سیستم ارت سنج و لزوم استفاده از آن

• سیستم  ارت سنج چیست؟

سیستم  ارت سنج دستگاهی برای تست مقاومت زمین است که شباهت زیادی به میگر برای اندازه گیری مقاومت دارد. با این تفاوت که مقاومت زمین از عایق های معمول کمتر است. رنج میگر در بازه مگا اهم و تستر مقاومت زمین در حدود اهم و برای اندازه گیری مقاومت بین دو نقطه زمین در حدود 5 یا 10 اهم، از دستگاه تست مقاومت زمین استفاده می شود. این تجهیزات سه عدد کانکشن دارند که به کمک میله ای فلزی امکان اتصال به زمین را دارند و با عناوین الکترودهای جریان، زمین، و پتانسیل شناخته شده هستند.

 

• اهمیت ارت سنج ها

سیستم  ارت سنج در سایتهای کامپیوتری زمین به دو دلیل اهمیت دارد که عبارت است از:

1. حفاظت در مقابل اضافه ولتاژها و صاعقه
2. هم پتانسیل بودن تجهیزات نصب ‌شده در سایت و کارکرد آنها به بهترین شکل ممکن بویژه تجهیزات دیجیتال و انتقال دیتا با توجه به استفاده از تجهیزات کامپیوتری جدید، اهمیت پیدا می کند.
3. از آسیب رسیدن به نیروی انسانی و تجهیزات کامپیوتری جلوگیری می کند و از عملکرد صحیح تجهیزات اطمینان بدست می دهد.

 

• لزوم استفاده از سیستم ارت سنج

برای حفاظت افراد و دستگاهها، اضافه ولتاژهای تولید شده در بدنه  موجب آسیب برسیدن به دستگاهها و افراد می‌شود. علاوه بر این، ولتاژهای بسیار زیاد و خطرناک ناشی از برخورد صاعقه با دکلهای کامپیوتری را باید در جایی خنثی کرد. از این رو استفاده از سیستم ارت سنج و حفاظت از تجهیزات اهمیت زیادی دارد. همچنین با افزایش استفاده از سیستم های دیجیتالی و حساس، لزوم بازنگری در طراحی، نصب و نگهداری سیستم های حفاظتی گراندینگ حائز اهمیت است.

 

 

• موارد استفاده از  سیستم ارتینگ یا گراندینگ

• حذف ولتاژ اضافی
•  جلوگیری از ولتاژ تماسی
• حفاظت و ایمنی جان انسان
• ایجاد شرایط ایده‌ال جهت کار
•  اطمینان از امکان کار الکتریکی
• جلوگیری از ولتاژهای ناخواسته و صاعقه
• حفاظت و ایمنی وسایل و تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی

 

• نحوه اجرای ارت سنج یا زمین حفاظتی

 

به منظور اجرای سیستم  ارت سنج و سیستم حفاظتی به دو شیوه انجام می شود که عبارتند از:

1. زمین عمقی: در این روش برای اجرای ارت از چاه استفاده می شود.
2.  زمین سطحی: در این روش برای مناطقی که امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد) و یا در عمق حدود 80 سانتیمتر، استفاده می شود. روش سطحی در مکانهای زیر قابل اجرا است:

• فاصله بین دکل و سایت زیاد باشد.
• پستی و بلندی محوطه سایت کم باشد.
• فضای لازم و امکان حفاری در اطراف سایت وجود داشته باشد.
• ارتفاع از سطح دریا پائین باشد از قبیل شهرهای شمالی و جنوبی کشور.
• با توجه به مزایای روش سطحی اجرای ارت به این روش ارجحیت دارد.

 

 

1. اجرای ارت به روش عمقی: به سه صورت انجام می شود که عبارتند از:

•  انتخاب محل چاه ارت: چاه ارت باید در مکانهایی که پایین‌ترین سطح را دارند و احتمال دسترسی به رطوبت حتی‌الامکان در عمق کمتری وجود داشته باشد و یا در نقاطی که بیشتر در معرض رطوبت و آب قرار دارند، از قبیل زمینهای چمن، باغچه‌ها و فضاهای سبز اجرا شوند.

 

•  عمق چاه: به نسبت مقاومت مخصوص زمین، عمق چاه از حداقل 4 متر تا 8 متر و قطرآن حدودا 80 سانتیمتر است. در زمین هایی که با توجه به نوع خاک مقاومت کمتری دارند از قبیل خاکهای کشاورزی و رسی، عمق مورد نیاز برای حفاری کمتر است و در زمینهای شنی و سنگلاخی که مقاومت بالاتری دارند، باید چاه با عمق بیشتری حفر شود. به منظور اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک، از تجهیزات مخصوص استفاده می شود.

اگر تا عمق 4 متر رطوبت وجود نداشته باشد و از طرفی نیز در عمق بیشتر از 6 متر به رطوبت نرسیم، نباید چاه را بیشتر از 6 متر حفر کرد. برای حفر چاه عمق 6 متر و قطر حدود 80 سانتیمتر پیشنهاد می شود.

 

 

• مصالح مورد نیاز

مصالح مورد نیاز و مشخصات آن برای اجرای چاه سیستم  ارت سنج (روش عمقی) و Rod کوبی (روش سطحی) بصورت زیر است:

ردیف	نوع جنس	توضیحات
1	میله برقگیر	میله برقگیر با قطر آن16 میلیمت، طول 5/1متر و جنس آن مس خالص و نوک تیز باشد
2	بست میله برقگیر به سیم ارت	به منظور اتصال میله برقگیر به سیم ارت در نقاطی که ارتفاع دکل حدودا 20 متر باشد
3	یوبولیت	جهت استغاده در میله برقگیر
4	بست سیم به دکل	سیم نمره 50 را به اندازه های لازم بریده و رشته رشته کرده به منظور اتصال سیم ارت به دکل استفاده می شود.
5	تسمه آلومینیومی یا مسی	در اندازه 3*30*100 میلیمتر عدد بکارگیری با یوبولیت به منظور بستن میله برق گیر در دکل های مهاری
6	سیم مسی نمره 50 متر	7 رشته
7	کابلشو نمره 50	جهت اتصال سیستم ارت به شینه داخل سایت و یا اتصال پای دکلهای مهاری و خود ایستا به سیستم ارت
8	لوله پلی اتیلن 10 اتمسفر	برای ایجاد پوشش عایق روی سیم مسی در محوطه و محل تردد
9	بست لوله پلی اتیلن همراه پیچ و رولپلاک	جهت اتصال لوله پلی اتیلن به دیوار
10	پودر انفجاری cadweld	جهت جوش دادن سیم به صفحه یا سیم به میله ROD یا اتصال سیمها به یکدیگردر نقاطی که دسترسی به جوش نقره یا جوش برنج وجودندارد.
11	شینه مسی به ابعاد 3*30*250 میلیمتر	برای نصب در داخل سایت و اتصال دستگاهها به آن
12	صفحه مسی 5.*50*50	مورد استفاده در روش عمقی (صفحه مسی به ابعاد 5/.*40*40 سانتیمتر برای مناطق شمالی کشور و 5/0*50*50 سانتیمتر برای مناطق نیمه خشک مانند تهران و 5/0*70*70 سانتیمتر)
13	مقره همراه پیچ و رولپلاک	جهت اتصال شینه مسی به دیوار
14	پیچ و مهره نمره 8 با واشر فنری و تخت	جهت استفاده شینه مسی، پلیت، شینه پای دکل و …
15	بست سیم به صفحه مسی	به منظورمحکم کردن اتصال سیم روی صفحه مسی
16	بست دو سیم نمره 50	جهت اتصال دو سیم نمره 50 روی زمین
17	پلیت مخصوص اتصال میله برقگیر به دکل	برای دکل های خود ایستای 60متری استفاده می شود.
18	شینه مسی مخصوص پای دکل 3*30*100	برای وصل نمودن پای دکل های خود ایستای 60متری به سیستم ارت
19	میله ROD	در روش سطحی استفاده می شود.
20	بست مربوط به سیم مسی و میله ROD	برای اتصال سیم به میله برقگیر یاROD
21	کرپی ابروئی همراه پیچ و مهره	برای بستن میله برقگیر به دکل های 100 فوتی و دکل های خود ایستای لوله ای
22	بنتونیت اکتیو کیلو	برای روش عمقی و سطحی
23	بست میله برقگیر به پلیت	جهت اتصال میله برقگیر به پلیت در دکلهای خود ایستای60 متری

 

 

 

• اتصال سیم به صفحه مسی

اتصال سیم به صفحه مسی اهمیت زیادی دارد و هیچ گاه نباید این اتصال تنها با استفاده از بست و یا با دوختن سیم به صفحه صورت بگیرد. بلکه باید سیم به صفحه جوش داده شود و برای استحکام بیشتر با استفاده از 2 عدد بست نمره 50، سیم به صفحه بسته شده و محکم شود. برای جوش دادن قطعات مسی به یکدیگر از جوش برنج یا نقره مناسب است و در صورت عدم دسترسی به این نوع جوش از جوش Cadweld استفاده شود.

 

•  حفر چاه ارت

حفر چاه ارت با توجه به شرایط جغرافیایی منطقه چاهی با عمق مناسب و در مکان مناسب انجام می شود. شیاری به عمق 60 سانتیمتر از چاه تا پای دکل برای سیم ارت داخل ساختمان و برای مسیر سیم چاه ارت تا برقگیر روی دکل حفر شود. اگر مسیر 2 سیم مشترک باشد، باید مسیر دو سیم ایزوله شوند. مسیر سیمها باید کوتاه باشند و سیم میله برقگیر و ارت حتی الامکان مستقیم و بدون پیچ و خم باشد. در صورت نیاز به خم زدن سیم در طول بیش از 50 سانتیمتر صورت بگیرد.

 

 

• پر کردن چاه ارت

1. در مرحه اول باید حدود 20 لیتر محلول آب و نمک تهیه و کف چاه ریخت و آن را به مدت 24 ساعت به حال خود رها کرد.
2. کف چاه باید به ارتفاع 20 سانتیمتر با خاک رس و یا خاک نرم پر شود.
3.  در حدود 450 کیلو گرم معادل 15 کیسه 30 کیلو گرمی بنتونیت را با آب مخلوط کرده و باید بشکل دوغاب به ارتفاع 20 سانتیمتر از کف چاه ریخت. به هر میزان این مخلوط غلیظ تر باشد کیفیت کار نیز بهتر می شود.
4. صفحه مسی باید به 2 سیم مسی نمره 50 جوش داده شود. این سیمها یکی به میله برقگیر روی دکل و دیگری به شینه داخل ساختمان می رود. بنابراین طول سیم ها باید متناسب با طول مسیر انتخاب شوند.

 

1. صفحه مسی باید به شکل عمودی در مرکز چاه قرار بگیرد.
2. اطراف صفحه مسی با دوغاب تهیه شده تا بالای صفحه پر می شود.

 

1.  لوله پلیکای سوراخ شده (برای تامین رطوبت ته چاه) را باید به صورت مورب در مرکز چاه و در بالای صفحه مسی قرار بگیرد و داخل لوله پلیکا  تا 50 سانتیمتر از انتهای لوله با شن پر شود. تزریق آب از لوله پلیکا در فصول گرم سال بیشتر است. در صورتی که چاه ارت در باغچه حفر شده و یا ته چاه به رطوبت رسیده باشد و یا کلا در جاهایی که رطوبت ته چاه از بالای چاه یا از پایین چاه تامین شود، دیگر نیاز به لوله پلیکا نخواهد بود.
2. لوله پلیکا باید به ارتفاع 20 سانتیمتر از بالای صفحه مسی با دوغاب آماد شده پر شود.
3. در حدود 10 سانتیمتر بر سر چاه باقی می ماند که باید با خاک معمولی همراه با ماسه یا خاک سرند شده کشاورزی پر شود. 10 سانتیمتر از چاه  نیز برای نفوذ آب باران و آبهای سطحی به داخل چاه با شن و سنگریزه پر می شود. یکی از نکات مهم، عدم آسفالت روی چاه با آسفالت یا سیمان زمانی که از لوله پولیکا استفاده می شود. بلکه باید داخل شیارهای حفاری شده با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم معمولی و یا خاک معمولی مخلوط با بنتونیت پر شود.

 

• نصب شینه و میله برقگیر

ابتدا باید شینه داخل ساختمان توسط مقره هایی از دیوار ساختمان ایزوله شود. قطر و طول شینه به تعداد انشعابات داخل ساختمان بستگی دارد. تجهیزات داخل ساختمان باید به شکل مجزا و موازی به این شینه متصل شوند. زمانی که دکل روی ساختمان قرار دارد، سیم میله برقگیر نباید از داخل ساختمان برده شود، بلکه باید خارج از ساختمان سیم کشیده شود. عایق کردن مسیر عبوری سیم ارت به داخل ساختمان تا شینه ورودی ساختمان نیز یک نکته مهم است.

در پای دکل سیم میله برقگیر بوسیله بست به یکی از پایه های دکل خیلی محکم و تا بالای دکل به میله برقگیر متصل شود. مسیر میله برقگیر باید از کابل هایی که به آنتنها می روند، مجزا باشد.

 

 

• اجرای سیستم  ارت سنج به روش سطحی

برای اجرای سیستم  ارت سنج به زمین سطحی چندین روش وجود دارد که عبارتند از:1-ROD 2-RING 3 2-پنجه ای (شعاعی) 4-مختلط 5- حلزونی 6- الکتروشیمیایی 7- شبکه ای. در زیر به شرح هر یک می پردازیم:

1. اجرای ارت به روش ROD کوبی

برای اجرای ارت با این روش، ابتدا مصالح مورد نیاز همانند روش عمقی استفاده می شود. با این تفاوت که به جای صفحه مسی، میله های مغز فولادی 5/1 متری و با قطر 14 میلیمتر و با روکش مس مناسب است.

روش کار به این صورت است که ابتدا کانالی به عمق 80 سانتیمتر و عرض 45 سانتیمتر و طول X حفر می شود. طول کانال به چند روش تعیین می شود:

 

1. به روش تجربی  
2.  اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک و انجام محاسبات لازم.

در صورتی که سایت دکل خود ایستا داشته باشد، برای حفر کانال از فاصله بین اتاق تجهیزات و دکل و همچنین اطراف دکل استفاده شود و اگر دکل روی ساختمان قرار دارد، حفاری با در نظر گرفتن اتاق دستگاه و دکل در مسیری که زمین رطوبت بیشتری دارد، انجام می شود.

 

پس از آماده شدن کانال، باید 2 میله به فاصله 3 متر از یکدیگر در زمین کوبیده شود. بطوری که حدود 15 سانتیمتر از میله ها بیرون بماند و 2 میله با کابل مسی یا کابل برق به هم متصل و با دستگاه ارت سنج مقاومت زمین ایجاد شده اندازه گیری می شود. اگر مقاومت نشان داده شده با دستگاه بالای 4 اهم باشد، باید میله دیگری به فاصله 3 متر از میله دوم قرار بگیرد و با اتصال 3 میله به هم مقاومت زمین ایجاد شده اندازه گیری گردد. تا زمانی که مقاومت اندازه گیری شده به زیر 4 اهم برسد، باید این کار ادامه پیدا کند. با کوبیدن میله ها، سیمی را که به شینه مسی نصب شده و در اتاق دستگاه متصل است باید به تک تک میله ها جوش و به سمت دکل برده شود.

 

برای پر نمودن کانال روی سیم مسی با بنتونیت پوشانده می شود. این کار در زمین هایی که رطوبت کافی ندارد، صورت می گیرد و سپس کانال با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم کانال پر می شود. مقاومت زمین اجرا شده باید اندازه گیری و ثبت شود که پس از پر کردن کانال، مقاومت زمین اندازه گیری شده، به کمتر از 3 اهم می رسد. در مناطق سردسیر عمق کانال حفاری شده و مسیر عبور کابل مسی اهمیت زیادی دارد که نباید در معرض یخبندان قرار بگیرد. تاثیر کاهش درجه حرارت بر افزایش مقاومت سیستم زمین به شکل زیر است:

 

دما بر حسب درجه سانتیگراد میزان مقاومت بر حسب اهم بر متر

20+ 72

10+ 99

0 138

5- 790

 

 

• سایر روش های اجرای ارت

در مناطق کوهستانی و سنگلاخی و مکانهای خاص، روش های دیگری نیز برای اجرای سیستم  ارت سنج وجود دارد که با توجه به بازدید از محل و اندازه گیریهای لازم انجام می شود.

 

• اجرای ارت در ارتفاعات

با توجه به نوع زمین و خاک ارتفاعات کشور به سه دسته تقسیم می شود که عبارتند از: ارتفاعات خاکی که امکان حفاری و کوبیدن میله مغز فولادی در آنها وجود دارد؛ ارتفاعات سنگلاخی که امکان حفاری عمیق در آنها وجود ندارد اما می توان در آنها شیار ایجاد کرد و ارتفاعات صخره ای.

 

برای ارتفاعات خاکی می توان از روش های حفر چاه یا کوبیدن ROD، سیستم ارت را اجرا کرد. برای ارتفاعات سنگلاخی، شیارهایی به شکل ستاره و پنجه ای ایجاد می شود و تسمه مسی در داخل شیارها خوابانده و برای کاهش مقاومت روی تسمه با مخلوط خاک و بنتونیت پوشانده می شود. یک نکته مهم اینکه تمامی اتصالات در زیر خاک باید به یکدیگر جوش داده شوند.

 

• روش اول

در زمین های صخره ای به دلیل سختی سطح، امکان حفاری وجود ندارد. بنابراین با مصالح ساختمانی کانال ساخته می شود و تسمه مسی در کف کانال خوابانده و کانال با بنتونیت پر می شود. طول کانال یا کانالها باید به اندازه ای باشد که مقاومت اندازه گیری شده تا میزان 3 اهم کاهش یابد. برای گرفتن نتیجه مطلوب باید داخل کانال بصورت مصنوعی دائما مرطوب نگهداشته شود.

 

• روش دوم

در این روش که با عنوان «شبکه ای» شناخته شده، ابتدا شبکه شطرنجی با سیم مسی به طول 3+x و عرض3+y به طوری که نقاط اتصال به هم جوش داده شده، درست می شود و سپس با مصالح ساختمانی با بنتونیت به ارتفاع 40cm آن را در زمین ریخته به طوری که ابتدا 20cm بنتونیت ریخته و سپس شبکه ساخته شده روی آن قرار می گیرد. روی آن نیز باید تا 20cm با بنتونیت پوشانده و انشعابهای لازم جهت دکل و سایت و نقاط دیگر از آن گرفته شود. متغیر های x و y با توجه به میزان مقاومت تعیین می شوند.

 

• نکات عمومی و مهم در رابطه با سیستم های ارت

1. تمامی باید بوسیله مفتول برنج یا نقره جوشکاری شود.
2. سطح جوش باید CM 6 باشد و برای اتصالات و جوشکاری نیز رعایت شود.
3. از هر پایه دکل های خودایستا توسط سیم مسی و بست مخصوص به سیستم ارت و هم پای دکل به سیستم ارت جوشکاری شود.
4.  سیم میله برقگیر باید از پایه ای که آنتن های کمتری نصب می شود و با کابل‎های روی لدر فاصله زیادی داشته باشد
5. برای اتصال میان سیم میله برقگیر باید بدون خمش در مسیر و به طور مستقیم به رینگ داخل کانال و از کوتاهترین مسیر توسط جوش متصل شود.

 

1.  میله برقگیر روی دکل در بالاترین نقطه دکل (با رعایت مخروط حفاظتی با زاویه 45 درجه ) به طوری که تجهیزات را تحت پوشش خود قرار دهد.
2.  جنس میله برقگیر باید به طور کامل از مس با آلیاژ استاندارد به قطر mm 16 باشد که طول آن به ارتفاع نصب انتنهای روی دکل بستگی دارد.
3.  شعاع خم سیم مسی بای حداقل CM20 باشد و  در عین حال زاویه قوس حداقل 60 درجه رعایت شود.
4.  پایه‌ها و نقاط ابتدا و انتهای لدر افقی باید به سیستم گراند متصل شود.
5. تمامی کابلهای ورودی به سالن دستگاه باید توسط بست گراند به بدنه دکل و ابتدای لدر افقی گراند شود. این کار بعد از محل خم شدن کابل صورت می گیرد.

8- در روی دکل، به هیچ عنوان جوشکاری نجام شود.

9- اتصال از شبکه گراند سیستم اجرا شده به تانکر سوخت دیزل ژنراتور، تانکر آب هوایی، اسکلت فلزی ساختمان و در و پنجره های اتاق دستگاه انجام شود.

1.  در صورتی که سیستمی‌ از قبل ‌اجرا شده باشد، سیستم قدیم به ‌جدید در عمق‌ خاک متصل می شود.
2.  سیم ‌ارت‌ در روی زمین با روکش ‌و سیم‌ داخل‌ کانالها‌ باید بدون روکش و مستقیم کشیده شود.
3.  پرکردن کانال باید با خاک سرند شده کشاورزی یا خاک نرم صورت بگیرد.
4. ارتفاع نصب شینه مسی CM 50 از کف تمام شده باشد.
5. شینه داخل اتاق تا حد امکان باید به چیدمان دستگاهها نزدیک باشد.
6. از هر دستگاهی جداگانه سیم ارتی به شینه متصل می شود.
7. قطر و طول شینه گراند به تعداد انشعابات آن بستگی دارد.
8. دکل های مهاری پر ظرفیت، توسط بست مخصوص به گراند متصل می شود.
9. جهت استفاده ترانس برق شهر در ایستگاه های مخابرات باید گراند جداگانه به کار برده شود.
10.  در سایت های کامپوتری به منظور اجرای سیستم زمین تا حد امکان باید از یک زمین با سطح یکنواخت ( بدون شیب ) استفاده شود.
11.  در ایستگاه ها بین نول و گراند نباید اختلاف ولتاژ وجود داشته باشد.
12.  در دکلهای پر ظرفیت که ابعاد قسمت بالای دکل آنها بیشتر از m 2 است، باید یک عدد برقگیر اضافی در سمت مقابل برقگیر اول نصب شود.
13.  در سیم‌کشی داخل محوطه سایت های کامپیوتری برای چراغ های روشنایی و .... باید از کابل زمینی استفاده شود اما نمی توام و در ایستگاه های بالای کوه و نقاط دور از شهر نباید از چراغهای روشنایی خیابانی استفاده شود.
14.  استاندارد قابل قبول آزمایش و تحویل اتصال زمین برای سایتهای کوچک زیر 10 اهم و برای سایت های بزرگ و مهم زیر 3 اهم است.

 

 

• انتخاب و نصب هادی زمین

هادی زمین آن به قسمتی از سیستم زمین گفته می شود که الکترود زمین را به ترمینال اصلی زمین متصل می کند و محل اتصال هادی زمین به الکترود، عموما در زیرزمین و محل ترمینال اصلی، بیشتر در داخل ساختمان است.

 

آلومینیوم لخت یا آلومینیوم دارای پوشش مس در تماس با زمین برای الکترود و یا هادی زمین قابل استفاده نخواهد بود. در محیط های مرطوب نیز نباید از این مواد برای هادی زمین استفاده کرد. در انتخاب نوع و سطح مقطع هادی زمین، باید به میزان توانایی عبور حداکثر شدت های جریان اتصال کوتاه به زمین در طول زمانهایی که پیش بینی می شوند، توجه کرد. همچنین باید تکیه گاههایی با استقامت مناسب برای مقاومت در برابر بزرگترین جریانها احتمالی اتصالی به زمین و نشتی، در نظر گرفته شوند. بطور خلاصه سیستم هادی زمین باید از هر دو نظر مکانیکی و خوردگی، از استقامت کافی برخودار باشد.

 

 

• دمای بالا در اثر جریانهای نشتی

زمانی که نشتی به طور دائم در جریان است، باید اطمینان حاصل کرد که از نظر دمای مجاز عایق بندی و یا تکیه گاهها، شرایط قابل قبول وجود داشته باشد و برای هادی های لخت که در دسترس هستند، نباید دما از 70 درجه سلسیوس بیشتر شود. در زمان انتخاب هادی برای عبور جریان اتصال کوتاه، باید دمای اولیه هادی که ممکن است در اثر جریانهای نشتی بیش از مقادیر معمولی باشد، مورد توجه قرار بگیرد.

 

 

• استحکام هادی اتصال زمین

نیروهای مکانیکی ممکن است عامل پارگی هادی اتصال زمین شوند،. بنابراین خوردگی الکتروشیمیایی (تشکیل پیل به وسیله فلزات ناهمگون در زمین) خوردگی شیمیایی (اثر مواد شیمیایی خاک بر روی فلز هادی اتصال زمین)، از جمله خطراتی است که هادی اتصال زمین با آنها مواجه می شود. در رابطه با خوردگی الکتروشیمیایی، دو فلزی که بیش از همه بهم متصل می شوند، مس و فولاد است. مس ساده (بدون هر گونه روپوش دیگر مانند قلع و ...) نسبت به فولاد ساده بدون هر گونه پوشش مانند گالوانیزاسیون قطب مثبت را تشکیل می دهد که یکی از  عوامل خوردگی سریع محسوب می شود.

 

 

• اتصالات و بستها

بست هایی که برای اتصال الکترود به هادی زمین استفاده می شوند باید با هر دوی آنها سازگاری داشته باشند تا از خوردگی گالوانیک تا حد امکان جلوگیری کنند. بستها باید از نظر مکانیکی استقامت بالایی داشته و جنس آنها از نوع مقاوم در برابر خوردگی باشد. در رابطه با بست‎های پیچی، باید بتوانند در برابر گشتاوری حداقل به مقدار 20 نیوتن متر، استقامت کنند. اتصال هادی زمین به الکترود یا دیگر سازه زمین شده که برای زمین کردن کاربرد دارند، بهتر است به کمک لحیم کاری یا با استفاده از بستهای بزرگ غیرآهنی این کار انجام شود. اگر غلاف فلزی و زره فلزی کابل استفاده شده، غلاف و زره باید با لحیم کاری به یکدیگر همبندی شوند و اتصال اصلی هادی حفاظتی به کابل با لحیم کاری به زره صورت بگیرد.

 

 

• جداسازی با هدف اندازه گیری مقاومت الکترود زمین

 

پیش بینی نقطه ای قبل از ورود هادی اتصال زمین به ساختمان یا هر سازه دیگر ضرورت دارد تا در آن بتوان به صورت موقت هادی زمین را از سایر تاسیسات جدا کرده و مقاومت الکترود زمین را اندازه گیری کرد. این کار می تواند به صورت دوره ای انجام شود که برای اطمینان از کارآیی الکترود ضرورت دارد. پیش بینی چاهکی قابل دسترس راهکار عملی برای این منظور است.

 

جداسازی با باز کردن یک بست ساده و محکم با ابزاری مخصوص، با برداشتن دریچه چاهک صورت می گیرد. دریچه باید طوری قفل شود تا از دسترس افراد غیرمسئول خارج گردد. اگر این کار ممکن نباشد، محل جداسازی باید در داخل و نزدیکی محیط ساختمان باشد تا با ایجاد مزاحمت و بخصوص طول زیاد سیمها، در اندازه گیری مشکلی رخ ندهد.

 

 

• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت مخصوص خاک

روشهای مختلفی برای اندازه گیری مقاومت الکترود زمین و مقاومت ویژه خاک ارائه شده و انواع دستگاههای مخصوص این کار نیز ساخته شده اند که اساس کار به یک شکل است. اگرچه انواع لوازم اندازه گیری با یکدیگر تفاوت دارند اما هدف ما بحث درباره اصول کار است. بنابراین باید به نقش جرم کلی زمین توجه ویژه شود.

از دو نوع اندازه گیری، اندازه گیری مقاومت ویژه خاک قبل از شروع احداث الکترود با هدف تصمیم گیری درباره مشخصات آن صورت می گیرد. در حالی که اندازه گیری مقاومت الکترود پس از پایان احداث الکترود انجام می شود. این روش اندازه گیری اهمیت زیادی دارد و در صورتی که بدون اشتباه انجام شود، ایمنی تجهیزات و اپراتور را تضمین می کند.

 

 

• آماده سازی

الکترودی برای اندازه گیری مقاومت به وسایل زیر نیاز دارد:

1. الکترود T1
2. یک عدد الکترود بنام الکترود کمکی جریان
3. یک عدد الکترود کمکی بنام الکترود کمکی ولتاژ
4. یک عدد آمپر متر با مقیاس اندازه گیری مناسب
5. دو عدد الکترود فولادی کمکی، مناسب برای کوبیدن در انواع زمین، هر یک به طول 0،30 تا 1 متر
6. ژنراتور استاتیک ولتاژ متناوب (معمولاً موج مربع) با استفاده از باتری به عنوان منبع اولیه انرژی
7. یک عدد مقاومت متغیر (رئوستا) با اوتو ترانسفورماتور با توان مناسب برای تنظیم شدت جریان در حد مطلوب
8. یک عدد منبع ولتاژ متناوب با توان مناسب که می تواند ژنراتور دستی ولتاژ متناوب (مشابه Megger) و یا ترانسفورماتور جداکننده ( در صورت استفاده از شبکه به عنوان منبع تغذیه معمولاً با نسبت 1/1) باشد.
9. مقداری سیم مسی با مقطع کافی ( 2،5 یا 4 میلیمتر مربع) از نوع قابل انعطاف با عایق‏بندی خوب و مجهز به ترمینالهای پیچی با کتاکتهای مطمئن.
10. یک عدد ولتمتر دقیق برای 220 ولت متناوب، با مقاومت داخلی 100 اهم بر ولت یا حداقل 20 کیلو اهم برای 220 ولت

 

 

• نکته مهم

دو نوع منبع ولتاژ که آشناترند یعنی ولتاژ شبکه فشار ضعیف (بدون استفاده از ترانسفور ماتور جداکننده) و ولتاژ جریان مسقیم (باتری معمولی) ایراداتی دارند که عبارتند از:

 ولتاژ شبکه که با توجه به اینکه یک نقطه از شبکه (خنثی) در منبع (پست ـ ژنراتور) به زمین متصل است، تامین ایمنی در اطراف الکترودی که هنگام اندازه گیری به فاز متصل می شود (به عنوان مثال الکترود T1 بویژه اگر از نظرها دور باشد. به علت وجود گرادیان ولتاژ، مشکل است). به همین دلیل اگر بدون ترانسفورماتور جداکننده، نباید از ولتاژ شبکه استفاده شود. در غیر این صورت بهتر است از ولتاژ شبکه به عنوان منبع استفاده شود. اندازه گیری ها باید با نظارت تکنیسین های متعدد در محلهای محفوظ در اطراف الکترود فاز انجام شود تا ورود افراد ناوارد به محوطه گرادیان ولتاژ جلوگیری شود. آمپر متر هم باید در هادی متصل به الکترود خنثی متصل گردد.

 

• ولتاژ جریان مستقیم

یکی از خواص زمین این است که با جذب رطوبت و با وجود انواع املاح در خاک به الکترولیت تبدیل می شود و در حالتی که از آن جریان مستقیم عبور کند مواد شیمیایی موجود در این الکترولیت یونیزه شده و یونهای مثبت به سمت قطب منفی و یونهای منفی به سمت قطب مثبت حرکت می کنند. هیدروژن به عنوان یکی از محصولات مواد اسیدی و بازی تجزیه شونده به شمار می رود که حبابهای بسیار ریز آن در اطراف الکترود جمع می شوند و لایه ای عایق ایجاد می کنند. این امر اندازه گیری دقیق می شود. در صورت استفاده از این روش باید به این نکات توجه داشت:

 

1. اندازه گیریها باید در کوتاه ترین زمان ممکن و دروبار بترتیب زیر انجام شوند
2. پس از آماده کردن مقدمات، جریان برای لحظه ای کوتاه صورت بگیرد و سپس قطبهای منبع تغذیه با یکدیگر تعویض و جریان دوباره برای مدتی کوتاه برقرار و یک قرائت دیگر در این حالت انجام شود.
3.  میانگین دو قرائت، باید بهم نزدیک باشند. در غیر این صورت، نتیجه آزمون قابل قبول نیست.
4. در صورتی که سطح الکترودی خیلی بزرگتر از کاتد باشد، مسئله پلاریزاسیون تا حد بسیار زیادی حل شده و آزمون با دقت بیشتر انجام می شود.