1- مقدمه:

تعیین صحیح جنس و اندازه الکترود زمین و اتصالات آن، باعث افزایش طول عمر سیستم زمین می‌گردد. جنس الکترود زمین و اتصالات باید به نحوی تعیین شود که در برابر خوردگی مقاومت لازم را ایجاد نماید. جهت هدایت مناسب جریان‌های الکتریکی ناشی از خطای اتصال کوتاه و صاعقه نیز می‌بایست ابعاد الکترود زمین به نحوی تعیین گردد که بر اثر عبور جریان، افزایش حرارت بر روی الکترود زمین بوجود نيايد ومنجر به فیوزینگ آنی نشود. 

2- جنس الکترود زمين

طبق استاندارد IEEE 80-2015  جنس‌های مختلفی از الکترود زمین را می‌توان استفاده نمود که به شرح زیر است:

1. مس: برای الکترود زمین معمولا از مس استفاده می‌شود. مس علاوه بر هدایت بالایی که دارد، بخاطر کاتدیک بودن نسبت به سایر فلزات دفنی مجاور خود ، در برابر خوردگی نیز مقاومت می‌کند.

2. فولاد با روکش مس: این نوع الکترود به صورت معمول درسیستم زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد، بخصوص جایی که مشکل دزدی  مس وجود داشته باشد.

3. فولاد ضدزنگ :هادی فولادی یا استنلس استیل در جایی که خاک سبب خوردگی  مس می‌شود مورد استفاده قرارمی‌گیرند. از فولاد با روکش روی یا استنلس استیل در ترکیب با حفاظت کاتدیک به عنوان سیستم زمین استفاده می‌شود.

4. سایر ملاحظات در انتخاب جنس الکترود: شبکه‌ای از مس یا فولاد روکش مس با سازه‌های فلزی دفن‌شده ، لوله‌ها و یا هر ماده‌ای با آلیاژ سربی تشکیل یک پیل گالوانیکی را می‌دهندکه این قضیه می‌تواند بعدها خوردگی را تسریع نماید. قلع اندود کردن مس می‌تواند میزان پتانسیل پیل را در برابر استیل و روی، حدود 50 درصد کاهش داده و در حضور سرب کاملاً حذف نماید (چرا که قلع در برابر سرب در طی فرایند پیل گالوانیکی خورده می‌شود). اما از معایب استفاده از هادی مس قلع اندود شده می‌توان به تسریع خوردگی طبیعی مس توسط مواد شیمیایی خاک اشاره نمود.

از سایر روش‌های معمول می‌توان موارد زیر را نام برد:

الف) عایق‌کردن سطح فلزات فنا شونده توسط روکش‌هایی همچون نوار پلاستیک، ترکیبی از آسفالت، یا هر دوآنها.

ب) مسیر فلزات دفنی بگونه‌ای باشد که هادی های مسی تا حد امکان نزدیک به لوله‌های آب و یا سایر فلزات بدون پوشش با زاویه مناسب قرار گرفته و بتوان در محلی که فلزات در نزیکی هم قرار گرفته‌اند پوشش عایق قرار داد. معمولاً این پوشش عایق برای لوله‌ها در نظر گرفته می‌شود.

پ) حفاظت کاتدیک از طریق استفاده از آندهای فنا شونده و یا جریان‌های تزریقی

ت) استفاده از لوله‌ها و مجراهای غیرفلزی.

3- ابعاد الکترود زمين:

ابعاد الکترود زمین را می‌توان از جدول 1 انتخاب نمود. با توجه به مطالب گفته شده در بالا، بهترین جنس برای هادی دفنی الکترود زمین، مس می‌باشد. بنابراین مطابق جدول 1 می‌بایست از حداقل مقطع 50mm2 استفاده گردد.

جدول1 ابعاد الكترود زمين         

جدول 2- جنس، شکل و حداقل ابعاد الکترود زمین درسیستم‌های صاعقه گیر                   

1) مشخصات الکتریکی و مکانیکی همچون مقاومت در برابر خوردگی، باید الزامات سری IEC 62561 را رعایت نماید. 

2) در عمق حداقل 50 میلیمتری بتن دفن شود.

3) صفحه توری شکل با حداقل طول کل هادی 4.8 متر ساخته شود.

4) پروفیل های مختلف با سطح مقطع 290 میلی متر مربع و حداقل ضخامت 3 میلی متر مجاز می‌باشند.

5) درسیستم‌های زمین که به صورت رینگ استفاده می‌شود، الکترود زمین باید حداقل درهر 5 متر به آرماتورهای تقویتی متصل شود.

6) در برخی کشورها میزان قطر را می‌توان به 12.7 میلیمتر کاهش داد

جدول 3 ابعاد الكترود زمين دفني در خاك

نكته1 - مغزي الكترود فولادي با روكش مس بايد از جنس فولاد با كربن كم باشد و توان تحمل فشار 600 نيوتن برميلي متر مربع را داشته باشد.

روكش مس بايد داراي خلوص 99.9 درصد مس الكتروليتي بوده و به صورت مولكولي برروي مغزي فولادي كشيده شده باشد.

ضخامت مس نبايد از 0.25 ميلي متر كمتر باشد