بررسی تئوری اشباع در اطراف میله اتصال زمین

بررسی تئوری اشباع در اطراف میله اتصال زمین

چکیده :

این موضوع که میله های اتصال به زمین باید "بیش از مجموع طول های آن ها به طور جداگانه " فاصله داشته  باشند، از این تئوری نشات می گیرد و تقریباً تمامی میله های اتصال به زمین در خاکی که قرار می گیرند آن را اشباع می کنند.

بررسی تئوری اشباع در اطراف میله اتصال زمین

این موضوع که میله های اتصال به زمین باید "بیش از مجموع طول های آن ها به طور جداگانه " فاصله داشته  باشند، از این تئوری نشات می گیرد و تقریباً تمامی میله های اتصال به زمین در خاکی که قرار می گیرند آن را اشباع می کنند. یک میله ی اتصال به زمین به دسته های الکتریکی سه بعدی با اندازه های نامنظم و موضعی متصل می شوند. بر اساس ترکیب خاک (لایه ای و ...) و حجم خاک، یک میله ی اتصال به زمین می تواند شارژ الکتریکی وارد شده به زمین را در شعاعی معادل طول میله، میرا نماید، که به آن منطقه (کره) نفوذ میله گفته می شود. از لحاظ تئوری مجموع عمق های تحریک دو میله باید خاک همگن و در نزدیک ترین جایی باشد که میله های اتصال به زمین می توانند قرار بگیرند. هرچیزی ازآن نزدیک تر قرار بگیرد، باعث می شود خاک (دسته های) متصل مشترک حتی سریع تر اشباع شوند.

تقریباً تمامی میله های اتصال به زمین در خاکی که قرار می گیرند آن را اشباع می کنند.

 

تئوری اشباع

 

 

منطقه نفوذ میله های اتصال به زمین

میله های اتصال به زمین دارای طول ها و اندازه های مختلفی هستند. اندازه معمول 1/2 اینچ (1.27 سانتی متر)، 5/8 اینچ (1.59 سانتی متر) و 1 اینچ (2.54 سانتی متر) می باشد . اندازه 1/2 اینچ (1.27 سانتی متر) فولادی و با پوشش ضد زنگ، گالوانیزه یا با پوشش مس می باشد (همه ی میله های اتصال زمین از نوع فولاد ضد زنگ نیز موجود هستند) و می توان آن را به صورت ساده  (بدون رزوه) و بخش بندی شده (با رزوه مربوطه) خریداری کرد. سایز نمونه های دارای رزوه، 1/2 اینچ (1.27 سانتی متر) یا 9/16 اینچ (1.43 سانتی متر) می باشد. حائز همیت است که  همه ی میله ها را از یک نوع خریداری کنید. جفت کننده ها، بسیار شبیه لوله برنجی با رزوه داخلی به نظر می رسند و دو میله (دارای رزوه) در انتهای جفت کننده به هم متصل می شود.

از لحاظ علمی، میله اتصال به زمین با قطر یک اینچ (2.54 سانتی متر)، که در خاک همگن با مقاومت 1000 اهم بر متر قرار دارد، 765 اهم خروجی دارد. با قرار دادن در عمق 2 متر در خاک، 437 اهم مقاومت به دست می آید. اما در عمق 3متر، تغییر چندانی نمی کند (تنها 309 اهم) اندازه گیری می شود. با استفاده از سه میله اتصال به زمین که هر یک، یک متر طول دارند و در مقایسه با مقاومت میله های 3 متری، هر یک 230 اهم مقاومت می دهند، می توان سریع تر به کاهش مقاومت اهمی و نصب آسان تر دست یافت. فرض می شود که فاصله ی آن ها بیشتر از مجموع طول های آنها به صورت جداگانه است.

با استفاده از سه میله اتصال به زمین که هر یک، یک متر طول دارند و در مقایسه با مقاومت میله های 3 متری، می توان سریع تر به کاهش مقاومت اهمی و نصب آسان تر دست یافت.

اگر سیمهای اتصال زمین، نیز زیر سطح دفن شده باشند، در این صورت، سیستم زمین ممکن است کمتر از 200 اهم باشد. (با داشتن یک میله اتصال به زمین عمیق، 40 فوت (12.192 متر) یا بیشتر حتی اگر به آب برسد، به اندازه ی زمین دینامیک خوب عمل نخواهد کرد، چرا که 5 تا 10 فوت (از 1.524 تا 3.048 متر) بالا بیشتر جریان را هدایت می کند و ممکن است اشباع شود. جریان گردابی در این لایه های بالایی ایجاد می شوند و اندوکتانس میله باعث ممانعت شار جریان در عمق های بیشتر می شود).

میله های اتصال زمین، برای مقاومت در برابر خوردگی، روکش مس دارند. مس، نقره، جیوه، و طلا مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارند و فلزات فراوری شده (که هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شوند)  مانند آلومینیوم و منیزیوم به راحتی دچار خوردگی می شوند. فلزات خالص تر مانند مس، هنگامی که با فلزاتی که کمتر خالص هستند در حضور الکترولیت (آب) به هم متصل می شوند، نقش کاتد (-) را ایفا می کنند و فلزات کمتر نجیب، آند (+) خورده می شوند.

گرافیت در جدول گالوانیک فلزات ذکر نشده است، چرا که  فلز نیست. گرافیت حتی از فلزات مانند نقره نیز خالص تر است و قاعدتاً از مس نیز نجیب تر است. بنابراین، اگر ماده پر کننده گرافیت قرار است به عنوان تقویت کننده زمین برای احاطه ی مس استفاده شود، مس در برابر گرافیت خورده خواهد شد و در خاک حل می شود.

 

فلزات ناب تر از طلا به منیزیم

طلا

پالادیوم

نقره

مس

سرب

قلع

نیکل

کادمیوم

آهن

روی

آلومینیوم

منیزیم

 

-3.87

-3.36

-3.17

-2.71

-2.24

-2.23

-2.12

-1.97

-193

-1.161

-0.71

0.00

منیزیم

-3.16

-2.65

-2.46

-2.00

-1.53

-1.52

-1.41

-1.26

-1.22

-0.9

0.00

0.71

آلومینیوم

-2.26

-1.75

-1.56

-1.1

-0.64

-0.63

-0.51

-0.36

-0.32

0.00

0.9

1.61

روی

-1.94

-1.43

-1.24

-0.78

-0.31

-0.3

-0.19

-.04

0.00

0.32

1.22

1.93

آهن

-1.9

-1.39

-1.20

-0.74

-0.28

-0.27

-0.15

0.00

0.04

0.36

1.26

1.97

کادمیوم

-1.75

-1.24

-1.05

-0.59

-0.12

-0.11

0.00

0.15

0.19

0.51

1.41

2.12

نیکل

-1.64

-1.12

-0.94

-0.47

-0.01

0.00

0.11

0.27

0.3

0.63

1.52

2.23

قلع

-1.63

-1.11

-0.93

-0.46

0.00

0.0.1

0.12

0.28

0.31

0.64

1.53

2.24

سرب

-1.16

-0.65

-0.46

0.00

046

0.47

0.59

0.74

0.78

1.10

2.00

2.71

مس

-0.7

-0.19

0.00

0.46

0.93

0.94

1.05

1.20

1.24

1.56

2.46

3.17

نقره

-0.51

0.00

0.19

0.65

1.11

1.12

1.24

1.39

1.43

1.75

2.65

3.36

پالادیوم

  • ۱۳۹۴/۰۶/۳۰
  • 0
این مطلب را به اشتراک بگذارید
avatars
نویسنده : تیم تولید محتوای ایکهربا

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

محصولات مرتبط

مطالب مرتبط