دستورالعمل سیستم الکترود زمین تک نقطه ای  کم اهم

- مقدمه

به طور کلی در برخی شرایط به دلیل عدم وجود فضای کافی یا به عبارتی به منظور حداکثر استفاده از فضای موجود نیاز است تا سیستم زمین نقطه ای کم اهم استفاده گردد. در راستای رسیدن بدین مقصود انتخاب صحیح آرایش الکترودی سیستم زمین از اهمیت ویژه ای برخوردار است بطوریه ضمن حصول کمترین مقاومت جنبه های اقتصادی طرح پیشنهادی نیز در نظر گرفته شود.

۲- محدوده ی کار

در این گزارش به بررسی آرایش های مختلف سیستم الکترود زمین نقطه ای پرداخته شده است به گونه ای که با صرف کم ترین هزینه، بهترین نتیجه (کمترین مقاومت) حاصل گردد بدین منظور آرایش های مختلف با استفاده از پکیج نرم افزاری CDEGS مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند و نهایتا پس ازگزینش بهترین آرایش ، دستورالعمل اجرایی برای طرح پیشنهادی ارائه گردیده است.

۳- تجهیزات و شرایط مورد استفاده در شبیه سازی  

 در ابتدا لازم به توضیح است به منظور محاسبات دقیق مقاومت زمین سیستم الکترود نقطه ای از ماژول MALT از پکیج نرم افزاری CDEGS استفاده شده است.

 تجهیزات مورد استفاده در شبیه سازی ها عبارتند از:

1. کابل مسی بدون روکش سایز 50 mm2

2. الکترود صفحه ای 900 mm x 900 به ضخامت 3 mm

3. الکترود شبکه ای 900 mm x 900 به ضخامت 3 mm

4. اکترود فنری (به شعاع  40 cm  ساخته شده از کابل مسی بدون روکش سایز 50 mm2 )

5. الکترود میله ای (با قطر 16 mm یا الکترود خطی عمودی ساخته شده از کابل مسی بدون روکش سایز 50 mm2)

 لازم بذکر است در کلیه ی شبیه سازی ها به شعاع 25 cm از الکترود مورد نظر مواد کاهنده با مقاومت ویژه ی 0.1 Ω.m  فرض شده است. به طور کلی مواد کاهنده می تواند از نوع بنتونیت یا مواد شیمیایی  باشد که به ترتیب دارای مقاومت ویژه 2.5 Ω.m  تا 0.02 Ω.m هستند لذا بسته به نوع مواد کاهنده و مقاومت ویژه ی آن ، مقاومت سیستم الکترودی متغیر خواهد بود.

 اطلاعات مربوط به مقاومت ویژه ی لایه های مختلف خاک در شبیه سازی ها به صورت ثابت و مشابه مورد استفاده قرار گرفته است.

 عمق دفن 600 mm  در نظر گرفته شده است.

شکل1- نمایی از تجهیزات مورد استفاده در شبیه سازی

4-آرایش الکترودی فنری

5- آرایش الکترودی فنری-شبکه ای افقی  

6- آرایش الکترودی فنری-شبکه ای عمودی  

7- آرایش الکترودی فنری-صفحه ای افقی

7- آرایش الکترودی فنری-صفحه ای عمودی 

8- آرایش الکترودی خطی عمودی (یا راد)- به شعاع 0.5 متر مواد کاهنده

9- آرایش الکترودی خطی عمودی (یا راد)- به شعاع 0.25 متر مواد کاهنده

10- آرایش الکترودی خطی – شبکه ای افقی

11- آرایش الکترودی خطی – شبکه ای عمودی

12- آرایش الکترودی خطی – صفحه ای افقی

13- آرایش الکترودی خطی – صفحه ای عمودی

14- مقایسه ی آرایش های الکترودی 

15- جمع بندی نتایج بررسی ها و مطالعات 

نتایج مطالعات و بررسی ها و نیز جداول و نمودارهای مقایسه ای مستخرج شده از شبیه سازی دقیق نرم افزاری مربوط به آرایش های الکترودی مختلف به تفصیل در بخش 14 این گزارش ارائه گردیده است. نتایج حاکی از آن است که با توجه به نزدیک بودن نتایج مربوط به مقاومت سیستم الکترود زمین در آرایش های مختلف، می بایست با در نظر گرفتن عوامل مهمی چون میزان متریال استفاده شده یا به عبارتی ابعاد اقتصادی طرح پیشنهادی، کارایی و سهولت اجرا و همچنین توانایی انتقال مناسب سرج های ناشی از صاعقه (اندوکتانس کم) ، استفاده از الکترودهای فنری ، صفحه ای ، شبکه ای و یا ترکیب آن ها توصیه نمی گردد. لذا استفاده از الکترودهای میله ای با استفاده از مواد کاهنده ی با مقدار و مقاومت ویژه ی مناسب می تواند کلیه ی نیاز ها و عوامل ذکر شده را پوشش دهد بنابراین دستور العمل اجرایی این نوع آرایش الکترودی در بخش 16 این گزارش ارائه شده است.

 گفتنی است به منظور بررسی دقیق تاثیر مقاومت ویژه ی مواد کاهنده برای الکترود میله ای 5متری که به شعاع 0.5 متر از مواد کاهنده پوشیده شده است. مقادیر حداقل و حداکثر مقاومت ویژه ی مواد کاهنده اعمال و شبیه سازی شده است که نتایج عبارتند از :

16- دستورالعمل اجرایی طرح پیشنهادی 

چگونگی اجرای الکترود زمین :

چگونگی اجرای مواد کاهنده :

مراحل انجام کار:

با توجه به محدودیت در تامین ماشین آلات حفاری در اجرای الکترودهای میله ای در صورتی که با مواد کاهنده مورد استفاده قرار گیرند، میبایست به صورت دفن شده و در داخل چاه حفر شده با قطر 80 الی 100 سانتیمتر قرار گیرند. لذا مراحل کار به شرح زیر میباشد:

1-  حفاری چاه با قطر دهانه 100 سانتیمتر در محل تعیین شده انجام شود.

2-  عمق چاه میبایست 5 متر در نظر گرفته شود.

3- الکترود میله ای نوک تیز با طول 5 متر هم میتواند به صورت یک تکه و هم به صورت 2 تکه (اتصال سکشنها از طریق کوپلر) تهیه و در مرکز چاه قرار داده شود.(فاصله میله از دیواره های چاه حدودا 50 سانتیمتر باشد)

4-  حدودا 50 سانتیمتر ابتدایی طول الکترود میله ای با استفاده از چکش برقی (در صورت نرم بودن خاک چکش دستی) در وسط چاه کوبیده شود.(در زمان کوبش سر ضربه خور در بالای میله قرار گیرد)

5-  سیم مسی بدون روکش از نوع مفتولی تابیده شده با سطح مقطع 70 و یا 50 میلیمتر مربع با استفاده از قالب جوش احتراقی اتصال دهنده سیم به میله، به قسمت بالایی میله جوش داده شود.

6-  در فضای اطراف چاه مواد کاهنده با استفاده از آب به صورت ملات سفت شده (غلظت مواد به اندازه گل شدن باشد) و در اطراف الکترود ریخته شود

7-  مواد کاهنده تا لبه بالایی الکترود میله ای در چاه ریخته به گونه ای که چاه کاملا پر گردد

8-  مابقی فضای باقیمانده چاه با استفاده از خاک رس و یا خاک سرند شده محل پر گردد.

9-  در صورتی که روی چاه دریچه بازدید نصب میشود سیم جوش داده شده به شینه موجود در دریچه با استفاده از کابلشوی مناسب متصل گردد. در غیر این صورت با انتخاب متراژ مناسب برای سیم میتوان آن را به نزدیکترین باسبار موجود با استفاده از کابلشوی مناسب متصل نمود.

10-  در صورتیکه از دریچه بازدید استفاده میشود میبایست اطراف آن با ملات سیمان پر گردد و به گونه ای نصب گردد که تحمل نیروی تا 5 کیلو نیوتن را داشته باشد.