دستورالعمل اجرایی ایجاد سیستم زمین الکتریکی
دستورالعمل اجرایی ایجاد سیستم زمین الکتریکی: خصوصیات سیستم اتصال زمین باید از طرفی با الزامات حفاظتی سیستم و از طرف دیگر با مقررات ایمنی در برابر برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم مطابقت داشته باشد. در ایجاد سیستم اتصال زمین از دیدگاه مقررات ملی ساختمان سه هدف زیر مورد توجه قرار می گیرد:
- تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی انسان با سایر موجودات زنده در خلال بهره برداری سیستم الکتریکی
- حفظ عایق بندی سیستم با ایجاد مسیری برای جریان های اتصال کوتاه جهت عملکرد به موقع لوازم حفاظتی
- تامين الزامات سازگاری الکترومغناطیسی در موارد لازم Electromagnetic Compatibility (EMC) 2-UFER
مقاومت الکتریکی الکترود زمین به عوامل فراوان مخصوصاً به مقاومت ویژه خاک، ابعاد و شکل الکترود بستگی دارد، برای حجم معینی از فلز الکترود هرچه یکی از ابعاد الکترود بزرگ تر از دو بعد دیگر بوده و تماس الکترود در این بعد با خاک بیشتر باشد، مقاومت الکترود نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد شد.
بنابراین یک الکترود میله ای با نسمه ای که به صورت قائم یا افقی نصب شده باشد، نسبت به الکترود صفحه ای ارجحیت دارد در نتیجه الکترود صفحه ای غیر اقتصادی ترین الکترودها است. امروزه در اغلب کشورها استفاده از بتن مسلح در شالوده ساختمان (روش یوفر) همراه با الکترودهای میله ای متعدد موازی پرطرفدارترین و اقتصادی ترین روش های اجرای سیستم زمین محسوب می شوند.
به همین دلیل استفاده از واژه “چاه ارت” امروزه دیگر جامعیت لازم را ندارد و بایستی از عبارت صحیح سیستم اتصال زمین استفاده گردد. با توجه به اقلیم خشک بسیاری از نقاط ایران، اغلب خاک محل به خودی خود دارای کیفیت الکتریکی کافی نیست به همین دلیل برای کم کردن مقاومت الکترود زمین در این موارد می توان نسبت به تعویض خاک اطراف الکترود و جایگزین کردن با الکترولیت های دارای کیفیت الکتریکی خوب و پایدارتر اقدام نمود.
این الکترولیت ها عبارتند از:
- بنتونیت
- بتن معمولی
- بتن هادی
- سایر مواد کاهنده حائز شرایط استاندارد
در گذشته از مخلوط زغال و نمک به عنوان الکترولیت استفاده می شد. امروزه با توجه به مضرات شناخته شده این الکترولیت به ویژه به لحاظ ایجاد خوردگی در کاربردهایی مانند برق ساختمان که دوام طولانی سیستم زمین مورد نظر میباشد کاربرد آن منسوخ شده است. متاسفانه گاهی اوقات مشاهده می شود برخی افراد سودجو در تولید الکترولیت هایی مانند بنتونیت نیز برای کاهش مصنوعی و موقتی مقاومت مخصوص اقدام به افزودن نمک می کنند که همان زبان ها را در پی دارد.
به دلیل مشابه، نصب الکترود زمین در چاه آب چاه فاضلاب و خاک دستی ممنوع است و مکان نصب در صورت امکان نباید در حوزه نفوذ پساب فاضلاب قرار گیرد. در هر صورت محل نصب الکترود باید طوری انتخاب شود که چاه فاضلاب با آب در حوزه ولتاژی آن قرار نگیرد.
تبصره ۱: اگر چاه آبی از قبل در محل موجود بوده باشد به شرط آنکه از این پس به منظوری غیر از اتصال زمین الکتریکی استفاده نشود می- توان آن را جهت احداث الکترود زمین به کار برد.
تبصره ۲: قرار گرفتن الکترودهای اتصال زمین در مجاورت تاسیسات مکانیکی و اجزاء فلزی مدفون شده در خاک و همبندی آنها اجتناب ناپذیر است جهت جلوگیری از تشکیل پیل الکتروشیمیایی توصیه می گردد ضمن رعایت فاصله مناسبی بین الکترود با این اجزاء، نکات مربوط به انتخاب نوع فلز الکترود بند 4P1 از راهنمای طرح و اجرای تاسیسات برقی ساختمان ها رعایت گردد.
با توجه به آنکه وجود رطوبت در خاک تا حد معینی مفید است و به ازای مقادیر بیش از آن، ممکن است منجر به شسته شدن املاح مفید خاک و ضعیف شدن هدایت الکتریکی آن شود، زمین های اشباع و یا مملو از آب بستر رودخانه ها ومسیل ها مسیر عبور آب های جاری و زیرزمینی و مانند آن برای احداث الکترودهای اتصال زمین مناسب نیستند. در صورت اجبار به احداث الکترود در این زمین ها، باید تمهیدات ویژه برای جلوگیری از شسته شدن خاک اطراف الکترود و هر نوع آسیب احتمالی به اجزای الکترود سیستم زمین اندیشیده شود.
انواع الکترودهای زمین
متداول ترین انواع الکترودها از نظر شکل و طرز قرار گرفتن آن ها در زمین به شرح زیر تقسیم می شوند:
- الکترودهای قائم
- الکترودهای افقی
- الکترودهای صفحه ای
- الکترود بتن مسلح در شالوده ساختمان
۱-۲-۲ الکترودهای قائم
الکترودهای قائم به خاطر نفوذ بیشتر در عمق خاک و دسترسی به لایه های مرطوب زمین صرفه اقتصادی و سهولت در اجرا متداول ترین نوع الکترودها در جهان می باشند نفوذ این الکترود به لایه های عمیق تر خاک در عین حال پایداری بیشتری را نیز به همراه دارد زیرا در چنین عمق هایی وابستگی به دمای محیط و تغییرات فصلی خاک به حداقل می رسد. انواع الکترودهای قائم که با روش کوبیده شدن
در زمین و یا به روش فنی (حفر چاه) نصب میشوند عبارت اند از:
- الکترودهای میله ای
- الکترودهای لوله ای و پروفیلی
- سیم چند مفتولی
الکترودهای لوله ای بیشتر در آمریکای شمالی متداول اند و الکترودهای میله ای را بیشتر در اروپا می توان دید. مزیت اقتصادی الکترودهای قائم میله ای و لوله ای نسبت به سیم بسیار مشهود است، زیرا مستقیماً در سطح خاک (یا در کف یک دریچه بازدید کم عمق کوبیده) می شوند و نیازی به حفاری ندارند.
استفاده از سیم لوله گالوانیزه گرم یا تسمه مدفون، که متعاقب حفر سوراخ با قطر کم (۷) تا ۱۵ سانتی متر در زمین قرار داده می شوند فقط برای مواردی خاص قابل توجیه است. مراحل اجرای ست.
طول کوبیده شده الکترودهای قائم در زمین بکر نباید از ۲ متر کمتر باشد (این در حالی است که برخی استانداردهای معتبر بین المللی حتی مقادیر بیشتری مانند ۲/۵ یا ۳ متر را توصیه کرده اند ولی متاسفانه به دلیل آنکه عمده میله های موجود در بازار دارای طول یک ونیم متر هستند، اغلب به این نکته بی توجهی می شود و این الکترودها با طولی کمتر از
حد استاندارد به اشتباه در سیستم زمین ساختمان ها به کار رفته اند. واضح است که میله های بلند را برای اجرای آسان اجباراً بایستی به صورت چند تکه ساخت.
