انواع الکترود زمین (الکترود ارت ) و فرمول محاسبه آن:
1- الکترود صفحه ای یا چاه ارت :
از الکترود صفحه ای بیشتر در نقاطی استفاده میشود که بخواهند در حجم کمی از فضا، به مقاومت پایینی دست یابند. الکترود صفحه ای را می بایست بصورت عمودی در چاه قرار داد و می بایست آنرا در عمقی از خاک قرار داد که دارای رطوبت کافی باشد. کمترین عمق نصب 60 سانتیمتر از لبه بالایی صفحه میباشد مگر در زمینهای سخت و صخره ای که در این شرایط میبایست حداقل به اندازه طول صفحه حفاری صورت پذیرد بطوریکه لبه بالایی صفحه کمی پایین تر از سطح زمین قرار گیرد.
در صورتیکه مقاومت یک صفحه، از میزان مورد نیاز ما بیشتر باشد، میتوان با ایجاد الکترود صفحه ای دیگر و اتصال آنها به یکدیگر از میزان مقاومت کاست. در این صورت میزان مقاومت به شرطی که الکترودها، خارج از حوزه ولتاژ یکدیگر باشند ، معادل مقدار موازی آنها خواهد شد. برای این امر، میبایست فاصله الکترودها از یکدیگر، حداقل به میزان عمق الکترود رعایت گردد. جهت رسیدن به مقدار مطلوبتر میزان فاصله به میزان 2 برابر عمق الکترود، مناسب تر است.
ρ: مقاومت ويژه خاك برحسب اهم متر
A : سطح مقطع صفحه برحسب متر مربع
نکته دیگری که میبایست مدنظر قرار گیرد اینکه اجرای دو الکترود با فاصله فوق از اجرای یک الکترود با سطح 2 برابر هرکدام از الکترودها، به لحاظ اقتصادی به صرفه میباشد. بدین ترتیب ابعاد صفحه مورد استفاده، از 1.2m x 1.2m بیشتر نمیشود. همینطور ابعاد این صفحه نباید از 0.5m x 0.5m کمتر شود. ضخامت این صفحات نیز برای صفحات مسی میبایست حداقل 2mm انتخاب شود.
2- الکترود میله ای:
این الکترودها میله ای از جنس فولاد با روکش مس copper bond میباشند، حداقل قطر این الکترودها، مطابق استاندارد 14mm میباشد و طول آن بسته به جنس خاک از 1.5 تا 12.5 متر متغیر میباشد. برای کوبش الکترودها در زمین میتوان از میل کوب استفاده نمود، بطوریکه ابتدا یک میله 1.5 متری در زمین کوبیده میشود، سپس از کوپلر جهت افزایش طول آن استفاده میشود تا بتوان میله دیگری را به انتهای آن اضافه نمود. افزایش قطر میله های زمین تاثیر چندانی در کاهش مقاومت زمین نداشته، تنها به استحکام مکانیکی آن در زمان کوبش کمک میکند. جهت کاهش مقاومت زمین، از اتصال موازی چند میله زمین به یکدیگر استفاده میکنیم. فاصله این الکترودها نسبت به یکدیگر میبایست به نحوی انتخاب گردد که حداقل به میزان طول الکترود از یکدیگر فاصله داشته باشند و بهتر است این فاصله به میزان 2 برابر طول الکترود انتخاب گردد تا نتیجه بهتری حاصل شود.
ρ: مقاومت ويژه خاك برحسب اهم متر
L :طول الكترود برحسب متر
D :قطر الكترود برحسب متر
ρ: مقاومت ويژه خاك برحسب اهم متر
L:طول الكترود برحسب متر
n :تعداد الكترود ها
s :فاصله بين الكترود ها برحسب متر
λ:فاكتور گروهي
اگر تعداد الكترود ها زياد باشد از فرمول پاینی استفاده ميگردد:👈
3- الکترود هادی افقی:
در این روش، مي توان از تسمه يا سيم به عنوان الكترود زمين استفاده نمود. در عمق 0.5 تا 1 متری خاک قرار میگیرد و اطراف آن، با مواد کاهنده و خاک نرم پر میگردد. در این روش، تاثیر عمق قرار گیری الکترود در کاهش مقاومت، بسیار کم بوده و تنها میبایست الکترود را در زیر عمق یخ زدگی خاک قرار داد. افزایش مقطع کابل نیز تاثیر چندانی در کاهش مقاومت ندارد.
بطور کلی جهت رسیدن به یک مقاومت پایین، میبایست الکترود زمین به نحوی طراحی و اجرا گردد و شکل آن به صورتی انتخاب شود که میزان چگالی جریان در فضای اطراف الکترود تا حد امکان کم باشد. به این منظور میبایست یک بعد الکترود، در مقایسه با دو بعد دیگر آن تا حد امکان بزرگتر باشد. در نتیجه استفاده از کابل یا تسمه مسی که در طول خوابانده شده است، از استفاده از یک صفحه مربع شکل بهتر است.
از طرفی افزایش طول الکترود، باعث افزایش امپدانس خصوصا در مواجه با جریانهای فرکانس بالا همچون صاعقه میگردد. لذا پیشنهاد می-گردد از چندین هادی افقی کوتاه بجای استفاده از یک هادی با طول زیاد، استفاده گردد.
ρ: مقاومت ويژه خاك برحسب اهم متر
L :طول الكترود برحسب متر
h :عمق دفن الكترود برحسب متر
d :عرض تسمه يا قطر سيم برحسب متر
k : مقدار 1.36 براي تسمه و مقدار 1.83 براي سيم
4- الکترود هادی مش:
از این نوع الکترود جهت ایجاد یک سطح هم پتانسیل استفاده میشود، تا به این وسیله ولتاژهای گام و تماس را تا حد امکان کاهش داد. این الکترودها از یکسری هادی مسی یا فولادی عرضی و طولی تشکیل شده اند که در عمق 0.5 متری سطح زمین قرار میگیرند. هادی ها میبایست در نقاط تقاطع، به یکدیگر متصل شوند این اتصال می بایست ازنوع جوش احتراقی باشد.جهت اتصال با لایه های پایین تر خاک، می-بایست از الکترود میله ای به همراه این نوع الکترود استفاده نمود.
ρ: مقاومت ويژه خاك برحسب اهم متر
L:ميزان تسمه يا سيمي كه براي شبكه مش استفاده شده است
A:سطحي كه براساس شبكه مش پوشيده شده است برحسب متر مربع
