مقاومت الکترود زمین
جهت کاهش مقدار مقاومت الکترود زمین احداث شده چندین روش وجود دارد که در این مقاله آنها را با هم بررسی می‌کنیم:
- افزایش طول الکترود زمین
- استفاده از میله‌های متعدد
- اصلاح خاک اطراف الکترود زمین
1. تأثیر طول راد
همان‌طور که انتظار می‌رود، استفاده از یک راد طولانی‌تر و کوبیدن عمیق‌تر آن در زمین، مقاومت آن را کاهش می‌دهد. به‌طور کلی، دو برابر شدن طول راد مقدار مقاومت آن را حدود 40 درصد کاهش می‌دهد. منحنی شکل 1 این اثر را نشان می‌دهد. به عنوان مثال جهت دیدن این اثر در زمینی رادی به طول 60 سانتی‌متر (2 فوت) طول کوبیدیم و مقدار مقاومت آن 88 اهم بدست آمد. حال کوبیدن همان راد به اندازه 1.2 متر (4 فوت)، مقاومتی در حدود 50 اهم به ما داد. ما با استفاده از این قانون، مقدار مقاومت را 35 اهم کاهش دادیم. اثر این قانون را می‌توانید در نمودار زیر نیز مشاهده کنید.
35 = 0.4 × 88
شکل 1: مقاومت سیستم اتصال زمین با عمق الکترود در زمین کاهش می‌یابد
همچنین ممکن است فکر کنید که افزایش قطر الکترود باعث کاهش مقاومت می‌شود. این حدس درست است ولی تاثیر کمی دارد. با کوبیدن رادی به اندازه همان عمق و با دو برابر شدن قطر راد، مقاومت حدود 10 درصد کاهش می‌یابد. شکل 2 این رابطه را نشان می‌دهد.
به عنوان مثال، رادی به طول 3 متر (10 فوت) و قطر 5/8 اینچ، مقاومت 6.33 اهم دارد. با افزایش قطر آن از 1 به 1.25 اینچ، مقاومت به 5.6 اهم کاهش می‌یابد.
به دلیل تاثیر کم قطر راد در مقدار مقاومت الکترود زمین، فقط در صورتی که مجبور به اجرای الکترود زمین در زمین سخت باشیم، نیاز است افزایش قطر راد در نظر گرفته شود، در غیر این صورت صرفه اقتصادی ندارد.
شکل 2: قطر راد اثر کمی بر مقدار مقاومت سیستم زمین دارد
منحنی A: از منحنی منبع مقاله؛ B: میانگین آزمون‌های آزمایشگاهی در شیکاگو؛ منحنی C: میانگین آزمون‌های آزمایشگاهی در پتسبورگ
2. استفاده از رادهای متعدد
دو راد که به فاصله خوبی از هم در زمین کوبیده شده‌اند، مانند دو مقاومت موازی هستند. البته قانون دو مقاومت موازی دقیقاً صدق نمی‌کند. یعنی مقاومت حاصل از آنها نصف مقاومت‌های راد جداگانه نیست (با فرض یکسان بودن اندازه و عمق آنها).
در واقع، با موازی کردن دو راد مقدار مقاومت حدود 40 درصد کاهش می‌یابد. اگر سه راد موازی شود، مقدار مقاومت 60 درصد کاهش می‌یابد، و اگر چهار راد موازی شود، 66 درصد کاهش می‌یابد (شکل 3 را ببینید).
شکل 3: مقایسه نسبت کاهش مقدار مقاومت الکترود زمین در روش رادکوبی با اضافه کردن هر راد
شکل 4: مقایسه مقدار مقاومت الکترودهای زمین به روش کوبیدن رادهای متعدد
هنگام استفاده از چند راد، باید فاصله آنها بیشتر از طول رادها باشد و حداقل فاصله مجموع طول دو راد کناری در نظر گرفته شود (قرار نگرفتن در حوزه مقاومتی یکدیگر). دلایل تئوری زیادی برای این امر وجود دارد، اما برای دیدن این اثر می‌توانید به منحنی شکل 4 نگاهی بیندازید.
به عنوان مثال، اگر دو راد به صورت موازی کوبیده شده و 3 متر از هم فاصله داشته باشند، مقدار مقاومت کل در حدود 40 درصد کاهش می‌یابد. اگر فاصله این دو میله 20 درصد افزایش یابد، مقدار مقاومت کل حدود 50 درصد کاهش می‌یابد.
برق‌یار مشاور شما در موضوع ارتینگ
3.اصلاح خاک
اصلاح شیمیایی خاک اطراف الکترود زمین روش مناسبی برای بهبود مقاومت الکترود زمین است، چون امکان دارد در مواردی بدلیل سنگی بودن زمین امکان کوبیدن راد به طول زیاد وجود نداشته باشد. برای اصلاح هر نوع خاکی باید از مواد کاهنده متناسب با آن استفاده کرد و ارائه این پیشنهادات فراتر از محدوده این مقاله است. جهت آشنایی بیشتر با این موضوع می‌توانید به مقاله "بررسی مواد کاهنده مقاومت در ارتینگ" مراجعه کنید.
سولفات منیزیم، سولفات مس و سنگ نمک معمولی مواد ضد خورنده مناسبی جهت اصلاح خاک هستند. سولفات منیزیم کمترین خورندگی را در این بین دارد، اما سنگ نمک ارزانتر است. مانند شکل 5 با حفر چاله‌هایی در اطراف الکترود زمین و پر کردن آن با این مواد، می‌توان مقدار مقاومت سیستم اتصال زمین را کاهش داد.
شکل 5: اصلاح خاک به روش استفاده از مواد کاهنده
لازم به ذکر است که سولفات‌های محلول، بتن را در خود حل می‌کنند و باید دور از فونداسیون‌های ساختمان باشند. یکی دیگر از روش‌های رایج، پر کردن مجدد اطراف الکترود با بتن رسانای مخصوص است. عمده این محصولات، مانند بنتونیت، در بازار موجود است.
توجه داشته باشید! اصلاح خاک روشی دائمی برای بهبود مقاومت الکترود زمین نیست.
مواد شیمیایی به تدریج در اثر بارندگی و آب‌های زیرزمینی از طریق خاک شسته می‌شوند. بسته به تخلخل خاک و میزان بارندگی، دوره‌های جایگزینی این مواد شیمیایی متفاوت است و ممکن است چندین سال نیاز به جایگزینی نداشته باشند.
استفاده از مواد کاهند در اطراف الکترود زمین
همچنین اصلاح خاک به این روش از این مزیت برخوردار است که مقاومت الکترود زمین در برابر تغییرات فصلی خاک (یخ زدگی و خشک شدن دوره‌ای خاک) مقاوم است (منحنی‌های شکل 6 را در زیر مشاهده کنید).
با این حال، پیشنهاد می‌شود فقط در صورتی از این روش استفاده شود که کوبیدن رادهای متعدد و یا افزایش طول آن امکان پذیر نباشد.
شکل 6: اصلاح شیمیایی خاک باعث کاهش تغییر فصلی مقدار مقاومت سیستم اتصال زمین می‌شود
منبع : A practical guide to earth resistance testing by Megger
دیدگاه خود را بنویسید