نحوه محاصبه مقاومت الکتریکی زمین

اساس اندازه گیری مقاومت زمین عبور دادن جریانی داخل خاک از طریق الکترود است و اندازه گیری ولتاژ لازم جهت ایجاد این جریان برای محاصبه این آزمایش از یک آمپر متر و ولت متر استفاده می شود

در مرحله اول الکترود را بایستی از تیغه هایش جدا کرد و یک جریان متناوب را که از ترانس فرمر آمده بین یک الکترود زمین و یک الکترود اضافی عبور داد .این الکترود بایستی به  فاصله معینی از یکدیگر قرار بگیرد تا مقاومت الکتریکی در دو ناحیه مذکور با یکدیگر تداخل نکند معمولا این فاصله 40 تا 50 متر می باشد یک الکترود اضافی دوم نیز مابین دو الکترود در زمین و در وسط الکترود های فوق نسب می گردد و در سر راه آن یک ولت مت قرار می دهیم مقدار مقاومت زمین برابر است با مقدار ولتاژ قرائت شده از ولت متر تقسیم بر میزان جریان  نشان داده شده  توسط آمپر متر

نکته : برای صحت بیشتر مقاومت اندازه گیری شده این عمل را دوبار دیگر در نقاط 6 متر از سمت چپ و 6 متر از سمت راست  الکترود میانی انجام می دهیم . مقادیر خوانده شده در این ثه آزمایش می بایستی تقریبا برابر باشد. زمین های باتلاقی و خیس دارای مقاومت کمتری نسبت به  زمین های سنگی هستند . به عنوان مثال زمین های مرطوب  وباتلاقی 5 تا 20 اهم زمین های کشاورزی 2 تا 50 اهم زمین های سنگی حدود 500 اهم تا یک کیلو اهم و زمین های ماسه ای سخت 200 تا 500 اهم

انواع الکترود زمین :

1-      میله ای فولادی مخصوص با روکش مس به صورت کوبید شده در زمین با حداقل 16 میلی متر قطر

2-      لوله های گالوانیزه با حداقل 100 میلی متر مربع سطح مقطع ( 3 میلی متر ضخامت )

3-      صفحه مسی دفن شده در زمین ( چاه زمین ) به ابعاد حداقل 50*50 سانتی متر مربع و با 2 میلی متر ضخامت

4-      هادی مسی (تسمه ای با سطح مقطع حد اقل 50 کیلی متر مربع و 2 میلی متر ضخامت )

5-      هادی چند مفتولی ( 35 میلی متر مربع با حداقل قطر هر مفتول 1.8 میلی متر )

6-      الکترود های جا سازی شده پی ها با حداقل ضخامت فولاد 3 میلی متر

7-      هر نوع جرم فلزی دفن شده در زمین مانن زره قلاب فلزی کابلهای دفن شده به شرطی که نسبت به برقار بودن دائمی آنها اطمینان وجود داشته باشد

نکته :

مقاومت الکتریکی الکترود زمین به عوامل فراوان و مخصوصا شرایط خاک در اطراف الکترود و همچنین طول الکترود بستگی دارد . اما برای حجم معینی از الکترود هر چه یکی از ابعاد آن طلانی تر بوده و تماس الکترود با خاک بیشتر باشد مقاومت آن نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد بود

نکته :

تماس الکترود میله ای یا تسمه ای که بصورت قائم یا افقی نصب شده باشد نسبت به الکترود ها نوع خاک و مرطوب بودن آن در کم شدن مقاومت الکترود تاثیر زیادی دارد به همین دلیل رسیدن به رطوبت طبیعی یکی از اهداف بکار بردن الکترودهای قائم است

برای دست یابی به مقاومت 2 اهم ممکن است از روشهای بالا به موازت هم استفاده شود

حداقل عمق الکترود های زمین

عمق دفن یا کوبیده شدن الکترود بایستی به قدری باشد که خشک شدن یا یخ زدگی زمین در فصول مختلف اثر قابل ملاحظه ای بر مقاومت آن نداشته باشد .

طبق استاندارد عمق الکترود ها نباید از مقادیر زیر کمتر باشد

الکترود های کوبیده شده یا دفن شده حد اقل 2 متر

لبه بالای الکترود صفحه ای از سطح زمین حداقل 1.5 متر

الکترود افقی تسمه ای یا هادی مسی 0.7 متر

دو نوع الکترود زمین در حالت کلی وجود دارد

1-      الکترود زمین اساسی

2-      الکترود زمین ساده

الکترود زمین اساسی برای هر دو نوع حفاظت سیستم به کار می رود در حالیکه الکترود زمین ساده فقط برای وصل به هادی خنثی فشار ضعیف کاربرد دارد

الکترود زمین اساسی :

معمولا به این نوع الکترود چاه زمین گفته می شود که عبارت است از یک صفحه مسی که در عمق زمین دفن می شود عمق نسبت الکترود معمولا در جایی می باشد در آن نم طبیعی یا رطوبت به صورت دائم وجود داشته باشد  . صفحه مسی باید به صورت قائم در ته چاه قرار داده شود و در اطراف آن حداقل به ضخامت 20 سانتی متر از هر طرف پودر ذغال ریخته و کوبیده شده باشد

نحوه اتصال این الکترود به یکی از روشهای زیر انجام می شود

روش اول : در انتهای هادی یک کابلشو مسی نصب می شود که این کابلشو به کمک 2 عدد پیچ مسی به صفحه محکم می شود

روش دوم : بجای استفاده از پیچ می توان اتصالات را با استفاده از جوش اکسیژن انجام داد .

پس از آنکه صفحه در داخل ذغال کار گذاشته شد متناوبا 5 لایه سنگ نمک خورد و 5 لایه پودر ذغال هر یک به ضخامت 15 سانتی متر در داخل چاه ریخته و فشرده می شود

الکترود زمین ساده :

یک لوله گالوانیزه می باشد به قطر حداقل 1 اینچ که در زمین کوبیده یا به صورت قائم دفن می شود . حداقل طول لوله در زمین بکر نباید از 2 متر کمتر باشد در ضمن لوله باید یکپارچه و سالم باشد و در زمان نصب هیچ گونه خراشیدگی ، زنگزدگی ، خمیدگی نداشته باشد . در صورتی که لوله دفن شود می بایستی ابتدا چاهی به عمق حداقل 2 متر در زمین بکنند و پس از قرار دادن لوله در وسط آن چاه را با 5 لایه پودر ذغال پوب و نمک خورده شده به صورت سنگ به تناوب پر می کنند ضخامت هر لایه ذغال و یا نمک حدودا 15 سانتی متر می باشد . در  محل خروج لوله از زمین یک چاهک بتنی به ابعاد 30*30*30 سانتی متر خواهد باشد و سر لوله را که می بایستی حداقل 20 سانتی متر از کف چاهک می بایستی خالی از هر گونه مثالح ساختمانی باشد در هنگام آب یاری آب به بالای الکترود نفوذ کند

در هنگام نصب الکترود زمین می بایستی در نظر داشت که به علت آبیاری الکترود زمین آن را در محل احداث کرد که رطوبت حاصل به ساختمان و تاسیسات آن آسیبی نرساند

شرایط استفاده از یک یا دو الکترود برای حفاظت سیستم و حفاظت ایمنی زمین

1-      شرایط استفاده از یک الکترود :

چنانچه در یک پست ترانسفور ماتور خطوط ورودی و خروجی فشار قوی یا فشار متوسط همگی کابلی باشد و طول هر یک از خطوط قبل از پست کمتر از  3 کیلومتر نباشد می توان برای هر دو منظور حفاظت سیستم و ایمن از یک الکترود زمین استفاده کرد و به این ترتیب بدنه های مربوط به فشار قوی یا فشار ضعیف و نقطه خنثی فشار ضعیف همگی به این الکترود وصل می شود

2-      شرایط استفاده از دو الکترود :

در مواردی که امکان انتقال ولتاژ فشار قوی به  تجهیزات  است فشار ضعیف وجود دارد . لازم است از 2 الکترود زمین استفاده شود یکی از این موارد می توان ساعقه باشد در این صورت ضمن آنکه از دوالکترود استفاده می شود می بایستی فاصله 2 الکترود از یک دیگر از 20 متر کمنر نباشد و در مورد الکترود قائم این فاصله نباید از 2 برابر عمق الکترود ها یا 20 متر کمتر باشد

شرایط لازم برای احداث دو الکترود

1-      چنانچه یکی از خطوط فشار قوی یا متوسط ورودی یا خروجی پست هوای باشد حتی اگر به ساعقه گیر مجهز باشد

2-      در صورتی که خط یا خطوط فشار قوی ورودی و خروجی پست کابلی باشد اما اگر یکی از آنها در فاصله کمتر از 3 کیلومتر  به خطوط هوای وصل یا تبدیل شود

نکته : اگر طول خط کابلی کمتر از 3 کیلومتر باشد ولتاژ ساعقه فرصت تخلیه از طریق غلاف کابل را ندارد

نکته : در شرایطی که استفاده از 2 الکترود زمین الزامی باشد معمولا الکترود حفاظتی را در اطراف پست و الکترود ایمنی و سیستم را در نقطه ای دور تر احداث می کنند

بدنه های مربوط به تجهیزات  فشار قوی و فشار ضعیف بسته به نوع ساختمان پست می تواند به دو صورت به الکترود های زمین وصل شود

1-      در مواردی که تفکیک تابلوها و تاسیسات فشار قوی و فشار ضعیف ممکن نباشد مثل پست های تمام فلزی یا بتونی که تابلو های فشار ضعیف و متوسط آن از طریق اجزای فلزی ساختمان آن به یکدیگر وصب شده اند در این صورت لازم است بدنه های هادی همگی به الکترود زمین حفاظتی وصل شود و نقطه خنثی و فشار ضعیف به الکترود و سیستم ایمنی وصل شود

2-      در مواردی که امکان تفکیک تابلو ها و تاسیسات  فشار قوی از فشار ضعیف ممکن باشد می توان بد نه های هادی به جای وصل به الکترود حفاظتی ابتدا به هادی خنثی و سپس از طریق آن به الکترود ایمن وصل شود هر چند در این حالت نیز بدنه های سیستم فشار قوی به الکترود زمین حفاظتی وصل می شود

اصول اساسی حفاظت :

حفاظت ناشی از استفاده غیر صحیح از تاسیسات الکریکی شامل 2 عامل عمده می باشد

1-      جریان های بر گرفتگی 2- دماهای زیاد

نکته : دمای زیاد ممکن است منجرب به ایجاد سوختگی و آتش سوزی و دیگر صدمات بشود

انواع حفاظت :

1-      حفاظت در برابر تماس مستقیم : اشخاص می بایست در برابر خطرات احتمالی ناشی از تماس با قسمت های برق دار تاسیسات الکتریکی حفاظت شوند . روش های مبارزه با این خطرات عبارت  اند از  1- جلوگیری از عبور جریان 2- محدود کردن جریان

2-      اشخاص می بایست در مقابل خطرات ناشی از تماس با بد نه های هادی حفاظت شوند روش های حفاظت غیر مستقیم عبارتند از 1- جلوگیری از عبور جریان  2- محدود کردن جریان عبوری 3- قطع خودکار تغذیه