :(Conductor Down (یکی از سه جزء اساسی سیستم حفاظت در برابر صاعقه بوده و نحوه نصب، مسیر دهی و انتخاب جنس و ابعاد آن در عملکرد صحیح و ایمن سیستم حائز اهمیت است. جنس و ابعاد هادی میانی در صورتی که سیستم حفاظتی پسیو بوده و بر اساس استاندارد ۶۲۳۰۵ IEC طراحی می شود، از جدول ۳  قابل استخراج است (رجوع شود به مبحث صاعقه گیر پسیو). هر چند می توان در طراحی هر دو نوع سیستم پسیو و اکتیو جنس و ابعاد مجاز هادی میانی را از جدول ۳ استخراج نمود، اما به دلیل وجود اندکی تفاوت بهتر است در مورد صاعقه گیر اکتیو از جدول ۵ استفاده نمود. در مورد محل نصب و انتخاب مسیر هادی میانی نکات مهمی وجود دارند که به بطور خلاصه به آنها اشاره می شود:

-۱ هادی میانی باید به گونه ای نصب شود که کوتاهترین و مستقیم ترین اتصال به سیستم زمین را داشته باشد.

-۲ شعاع خمیدگیها و انحناها مطابق با شکل ۸ بایستی بیشتر از ۲۰/۱ طول خمیدگی باشد یا به عبارتی: و در هر شرایطی نباید کمتر از ۲۰ سانتیمتر باشد. جدول ۵ جنس و ابعاد هادی میانی مطابق با ۱۰۲-۱۷ NFC –

۳عبور هادی میانی از روی دیواره های کوتاه، حداکثر افزایش ارتفاع ۴۰ سانتیمتری با شیب ۴۵ درجه یا کمتر مجاز می باشد (شکل ۸٫(

-۴ برای مهار کردن هادی میانی باید در هر یک متر از سه بست استفاده نمود (در فواصل ۵۰ سانتیمتری).

-۵ برای هر صاعقه گیر اکتیو حداقل دو مسیر هادی میانی مورد نیاز است. در صورتی که ارتفاع سازه محل نصب ESE بیش از ۶۰ متر باشد بایستی از چهار مسیر هادی میانی استفاده نمود. بایستی سعی شود مسیرهای هادی میانی تا حد امکان با یکدیگر فاصله داشته باشند. حداقل فاصله افقی نباید کمتر از ۲ متر باشد.

-۶ برای هر صاعقه گیر پسیو میله ای که بر روی پایه های جداگانه نصب شده باشند، حداقل یک رشته هادی میانی لازم است. شکل ۸ خمیدگی های مجاز هادی میانی

-۷ در صورتیکه صاعقه گیر پسیو از نوع هادی های سیمی معلق باشد برای هر پایه مهار کننده حداقل یک رشته هادی میانی لازم است.

مقاومت ویژه خاک و عوامل وابسته به زمین

در صورت روبرو شدن با خاک دستی، لازم است تا رسیدن به عمق خاک بکر و بیشتر پیش رفت. زیرا خاک دستی قابل اطمینان نبوده و در احداث الکترود زمین نباید به حساب آورده شود.

تاثیر آماده سازی محل احداث الکترود زمین
در بعضی موارد، برای کم کردن مقاومت اتصال به زمین ممکن است لازم باشد اقدام به آماده سازی و یا حتی تعویض خاک شود. آماده سازی خاک با استفاده از مواد شیمیایی انجام می شود. در این صورت لازم است ترتیبی اتخاذ شود که در نتیجه کم شدن و شسته شدن املاح در طول زمان، آماده سازی پیوسته در حال تجدید و یا تکمیل باشد. تا از کارآیی اتصال زمین کاسته نشود. از طرف دیگر در انتخاب روش آماده سازی برای هر موقعیت، لازم است محیط زیست و اثری را که مواد شیمیایی در آن باقی خواهند گذارد، به حساب آورد.
برای ایجاد یک اتصال زمین با عمری طولانی، شاید لازم باشد زمینی را که بلافاصله در اطراف الکترود قرار دارد با خاک یا ماده ای که مقاومت ویژه آن کم است، تعویض نمود. بهترین نمونه های این نوع آماده سازی عبارتند از:
– بتونیت
– بتن
– بتن خاص با سیمان هادی که در آن از گرانولهای کربن یا خاکه ذغال به جای ماسه استفاده می شود. این نوع آماده سازی مخصوصاً درزمینهای سنگی و زمینهایی که لایه سنگی در نزدیکی سطح آن قرار دارد بسیار موثر می باشد.
– روش سنتی، با استفاده از مخلوطی از نمک و ذغال.
استفاده از خاکستر کک به علت خاصیت خوردگی شدید آن برای آماده سازی توصیه نمی شود.

اثر شکل الکترود بر مقاومت اتصال زمین
نظر به اینکه بیشترین افت ولتاژ در یک سیستم الکترود زمین، در حجم خاکی اتفاق می افتد که در فاصله حدود یک متری از سطح الکترود قرار دارد (تراکم جریان دراین ناحیه بیشترین مقدار را دارد)، لذا برای بدست آوردن حداقل مقاومت نسبت به زمین،لازم خواهد بود تراکم جریان در حجم ناحیه ای که در مجاورت الکترود قرار دارد، تا حدی که ممکن است کم باشد و سیستم به نحوی طرح شود که تراکم جریان با دور شدن از الکترود، به سرعت کم شود. برای رسیدن به این هدف لازم خواهد بود یکی از ابعاد حجم الکترود نسبت به دوبعد دیگر آن بزرگترین مقدار را داشته باشد. مثلاً استفاده از یک میله یا سیم یا تسمه نسبت به یک صفحه با همان سطوح جانبی ، ارجحیت دارد.
توجه شود که مقاومت یک الکترود با عکس مساحت جانبی آن نسبت مستقیم ندارد.

بررسی خصوصیات الکترودهای متداول و مقاومت آنها
الکترودهای اتصال به زمین را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
-الکترودهای مصنوعی ، و
-الکترودهای موجود یا طبیعی

الکترودهای مصنوعی
الکترودهای مصنوعی آنهایی هستند که فقط با هدف ایجاد اتصال به زمین برای تاسیسات الکتریکی نصب
می شوند.
الکترودهای مصنوعی را،از نظر نحوه استقرار آنها در زمین ،می توان به سه گروه تقسیم نمود:
– الکترودهای صفحه ای
– الکترودهای قائم
– الکترودهای افقی

الکترودهای موجود
الکترودهای موجود آنهایی هستند که با هدفی دیگر درزمین نصب شده اند و ممکن است در صورت وجود شرایط لازم برای ایجاد اتصال به زمین از آنها به عنوان الکترود استفاده کرد.
الکترودهای موجود شناخته شده به قرار زیر می باشند:
– غلافهای هادی کابلها
– اجزای فلزی سازه ها
– سپرهای فلزی و میلگردهای شمعهای بتنی
– لوله کشی آب
– لوله کشی های فلزی دیگر
– هر گونه تاسیسات زیرزمینی فلزی که در تماس با زمین بوده ومانعی برای استفاده از آن به عنوان الکترود زمین وجود نداشته باشد.

الکترودهای صفحه ای کم عمق
درمناطقی از دنیا که بطور کلی جوی نمناک دارند، استفاده از الکترودهای صفحه ای عمیق مرسوم نیست زیرا علت اصلی دفن صفحه الکترود در عمق بیشتر دستیابی به نم بیشتر و مقاومت ویژه کمتر زمین است. دراین گونه مناطق، الکترودها معمولاً از مس با ضخامت حداقل ۲ میلیمتر یا آهن گالوانیزه گری با ضخامت حداقل ۳ میلیمتر است. در انگلستان جنس صفحه مورد استفاده برای این الکترودها معمولاً چدن موجدار یا دنده دار است به ضخامت حداقل ۱۲ میلیمتر و به ابعاد ۲،۱×۲،۱ متر.
اتصال هادی زمین به صفحه زمین باید دست کم در دو نقطه مجزا انجام و برای هادی زمین و صفحه الکترود از دو جنس مختلف، محل اتصالها با ماده ای قیر مانند اندود شود تا این نقاط از عوارض الکترولیتی در امان بماند. در مواردی که امکان خوردگی سریع هادی زمین وجود داشته یا هادی زمین با مقطع کم انتخاب شده باشد، توصیه می شود هادی زمین از نوع عایقدرا باشد تا از خوردگی سریع آن دراثر عوارض الکترولیتی پیشگیری شود. البته در این صورت سهم هادی لخت در کم کردن مقاومت زمین از دست خواهد رفت.
اگر یک الکترود صفحه ای مقاومت لازم را ارائه نداد، میتوان از چند صفحه به صورت موازی استفاده کرد. برای رسیدن به حداقل مقاومت با صفحات موازی ، قاعدتاً لازم است حداقل فاصله الکترودها نسبت به هم ۱۰ متر ، ولی با توجه به عمق کم دفن، حداقل فاصله موثر آنها را می توان حتی تا ۲ متر تقلیل داد. در این صورت مقاومت مجموعه دو صفحه نسبت به مقدار بدست آمده از محاسبه(با استفاده ار رابطه بالا)، بیش از حدود۲۰% تفاوت نخواهد داشت.
توصیه بعضی مقامات دیگر برای حفظ مقاومت الکترودها در حد معقول این است که هنگام نصب چند الکترود صفحه ای به صورت موازی ، فاصله ای به مقدار سه برابر بزرگترین بعد صفحه ، بین آنها برقرار شود.
در مورد بعضی از لایه های خاک با مقاومت ویژه زیاد ، آماده سازی محل دفن الکترود بجا خواهد بود.

الکترودهای صفحه ای عمیق
در بالا گفته شد که علت دفن الکترود در عمق زیاد( بیش از حدود ۳ متر)، رسیدن به لایه های نمناک زمین با مقاومت ویژه کمتر است.
بدیهی است که دفن صفحه درعمق زیاد علاوه بر تحمیل مخارج اضافی اولیه، این اشکال را در بر دارد که برای کم کردن مقاومت از راه دفن بیش از یک صفحه، لازم خواهد بود فاصله این صفحات نسبت به هم خیلی بیشتراز ۲ متر و یا سه برابر بزرگترین بعد صفحه – که در بالا برای صفحات کم عمق گفته شده است- باشد.
از طرف دیگر قسمت قاءم الکترود باید به حساب آورده شود که در کم کردن مقاومت آن نقش عمده دارد و در واقع عکس مقاومت کل تقریباً برابر مجموع عکس دو مقاومت صفحه ای و قائم (سیم اتصال) خواهد بود.

با بالا رفتن دستمزدها در سالهای اخیر، مخارج نصب الکترودهای عمیق صفحه ای زیاد شده است و شاید موقع آن فرا رسیده باشد که تجدید نظر عمده ای درانتخاب نوع الکترود متداول به عمل آید. بدیهی است که در این امر پیش قدمی عوامل وزارت نیرو مطلوب خواهد بود.

الکترودهای قائم
الکترودهای قائم از متداول ترین نوع الکترود می باشند مخصوصاً در مواردی که فضای افقی کافی در دسترسی نباشد یا برای کم کردن مقاومت زمین، الکترودهای قائم و افقی با هم بکار روند.

ساختمان و جنس الکترودهای قائم
جنس الکترودهای قائم با توجه به نحوه نصب آنها و امکانات دیگر به قرار زیر است:

ساختمان و جنس الکترودهایی که با روش کوبیدن نصب می شوند:
– الکترودهای میله ای از مس سخت
– الکترودهای میله ای با هسته فولاد و روکش مس عجین شده با هسته فولادی (مشابه Copperweld)
– الکترودهای میله ای از فولاد ضد زنگ
– الکترودهای میله ای از فولاد گالوانیزه گر(لوله آب)
– الکترودهای لوله ای از چدن
قطر الکترودهای کوبیده شده حدود ۹،۱۲،۵،۱۵، یا ۱۶۶ میلیمتر اس. کاپرولد مانوس که متدالترین الکترود از این نوع است، دارای منشاء اینچی می باشد و لذا اندازه های آن به میلیمتر ، قدری مأنوس به نظر می آید.
طول الکترودهای استاندارد ممکن است ۲،۱ تا۱،۵۵ متر باشد. اغلب الکترودها از نوع قابل امتداد میباشند. به این معنا که با استفاده از وسیله ای شبیه بوشن ، قطعات استاندارد را می توان طولانی تر کرده و در زمین کوبید. با توجه به قابلیت امتداد آ«ها، الکترودها را می توان تا عمق دلخواه کوبید. البته به شرطی که نوع زمین مناسب بوده و وسیله کوبیدن لازم برای اجرای کار در دست باشد. در بعضی موارد الکترودها تا عمق ۶۰ مترهم کوبیده شده اند.

کوبیدن الکترودها در زمین را می توان به دو نوع انجام داد:
۱٫ وارد آوردن ضربه های شدید به تعداد کم که در عمل به صورت زیر انجام می شود:
– کوبیدن با پتک معمولی
– کوبیدن با پتک لوله ای
۲٫ وارد آوردن ضربه های خفیف به تعداد زیاد که در عمل به صورت زیر انجام می شود:
– کوبیدن با پتک برقی یا بنزینی
پتک معمولی احتیاج به معرفی ندارد. کوبیدن با پتک معمولی خسته کننده تر و ناراحت کننده تر از همه انواع دیگر است. پتک لوله ای در واقع لوله ای است که طول آن متناسب با طول قسمتی از الکترود که خارج از زمین است تنظیم می گردد. در انتهای بالایی یا در وسط لوله وزنه ای نصب می شود که همراه با وزن لوله، وزنه پتک را تشکیل می دهد.کارگری لوله را که به طور کاملاً آزاد روی الکترود می لغزد، بلند کرده و سپس آن را رها میکند جرم لوله و وزنه در هنگام سقوط آنها، روی میله الکترود ضربه وارد کرده و آن را در زمین فرو می برد.
پتک برقی یا بنزینی وسیله ای است که در آن یک وزنه کوچک خارج از مرکز ، با سرعت دوران می یابد. توان چرخش بوسیله موتور برقی یا بنزینی تامین می شود نیروی جنبشی جرم دورانی خارج از مرکز ، ضربه های کوچکی را به تعداد زیاد به میله وارد می کند که آن را در زمین فرو می برد.

ساختمان و جنس الکترودهایی که با روش دفن نصب می شوند:
– الکترودهای لوله ای از فولاد گالوانیزه گرم(لوله آب)
– الکترودهای لوله ای از مس سخت (لوله مسی)
– الکترودهای لوله ای از چدن
در مواردی که وسایل مناسب برای کوبیدن الکترود در دست نباشد یا جنس الکترود با توجه به سختی زمین انجام این کار را غیرممکن یا مشکل سازد و یا لازم باشد برای کم کردن مقاومت الکترود در اطراف آن اقدام به آماده سازی زمین شود، از الکترودهای دفن شده به صورت قائم استفاده می شود. جز در موارد الکترودهای صفحه ای سنتی، در سایر موارد عمق دفن این الکترودها معمولاً از ۳ متر بیشتر نیست.
حفر چاه برای دفن الکترود یا با روش سنتی _مقنی) و یا با روش استفاده از مته حفر زمین درعمقهای کم که بر روی وانت یا کامیون نصب است انجام می شود. در این روش نصب، با توجه به حجمی که خواه ناخواه در اطراف الکترود خالی می ماند بهتر است که نوعی آماده سازی به عمل آید مگر آنکه نوع خاک به قدری خوب باشد که احتیاج به این کار نباشد.

نحوه آماده سازی خاک اطراف الکترودها
آماده سازی الکترودها با روش سنتی
روشی که در ایران برای عمل آوردن خاک بکار می رود، استفاده از مخلوط نمک، ذغال چوب یا کک و خاک رس است. نمک سنگ شکسته با دانه بندی حدود ۱۲۲ میلیمتر با نسبت وزنی زیر بکار می رود:
نمک – ذغال – خاک رس
۱ – ۰،۵ – ۱۰
مخلوطی که به این ترتیب تهیه می شود دور الکترود ریخته شده و متراکم می گردد. درمورد الکترودهای صفحه ای ، سطح بالایی مخلوط تا حدود ۲۲، متر بالاتر از لبه صفحه و به همین مقدار پایینتر از لبه زیرین صفحه ادامه می یابد.
روش دیگری که از آن استفاده می شود ریختن و متراکم کردن لایه های نمک و ذغال به تناوب وبه ضخامت هر لایه حدود ۰۰،متر است. در بعضی موارد برای الکترودهای صفحه ای پس از ریختن مخلوط نمک، ذغال ، خاک رس، تا ارتفاعی که بوسیله مهندس مجری در محل انتخاب می شود، لایه های نمک و ذغال به ترتیبی که گفته شد پر و متراکم می شود. نباید فراموش کرد که در اثر مرور زمان و حل شدن نمک، از حجم موا پراکنده کم شده و در صورتی که این حجم از دست رفته با خاک جایگزین نشود و به صورت خلل و فرج خالی باقی بمانند، مقاومت الکترود بیش از حد زیاد خواهد شد. لذا استفاده از نمک به مقداری بیش از حد معقول ، حتی اگر به محدودیتهای زیست محیطی توجه هم نشود، صحیح نخواهد بود.
لازم است توجه شود که یک الکترود زمین، مخصوصاٌ اگر نصب آن با آماده سازی همراه باشد، دایمی نبوده و بایستی در دوره های معین که بستگی به شرایط محلی دارد، ترمیم شود.
در نواحی با هوای خشک، آماده سازی با طریقی که گفته شد احتیاج به آبیاری خواهد داشت که از عمر مفید الکترود خواهد کاست.

آماده سازی الکترودها با بتنونیت
به گواهی بسیاری، بتونیت بهترین ماده برای آماده سازی خاک است. با توجه به وجود منابع غنی بتونیت داخلی، آماده سازی خاک اطراف الکترود با این ماده در آینده ممکن است باز هم بیشتر شود. نظر به اینکه ماده میکروسکوپیک(جاذب رطوبت) می باشد، رطوبت اطراف را به خود جذب خواهد کرد. ولی درنواحی بسیار خشک احتیاج به آبیاری متناوب خواهد داشت.

آماده سازی الکترودها با استفاده از بتن
در صورت وجود شرایط، بهترین و ساده ترین روش برای آماده سازی خاک اطراف الکترود پس از حفر چاه و قرار دادن الکترود در وسط آن، ریختن و پر کردن بتن در اطراف آن است. بدیهی است که حجم و قیمت بتن بکار رفته در این روش مهمترین عامل می باشد.

ساختمان وجنس الکترودهای افقی و عمق دفن آنها (الکترودهای دفن شده در کانال)
ساختمان و جنس الکترود
– الکترودهای تسمه ای از مس
– الکترودهای تسمه ای از آهن گالوانیزه گرم
– الکترودهای سیم مسی
حداقل سطح مقطع تسمه مسی نباید از ۵۰ میلیمتر مربع و ضخامت آن هم از ۲ میلیمتر کمتر باشد. بنابراین حداقل تسمه ای که می تواند مورد استفاده قرار گیرد ۲۵ × ۲ میلیمتر است.
حداقل سطح مقطع تسمه فولادی گالوانیزه گرم نباید از ۱۰۰ میلیمتر مربع و ضخامت آن هم از ۳۳ میلیمتر کمتر باشد. بنابراین حداقل ابعاد تسمه استانداردی که برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرد ۳۰ ×۳،۵ میلیمتر است که سطح مقطعی برابر ۱۰۵ میلیمتر مربع را تامین می کند.

عمق دفن الکترود و آماده سازی آن
عمق دفن الکترود بر مقاومت آن بی تاثیر نیست ولی این تاثیر، بسیار بارز نمی باشد. بنابراین درتعیین عمق دفن الکترود،مسایل مربوط به خاکبرداری در درجه اول قرار دارند. در عمل کمتر اتفاق می افتد که عمق دفن الکترود افقی از ۲ متر بیشتر باشد واغلب این مقدار بین ۰،۵ تا ۰،۸ متر انتخاب می شود.
هنگامی که لازم باشد سطحی هم پتانسیل دراطراف الکترود برقرار شود، عمق دفن الکترود باید کم باشد ولی نه به حدی که در اثر فعالیتهای عادی بر روی زمین، به آن سبب وارد شود. در این موارد عمق دفن معمولاً ۰،۵ متر انتخاب می شود.
از دیدگاه نظری، آماده سازی الکترودهای افقی فرقی با نوع قائم آنها ندارد، اما حفظ آماده سازی این الکترودها مخصوصاً هنگامی که در مسیر رفت و آمد عموم باشند مشکل است و در صورت لزوم در این مورد باید تنها به استفاده از خاک رس به جای خاک حفاری شده اکتفا نمود.

واکنش فلز الکترود و هادی اتصال به زمین با انواع خاک(خوردگی شیمیایی)
جنس الکترود و هادی اتصال به زمین آن باید از نوعی انتخاب شود که تا حد امکان نوع خاک کمتر سبب خوردگی الکترودها شود. بررسی این موضوع از نظر طول عمر الکترودها اهمیت دارد. می دانیم که جنس الکترود بر مقدار مقاومت آن نسبت به زمین بی تاثیر است. از طرفی مقررات ایمنی حکم می کند که برای از بین بردن اختلاف پتانسیل بین اجزای فلزی مختلف، کلیه تاسیسات فلزی با یکدیگر و با الکترود زمین همبندی شوند. حال اگر خاک، املاح و نم موجود در آن را در نظر بگیریم، درواقع با نوعی الکترولیت سر و کار داریم که فلزات مختلفی در آن فرو رفته اند که با همدیگر همبندی شده اند و این چیزی نیست جز یک پیل عظیم که الکترودهای آن به همدیگر اتصال کوتاه (همبندی) شده اند.
پس،بطور خلاصه، الکترود یا الکترودهای در تماس با زمین را باید از دو جنبه مورد مطالعه قرار داد که هر دوی این جنبه ها، جز در مورد طرحهای مخصوص، نادیده گرفته می شوند:
۱-از نظر اثر مواد شیمیایی و دیگر عوامل موجود در خاک بر روی فلز الکترود و هادی اتصال زمین
از نظر خوردگی دراثر جریانهای گالوانیک که در نتیجه همبندی الکترود زمین با فلزات دیگر که با سیستم الکتریکی مربوط نبوده ولی در نزدیکی محل استقرار الکترود مستقر می باشند بوجود می آیند این در واقع همان مسئله ای است که مربوط به حفاظت کاتدی می شود.

تأثیر نوع خاک در خوردگی الکترود
عوامل زیر در خوردگی الکترود بوسیله خاک دخالت دارند:
۱ – خواص شیمیایی خاک،مخصوصاً از نظر اسیدی بودن و محتوای نمکهای آن
۲ – وجود باکتریهای غیر هوازی درخاک
هوا خورش نسبی خاک (differential aeration)
درجه بندی کلی انواع خاکها، از نظر شدت اثر آنها بر روی فلزات، بترتیب زیر می باشد:
– خاکهای شنی
– خاکهای ماسه ای
– خاکهای رسوبی
– خاکهای رسی
– خاکهای برگ و خاکهای دارای مواد آلی
– خاکهای دستی مخلوط ، محتوی خاکه ذغال و خاکستر
معمولاً شدت اثر شیمیایی خاکهایی که دارای مقاومت مخصوص الکتریکی بالاترند بر روی فلزات الکترود کمتر است و بر عکس

محل استقرار الکترودها باید به نحوی انتخاب شود که بدور از مسیر احتمالی آبرفت های آلوده به کودهای زمینهای کشاورزی باشد و خاکهای لایه روبی زمین را نباید در پس ریزی ( bckfill ) اطراف الکترودها مورد استفاده قرار داد.
با اندازه گیری مقاومت مخصوص الکتریک خاک در شرایط هوا خورده و اندازه گیری پتانسیل اکسایشی – کاهشی ( rrdox potential) آن، می توان اطلاعات دقیقتری را بدست آورد. اولی نشانگر خوردگی در اثر هواخورش و دومی نشانگر خوردگی در اثر وجود باکتریهای غیرهوازی است. برای شرح آزمون ها و نحوه انجام آنها لازم است به استانداردهای اختصاصی، مانند BS1377، مراجعه شود.
در عمل، مس بهترین ماده ای است که در ساخت الکترود و هادی زمین در تماس با خاک از آن استفاده می شود. در مواردی که جریان اتصال کوتاه مورد انتظار، خیلی بالا نباشد، بجای مس خالص می توان از فولاد پوشیده شده با غلاف مس، مانند میله های کاپرولد، که مقاومت مکانیکی آنها نیز بیشتر است، در مقاطع کوچکتر استفاده کرد. در هر حال، اثر منفی نمکهای حل شده در زمین، وجود اسیدهای آلی در خاک و خاکهایی با ساختار اسیدی، باید در تخمین عمر الکترود منظور شوند.
از فولاد یا میلگردهای بتن مسلح که در برابر خوردگی خاک بوسیله بتن حفاظت می شوند،به شرطی که مداومت الکتریکی آنها برقرار باشد، می توان بعنوان نوعی الکترود زمین استفاده کرد. تا بحال این روش ایجاد اتصال به زمین کمتر مورد توجه بوده است.
مزیت استفاده از فولاد داخل بتن بعنوان الکترود زمین، علاوه بر مسایل بارزی مانند مخارج اضافی ناچیز برای آماده نمودن اتصالات میلگردها به سیستم الکتریکی ، این است که پتانسیل الکتریکی سیستم فولاد/ بتن و مس برابر بوده و لذا امکان وصل مستقیم سیستم الکترودهای فولاد/ بتن و مس یا جنس دیگری که دارای پوشش مس باشد(مانند فولاد پوشیده شده با مس) وجود دارد. در صورتی که انجام این کار، همبندی فولاد گالوانیزه با فولاد/ بتن یا مس به علت الکترود نگاتیو بودن شدید فولاد گالوانیزه، امکان ندارد.
خوردگی الکترودها در اثر همبندی با فلزات دیگر(خوردگی الکتروشیمیایی با کاتدی)
همبندی اجزای فلزی مختلف مدفون در خاک یا برای دستیابی به مقاومتی کوچکتر برای یک سیستم الکترود زمین انجام می شود یا اینکه هدف از آن حصول ایمنی از راه همولتاژ کردن اجزای ساختمانی مختلف است.اگر این اجزای فلزی از موادی متفاوت ساخته شده باشند، مانندآن است که دو سر یک پیل بهم وصل شوند. دو یا چند فلز مختلف دفن شده درزمین( دو به دو) الکترودهای پیل و خاک هم همراه با مواد داخل آن، الکترولیت پیل خواهد بود.

شماره فلزات دفن شده در زمین که با همدیگر همبندی می شوند ممکن است بسیار زیاد باشد، در زیر بعضی از آنها نام برده می شوند:
– زره کابلها
– فولا / بتن پی ها
– لوله های سرویس مانند آب ، گاز ، فاضلاب و نظایر آن
– تسمه ، ورق و سیمهای مسی
– تمسه ها و میله های فولادی
– تسمه ها و میله های فولادی ضد رنگ
– تسمه ها و میله های فولادی با پوشش مسی
– تسمه ها و میله های فولاد گالوانیزه
– تسمه ها و سیمهای مسی قلع اندود
– هرگونه اجسام فلزی دیگر
سرعت تحلیل الکترودها در درجه اول به جنس الکترودها و تا حدودی به سطح نسبی آنها بستگی دارد. نظر به اینکه فلزات یگانه (نامربوط به سیستم الکتریکی) که در محدوده الکترود زمین وفلزات همبندی شده با آن موجودند، در خوردگی خود آنها و فلزات الکترودها بی تاثیر نمی باشند. انتخاب جنس الکترودها باید با مطالعه انجام شود تا سازگاری آنها نسبت به هم مراعات شود یا روشهای دیگری برای رفع خوردگی بکار گرفته شوند

پیش بینی مقاومت کل یک سیستم اتصال زمین بتن / فولاد
معیار اصلی کارآیی یک سیستم اتصال زمین، پس از آماده شدن آن برای بهره برداری، به کمک اندازه گیری، بدست می آید ولی قبل از آن و در مراحل مختلف پیشرفت کار، برای پیش بینی مقاومت یک سیستم کامل، لازم است اندازه گیریهای متعدد انجام شود. در شروع کار و در طول عمر تاسیسات نیز به تناوب با اندازه گیری های دوره ای، بهره برداران باید نسبت به کارآیی سیستم مطمئن شوند. یادآوری می نماید که قسمت عمده مقاومت زمین، بعلت وجود بتنی است که بلافاصله در اطراف فلزات (میلگرد) پی قراردارد و بستگی شدیدی به رطوبتی دارد که دربتن موجود می باشد( بتن جاذب رطوبت است). در طول زمان، رطوبت بتن به حالت تعادل در می آید و با توجه به فصل به مقدار آن افزوده می شود که تمام این عوامل باید در محاسبات و پیش بینی های مربوط به حساب آورده شوند. در مورد پی هایی که مشابه هم هستند اندازه گیری یک یا چند پی انفرادی قبل از اینکه به همدیگر وصل شوند. نشانگر ارزنده ای برای پیش بینی تغییرات مقاومت در هر یک از آنها و در نتیجه برآورد کل مقاومت خواهد بود.

انتخاب و نصب هادی زمین
هادی زمین آن قسمت از سیستم زمین است که الکترود زمین را به ترمینال اصلی زمین وصل می کند. محل اتصال هادی زمین به الکترود ، معمولاً درزیرزمین و محل ترمینال اصلی، بیشتر در داخل ساختمان و در دسترس قرار دارد.

از آلومینیوم لخت یا آلومینیوم دارای پوشش مس نباید در تماس با زمین چه بعنوان الکترود و چه بعنوان هادی زمین استفاده کرد. درمحیط های مرطوب نیز نباید از این مواد بعنوان هادی زمین استفاده نمود.

در انتخاب نوع و سطح مقطع هادی زمین، توجه به توانایی عبور حداکثر شدتهای جریان اتصال کوتاه به زمین در طول زمانهایی که پیش بینی می شوند. در درجه اول اهمیت قرار دارد و همراه با آن باید تکیه گاههایی با استقامت مناسب برای مقاومت در برابر بزرگترین جریانها احتمالی اتصالی به زمین و نشتی ، انتخاب شوند. بطور خلاصه سیستم هادی زمین باید ار هر دو نظر مکانیکی و خوردگی ، دارای استقامت لازم باشد.

دمای بالا در اثر جریانهای نشتی
برای مواردی که جریان نشتی به طور دایمی وجود دراد، لازم است اطمینان حاصل شود که از نظر دمای مجاز عایقبندی و یا تکیه گاهها ، شرایط قابل قبول وجود دارند و برای هادیهای لخت که در دسترس می باشند، دما از ۷۰ درجه سلسیوس تجاوز نخواهد کرد.
لازم است توجه شود که هنگام انتخاب هادی برای عبور جریان اتصال کوتاه، دمای اولیه هادی که ممکن است دراثر جریانهای نشتی بیش از مقادیر معمولی باشد، بحساب آورده شود.

استحکام هادی اتصال زمین
علاوه بر نیروهای مکانیکی که ممکن است پارگی هادی اتصال زمین شوند، خوردگی شیمیایی (اثر مواد شیمیایی خاک بر روی فلز هادی اتصال زمین) و خوردگی الکتروشیمیایی ( تشکیل پیل بوسیله فلزات ناهمگون در زمین)،خطراتی است که هادی اتصال زمین با آنها روبرو می باشد. در مورد خوردگی الکتروشیمیایی ، دو فلزی که بیش از همه بهم اتصال داده می شوند، مس و فولاد است. مس ساده ( بدون هر گونه روپوش دیگر مانند قلع و غیره) نسبت به فولاد ساده( بدون هر گونه پوشش مانند گالوانیزاسیون) تشکیل قطب مثبت می دهد که سبب خوردگی سریع خواهد شد.

اتصالات و بستها
بستهای بکار رفته برای اتصال الکترود به هادی زمین باید با هر دوی آنها سازگار باشد تا از خوردگی گالوانیک، تا جایی که ممکن است، جلوگیری شود. بستها باید از نظر مکانیکی محکم باشند و جنس آنها از نوع مقاوم در برابر خوردگی باشد. در مورد بستهای پیچی ، پیچها باید در برابر گشتاوری حداقل به مقدار ۲۰ نیوتن متر ، استقامت کنند.
اتصال هادی زمین به الکترود یا هر سازه زمین شده دیگر که از آن برای زمین کردن استفاده می شود بهتر است به کمک لحیم کاری یا با استفاده از بستهای بزرگ غیرآهنی انجام شود.
در مواردی که از غلاف فلزی و زره فلزی کابل استفاده شود، غلاف و زره باید با لحیم کاری به یکدیگر همبندی شده و اتصال اصلی هادی حفاظتی به کابل با لحیم کاری به زره انجام شود.

پیش بینی نقطه ای برای جداسازی با هدف اندازه گیری مقاومت الکترود زمین
قبل از ورود هادی اتصال زمین به ساختمان یا هر سازه دیگر، باید نقطه ای پیش بینی شود تا در آن بتوان بصورت موقت هادی زمین را از سایر تاسیسات جدا کرده و اقدام به اندازه گیری مقاومت الکترود زمین نمود. انجام این کار بصورت دوره ای برای اطمینان از کارآیی الکترود لازم است. راه عمل این کار، پیش بینی چاهکی قابل دسترس است .
با برداشتن دریچه چاهک، جداسازی با باز کردن یک بست ساده و محکم با ابزاری مخصوص، عملی می شود. دریچه باید به نحوی مطمئن قفل شود تا از دسترس افراد غیر مسئول در امان باشد. در صورت عملی نبودن، محل جداسازی باید در داخل و نزدیکی محیط ساختمان باشد تا با ایجاد مزاحمت و بخصوص طول زیاد سیمها، اخلالی دراندازه گیری پیش نیاورد.

اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت مخصوص خاک
روشهایی که برای اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت ویژه خاک ارائه شده اند،در سراسر دنیا اساس این گونه اندازه گیریها است. انواع دستگاههای مخصوص این کار نیز ساخته شده اند که اساس کار آنها کمابیش همان است که دراینجا گفته خواهد شد، گرچه انواع لوازم اندازه گیری تفاوتهایی با هم دارند اما هدف ما بحث در باره اصول است.
لازم است توجه شود که نقش جرم کلی زمین دراین مورد نیز منحصر به فرد است.
از دو نوع اندازه گیری گفته شده در اینجا، اندازه گیری مقاومت ویژه خاک قبل از شروع احداث الکترود با هدف تصمیم گیری در باره مشخصات آن انجام می شود و اندازه گیری مقاومت الکترود که پس از پایان احداث الکترود انجام می شود بسیا مهم بوده و اگر بدون ایراد و اشتباه انجام شود، همان چیزی است که ایمنی افراد، سلامت دستگاهها و صحت کار آنها بستگی به مقدار آن خواهد داشت.
در واقع اندازه گیری مقاومت زمین، امتحانی است که بعد از مدتها فکر و اندازه گیری های اولیه و تصمیم گیریهای مبتنی بر داده های محلی و تجربه شخصی و تجربه دیگران، پس داده می شود.

آماده سازی
Tالکترودی است که اندازه گیری مقاومت آن مورد نظر است. برای انجام کار به این لوازم احتیاج خواهد بود:
۱ – دو عدد الکترود کمکی ، مناسب برای کوبیدن در انواع زمین، از لوله فولادی یا میله فولادی:
– هر یک به طول ۰،۳۰ تا ۱ متر
– یک عدد الکترود بنام الکترود کمکی جریان – الکترود T1
– یک عدد الکترود کمکی بنام الکترود کمکی ولتاژ – الکترود T1
۲ – یک عدد آمپر متر با مقیاس اندازه گیری مناسب
۳ – یک عدد مقاومت متغیر (رئوستا)با اوتو ترانسفورماتور با توان مناسب برای تنظیم شدت جریان در حد مطلوب
۴ – یک عدد ولتمتر دقیق برای ۲۲۰ ولت متناوب ، با مقاومت داخلی ۱۰۰ اهم بر ولت یا حداقل ۲۰ کیلو اهم برای ۲۲۰ ولت ( برای دقت ۵ درصد اگر مقاومت الکترود ولتاژ ۱۰۰۰ اهم باشد)
۵ – یک عدد منبع ولتاژ متناوب با توان مناسب که می تواند یکی زا موارد زیرباشد:
– ژنراتور دستی ولتاژ متناوب (مشابه Megger)
– ترانسفورماتور جداکننده ( در صورت استفاده از شبکه بعنوان منبع تغذیه معمولاً با نسبت ۱/۱)
– ژنراتور استاتیک ولتاژ متناوب ( معمولاً موج مربع) با استفاده از باتری به عنوان منبع اولیه انرژی
۶ – مقداری سیم مسی با مقطع کافی ( ۲،۵ یا ۴ میلیمتر مربع) از نوع قابل انعطاف با عایقبندی خوب و مجهز به ترمینالهای پیچی با کتاکتهای قابل اطمینان.
یادآوری – دیده می شود که از دو نوع منبع ولتاژ که آشناترند یعنی ولتاژ شبکه فشار ضعیف (بدون استفاده از ترانسفور ماتور جداکننده) و ولتاژ جریان مسقیم (باتری معمولی) جزو منابع مطلوب اسمی برده نشده است. زیرا هر یک دارای اشکالاتی هستند که بهتر است از آنها استفاده نشود:
– ولتاژ شبکه : نظر به اینکه یک نقطه از شبکه (خنثا) در منبع (پست-ژنراتور) به زمین وصل است تامین ایمنی در اطراف الکترودی که هنگام اندازه گیری به فاز وصل خواهد شد( برای مثال الکترودT1 مخصوصاً اگر از نظرها دور باشد. بعلت وجود گرادیان ولتاژ ، مشکل خواهد بود). بنابراین بدون ترانسفورماتور جداکننده استفاده از ولتاژ شبکه توصیه نمی شود. اگر در بعضی موارد به ناچار از این روش یعنی مستقیماً از ولتاژ شبکه به عنوان منبع استفاده شود. اندازه گیریها باید با گماردن ناظران متعدد در محلهای محفوظ در اطراف الکترود فاز ( برای جلوگیری از ورود افراد ناوارد به محوطه گرادیان ولتاژ ) و در کوتاه ترین زمان ممکن انجام شوند. آمپر متر هم باید در هادی متصل به الکترود خنثا وصل شود.
– ولتاژ جریان مستقیم: یادآوری می نماید که یکی از خواص زمین این است که با جذب رطوبت و با وجود انواع املاح در خاک تبدیل به الکترولیت می شود و در حالتی که از آن جریان مستقیم عبور کند مواد شیمیایی موجود در این الکترولیت یونیزه شده و یونهای مثبت بسمت قطب منفی و یونهای منفی بسمت قطب مثبت به حرکت در می آیند. یکی از محصولات مواد اسیدی و بازی تجزیه شونده، هیدروژن است که حبابهای بسیار ریز آن در اطراف الکترود جمع می شوند و لایه ای عایق ایجاد می کنند که مانع انجام صحیح اندازه گیری می شود. اگر در بعضی موارد به ناچار از این روش استفاده شود. اندازه گیریها باید در کوتاه ترین زمان ممکن و دروبار بترتیب زیر انجام شوند:
پس از آماده کردن مقدمات، جریان برای لحظه ای کوتاه برقرار و قرائت انجام شود. سپس قطبهای منبع تغذیه با یکدیگر تعویض و جریان دوباره برای مدتی کوتاه برقرار و یک قرائت دیگر در این حالت انجام شود. میانگین دو قرائت، بشرطی که خیلی نزدیک به هم باشند قابل قبول خواهد بود و در غیر این صورت یعنی وجود تفاوت زیاد، نتیجه آزمون قابل قبول نخواهد بود. اگر سطح الکترودی که به آن دو وصل می شود خیلی بزرگتر از کاتد باشد، مسئله پلاریزاسیون تا حد بسیار زیادی حل شده و آزمون با دقت بیشتر انجام خواهد شد.

وظیفه سیستم ارت در دستگاه تامین برق بدو وقفه (یو پی اس)

در بیشتر دستگاه های یو پی اس  علاوه بر دو سیم فاز و نول, سیم سومی با مشخصه ی  ارت یا همان GND که با علامت زمین مانند نشان داده می شود وجود دارد که ضرورتا نول موجود در مجموعه نیز به یوپی اس وصل می شود.ارت از کجا نشات گرفته و منظور از سیستم ارت دستگاه یو پی اس چه میباشد که در زیر مختصرا به آن اشاره می کنیم.

در مبحث برق, ارت یا همان زمین با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است.زمین در یک مدار نقش یک مبدا را دارد که بر حسب آن بقیه ولتاژهای الکتریکی را اندازه گیری می کنیم.زمین یک مسیر کلی برای بازگشت جریان به منبع می باشد.یک مدار الکتریکی به دلایل مختلفی به زمین اتصال داده می شود یکی از این دلایل معمولا برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاهها میباشد.برای ایجاد ارت در مجموعه ها از چاه ارت استفاده می کنند که نحوه ساخت چاههای ارت بر عهده متخصصین این امر می باشد.از ارت به عبارت دیگری به عنوان نقطه صفر یاد می شود که چنانچه گفته شد بقیه ولتاژها نیز بر این اساس اندازه گیری می شوند.ارت در مقابل صاعقه نقش حیاتی را در مقابل حفاظت مجموعه و دستگاهها را ایفا میکند.که ولتاژ بالای ایجاد شده توسط صاعقه را مستقیما به زمین انتقال داده و از آسیبهای آن جلوگیری می نماید.

اندازه گیری ارت بدین صورت می باشد که اگر ما ولتمتر را در حالت AC مابین نول به ارت اندازه گیری کنیم هرچقدر این ولتاژ اندازه گیری شده به صفر نزدیکتر باشد آنوقت ارت ما ایده آل تر می باشد ولی ایده آل ترین حالتی که ما برای یوپی اس ها در نظر می گیریم زیر ۳۳ ولت می باشد که کار UPS را جوابگوست.واین نوع  از سیستم ارت حفاظت یو پی اس را تامین نموده ومانع از برق گرفتگی احتمالی کاربران در زمان اتصالات می باشد.

فروش ویژه صاعقه گیر آذرخش

مقدمه:

به دلیل خاصیت خورندگی بسیار بالای نمک ، پس از مدت کوتاهی الکترودها واتصالات مربوطه به طور کامل از بین  میرود.

لذا بایستی با صرف هزینه های اضافی،اقدام به تعویض الکترودها نمود.

درصورتی که بنتونیت باعث حفاظت ازصفحه مسی می گردد.

براثر بارندگی های سالیانه ، پس ازمدتی نمک شسته شده وبه لایه های زیرین زمین منتقل می شود ومقاومت زمین مجدداً افزایش می یابد .

ضمناً تأثیر نامناسبی برسفره های آب زیرزمینی نیز دارد.

بنتونیت فاقد مواد شیمیایی خطرناک بوده وبا محیط زیست کاملاً سازگارمی باشد.

به دلیل خاصیت جذب آب بالای بنتونیت ، تا مدت طولانی رطوبت را درخود نگه می دارد.

وبه این دلیل برای زمین های خشک وکویری بسیار مناسب است.

استفاده از بنتونیت از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است.

زیرا علاوه بر قیمت پایین تر وکیفیت مناسب تر نسبت به ذغال ونمک ، دراین طرح حجم وعمق شبکه ارت کاهش می یابد .

بالا بودن خاصیت تبادل یونی بنتونیت .

بنتونیت قابلیت استفاده درانواع روش های اجرایی سیستم زمین را داراست.

استفاده از بنتونیت درزمین های سنگی وسنگ لاخی توصیه جدی می شود.

بالا بودن طول عمر مفید میله ارت وصفحه به علت ممانعت از اکسید شدن وپدیده خوردگی.

حمل ونقل آسانتر وتمیزتر نسبت به ذغال ونمک.

ارت در سایتهای کامپیوتری زمین مناسب از دو بابت حائز اهمیت میباشد :

الف ـ حفاظت در مقابل صاعقه و اضافه ولتاژها

ب ـ هم پتانسیل بودن تجهیزات نصب شده در سایت و کارکرد صحیح آنها بخصوص تجهیزات دیجیتال و انتقال دیتا

با توجه به بکارگیری تجهیزات کامپیوتری جدید لازم است به موضوع ارت و روش اجرای اصولی آن اهمیت بیشتری داده شود تا در آینده از آسیب رسیدن به نیروی انسانی و تجهیزات کامپیوتری پیشگیری شده و از عملکرد صحیح تجهیزات اطمینان داشته باشیم .

لزوم استفاده از سیستم ارت :

به منظور حفاظت افراد و دستگاهها ، اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه آه باعث صدمه دیدن دستگاهها و افراد میشود ، همچنین ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با داکتهای کامپیوتری را باید در جایی خنثی نمائیم .

به همین منظور استفاده از سیستم ارت و حفاظت از تجهیزات بسیار لازم و ضروری است.

بعلاوه با افزایش استفاده از سیستمهای دیجیتالی و حساس ، لزوم بازنگری در طراحی ، نصب و نگهداری سیستمهای حفاظتی گراندینگ وجود دارد.

به طور خلاصه اهداف بکارگیری سیستم ارتینگ یا گراندینگ عبارتند از :

الف ـ حفاظت و ایمنی جان انسان

ب ـ حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی

ج ـ فراهم آوردن شرایط ایده ال جهت کار

د ـ جلوگیری از ولتاژ تماسی

ه ـ حذف ولتاژ اضافی

و ـ جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه

ز ـ اطمینان از قابلیت کار الکتریکی

روشهای اجرای ارت یا زمین حفاظتی :

بطور کلی جهت اجرای ارت و سیستم حفاظتی دو روش کلی وجود دارد که ذیلاً ضمن بیان آنها ، موارد استفاده و تجهیزات مورد نیاز هر روش و نحوه اجرای هر یک بیان میگردد .

١ـ زمین عمقی :

در این روش آه یک روش معمول می باشد از چاه برای اجرای ارت استفاده می شود. ٢

۲-زمین سطحی:

در این روش سیستم ارت در سطح زمین (برای مناطقی که امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد) و یا در عمق حدود ٨٠ سانتیمتر اجرا می گردد.

در چه شرایطی از روش سطحی برای اجرای ارت استفاده نمائیم ؟

در مکانهایی که :

ـ فضای لازم و امکان حفاری در اطراف سایت وجود داشته باشد .

ـ ارتفاع از سطح دریا پائین باشد مانند شهرهای شمالی و جنوبی کشور .

ـ پستی و بلندی محوطه سایت کم باشد .

ـ فاصله بین دکل و سایت زیاد باشد .

با توجه به مزایای روش سطحی اجرای ارت به این روش ارجحیت دارد .

اجرای ارت به روش عمقی :

الف ـ انتخاب محل چاه ارت :

چاه ارت را باید در جاهایی که پایینترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی الامکان در عمق آمتری وجود داشته باشد و یا در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند مانند زمینهای چمن ، باغچه ها و فضاهای سبز حفر نمود.

ب- عمق چاه با توجه به مقاومت مخصوص زمین:

عمق چاه از حداقل ۴ متر تا ٨ متر و قطرآن حدودا ٨٠ سانتیمتر می تواند باشد.

در زمین هایی که با توجه به نوع خاک دارای مقاومت مخصوص کمتری هستند مانند خاکهای کشاورزی و رسی عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر بوده و در زمینهای شنی و سنگلاخی که دارای مقاومت مخصوص بالاتری هستند نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر می باشد.

برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک از دستگاههای خاص استفاده می گردد.

در صورتی که تا عمق ۴ متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از ۶ متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از ۶ متر حفر کنیم .

بطور کلی عمق ۶ مترو قطر حدود ٨٠ سانتیمتر برای حفر چاه پیشنهاد می گردد.

محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاک در جدول زیر آمده است.

نوع خاک مقاومت مخصوص زمین ( اهم متر ) باغچهای ۵ الی ۵٠ رسی ٨ الی ۵٠ مخلوط رسی ، ماسهای و شنی ٢۵ الی ۴٠ شن و ماسه ۶٠ الی ١٠٠ سنگلاخی و سنگی ٢٠٠ الی ١٠٠٠٠

ج ـ مصالح مورد نیاز:

مصالح مورد نیاز و مشخصات آن برای اجرای چاه ارت ( روش عمقی ) و Rod کوبی ( روش سطحی ) در جدول زیر آمده است.

ردیف نوع جنس توضیحات ١ میله برقگیر میله برقگیر به طول ۵/١متر و قطر آن١۶ میلیمتر وجنس آن مس خالص و نوک تیزباشد

٢ بست میله برقگیر به سیم ارت جهت اتصال میله برقگیر به سیم ارت در نقاطی آه ارتفاع دآل حدودا ٢٠ متر باشد.

٣ یوبولیت جهت استغاده در میله برقگیر

۴ بست سیم به دآل سیم نمره ۵٠ را به اندازه های لازم بریده و رشته رشته آرده جهت اتصال سیم ارت به دآل استفاده می نمائیم

۵ تسمه آلومینیومی یا مسی در اندازه ٣*٣٠*١٠٠ میلیمتر عدد بکار گیری با یوبولیت جهت بستن میله برق گیر در دآل های مهاری

۶ سیم مسی نمره ۵٠ متر ٧ رشته ٧ آابلشو نمره ۵٠ جهت اتصال سیستم ارت به شینه داخل سایت و یا اتصال پای دآلهای مهاری و خود ایستا به سیستم ارت

٨ لوله پلی اتیلن ١٠ اتمسفر برای ایجاد پوشش عایق روی سیم مسی در محوطه و محل تردد

٩ بست لوله پلی اتیلن همراه پیچ و رولپلاک جهت اتصال لوله پلی اتیلن به دیوار

١٠ پودر انفجاری cadweld جهت جوش دادن سیم به صفحه یا سیم به میله ROD یا اتصال سیمها به یکدیگردر نقاطی آه دسترسی به جوش نقره یا جوش برنج وجودندارد .

١١ شینه مسی به ابعاد ٣*٣٠*٢۵٠ میلیمتر برای نصب در داخل سایت و اتصال دستگاهها به آن

١٢ صفحه مسی ۵*.۵٠*۵٠ مورد استفاده در روش عمقی

× ١٣ مقره همراه پیچ و رولپلاک جهت اتصال شینه مسی به دیوار

١۴ پیچ و مهره نمره ٨ با واشر فنری و تخت جهت استفاده شینه مسی –پلیت-شینه پای دآل و …

١۵ بست سیم به صفحه مسی به منظورمحکم آردن اتصال سیم روی صفحه مسی

١۶ بست دو سیم نمره ۵٠ جهت اتصال دو سیم نمره ۵٠ روی زمین

١٧ پلیت مخصوص اتصال میله برقگیر به دآل برای دآل های خود ایستای ۶٠متری استفاده می گردد.

١٨ شینه مسی مخصوص پای دآل ٣*٣٠*١٠٠ برای وصل نمودن پای دآل های خود ایستای ۶٠متری به سیستم ارت

١٩ میله ROD در روش سطحی استفاده می گردد.

٢٠ بست مربوط به سیم مسی و میله ROD برای اتصال سیم به میله برقگیر یاROD

۲۱آرپی ابروئی همراه پیچ و مهره برای بستن میله برقگیر به دآل های ١٠٠ فوتی و دآل های خود ایستای لوله ای

٢٢ بنتونیت اآتیو آیلو برای روش عمقی و سطحی

٢٣ بست میله برقگیر به پلیت جهت اتصال میله برقگیر به پلیت در دآلهای خود ایستای۶٠متری × : صفحه مسی به ابعاد ۵*./۴٠*۴٠ سانتیمتر برای مناطق شمالی آشور و ۵/٠*۵٠*۵٠ سانتیمتر برای مناطق نیمه خشک مانند تهران و ۵/٠*٧٠*٧٠ سانتیمتر برای مناطق آویری استفاده شده و محصول آارخانه مس شهید باهنر باشد .

از صفحه مسی با ضخامت ٣ یا ۴ میلیمتر نیز می توان استفاده نمود.

د – اتصال سیم به صفحه مسی اتصال سیم به صفحه مسی بسیار مهم می باشد و هرگز و در هیچ شرایطی نباید این اتصال تنها با استفاده از بست ، دوختن سیم به صفحه و یا … برقرار گردد.

بلکه حتما باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از ٢ عدد بست سیم به صفحه ( ردیف ١۵ جدول مصالح مورد نیاز )بسته شده و محکم گردد.

برای جوش دادن قطعات مسی به یکدیگر از جوش برنج یا نقره استفاده شود و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش (Cadweld (استفاده گردد .

ه – حفر چاه ارت با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب (با توجه با راهنمای انتخاب محل چاه ارت ) حفر گردد.

شیاری به عمق ۶٠سانتیمتر از چاه تا پای دآل برای مسیر سیم چاه ارت تا برقگیر روی دآل همچنین برای سیم ارت داخل ساختمان حفر نمائید.

در صورتی آه مسیر ٢ سیم مشترک باشد بهتر است مسیر دو سیم ایزوله گردند.

همینطور مسیر سیمها باید آوتاهترین مسیر بوده و سیم میله برقگیر و ارت حتی الامکان مستقیم و بدون پیچ و خم باشد و نبایستی خمهای تند داشته باشد و در صورت نیاز به خم زدن سیم در طول بیش از ۵٠ سانتیمتر انجام گردد.

و – پر نمودن چاه ارت -ابتدا حدود ٢٠ لیتر محلول آب و نمک تهیه و آف چاه میریزیم بطوریکه تمام آف چاه را در برگیرد بعد از ٢۴ ساعت مراحل زیر را انجام می دهیم .

٢-به ارتفاع ٢٠ سانتیمتر از ته چاه را با خاک رس و یا خاک نرم پر مینمائیم.

٣ -به مقدار لازم (حدود ۴۵٠آیلو گرم معادل ١۵ آیسه ٣٠ آیلو گرمی)بنتونیت را با آب مخلوط آرده و بصورت دوغاب در میاوریم و مخلوط حاصل را به ارتفاع ٢٠ سانتیمتر از آف چاه میریزیم هر چه مخلوط حاصل غلیظ تر باشد آیفیت آار بهتر خواهد بود.

۴-صفحه مسی را به ٢ سیم مسی نمره ۵٠ جوش میدهیم این سیمها یکی به میله برقگیر روی دآل و دیگری به شینه داخل ساختمان خواهد رفت بنابراین طول سیم ها را متناسب با طول مسیر انتخاب می نمائیم.

۵ -صفحه مسی را بطور عمودی در مرآز چاه قرار می دهیم

۶ -اطراف صفحه مسی را با دوغاب تهیه شده تا بالای صفحه پر می نمائیم

٧ -لوله پلیکای سوراخ شده را بطور مورب در مرآز چاه و در بالای صفحه مسی قرار می دهیم و داخل لوله پلیکا را شن میریزیم تا ۵٠ سانتیمتر از انتهای لوله پر شود این لوله برای تامین رطوبت ته چاه می باشد و در فصول گرم سال تزریق آب از این لوله بیشتر انجام گردد.

لازم بذآر است در مواردی آه چاه ارت در باغچه حفر شده باشد و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا آلا در جاهایی آه رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین گردد نیازی به قراردادن لوله نمی باشد .

٨ -بعد از قراردادن لوله پلیکا به ارتفاع ٢٠ سانتیمتر از بالای صفحه مسی را با دوغاب آماد شده پر مینمائیم.

٩-الباقی چاه را هم تا ١٠ سانتیمتر بر سر چاه مانده ، با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده آشاورزی پر می نمائیم و ١٠ سانتیمتر از چاه را برای نفوذ آب باران و آبهای سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می نمائیم روئ چاه مخصوصا در مواقعی آه از لوله پولیکا استفاده نمی گردد نباید آسفالت شده و یا با سیمان پر گردد.

١٠-داخل شیار های حفاری شده را با خاک سرند شده آشاورزی یا خاک نرم معمولی و یا خاک معمولی مخلوط با بنتونیت پر نمائید نصب شینه و میله برقگیر شینه داخل ساختمان باید توسط مقره هایی از دیوار ساختمان ایزوله گردد.

قطر و طول شینه بستگی به تعداد انشعابات داخل ساختمان دارد .

(تمامی تجهیزات داخل ساختمان بایستی بطور جداگانه و موازی به این شینه متصل گردد.)

در حالتیکه دآل روی ساختمان قرار داشته باشد سیم میله برقگیر نبایستی از داخل ساختمان برده شود بلکه باید خارج از ساختمان سیم آشیده شود و همینطور مسیر عبوری سیم ارت به داخل ساختمان تا شینه ورودی ساختمان باید عایق دار باشد.

در پای دآل توسط بست ، سیم میله برقگیر به یکی از پایه های دآل خیلی محکم متصل شود و تا بالای دآل به میله برقگیر متصل گردد. لازم بذآر است مسیر میله برقگیر از آابلهایی آه به آنتنها می روند باید جدا باشد .

اجرای ارت به روش سطحی هفت روش برای اجرای زمین سطحی وجود دارد آه عبارتند از :

ای شبکه- ٧ الکتروشیمیایی- ۶ حلزونی- ۵ مختلط-۴(شعاعی (ای پنجه-ROD 2-RING 3-١ اجرای ارت به روش ROD آوبی مصالح مورد نیاز مصالح مورد نیاز همانند روش عمقی می باشد با این تفاوت آه به جای صفحه مسی از میله های مغز فولادی ۵/١ متری و با قطر ١۴ میلیمتر و با روآش مس استفاده می نمائیم.

روش اجرا آانالی به عمق ٨٠ سانتیمتر و عرض ۴۵ سانتیمتر و طول X حفر می نمائیم طول آانال را به دو روش میتوان تعیین نمود.

الف – اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک و انجام محاسبات لازم

ب – به روش تجربی آه در ادامه شرح داده می شود.

ج- چنانچه سایت دارای دآل خود ایستا می باشد برای حفر آانال از فاصله بین اتاق تجهیزات و دآل و همچنین اطراف دآل استفاده شود .

(شکل ٢ ( د- چنانچه دآل روی ساختمان قرارداشته حفاری با در نظر گرفتن اتاق دستگاه و دآل در مسیری آه زمین رطوبت بیشتری دارد انجام گیرد.

ه – پس از آماده شدن آانال ٢ میله به فاصله ٣متر از یکدیگر در زمین میکوبیم به گونه ای آه حدود ١۵ سانتیمتر از میله ها بیرون بمانند سپس ٢میله را با آابل مسی یا آابل برق به هم وصل نموده و با دستگاه ارت سنج مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه میگیریم ، چنانچه مقاومت نشان داده شده با دستگاه بالای ۴ اهم بود میله دیگری به فاصله ٣ متر از میله دوم میکوبیم و با اتصال ٣ میله به هم مقاومت زمین ایجاد شده را اندازه گیری می نمائیم .

اینکار را تا زمانی آه مقاومت اندازه گیری شده به زیر ۴ اهم برسد ادامه می دهیم بعد از آنکه به تعداد آافی میله آوبیده شد سیمی را آه به شینه مسی نصب شده در اتاق دستگاه متصل است به تک تک میله ها جوش داده و به سمت دآل میبریم.

و – برای پر نمودن آانال ابتدا با بنتونیت روی سیم مسی را پوشانده (در زمینهایی آه رطوبت آافی ندارند) و سپس با خاک سرند شده آشاورزی یا خاک نرم آانال را پر می نمائیم.

ز – مقاومت زمین اجرا شده را اندازه گیری نموده و ثبت مینمائیم ( بعد ازپر آردن آانال مقاومت زمین اندازه گیری شده آاهش خواهد داشت و باید آمتر از ٣ اهم باشد.)

نکته : در مناطق سردسیر عمق آانال حفاری شده و بطور آلی مسیر عبور آابل مسی خیلی مهم می باشد و نباید در معرض یخبندان قرار گیرد .

تاثیر آاهش درجه حرارت بر افزایش مقاومت سیستم زمین به شرح زیر می باشد .

دما بر حسب درجه سانتیگراد میزان مقاومت بر حسب اهم بر متر ٧٢ +٢٠ ٩٩ +١٠ ١٣٨ ٠ ٧٩٠

-۵ سایر روش ها:

روش های دیگر در مناطق آوهستانی و سنگلاخی و مکانهای خاص آاربرد دارد آه بنا به مورد با بازدید از محل و اندازه گیریهای لازم میتواند طرح مناسب تهیه گردد اجرای ارت در ارتفاعات ارتفاعات آشور را با توجه به نوع زمین و خاک میتوان به سه دسته تقسیم آرد.

ارتفاعات خاآی آه امکان حفاری و آوبیدن میله مغز فولادی در آنها وجود دارد.

ارتفاعات سنگلاخی آه امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد ولی میتوان شیار ایجاد آرد.

ارتفاعات صخره ای برای حالت اول :

به یکی از روش های حفر چاه یا آوبیدن ROD میتوان سیستم ارت را اجرا نمود در حالت دوم شیارهایی بصورت ستاره و پنجه ای ایجاد نموده و تسمه مسی را در داخل شیار ها خوابانده و برای آاهش مقاومت روی تسمه را با مخلوط خاک و بنتونیت می پوشانیم .

نکته : آلیه اتصالات در زیر خاک باید به یکدیگر جوش داده شود .

روش اول :

در زمینهای صخره ای آه امکان حفاری وجود ندارد با مصالح ساختمانی آانال ساخته، تسمه مسی را در آف آانال خوابانده و آانال را با بنتونیت پر می نمائیم .

طول آانال یا آانالها باید به اندازه ای باشد آه مقاومت اندازه گیری شده زیر ٣ اهم گردد.

برای گرفتن نتیجه مطلوب میبایستی داخل آانال بصورت مصنوعی دائما مرطوب نگهداشته شود.

روش دوم:

روش شبکه ای است بدین صورت آه ابتدا شبکه شطرنجی با سیم مسی به طول ٣+x و عرض٣+y بطوریکه نقاط اتصال به هم جوش داده شده درست آرده سپس با مصالح ساختمانی آنرا در زمین با بنتونیت به ارتفاع cm۴٠ بطوریکه ابتدا cm٢٠ بنتونیت ریخته سپس شبکه ساخته شده را قرار داده و روی آنرا هم تا cm٢٠ با بنتونیت می پوشانیم و انشعابهای لازم جهت دآل و سایت ونقاط دیگر از آن گرفته میشود متغییر های x و y به میزان مقاومت خوانده شده بستگی دارد .

نکات عمومی و مهم در خصوص سیستمهای ارت

١-آلیه اتصالات با مفتول برنج یا نقره جوشکاری گردد.

سطح جوش باید ۶ CM باشدو جهت اتصالات وجوشکاری رعایت گردد(در مواردی آدولد توصیه میشود).

٢-ازهرپایه دآلهای خودایستا هم فونداسیون دآل توسط سیم مسی و بست مخصوص به سیستم ارت و هم پای دآل به سیستم ارت جوشکاری گردد.

٣-سیم میله برقگیر ازپایه ای آه آنتنهای آمتری نصب می شود و با آابلهای روی لدر حداآثرفاصله را داشته باشد،بدون خمش درمسیر ومستقیما به رینگ داخل آانال و از آوتاهترین مسیر توسط جوش متصل گردد.

۴-میله برقگیر روی دآل در بالاترین نقطه دآل(با رعایت مخروط حفاظتی با زاویه ۴۵ درجه ) بطوریکه تجهیزات راآاملا پوشش دهد،قرارگیرد و جنس آن تمام مس با آلیاژ استاندارد به قطر۱۶ mm و طول آن بستگی به ارتفاع نصب انتنهای روی دآل دارد.

۵-شعاع خم سیم مسی حداقل CM20 وزاویه قوس حداقل ۶٠ درجه رعایت گردد(رعایت زاویه خمش سیم مسی )

۶ -پایهها و نقاط ابتداوانتهای لدر افقی به سیستم گراند متصل گردد.

٧-آلیه آابلهای ورودی به سالن دستگاه توسط بست گراند به بدنه دآل و ابتدای لدر افقی(بعد از محل خم شدن آابل)گراند شوند.

٨-به هیچ عنوان در روی دآل،جوشکاری صورت نگیرد.

٩-اتصال از شبکه گراند سیستم اجرا شده به تانکر سوخت دیزل ژنراتور، تانکر آب هوایی ، اسکلت فلزی ساختمان و در و پنجره های اتاق دستگاه صورت گیرد.

١٠-اگر سیستمیازقبلاجرا شده باشد،سیستم قدیم بهجدید در عمقخاک متصل گردند.

١١-سیمارت درروی زمین باید باروآشوسیمداخلآانالها باید بدون روآش و مستقیم آشیده شود.

١٢-پرآردن آانال باید با خاک سرند شده آشاورزی یا خاک نرم انجام گردد.

١٣-ارتفاع نصب شینه مسی ۵۰ CM ازآف تمام شده باشد.

١۴-شینه داخل اتاق حدالمقدور به چیدمان دستگاهها نزدیک باشد.

١۵-ازهر دستگاهی جداگانه سیم ارتی به شینه متصل گردد ( قطر و طول شینه گراند بستگی به تعداد انشعابات آن دارد).

١۶ -در دآلهای مهاری پر ظرفیت ، مهارهای دآل بایستی توسط بست مخصوص به گراند اتصال یابد.

١٧ -جهت استفاده ترانس برق شهر در ایستگاههای مخابرات بایستی گراند جداگانه اجرا گردد.

١٨ -در سایتهای کامپوتری جهت اجرای سیستم زمین حتی المقدور بایستی از یک زمین با سطح یکنواخت ( بدون شیب ) استفاده نمود.

١٩ -در ایستگاهها بین نول و گراند نبایستی اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد.

٢٠ -در دآلهای پر ظرفیت آه ابعاد قسمت بالای دآل بیشتر از ۲ m میباشد نیاز به نصب یک عدد برقگیر اضافی در سمت مقابل برقگیر اول میباشد.

٢١ -در سیمآشی داخل محوطه سایت های کامپوتری برای چراغهای روشنایی و سایر موارد باید از آابل زمینی استفاده گردد و در ایستگاههای بالای آوه و نقاط دور از شهر نباید از چراغهای روشنایی خیابانی استفاده شود.

٢٢ -استاندارد قابل قبول آزمایش و تحویل اتصال زمین برای سایتهای آوچک زیر ١٠ اهم و برای سایت های بزرگ و مهم زیر ٣ اهم میباشد.

امروزه خوردگی شیمیایی فلزات از جمله مشکلات اساسی و هزینه ساز صنایع بزرگ به خصوص صنعت نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، آب و فاضلاب و … میباشد.

لوله های انتقال و توزیع سوخت و آب،

اسکله ها،

کشتی ها،

کندانسورها،

دکلهای انتقال نیرو،

مخازن ذخیره سوخت و دیگر سازه های مدفون (و یا غوطه ور) در یک الکترولیت متناسب با شرایط موجود و با توجه به ساختار متالورژیکی خود ، خورده شده و بعد از مدتی کار یک سیستم و پروسه فعال را مختل کرده و منجربه ضرر و زیانهای غیر قابل پیش بینی میشوند.

این مبحث باعث انگیزه انجام تحقیقات وسیعی در این زمینه شده است تا روشهای عملی مقابله با خوردگی شیمیایی فلزات به عرصه ظهور برسد.

در خصوص پیشگیری از خوردگی لوله های مدفون، کف مخازن روزمینی و مخازن زیر زمینی نتیجه تحقیقات و آزمایشات انجام شده دو روش عمده زیر میباشد:

۱)       استفاده از انواع پوشش

۲)        استفاده از سیستم حفاظت کاتدیک

از آنجائیکه پوششهای موجود هیچ یک دارای راندمان ۱۰۰% نمی باشند لذا داشتن یک سیستم مکمل جهت حفاظت از خوردگی سازه های مدفون الزامی به نظر میرسد.

روش تکمیلی یاد شده سیستم حفاظت کاتدیک میباشد که در این روش با کاتد کردن سازه در حال خورده شدن (که قبلاٌ آند بوده است) میتوان از خوردگی آن جلوگیری نمود.

کاتد کردن سازه با جایگزینی یک منبع تامین کننده الکترون انجام پذیر است که این منبع تامین کننده یک  منبع الکتریکی و یا یک فلز فعال تر (آندتر) از سازه مدفون ما میباشد.

بدیهی است استفاده از هریک از روشهای یاد شده مستلزم صرف هزینه های اقتصادی میباشد ولی با یک بررسی کارشناسی میتوان نتیجه گرفت که صرف هزینه های اولیه جهت پوشش دادن سازه و نصب سیستم حفاظت کاتدی نه تنها از خطرات جانبی در آینده جلوگیری میکند بلکه هزینه های مربوط به تعویض قطعات، تعمیرات و جبران خسارات و زیانهای وارده را کاهش داده و هزینه های لازم جهت نصب چنین سیستم هایی را از نظر اقتصادی توجیه پذیرتر میسازد.

عوامل بسیاری در تعیین و انتخاب روش حفاظت کاتدی موثر میباشند که از آن جمله میتوان به :

شرایط الکترولیت،

امکان دسترسی به برق،

امکان وجود بازرسی های آتی،

شرایط سازه های مجاور،

جریانهای سرگردان،

نوع و کیفیت پوشش،

مدت زمان طراحی سیستم،

شرایط اقتصادی  و . . .   اشاره نمود.

شرایط اقتصادی یکی از مهمترین عوامل موثر در انتخاب سیستم می باشد که در نهایت باید یک حالت بهینه فنی ـ اقتصادی ایجاد شود.

در اصل، طراحی یک سیستم حفاظت کاتدی زمانی موفقیت آمیز خواهد بود که تمامی شرایط فوق درآن مد نظر قرار گرفته باشد.

اصول خوردگی براساس خواص فعل و انفعالات الکتروشیمیایی است که در آند تولید الکترون و در کاتد مصرف الکترون صورت می پذیرد .

واکنش های الکترو شیمیایی انحلال فلز و آزاد شدن گاز هیدروژن ، بر طبق معادلات زیر است :

M → Mn+ + ne

۲H + +2e → H2

در پروسه خوردگی لوله مدفون درخاک ، نقاط آندی و کاتدی در هر حال موجود هستند و با انتقال جریان الکتریسیته از نواحی آندی از فلز به محیط اطراف خوردگی رخ می دهد و در نقاط کاتدی که جریان از محل اطراف به فلز می رسد خوردگی صورت نمی گیرد .

به همین دلیل فلز را می توان به طور جزئی بوسیله استفاده از پوشش ها حفاظت نمود.

اگر پوشش ها دائمی بودند و هنگام نصب و یا کار آسیب نمی دیدند لوله های فلزی هرگز خورده نمی شدند .

پیدایش عیوب در لایه های محافظ یا وجود سوراخ ها، حتی اگر اتفاقی باشد ما را ملزم می کند که حفاظت نوع دومی را هم برای فلزات مدفون در خاک بکار بریم .

روش عمومی استفاده از حفاظت کاتدی است.

در این روش با وارد شدن یک پتانسیل کاتدی ، قطعه مهندسی به یک کاتد ( قطب منفی) تبدیل می گردد.

در حقیقت جریان از طرف محیط به تمام سطح لوله می رسد پس در حقیقت دیگر خوردگی نخواهیم داشت و لوله محافظت می گردد.

حفاظت کاتدی را میتوان به تنهایی هم بکار برد ولی به مقدار جریان زیادی نیاز است.

بنابراین بهترین روش آن است که از یک لایه محافظ مناسب استفاده کرد و بعدا بوسیله حفاظت کاتدی آنرا تقویت نمود.

حفاظت کاتدی به دو شیوه اعمال می گردد:

Impressed current -1 جریان اعمالی

sacrificial anode -2 آند فدا شونده

منبع:http://iranpiping.ir