الکترود زمین چیست و چه کاربردی دارد

آیا می دانید الکترود زمین چیست؟

الکترود زمین چیست؟ الکترود زمین به عنوان یک میله ی رسانا است که در زمین قرار می گیرد و برای انتقال جریان ناشی از سرج های الکتریکی و صاعقه یک مسیر الکتریکی را ایجاد می کنند. تا به این شکل بتوانند از مدارها و تجهیزات الکتریکی نگهداری کنند. به عبارت دیگر برای تعریف اتصال یا الکترود زمین  می توانیم بگوییم اتصال الکتریکی یک شیء فلزی با زمین به کمک الکترود زمین ایجاد می شود.

الکترودهای زمین می توانند به صورت میله ها یا مفتول های مسی یا لوله ها و میله های آهنی گالوانیزه ساخته شوند. براساس استاندارد الکتریکی ملی آمریکا تست هایی انجام گرفته است که مقاومت لازم برای الکترود های اتصال به زمین در مقابل زمین باید کمتر از 25 اهم باشد. نکته ی قابل توجه ای که در این جا وجود دارد الکترودهای آلومینیومی را برای اتصال در فرایندهای اتصال به زمین استفاده نمی کنند.

عوامل تاثیرگذار بر روی الکترود زمین چیست

عوامل مختلفی وجود دارد که بر روی الکترود های زمین تاثیر می گذارند. انتخاب الکترودهای زمین به نوع کاربری و موقعیت و شرایط آن ها بستگی دارد.

الکترود زمین چیست : مقاومت خاک

یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار که بر عملکرد سیستم اتصال به زمین مقاومت خاک است. استاندارد ها بیانگر این است که در مکان هایی که حداکثر میزان مقاومت خاک وجود دارد به عنوان مکان مناسب برای انجام سیستم های الکترود زمین شناخته نمی شوند. براساس استاندارد NEC: National Electric Code توصیه می شود که ماکزیمم میزان مقاومت برای خاک 25 اهم است.

الکترود زمین چیست : عمق الکترود زمین

یکی از مهم ترین موارد این است که الکترود زمین را در عمق مناسب قرار دهید این امر باعث می شود که این اطمینان به وجود بیاید که در کمترین میزان مقاومت خاک نصب می شود. عمق الکترود ارت براساس مکان های مختلف و کیفیت خاک متفاوت می باشد.

در حالت معمولی نزدیک ترین لایه خاک به سطح زمین از بالاترین میزان مقاومت برخوردار است میزان مقاومت خاک با افزایش عمق درون خاک کاهش پیدا می کند. در مورد خاک هایی که سنگ در آن ها وجود دارد اثر منفی بر روی مقاومت خاک دارند و مقاومت آن را افزایش می دهند.

با توجه به این موارد که ذکر کردیم معمولا نصب الکترودهای زمین در عمق 2 تا 3 متر انجام می شود که مقاومت خاک مناسب است و در محدوده ی مجاز 2 تا 25 اهم است انجام می گیرد.

مطالب مرتبط : کلمپ الکترود 

درصد میزان رطوبت برای الکترود زمین

میزان رطوبت در خاک موجب می شود که تا مقدار مقاومت خاک کاهش یابد. نکته ی مهم این است که خاک خشک نسبت به خاک مرطوب از مقاومت بیشتری برخوردار است. به این دلیل که رطوبت باعث می شود که حضور الکترولیت ها در خاک افزایش پیدا کند. این مسئله باعث می شود مقاومت در برابر خاک کاهش پیدا کند.

دمای خاک

یکی دیگر از عوامل تاثیر گذار بر روی الکترود زمین دمای خاک است. در مناطقی که خاک یخ زده است مقاومت به شکل چشمگیری افزایش پیدا می کند.

سیستم ارت چند نقطه ای

در بیشتر سایت ها که در آنها تاسیسات بزرگی وجود دارد شیوه ی معمول آن بهره گیری از یک سیستم پایه ی چند نقطه ای است. این نوع سیستم یک پلتفرم زیر زمینی را به وجود می آورند. این شکر از پیکربندی ها می توانند مسیرهای هدایت چندگانه را که به وسیله ی تجهیزات متصل شده ی گوناگون و ارت های مشترک به وجود می آورد.

 الکترود زمین مستقل چیست

در ادامه بحث الکترود چیست قصد داریم به توضیح الکترود ارت مستقل بپردازیم. ابن نوع الکترود چیست و چه ساختاری دارد؟ این نوع الکترود از انواع صفحه ای است که زیر سطح زمین قرار می گیرد و مهم ترین ویژگی آن دوام و پایداری آن در خاک است. اغلب جنس این نوع الکترودها را از ورق های مسی یا گالوانیزه انتخاب می کنند تا در محیط یا خاک خوردنده از مقاومت بسیار زیادی برخوردار باشند و به سادگی خراب نشوند.

حوزه ولتاژ الکترود زمین چیست

در زمان بروز خطا یا صاعقه اطراف الکترود ارت یک گرادیان پتانسیل ایجاد می شود به نحوی که هرچه از میله ارت دورتر شویم پتانسیل کاهش می یابد و اولین نتیجه این کاهش ایجاد ولتاژ گام است. ولتاژ گام به اختلاف پتانسیل بین دو پای انسان و جاندار در اثر این گرادیان پتانسیل اطلاق می گردد که ولتاژ گام می تواند موجب بروز خسارات جانی و برق گرفتگی در جانداران و انسان شود.

الکترود زمین ایمنی و حفاظتی، چیست

الکترود زمین ایمنی و حفاظتی به این شکل است که همه ی بخش های فلزی تجهیزات و تاسیسات که در معرض سرج الکتریکی و یا صاعقه قرار دارند و خود آن ها فاقد ولتاژ هستند را به شبکه زمینی اتصال ارت متصل کنند. این عملکرد نظیر زمین کردن بدنه ی ترانسفورماتورها و استراکچرها ها می باشد. در صورتی که الکترود زمین ایمنی و حفاظتی برقرار نشود

به علت تجمع بارهای الکتریکی بر روی بخش های فلزی مورد نظر در هنگام تماس به دلیل ایجاد پدیده ی القای خازنی در زمان برقراری تماس افراد با این بخش ها خطر برق گرفتگی وجود خواهد داشت.

انواع مختلف الکترود زمین چیست

الکترود های زمین به دو دسته تقسیم می شوند الکترودهای مصنوعی و الکترودهای طبیعی ، الکترودهای مصنوعی را با هدف ایجاد اتصال الکتریکی با خاک در زمین ایجاد می کنند. الکترود های مصنوعی شامل میله ای، افقی، شبکه مش و… تقسیم می شوند.

الکترودهای طبیعی به عنوان الکترودهایی شناخته می شوند که برای کاربری های دیگر در زمین نصب می شوند و امکان دارد در صورت وجود شرایط ضروری برای ایجاد اتصال به زمین مورد استفاده قرار بگیرند. مانند میلگردهای شمعهای بتونی، لولههای فلزی آب، اجزای فلزی سازه، غلاف فلزی کابلها و…. مورد استفاده قرار می گیرند.

نکته ی مهم این است که الکترودهایی با این مشخصات را نمی توانید به تنهایی استفاده کرد بلکه باید از آن ها در کنار الکترودهای مصنوعی استفاده می شود.

 متداولترین انواع الکترودها

الکترودهای قائم
الکترود های افقی
الکترودهای صفحه ای
الکترود های بتن مسلح در شالوده ی ساختمان

روش نصب الکترود زمین چیست

پس از اطمینان از اندازه ی مناسب چاه ارت باید نسبت به اتصال محل هادی و الکترود اقدام شود این محل به عنوان یکی از آسیب پذیرترین بخش های سیستم ارتینگ است که در معرض خوردگی قرار می گیرد. این اتصال را با استفاده از جوش انفجاری به وجود می آورند که در انواع مختلف الکترود ها متفاوت است. برای ایجاد عملکرد رله های حفاظتی و فیوزها باید به اندازه ی کافی مقاومت زمین کم باشد تا به این ترتیب جریان بتواند به سادگی از آن عبور کند.

اما این میزان به صورت ثابت نیست زیرا به تغییرات آب و هوا به رطوبت مربوط است. الکترودهای زمین را بهتر است به شکل عمودی درون گودال یا داخل زمین قرار بگیرند به این دلیل که تماس با لایه های زمین متفاوت است در ادامه ی نصب الکترود زمین، چاهی حفر می کنند و عمق آن را در حدود 6 متر یا 20 تا 30 فوت در نظر می گیرند.

نکته ای که باید به آن توجه ویژه ای شود این است که عمق و عرض چاه یا گودال به ماهیت یا ساختار زمین وابسته است. در صورتی که خاک از مقاومت پایینی برخوردار باشد برای حفظ رطوبت از بنتونیت استفاده می کنند.

در صورتی که جنس خاک دارای کیفیت الکتریکی کافی نباشد، برای کاهش مقاومت الکترود زمین می توان خاک اطراف الکترود را تعویض کرد و به جای آن از مواد کاهنده مقاومت خاک با کیفیت که خاصیت خورندگی کمتر و جذب رطوبت بالاتر برخوردار هستند استفاده کرد.

مقایسه انواع مختلف الکترود زمین چیست

الکترود های مختلفی وجود دارند که هر کدام از آن ها را در شرایط خاصی مورد استفاده قرار می دهند. برای مثال الکترود گالوانیزه از مقاومت در برابر خوردگی بالاتری نسبت به الکترود تمام مس برخوردار است. نکته قابل تامل آن است که نوع الکترود زمین تغییرات محسوسی در مقاومت سیستم زمین ایجاد نمی کند بلکه اندازه میله ارت و نوع خاک تاثیر بیشتری در این مورد دارند.

بنابراین استفاده از انواع مختلف الکترود ارت بستگی بیشتری به محیط اطراف دارد که طراح با توجه به اطلاعات خود نسبت به انتحاب یکی از آنها اقدام می نماید.

لینکدین دانش آریا را دنبال کنید.