Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

استحکام هادی اتصال زمین

 462- استحکام هادی اتصال زمین

     علاوه بر نیروهای مکانیکی که ممکن است سبب پارگی هادی اتصال زمین شوند، خوردگی شیمیایی (اثر مواد شیمیایی خاک بر روی فلزهادی اتصال زمین) و خوردگی الکترو شیمیایی (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 پیش 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.

برای اطمینان از استحکام هادی اتصال زمین، سطح مقطع آن نباید از مقادیر جدول 4-12 کوچکتر باشد. مقاطع ذکر شده، حداقل مطلق می باشند و اثر شدت جریانهای اتصال به زمین را که ممکن است سطح مقطع هادی اتصال زمین را پیش از آنچه ذکر شده است لازم نماید، به حساب نمی آورد.

             جدول 4-12 حداقل مجاز سطح مقطع هادی زمین
سطح مقطع هادی نوع هادی و شرایط نسب ان
  4  میلیمتر مربع    برای مواردی که: هادی فقط در برابر خوردگی حفاظت شده باشد
5/2 میلیمتر مربع  برای مواردی که: هادی علاوه بر حفاظت در برابر خوردگی، حفاظت مکانیکی نیز داشته باشد
16 میلیمتر مربع برای موارد ی که:

 

هادی در زمین بوده و فقط در برابر خوردگی حفاظت شده ولی حفاظت مکانیکی نداشته و از جنس مس یا فولاد گالوانیزه گرم باشد
25 میلیمتر مربع برای موردی که:

 

هادی در زمین بوده و هیچ یک از حفاظتهای خوردگی مکانیکی را نداشته و جنس ان مس می باشد
50 میلیمتر مریع برای مواردی که:

 

هادی در زمین بوده و هیچ یک از حفاظتهای خوردگی و مکانیکی را نداشته و جنس ان فولاد گالوانیزه گرم باشد
توصیه شده است که: ضخامت هادی شمشهای حفاظت نشده اتصال زمین، حداقل 3 میلیمتر باشد

JAD-9-4

463- اتصالات و بستها

      بسته های بکار رفته برای اتصال الکترود به هادی زمین باید با هر دوی انها سازگار باشد تا از خوردگی گالوانیک، تا جای 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 20 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 غیر آهنی 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.

 464- 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 به صورت 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 در اندازه گیری پیش نیاورد.

47- چکالی شدت جریان در سطح الکترود

     مانند همه اجزای مدارهای الکتریکی، الکترود زمین نیز دارای جریانی است مجاز که تجاوز از آن با در نظر گرفتن مدت برقراری، سبب ناتوانی الکترود در انجام وظیفه خود خواهد شد که عبارت از عبور دادن هر نوع جریان و مخصوصاً جریان اتصال به زمین مربوط به سیستم است. بعبارت دیگر، الکترود باید توانایی پخش هر گونه جریان را به زمین، که در تمامی شرایط در محل نصب آن ممکن است پیش آید، داشته باشد. همانگونه که در قسمت 42 نیز گفته شده است، بیشترین بخش مقاومت یک الکترود زمین در لایه ای از زمین قرار دارد که بلافاصله با سطح الکترود در تماس است. در اینجا است که بیشترین بخش از کل انرژی حرارتی مقاومت الکترود   تولید می شود که در صورت تجاوز از مقدار مجاز، سبب خشک شدن خاک اطراف الکترود می شود که نتیجه آن بالا رفتن مقاومت الکتریکی اتصال به زمین و از بین رفتن کارایی و اضمحلال کامل موقتی یا دایمی الکترود خواهد شد.

از تحقیقات اندکی که در این زمینه انجام شده است می توان به نتایج زیر دست یافت:

الف – انواع خاکها به طور کل دارای ضریب مقاومت منفی حرارتی می باشند، بدین معنا که عبور جریان به مدتب نسبتاً طولانی در ابتدای کار سبب کم شدن مقاومت می گردد که اگر ولتاژ دو سرمقاومت زمین را ثابت فرض کنیم، خود سبب بالا رفتن باز هم بیشتر جریان می شود. در مرحله بعدی با از دست رفتن تدریجی رطوبت خاک در محل تماس با الکترود، مقاومت الکترود بشدت بالا رفته و اگر دما بقدر کافی بالا رود، ممکن است به بینهایت رسد که نتیجه آن قطع شدن هادی اتصال زمین و از دست رفتن اتصال زمین است. این مرحله برای برقراری جریان کوتاه مدت، در دمای حدود 100 درجه سلسیوس اتفاق می افتد.

ب – جریان های طولانی مدت مانند جریان های زمین که در اثر نا متعادل بودن عادی بار فازها بوجود می آیند،سبب از بین رفتن کارآیی الکترود نمی شود، بشرط اینکه چگالی جریان از 40 آمپر بر متر مربع از سطح الکترود بیشتر نشود. در عمل با توجه به لزوم تامین مقاومت کم، این شرط خودبخود بر آورده می شود.

ج-  جریانهای کوتاه مدت، مانند جریانهایی که در اثر اتصال کوتاه به زمین پیش می آیند، با استفاده از رابطه زیر قابل بررسی می باشند:

(13-4)                                                 ل

که در آن:

J = چگالی جریان بر حسب آمپر بر متر مربع از سطح الکترود؛

P = مقاومت ویژه خاک بر حسب اهم متر؛

 t= مدت برقراری اتصال کوتاه به زمین بر حسب ثانیه.

این رابطه برای الکترودهای قائم، افقی و صفحه ای قابل استفاده می باشد.

مطالب مرتبط