طراحی سیستم الکترود زمین قبل از اجرا و معرفی سیستم ارتینگ عمیق مدل 50Rad

هدف :

یکی از مشکلاتی که باعث نا متعادل شدن  و نوسان در شبکه های برق میگردد ،  عدم ارت پیاپی در طول شبکه میباشد که باعث بالا رفتن ولتاژ نول شبکه نسبت به زمین میگردد ( ولتاژ بیشتر از 3ولت بین نول شبکه و زمین مجاز نمیباشد ) ، این ولتاژ که میتواند شناور هم باشد ، علاوه بر وارد کردن مشکلات فوق به شبکه  باعث بالا رفتن تلفات خط  ، روی نول شبکه نیزمیگردد . سیم پارگی و یا سرقت سیم  نول در طول شبکه هایی که سیم نول  آنها  فاقد ارت پیاپی میباشند باعث وارد شدن خسارات  زیادی به تجهیزات الکتریکی مشترکین برق  میگردد  . از سوی دیگر در صحت قرائت دستگاهای اندازه گیری وجود ارتینگ بسیار حائز اهمیت میباشد . بسیاری از سرکابلها و بوشینگ اپوکسی کلیدهای گازی و خلاء بخاطر ضعف ارتینگ آنها ، دچار تخلیه الکتریکی و اتصالی  درشبکه میشوند  که این اتصالی ضمن ایجاد خاموشی منجر به اعمال هزینه سنگین به شرکتهای برق نیزمیگردد. احیاء سیستم ارتهای فرسوده در شبکه ها ی برق بخاطر مشکلات حفاری و مجوز آن ،هزینه سنگین و زمان بربودن اجرای آن ، کار را سخت میکند که باعث شده آن مهم به نحو احسن انجام نگردد. اینجانب درصدد بوده که یک سیستم ارتینگ که  توصیه شده استاندارد و قابل اجرا میباشد معرفی نمایم که ضمن بر طرف کردن مشکلات فوق ، کارآمد بوده ، با حداقل هزینه و زمان اجرا گردد.همچنین این سیستم جلوی بسیاری از تقلبها در تولید را گرفته و کار نظارتی را ساده ترمیکند.  بدون شناسایی خاک محل و اجرای سیستم ارتینگ به روشهای سنتی باعث میشود درزمین هایی که میتوان با حداقل هزینه سیستم زمین را احداث نمود متحمل هزینه بیشتر گردیم و در نوع دیگر از زمینها پس از اجرا به مقاومت مورد نظر نمی رسیم .  نرسیدن به مقاومت مورد نظرعلاوه بر اینکه منجر به  نا پایداری شبکه میگردد موجب  تقلب در مواد کاهنده ، تقلب در اجرا ، تقلب در اندازه گیری و همچنین موجب مشکل بین کارفرما و پیمانکار میگردد .

تعریف ارتینگ در سیستم برق :

سیستم ارتینگ  به این معنی میباشد که یک هادی ( فلز) در قسمتی از زمین قرار گیرد که دارای قابلیت هدایت الکتریکی بالایی باشد . این الکترود به واسطه جرمی از زمین که به خود اختصاص میدهد باعث تخلیه الکتریکی داخل زمین شده و یک شبکه مطمئن و پایدار ایجاد مینماید، همچنین  در صورت اجرای صحیح آن باعث حفاظت جان افراد و موجودات از برق گرفتگی نیز میگردد .

نکته :

1- جرم و یا حجم زمینی که هر الکترود در داخل زمین جهت مسیر تخلیه الکتریکی به خود اختصاص میدهد تا به مقاومت صفر زمین برسد بستگی به مقاومت سیستم ارتینگ و جنس خاک دارد ( تخلیه الکتریکی از مجموع سطح مقطع سیم و جرم زمین به نقطه صفر زمین صورت میگیرد )

در تاسیسات الکتریکی دو نوع ارت وجود دارد :

1- ارت الکتریکی 2 – ارت حفاظتی

تعریف ارت الکتریکی :

منظور از ارت الکتریکی این میباشد که یک قسمت از شبکه برقبه زمین وصل شود ، بعنوان مثال وصل کردن نول ترانس و شبکه به زمین با این هدف که یک شبکه مطمئن و پایدار تحویل مصرف کننده بدهیم . توضیح ، اگر نول ترانس و شبکه در سیستم سه فاز به زمین وصل نشده باشد بر روی نول ترانس و یا نول  شبکه پتانسیل در هنگام اندازه گیری سیستم ارتینگ شناور می افتد که آن پتانسیل شناور باعث نا متعادلی ولتاژهای سه فاز و سوخته شدن میبایست پروب ولتاژ دستگاه  در خارج از تجهیزات الکتریکی  مشترکین میگردد .

تعریف ارت حفاظتی : 

ارت حفاظتی به این معنی میباشد که بدنه تجهیزات الکتریکی زون E بین دو زون قرار گیرد بمنظور حفاظت از جان افراد و موجودات به زمین وصل گردد.

شرایط ارت ایده آل :

  1. مقاومت الکتریکی پایین
  2. طول عمر بالا
  3. در شرایط بد آب و هوایی شبکه یک ولتاژ پایدار و مطمئن داشته باشد

روشهای اجرای سیستم ارتینگ :

  1. ارتینگ به توسط حفاری
  2. ارتینگ سطحی و یا مش
  3. احداث ارت توسط راد ( میلگرد آبکاری شده )
  4. 4- ارتینگ عمیق بدون حفاری Deep Earthing

معرفی ارتینگ  به توسط حفاری :

آماده سازی چاه ارت :

در این روش یک عدد چاه که قطرآن حداقل 30 سانتیمتر بزرگتر ازپهنای الکترود ارت و عمق آن بین سه الی 4متر باشد احداث کرده و الکترود ارت را  که میتواند  بشکلهای چهارگوش ، دایره ، کروی، لوله و… داخل زمین قرار داده  و سپس چاه احداث شده را با مواد کاهنده پر مینمایند.

نکته : در صورت استفاده از الکترود عمودی میتوان عمق چاه را بیشتر حفاری نموده ولی در صورت استفاده از صفحه مجاز به حفاری بیشتر از چهار متر نمیباشیم.

جنس الکترود در این سیستم :

1- صفحه مس

2 – صفحه آهنی گالوانیزه شده و یا قلع اندود شده 3-لوله گالوانیزاجرای سیستم ارتینگ :

پس از آماده سازی و حفاری میبایست یکی از الکترودهای فوق را بصورت عمود  داخل چاه قرار دهیم ، دقت شود که الکترود حداقل 0.3 متر از کف چاه بالاتر قرار گیرد . پس از قرار دادن الکترود دا خل زمین میبایست چاه را پر نمود ) دقت شود در هنگام پر کردن زمین سنگ و مواد عایقی داخل چاه ریخته نشود (، در روشهای قدیم از مخلوط سنگ نمک کوبیده شده ، خاکه زغال و خاک رس به نسبت وزن 5/0 – 1 – 10 استفاده میشد و چاه ارت را توسط آن پر مینمودند )حدودآ  15 کیلوگرم نمک ، خاکه زغال 30کیلو گرم و خاک رس 300کیلوگرم (، در این روش بخاطر اینکه نمک خورنده الکترود ارت میباشد و عمر سیستم ارتینگ را پایین میاورد ، جایگزین آن از مواد کاهنده استفاده میگردد که  میبایست بصورت دوغاب توسط آن چاه را پر نمود . مقدار مواد کاهنده جهت احداث هر چاه حدود 400 کیلو گرم میباشد. مواد کاهنده میبایست متناسب با استاندارد 7-62561iec  ساخته شده باشند.

نکته :

بمنظور پایین آمدن هزینه اجرا و رعایت خورندگی فلزات در زمینهای مختلف پیشنهاد میگردد از صفحه آهنی آبکاری شده استفاده شود (جنس صفحه بر مقدار مقاومت سیستم ارتینگ احداثی  ربطی ندارد) هیچ فرمولی استانداردی جهت محاسبه سیستم ارتینگ توسط صفحه به همراه مواد کاهنده وجود ندارد(.5- محل اتصال سیم مسی به صفحه به مرور زمان میتواند ایجاد اتصالی سست بنماید و از آن ناحیه مقاومت سیستم به شدت بالا رود )بهترین اتصال جهت اتصال سیم مسی به صفحه ، جوشکاری نقره میباشد که توسط گاز استیلن و هوا اجرا شده باشد 6- تخلیه الکتریکی آن به داخل زمین  به خوب الکترودهای عمودی و سوزنی نمیباشد.

معرفی سیستم ارتینگ سطحي :

در مناطقي كه امكان حفاري عمیق وجود ندارد ، از سیستم ارتینگ در سطح استفاده میگردد . این سیستم در عمق حدودآ 80 سانتیمتر با خواباندن تسمه یا سیم ازجنس مس یا آهن گالوانیزه شده و یا استیل اجرا مي گردد.

شرايط استفاده از روش ارتینگ سطحي :

1-در مکانهایی که امكان حفاري عمیق در اطراف سايت وجود نداشته باشد .

2-در مکانهایی که ارتفاع از سطح دريا پائین باشد مانند شهرهاي شمالي و جنوبي كشور

3-در مکانهایی که پستي و بلندي محوطه سايت كم باشد .

نکته : از قرار دادن سیم  ارت در کنار دیگر کابلها خود داری نمایید.

نکته وعیب سیستم :

با توجه به اینکه مقاومت مخصوص خاک تابع درجه حرارت و رطوبت میباشد ، اجرای اینگونه سیستم بخاطر عمق کم اجرای آن ، باعث میشود که در فصول سرد و گرم مقاومت سیستم بسیار نوسان داشته باشد و مقاومت محدود کننده مطمئنی نداشته باشیم  .

لذا توصیه میگردد در این روش پس از ایجاد کانال 80 سانتیمتری ، در داخل آن کانال  چندین الکترود بدون حفاری ( در عمق بیشتر از 1.5 متری ) داخل زمین کوبیده و سپس تمامی آن الکترودها را در داخل  کانال به همدیگر وصل بنماییم . توضیح اینکه اتصالات پرسی توصیه میگردد.

معرفی سیستم ارتینگ توسط مش :

در این سیستم ارتینگ ازشبکه های فلزی که بصورت افقی در عمق 80 سانتیمتری و یا 200سانتیمتری زمین دفن شده اند  استفاده میگردد. در بعضی مواقع این سیستم ارتینگ بصورت ترکیبی از الکترود عمودی و افقی استفاده میگردد . یکی از مواردی که ملزم به استفاده از این سیستم میباشیم استفاده آن در پستهای برق 63 کیلو ولت به بالا میباشد .

نکته :

  1. ارتهای همجوار پستهای  63 کیلو ولت به بالا به واسطه جریانهای سرگردان داخل زمین ناشی از جریان نشتی تجهیزات و ترانس نوترال پست دارای ولتاژی میگردد که آن ولتاژ میتوان باعث اختلال در کار تجهیزات مربوطه گردد . از سوی نظر به اینکه جریانهای خطا ،ناشی از فیدرهای خروجی پست مسیر برگشت آن از داخل پست تشکیل میگردد ، لذا آن جریان میتواند بر روی ارتهای هجوار ولتاژ بالایی ایجاد کند که علاوه بر صدمه زدن به تجهیزات میتواند باعث حادثه جانی نیز به واسطه ولتاژ گام و یا تماس گردد. 
  2. بمنظور جلوگیری از خطرات ناشی از ولتاژ گام و تماس در حریم پست 63 کیلو ولت به بالا میبایست متناسب با حد مجاز آنها ، حریم پست و فیدرهای سر خط آن محاسبه و طراحی گردند.

احداث ارت توسط راد ( میلگرد ) :

در این سیستم ارتینگ از میلگردهایی که معمولآ قطر آن 16 میلیمتر و ارتفاع آن  5/1مترمیباشد استفاده میگردد که بتوسط نیروی چکش برقی و یا دستی  به داخل زمین هدایت میشوند . جنس این رادها ، از فولاد میباشد که توسط مس باضخامت حداقل 250میکرون متر آبکاری شده است. توضیح اینکه رادهای گالوانیزه شده و استیل نیز مناسب این کار میباشند . سر اولین راد ، یک پیکان فلزی با آلیاژی سخت قرار میگیرد که وظیفه آن هدایت رادها بداخل زمین میباشد.

معایب این سیستم :

  1. محل اتصال رادها به همدیگر تبدیل به اتصالی سست شده و باعث بالا رفتن مقاومت سیستم از آن ناحیه میگردد
  2. از سوی دیگر استفاده از کلمپهای پیچی که در باکس ارت به راد اتصال داده میشود به مرور زمان تبدیل به اتصالی سست میگردد .
  3. تقلب در تولید بخاطر عدم آبکاری مناسب عدم آبکاری مناسب باعث میشود مقاومت سیستم به مرور زمان بالا رود
  4. در هنگام کوبش قسمت آبکاری شده رادها آسیب پذیر میباشد.

تهییه و تنظیم : بابک ردگاه

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *