انواع الکترودها

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/08/15 12:10:56 0 نظرات مطالب برقی,

 

انواع الکترودها

انواع الکترودهای رایج در ساختمان عبارتند از:

1. میله ای (فولاد مس پوش مرغوب یا گالوانیزه)

2. صفحه ای (مسی یا آهن گالوانیزه)

3. تسمه ای (مسی یا آهن گالوانیزه)

4. صفحه مشبک (مسی یا آهن گالوانیزه)

5. مش (سیم مسی)

 

الکترود میله ای (الکترود قائم)

انواع الکترودهای میله ای به شرح زیر می باشد.

1. الکترود میله ای با هسته فولاد و روکش مس

2. الکترود میله ای از فولاد ضد زنگ

3. الکترود میله ای از فولاد گالوانیزه گرم

4. الکترود میله ای از فولاد گالوانیزه گرم (لوله آب)

 

جنس الکترود

به منظور کاهش یا به حداقل رساندن میزان خوردگی گالوانیکی باید فلزاتی انتخاب شود که تا حد امکان در جدول سری گالوانیک به هم نزدیک تر باشند. توجه شود که قطر الکترودهای قائم در کاهش مقاومت ویژه زمین تأثیر بسیار کمی دارد و عمق دفن آن مورد اهمیت است. با این حال برای انتخاب قطر، استحکام و نوع سختی خاک و خوردگی در نظر گرفته می شود.

در سازه های فولاد/بتن باید از الکترودهای با جنس مس استفاده شود. چون پتانسیل الکتریکی سیستم فولاد/بتن با مس یکی است و در اتصالات همبندی می توان، مستقیماً آنها را به هم وصل نمود. اگر از الکترود فولاد گالوانیزه در این سازه ها استفاده شود به دلیل الکترونگاتیو بودن شدید  فولاد گالوانیزه، سیستم اتصال زمین به خطر می افتد. اکثراً در این نوع سازه ها از الکترود میله ای با هسته فولاد و روکش مس استفاده می شود ولی باید دقت شود که ضخامت و صیقلی بودن سطح الکترود مطلوب باشد. اگر روکش آسیب دیده باشد به سرعت الکترود از بین می رود.

 

روش اجرا سیستم اتصال زمین با الکترود میله ای

الکترودهای نوع میله ای فولادی با روکش مس و یا گالوانیزۀ گرم، باید در زمین بکر کوبیده شوند و عمق آن باید به قدری باشد که خشک شدن یا یخ زدگی در فصل های مختلف سال اثر قابل ملاحظه ای بر میزان مقاومت آن نداشته باشد. بنابراین عمق آن وابسته به شرایط اقلیمی محیط است. طبق توصیه مبحث 13 حداقل عمق کوبیدن یا دفن الکترود عمودی اتصال زمین نباید از مقدار 2 متر کمتر باشد. این در حالی است که برخی استانداردها مانند NEC2014 و نشریه 110 مقررات ملی ساختمان این حداقل طول را 2.44 نوشته اند. بهرحال آنچه مسلم است اینکه استفاده از میله های 1.5 متری رایج در بازار مجاز نیست. عمق زیاد الکترود نیز (تقریباً 6 متر) تأثیر چندانی بر کاهش مقاومت سیستم اتصال زمین ندارد. برای نصب این الکترود نیازی به حفر چاه نیست و با چکش دستی، پیکور برقی یا پنوماتیکی در زمین دست نخورده به طور عمود کوبیده می شوند.

 

                                                      

                                          دو نمونه چکش مخصوص کوبیدن میله (سمت راست چکش برقی- سمت چپ چکش دستی)

 

برای کوبیدن الکترود، در نوک میله یک قطعه فولادی نوک تیز و سخت و در انتهای آن چکش خور قرار می دهند تا به راحتی در زمین کوبیده شود. در صورتی که طول میله کوبی 2.44 متر بیشتر باشد می توان توسط قطعۀ واسطه، میلۀ دیگری را به آن اضافه کرد. نکته مهم آنست که ته دو میله در داخل کوپلینگ با فشار روی هم قرار گیرند تا نیروی ضربات چکش از طریق میله ها (و نه کوپلینگ) منتقل شود. برای این منظور باید ابتدا روی رزوه ها گریس هادی مالیده شود و سپس آن را آنقدر سفت تمود تا دقیقاً روی هم بنشیند.

ولی باید در نظر داشت که قطعۀ واسط شبیه پیچ و مهره است و اغلب تحمل ضربه های لازم برای فرو کردن میله در زمین های بسیار سخت را ندارد و در اثر ضربه ممکن است لق شده و اتصال میان میله ها دچار اشکال شود. بنابراین توصیه می شود این روش، در خاک های نرم یا در زمین هایی که رطوبت در نزدیکی سطح آن قرار دارد، اجرا شود.

بعد از کوبیدن الکترود برای سهولت در امر نگهداری و بازرسی سیستم اتصال زمین، باید در بالای هر الکترود دریچه بازدید مناسبی با درپوش مناسب ساخته و نصب شود. در مرحله آخر اتصال تسمه مسی و یا سیم مسی، به الکترود زمین است که با استفاده از جوش احتراقی یا کلمپ انجام می شود. اگر سیم به میله جوش زده شود دریچه بازدید الزامی نیست.

استفاده کردن از الکترود میله ای، علاوه بر سادگی، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. اما در بسیاری مواقع یک الکترود نمی تواند مقاومت مطلوب را تأمین کند، بنابراین طراح اجرای چندین الکترود را برای رسیدن به مقاومت مطلوب زمین پیشنهاد می نماید. در این حالت، توصیه می شود حداقل فاصله بین هر دو الکترود، حتی الامکان کمتر از 2/2 برابر طول هر الکترود، نباشد. الکترودهای موازی باید به وسیله هادی زمین با سطح مقطعی و با استفاده از جوش احتراقی یا کلمپ ها به هم متصل شوند.

لازم به تأکید است که استفاده از میله های متعدد به صورت موازی دقیقا اثر مقاومت موازی را ندارد به عنوان مثال کاهش مقاومت دو الکترود موازی حدود 40 درصد، سه الکترود موازی 60 درصد، چهار الکترود موازی، 66 درصد است (الکترودها از جهت یکسان فرض شده است).

در استفاده از الکترودهای موازی باید دقت کافی شود که فاصله آنها از یکدیگر بیشتر از عمقشان در خاک باشد. برای مثال، اگر دو میله موازی با فاصله 3 متر (10 فوت) باشد مقاومت 40 درصد کاهش می یابد. البته در مبحث 13 حداقل فاصله بین الکترودهای ساده 6 متر و در بعضی از کاتالوگ ها حداقل 2 متر و در برخی یک تا دو برابر عمق چاه زمین در نظر گرفته شده است ولی استاندارد NEC2014 حداقل این فاصله 1.8 متر یا 6 فوت ارائه شده است. 

 

                                        

                                                                   نحوه استفاده از الکترولیت حول الکترولیت میله ای برای موارد خاص

 

نحوه اتصال با استفاده از جوش احتراقی بست ها و کلمپ ها

اتصال با استفاده از جوش احتراقی

وسایل لازم در جوشکاری احتراقی عبارتند از قالب، پودر جوش احتراقی متناسب با قالب، پولک فلزی، چاشنی، دستگیره قالب، برس تمیزکننده و فندک احتراق.

جوشکاری احتراقی قالب های متفاوتی دارد، که در این قسمت جوشکاری الکترود به سیم با اتصال T و L بیان می شود. اتصال T برای اتصال سیم های دو الکترود به هم استفاده می شود. اتصال L برای اتصال هادی منتهی به یک الکترود کاربرد دارد.

روش T

1. دستگیره قالب در محل مشخص شده در قالب به وسیله پیچ های کناری دستگیره محکم می شود.

2. مکانیزم عملکرد دستگیره شبیه انبر قفلی است، جهت تنظیم دستگیره، پس از مونتاژ دستگیره روی قالب و قبل از قرار دادن هادی درون آن، درب قالب، باز و بسته می شود. در صورت قفل شدن نامناسب، با پیچ چشمی میانی دستگیره در جهت یا خلاف جهت عقربه های ساعت، تنظیم می شود.

3. قالب را با مشعل از پیش گرم می کنند. این کار خصوصاً در هوای سرد، کاملاً لازم است.

4. هادی ها پس چربی گیری، اکسیدزدایی با فرچه سیمی در محل تعبیه شده در قالب قرار داده می شوند. در این نوع اتصال، هادی ها باید برش خورده و اندکی از یکدیگر فاصله داشته باشد. در اتصال الکترود میله ای، قالب روی میله زمین کوبیده شده قرار داده می شود به طوری که میله زمین به هادی در درون قالب وصل باشد.

5. دیسک فلزی روی سوراخ انتهای محفظه پودر قالب قرار داده می شود. تا پودر جوش از اطراف دیسک فلزی درون مجرای عبور مذاب و بر روی هادی ریخته نشود. حجم و نوع پودر جوش احتراقی باید متناسب با قالب و فلزات در حال اتصال باشد.

6. چاشنی باید کاملاً روی سطح پودر جوش و اندکی بر روی لبه محفظه پودر قالب قرار داده شود.

7. درب قالب بسته شده و به وسیله فندک احتراق چاشنی مشعل شده تا عمل احتراق انجام گیرد. پس از مدتی حدود 20 ثانیه اتصال انقباض پیدا می کند و می توان درب قالب را باز نمود. بعد از عملیات جوش احتراقی باید قالب با فرچه مویی تمیز شود.

روش L

در اتصال L، هادی باید در میان محفظه جوش قرار گیرد. قالب از انتها بر روی الکترود میله ای کوبیده شده قرار می گیرد به طوری که الکترود زمین به هادی در درون قالب وصل باشد و بقیه مراحل مانند اتصال T است.

 

اتصال با استفاده از کلمپ و بست

برای اتصال T بین سیم های چند مفتولی به سیم اصلی اتصال زمین می توان از کلمپ که نوعی اتصال مکانیکی است، استفاده نمود. مهم ترین ویژگی های اتصالات کلمپی عبارتند از:

1. آسان بودن عملیات نصب اتصال

2. قابلیت باز و بسته کردن اتصال

اتصالات کلمپی به سرعت سولفاته می شوند، بنابراین نباید در زیر خاک دفن شوند. هرچه جنس آنها مرغوب تر باشد و آلیاژ مس بیشتری داشته باشد، دیرتر سولفاته می شود. کلمپ ها باید مطابق با استاندارد BS7430، ساخته شوند. نمونه ای از انواع کلمپ در شکل زیر نشان داده شده است.

کلمپ متصل کننده هادی زمین به الکترود میله ای نباید از جنس آلومینیوم یا آلیاژهای آن باشد. این بست با پیچ محکم به دور الکترود میله ای بسته می شود. باید بتوان هادی اتصال زمین را، در طول عبور از محل اتصال به ترمینال الکترود زمین تا محل ترمینال اصلی زمین در پای کنتور، به خوبی دید، مگر در جاهایی که این هادی، برای محفوظ بودن، از درون یک لوله غیرفلزی محافظ رد شده باشد.

قبل از کوبیدن الکترود، می توان در محل کوبیدن آن کمی آب ریخت و بعد از نفوذ آب در حال شروع به کوبیدن الکترود نمود. این کار موجب نرم تر شدن آن و در نتیجه کوبیدن راحت تر الکترود می شود.

از الکترودهای قائم با عمق زیاد زمانی استفاده می شود که مقاومت ویژه خاک لایه پایینی کمتر از لایه بالایی آن باشد. استفاده از الکترودهای میله ای در مناطق خیلی خشک که رسیدن به لایه های مرطوب خاک در عمق کم امکان پذیر نیست، توصیه نمی شود. در موارد نادر که امکان کوبیدن میله بدلیل سختی زیاد لایه سطحی محل ممکن نباشد، یکی از راه های جایگزین آنست که حفره ای به قطر 7 الی 10 سانتی متر توسط کمپرسور متۀ مخصوص ایجاد شده و الکترود میله ای (با خود هادی مسی زمین) در کف آن کوبیده شود.

 

                                        

                                                                                     نمونه ای از انواع کلمپ

 

اتصال با استفاده از کلمپ و بست

برای اتصال T بین سیم های چند مفتولی به سیم اصلی اتصال زمین می توان از کلمپ که نوعی اتصال مکانیکی است، استفاده نمود. مهم ترین ویژگی های اتصالات کلمپی عبارتند از:

1. آسان بودن عملیات نصب اتصال

2. قابلیت باز و بسته کردن اتصال

اتصالات کلمپی به سرعت سولفاته می شوند، بنابراین نباید در زیر خاک دفن شوند. هرچه جنس آنها مرغوب تر باشد و آلیاژ مس بیشتری داشته باشد، دیرتر سولفاته می شود. کلمپ ها باید مطابق با استاندارد BS7430، ساخته شوند. نمونه ای از انواع کلمپ در شکل زیر نشان داده شده است.

کلمپ متصل کننده هادی زمین به الکترود میله ای نباید از جنس آلومینیوم یا آلیاژهای آن باشد. این بست با پیچ محکم به دور الکترود میله ای بسته می شود. باید بتوان هادی اتصال زمین را، در طول عبور از محل اتصال به ترمینال الکترود زمین تا محل ترمینال اصلی زمین در پای کنتور، به خوبی دید، مگر در جاهایی که این هادی، برای محفوظ بودن، از درون یک لوله غیرفلزی محافظ رد شده باشد.

قبل از کوبیدن الکترود، می توان در محل کوبیدن آن کمی آب ریخت و بعد از نفوذ آب در حال شروع به کوبیدن الکترود نمود. این کار موجب نرم تر شدن آن و در نتیجه کوبیدن راحت تر الکترود می شود.

از الکترودهای قائم با عمق زیاد زمانی استفاده می شود که مقاومت ویژه خاک لایه پایینی کمتر از لایه بالایی آن باشد. استفاده از الکترودهای میله ای در مناطق خیلی خشک که رسیدن به لایه های مرطوب خاک در عمق کم امکان پذیر نیست، توصیه نمی شود. در موارد نادر که امکان کوبیدن میله بدلیل سختی زیاد لایه سطحی محل ممکن نباشد، یکی از راه های جایگزین آنست که حفره ای به قطر 7 الی 10 سانتی متر توسط کمپرسور متۀ مخصوص ایجاد شده و الکترود میله ای (با خود هادی مسی زمین) در کف آن کوبیده شود.

 

 

ارسال نظر