الف)  استفاده از بنتونیت فعال شده در کانال های سطحی

۱- کانالی به عرض ۳۰ تا ۴۰ سانتی متر به عمق ۷۵ سانتی متر و به طول مورد نظر حفر کنید.

اگر عمق نفوذ یخ زدگی خاک بیشتر از ۷۵ سانتی متر باشد، باید کانالی عمق تر ( تا زیر لایه یخ زدگی زمین) حفر گردد.

۲- کف کانال را با بنتونیت، بصورت دوغاب سفت  ۳۵) درصد بنتونیت و ۶۵ درصد آب) تا ارتفاع ۱۰ سانتی متر بپوشانید.

۳- سیم یا تسمه مسی را روی لایه کف، مطابق با دستورالعمل های اجرای سیستم اتصال زمین بخوابانید.

۴-  روی سیم را به ارتفاع ۱۵ سانتی متر با بنتونیت بصورت دوغاب سفت بپوشانید.

۵- بقیه کانال را با خاک سرند شده پر و کمپکت نمائید.

توجه:

 با توجه به حجم کانال و شرایط محیطی منطقه پروژه، برای هر متر طول بین ۳۰ تا ۴۵ کیلوگرم بنتونیت اکتیویته خشک مورد نیاز است.

ب) استفاده از بنتونیت فعال شده در چاه های عمودی با نصب میله ارت

۱-   چاهی به قطر تقریبی ۹۰-۶۰ سانتی متر و به عمق ۳ متر حفر نمائید.

 ۲- یک عدد میله ارت ۳ متری ) یا دو عدد  میله ۱٫۵ متری کوپل شده) را در وسط حفره طوری قرار دهید که حدود ۵۰ سانتی متر از میله ارت در داخل زمین (چاه) فرو برود.

۳- بنتونیت را بصورت دوغاب آماده کرده (۳۵ درصد بنتونیت و ۶۵ درصد آب) گردا گرد میله تخلیه کنید.

۴- ترتیب تهیه بنتونیت و تخلیه در چاه ارت بصورت ۶۵ درصد بنتونیت دوغاب شده در بخش تحتانی و ۳۵درصد مخلوط( بنتونیت + خاک رس + آب) درسطح فوقانی می باشد.

۵- ضروری است در هنگام پر کردن چاه بعد از هر ۲۰ سانتی متر مواد دوغاب سفت شده را کمپکت کرده تا کاملاً به میله ارت بچسبد.

این عمل باعث فشردگی و چسبندگی لایه های بنتونیت به میله ارت و از بین رفتن فضاهای خالی می گردد.

توجه:  با توجه به قطر چاه و شرایط محیطی منطقه مورد نظر برای یک حلقه چاه ۳ متری حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلو گرم بنتونیت خشک مورد نیاز است.

تبصره:  در صورتی که با ایجاد یک حلقه چاه، به مقاومت کمتر از ۵Ω  نرسیدیم، باید چاه دیگری را با همین مشخصات در فاصله حداقل ۶ متری از چاه اول حفر نمائیم.

– میله ارت باید از جنس مس یا میله فولادی روکش دار مس باشد.

– مقاطع میله و سیم ارت باید مطابق دستورالعمل سیستم زمین باشد.

ج) استفاده از بنتونیت در چاه های عمودی با نصب صفحه مسی

۱ – چاهی به قطر تقریبی ۹۰-۶۰ سانتی متری و عمق ۳ متر حفر کنید.

۲ – سیم ارت یا تسمه مسی را حداقل در دو نقطه به صفحه متصل کنید.

صفحه ارت ( ۵۰۰*۵۰۰*۳ میلی متر) را بصورت عمودی در انتهای گودال قرار دهید.

۴- بنتونیت را بصورت دوغاب سفت طوری تخلیه کنید که ضمن فشردگی مناسب تا ۳۵ سانتی متر بالای سطح صفحه را بپوشاند.

۵- برای پر کردن مابقی چاه به نسبت ( ۳۰ %بنتونیت + ۷۰ %خاک + آب) مخلوط کرده و چاه را پر کنید.

۶- برای فشردگی بیشتر خاک اطراف هادی با صفحه و کیفیت مناسب تر، پس از هر ۲۰ سانتی متر که با مخلوط خاک و بنتونیت پر می شود، مخلوط را کمپکت نموده تا بیشتر به صفحه متصل شود.

توجه: برای پرکردن چاه ارت با مشخصات فوق ۲۵۰-۲۰۰ کیلوگرم و برای ۲ متر بعد از آن برای مخلوط کردن با خاک، ۱۲۰-۱۵۰ کیلوگرم بنتونیت خشک موردنیاز است.

تبصره:

بعلت جذب شدید آب توسط بنتونیت اکتیو حتماً توجه داشته باشید که برای تهیه دوغاب بطریق زیر عمل نمائید:

پودر بنتونیت را به تناوب در آب ریخته و حل می نمائیم تا دوغاب بوجود آمده یک دست و یکنواخت گردد.

در صورت انجام عکس این عمل (یعنی اضافه کردن آب به پودر بنتونیت) در درست کردن دوغاب با مشکل مواجه خواهیم شد.

–   ترجیحاً برای ایجاد چاه ارت از دستورالعمل( ۳۰۲ -W-E-1) استفاده شود.

–   استفاده از نمک و ذغال در این نوع چاه ارت ممنوع است.

–  بنتونیت مورد استفاده باید از نوع فعال شده که مخصوص چاه ارت است انتخاب گردد.

–  در مخلوط (بنتونیت + خاک رس + آب) دقت نمائید تا عناصر بخوبی مخلوط گردد. (بنتونیت بصورت کلوخ نگردد)

 منبع:ekahroba.ir

مقدمه

سوالی که اغلب مطرح است این است که: “برقگیر شبکه های توزیع چقدر ارزش ریالی دارد؟ “

من همیشه این پرسش را خوب در نظر می گیرم بخاطر اینکه پاسخ آن واضح نیست. برقگیرها نگهبانان بی سر و صدای تجهیزات هستند که به آنها وصل می شوند. تعداد حفاظت از تجهیزات توسط آنها بسیار زیاد می باشد، هیچ مدرک ظاهری وجود ندارد که آنها سیستم را از قطع برق حفظ کرده اند مانند یک فیوز یا مدارشکن و آنها این کار را برای دهها سال انجام داده اند.

به دلیل ماهیت غیر محسوس آنها، ارزش ریالی آنها معادل با قیمتشان شد که این کاملاً غلط است.

برای تعیین ارزش واقعی یک برقگیر ما نمی توانیم به سادگی به قیمت آن نگاه کنیم بلکه ما باید به اثر آن بر روی یک سیستم در غیاب آن نگاه کنیم.

این را می توان با استفاده از اثر پتانسیل بر ترانسفورماتورهای توزیع نشان داد، اگر برقگیر نصب نشده باشد تا از آن حفاظت کند.

در این مقاله ما یک روش جدید برای تجزیه و تحلیل ارزش گذاری کشف کردیم که نشان می دهد ارزش یک برقگیر اغلب دارای دو فرمول پر اهمیت می باشد و ارزشی بیشتر از قیمت آن دارد.

روش جدید یک محاسبه ساده است که ابتدا تعداد دفعاتی که رعد و برق به سیستم زده شده تعیین می کند و سپس با استفاده از این پارامتر ارزش برقگیر سنجیده می شود.

این مهم است تا توجه داشته باشید که این روش قصد دارد یک محاسبه سریع و تقریبی را فراهم کند و برای تجزیه و تحلیل ارزش قیمت دقیق تر، دیگر عوامل باید درنظر گرفته شود. با این حال این روش می تواند ابزار بسیار مفیدی باشد وقتی سازماندهی کنیم ارزش برقگیرهای توزیع را و متصور شویم کاری که برقگیر در طول عمر خود انجام می دهد.

شروع محاسبات

ولتاژی که به یک ترانسفورماتور در یک شبکه برق محافظت نشده آسیب می رساند به وسیله تعدادی از فاکتورها تعیین می شود. به طور طبیعی یکی از بارزترین این فاکتورها موقعیت جغرافیایی می باشد. در مناطق با مقدار چگالی رعد و برق بالا امکان برخورد صاعقه با خط برق بیشتر از مناطقی است که چگالی صاعقه کمتری دارند. فاکتور دیگر، طول خط در هر طرف ترانسفورماتور محافظت نشده در معرض رعد و برق می باشد که این فاکتور ارتفاع شبکه برق و فاصله فازها را لحاظ می کند.

تعیین نرخ جمع آوری

قدم اول محاسبه نرخ جمع آوری (تعداد رعد و برق مستقیم زده شده به یک بخش از خط در یک سال) می باشد که به صورت گسترده فرمول پذیرفته شده IEEE1410 با عنوان “راهنمای کاربردی برای بهبود عملکرد رعد و برق خطوط توزیع ” استفاده می کند.

تصویر چگالی برخورد صاعقه به زمین با سنسورهای نوری قرار داده شده در فضا توسط ناسا. واحدها flashes/km^2/year

نقشه ایزوکرونیک ایران

تعیین منطقه مورد بررسی

وقتی نرخ جمع آوری مشخص شده است باید اندازه منطقه جمع آوری تعیین شود. منطقه جمع آوری، طول خط برق وصل شده به ترانسفورماتور است جایی که رعد و برق مستقیم به فاز زده شده و منجر به آسیب ترانسفورماتور می گردد.

این مقدار معمولاً در تعداد اسپن ها، با طول اسپن های داده شده به متر داده می شود.

در واقع تعدادی از فاکتورها وجود دارد که باید در نظر گرفته شود وقتی که نگاه می کنیم که چه طولی صاعقه طی خواهد کرد و همچنین یک دامنه ی به اندازه ی کافی زیاد را نگه می دارد که باعث آسیب ترانسفورماتور می شود. مهمترین فاکتورها امپدانس خط، فاصله خزشی مقره، مقاومت زمین منطقه، سطح مقاومتی ترانسفورماتور (BIL (Basic Impulse Level و قطر هادی فاز هستند.

تجربه به ما می گوید که ضربه مستقیم در ۲۰۰ متر یا دو اسپن ۱۰۰ متری یک ترانسفورماتور به احتمال زیاد خطای دی الکتریک (عایقی) در ترانسفورماتور ایجاد می کند.

بسته به کرونا و عوامل گفته شده بالا، ضربه صاعقه بیشتر از ۸۰۰ متر فاصله به احتمال کمی، خطای عایقی ترانسفورماتور را در بر خواهد داشت. بنابراین برای این بحث، ما از یک منطقه مورد بررسی از ۴ اسپن ۱۲۰ متری استفاده می کنیم.

شکل ۳ یک مثال از دامنه و قدرت صاعقه در طول این سکشن ۴ فاصله ای (Span) از یک شبکه توزیع که یک صاعقه ۳۰ کیلوآمپر به فاز B  برخورد کرده است را نشان می دهد.

تعیین مقدار آسیب به سیستم

معادله ۲، آسیب به ترانسفورماتورهای محافظت نشده برای دوره زمانی داده شده و نرخ جمع آوری تعیین شده در معادله ۱ را تعیین می کند.

تفسیر داده ها

پس از اینکه آسیب به سیستم را محاسبه کردیم می توانیم به سوال اصلی مقاله رجوع کنیم: “برقگیر شبکه های توزیع برق چقدر ارزش ریالی دارد؟ “

پس از گذشتن از مباحث فوق پاسخ مشخص می شود:

“محافظت های انجام شده بدون نیاز به جایگزینی تجهیزات در طول عمری از برقگیر که انتظار می رود. “

شکل ۴، چهار نمونه از ارزش یک برقگیر توزیع را برای مناطق با چگالی صاعقه زمین مختلف نشان می دهد. آنچه که این شکل به ما می گوید آن است که برای مناطقی که یک چگالی صاعقه زمین یک برخورد در هر کیلومتر مربع از هر سال دارند، ترانسفورماتور توزیع بر روی خط برق ۱۸/۴ سال بدون خرابی از رعد و برق عمر خواهد کرد؛ با این حال برای یک منطقه ای که ۸ برخورد به هر کیلومتر مربع دارد، همان ترانسفورماتور توزیع، تنها ۲/۳ سال قبل از اینکه به وسیله صاعقه خراب شود، عمر می کند.

اگر یک برقگیر توزیع قبل از این ترانسفورماتور نصب شده باشد و آن برقگیر طول عمر متعارف ۲۰ سال داشته باشد، آن ۹ ترانسفورماتور را در زمان طول عمر خود حفاظت خواهد کرد. اگر ما فرض کنیم ارزش یک ترانسفورماتور توزیع نصب شده ۱۰۰۰ دلار باشد سپس اضافه کردن یک برقگیر از ۹۰۰۰ دلار هزینه اضافه جلوگیری خواهد کرد. این نشان دهنده این است که ارزش واقعی یا ارزش آن تک برقگیر توزیع که قیمتش حدود ۵۰ دلار است، ارزشی معادل ۱۸۰ برابر قیمتش ایجاد می کند.

منبع:ekahroba.ir

برای درک تفاوت بین نول، زمین حفاظتی و  زمین الکتریکی، نیاز است که چیزهایی را بدانیم.

ابتدا به شکل زیر توجه کنید:

تفاوت بین نول، زمین حفاظتی و زمین الکتریکی

نول Neutral

برای اینکه مدار یک وسیله برقی کامل شود، علاوه بر فاز نیاز به سیم دیگری داریم که برق را از وسیله به مولد(نیروگاه) برگرداند که به این سیم، سیم نول می گویند.

در حقیقت سیم نول، سیمی است که جریان خروجی از وسیله را به مولد برمیگرداند.

سیم نول را  وارد چاهی مرطوب می کنند تا به زمین وصل شود که به آن چاه نول می گویند.

این کار باعث می شود از زمین مرطوب به عنوان قسمتی از مدار استفاده شود.

یعنی زمین نیز به عنوان قسمتی از مدار بین مصرف کننده و مولد مورد استفاده قرار می گیرد.

زمین حفاظتی Earth

اتصال بدنه فلزی دستگاهها به زمین برای جلوگیری از ایجاد هر گونه برق گرفتی و آتش سوزی را می گویند.

در این نوع اتصال کلیه بدنه های فلزی دستگاهها به زمین متصل میشوند تا هیچگونه اختلاف پتانسیلی بین بدنه فلزی دستگاه با زمین ایجاد نشود.

در صورت اتصال یکی از فازهای به بدنه جریانی در مدار برقرار شود که باعث قطع رله های حفاظتی یا فیوز می گردد.

زمین الکتریکی Electrical Ground

زمین کردن نقطه ای از دستگاههای الکتریکی و تجهیزات برقی که قسمتی از مدار الکتریکی می باشد را زمین الکتریکی می گویند.

برای مثال در سیستمهای توزیع فشار ضعیف و نیز در نیروگاههای تولید برق نقطه خنثی ستاره ترانسفورماتورها و ژنراتورها به زمین متصل می شود.

آشنایی با سیستم اتصال زمین حفاظتی

برای حفاظت از وسایل برقی و اشخاصی که با دستگاه های برقی سر وکار دارند، از سیستم اتصال زمین استفاده می شود.

سیستم اتصال زمین توسط یک هادی که دارای مقاومت بسیار کم  است به الکترودی که در زمین مرطوب قرار گرفته است متصل می باشد.

اساس زمین کردن بر این است که زمین به عنوان نقطه صفر در نظر گرفته شود و تمام قسمت هایی که به زمین وصل شده اند، هم پتانسیل زمین شوند.

چرا اتصال زمین حفاظتی مهم است؟

هدف اصلی اتصال زمین جلوگیری و به حداقل رساندن خطر برق گرفتگی و آتش سوزی می باشد.

هنگامی که قسمت فلزی لوازم الکتریکی با یک سیم برق دار اتصال پیدا کند (این اتصال شاید به علت خرابی در عایق کابل باشد).

فلز برق دار شده و اگر فردی قسمت برق دار را لمس کند، دچار شوک شدید می شود.

برای جلوگیری از چنین مواردی، قطعات سیستم های برق قدرت را به سیستم اتصال زمین متصل می کنند، تا از بروز چنین اتفاقاتی جلوگیری کنند.

اتصال زمین

دلیل استفاده از اتصال زمین حفاظتی

حفاظت از جان انسان ها

تامین ایمنی دستگاه های الکتریکی و لوازم برقی از جریان نشتی

برای ثابت نگه داشتن ولتاژ (در صورت بروز خطا در هر فاز)

جهت محافظت از سیستم های الکتریکی و نورپردازی ساختمان

برای جلوگیری از خطر آتش سوزی در نصب و راه اندازی سیستم برق

سیستم اتصال زمین حفاظتی متشکل از اجزای زیر می باشد

الکترود زمین Earth Electrode

شامل یک هادی که در زمین دفن شده است.

الکترود زمین در اشکال مختلف مانند، صفحه رسانا، میله رسانا، لوله ارت و یا هر هادی دیگر با مقاومت کم می باشد.

هادی اتصال زمین Earth Continuity Conductor

در میان دستگاه های مختلف الکتریکی و لوازم برقی متصل است.

ممکن است به شکل لوله فلزی، غلاف کابل فلزی یا سیم قابل انعطاف باشد و برای اتصالات قطعات فلزی دستگاه الکتریکی برای مثال لوله، جعبه، پوسته فلزی از سوئیچ ها، تابلوهای توزیع، کلید، فیوز، تنظیم و کنترل دستگاه های، قطعات فلزی، ماشین های الکتریکی مانند، موتور، ژنراتور، ترانسفورماتور و چارچوب های فلزی استفاده می شود.

اندازه هادی اتصال زمین

سطح مقطع هادی اتصال زمین نباید کمتر از نیمی از سطح مقطع سیم مورد استفاده در سیم کشی برق باشد.

مقاومت زمین Earth Resistance

مقاومت زمین بستگی به مقاومت ویژه خاک دارد.

نمک، ذغال و رطوبت در هدایت الکتریکی زمین تاثیر به سزایی دارد.

با توجه به استاندارد IEEE، مقاومت بین زمین و هادی اتصال زمین نباید از ۱Ω افزایش یابد.

به عبارت ساده، مقاومت سیم زمین باید کمتر از ۱Ω باشد.

اندازه سیم زمین بستگی به اندازه کابل های مورد استفاده در مدار سیم کشی دارد.

توضیحات شکل زیر

برای افزایش ضریب ایمنی، از دو سیم مسی برای اتصال بدنه فلزی دستگاه به الکترود زمین یا صفحه زمین استفاده می شود.

این دو مسیر موازی جهت حمل جریان خطا استفاده می شود که اطلاع از درستی مدار ایمنی مدار را بیشتر می کند.

صفحه ارت

صفحه اگر از جنس مس باشد با ابعاد  (۶۰cm x 60cm x 3.18mm (i.e. 2ft x 2ft x 1/8 in و اگر از جنس آهن گالوانیزه (GI) باشد با ابعاد (۶۰cm x 60cm x 6.35 mm (2ft x 2ft x ¼ in استفاده می شود.

صفحه باید به صورت عمودی در زمین به طوری که نباید کمتر از (۳m (10ft از سطح زمین نصب شود.

لوله ارت

فولاد گالوانیزه و لوله های سوراخ دار به منظور لوله ارت استفاده می شود و به صورت عمودی در خاک مرطوب در زمین قرار می گیرد.

اندازه لوله بستگی به نوع خاک دارد.

لوله معمولا دارای قطر (۴۰mm (1.5in و طول (۲.۷۵m (9ft می باشد.

بیشتر در خاک عادی یا خاک خشک و سنگی استفاده می شود.

رطوبت خاک در تعیین طول لوله تاثیر دارد اما معمولا باید  (۴.۷۵m (15.5ft باشد.

میله ارت

میله ای مسی دارای قطر (۱۲.۵mm (1/2 inch و یا (۱۶mm (0.6in است، برای جنس فولاد گالوانیزه یا بخش تو خالی قطر (۲۵mm (1inch و طول لوله برای (GI 2.5m (8.2 ft است. میله زمین به صورت دستی یا با کمک چکش پنوماتیک دفن می شود.

توصیه های مهم

الکترود زمین نباید به ساختمان نزدیک باشد بلکه در فاصه ای حداقل ۱.۵m نصب شود.

جهت عملکرد رله های حفاظتی و فیوز، مقاومت زمین باید به اندازه کافی کم تا جریان به راحتی از آن عبور کند. اما این مقدار ثابت نیست چون به تغییرات آب و هوا و رطوبت بستگی دارد.

الکترود زمین باید همیشه در حالت عمودی در داخل زمین و یا گودال قرار داده شده است چون ممکن است تماس با لایه های زمین متفاوت باشد.

اتصال هادی زمین به بدنه، قطعات فلزی و سرب زمین باید محکم باشد.

از پیچ و مهره لوله فلزی کوتاه برای اتصال سیم به صفحات ارت باید استفاده شود.

برای محافظت از خوردگی مفاصل از گریس استفاده می شود.

سرب از طریق پیچ و مهره از دو مکان بر روی صفحه زمین محکم می شود.

حفر چاه با دهانه ی  (۵x5ft (1.5×۱.۵m و عمق حدود ۲۰ تا ۳۰ فوت (۹ تا ۶ متر) انجام می شود.(توجه داشته باشید که، عمق و عرض آن بستگی به ماهیت و ساختار زمین دارد).

برای حفظ شرایط رطوبت، به اندازه (۱ft (30cm ذغال سنگ و مخلوط آهک در اطراف صفحه زمین قرار داده شود.البته در حال حاضر از خاک مقاومت پایین بنتتونیت استفاده می گردد.

در مقاله های بعدی در مورد سیستم اتصال زمین و تجهیزات اندازه گیری آن بیشتر صحبت می کنیم.

در صورت تمایل به فروش تجهیزات اتصال زمین، می توانید در فروشگاه ایکهربا ثبت نام نموده  و کالای خود را در دسته تجهیزات اتصال زمین برای فروش قرار دهید.

منبع:http://ekahroba.ir

در مقاله ” چگونه در حوادث برقی ایمن بمانیم؟ ” با اهمیت و چگونگی رعایت نکات ایمنی آشنا شدیم، در این مقاله به بررسی نحوه استفاده صحیح از تجهیزات ایمنی فردی و گروهی جهت کاهش خطرات شوک الکتریکی می پردازیم.