انواع الکترود (راهنمای طرح و اجرای تاسیسات)
الکترود صفحه ای کم عمق
درمناطقی از دنیا که به طور کلی جوی نمناک دارند، استفاده از الکترودهای صفحه ای عمیق مرسوم نیست زیرا علت اصلی دفن صفحه الکترود در عمق زیاد، دستیابی به نم بیشتر و مقاومت ویژه کمتر زمین است. در این گونه مناطق، الکترودها معمولاً در عمق کم و با حداقل پوشش خاک از لبه بالایی صفحه برابر ۰/۶ متر نصب می شوند.
جنس الکترودها معمولاً از مس با ضخامت حداقل ۲ میلی متر یا آهن گالوانیزه گرم با ضخامت حداقل ۳ میلی متر است. در انگلستان جنس صفحه مورد استفاده برای این الکترودها معمولاً چدن موجدار یا دنده دار است به ضخامت حداقل ۱۲ میلی متر و به ابعاد ۱/۲×۱/۲ متر.
اتصال هادی زمین به صفحه زمین باید دست کم در ۲ نقطه مجزا انجام شود و اگر هادی زمین و صفحه الکترود از ۲ جنس مختلف باشند، محل اتصال ها با ماده ای قیرمانند اندود شود تا این نقاط از عوارض الکترولیتی (خوردگی) در امان باشند. در مواردی که امکان خوردگی سریع هادی زمین وجود داشته یا هادی زمین با مقطع کم انتخاب شده باشد توصیه می شود هادی زمین از نوع عایقدار باشد تا از خوردگی سریع آن در اثر عوارض الکترولیتی پیشگیری شود. البته در این صورت سهم هادی لخت در کم کردن مقاومت زمین از دست خواهد رفت. (مثلا برای اتصال به صفحه، گاهی از کابل استفاده می شود) .
اگر یک الکترود صفحه ای کم عمق مقاومت لازم را ارائه نداد، میتوان از چند صفحه به صورت موازی استفاده کرد. برای رسیدن به حداقل مقاومت با صفحات موازى کم عمق، حداقل فاصله مؤثر آنها را می توان تا ۲ متر تقلیل داد. در این صورت مقاومت مجموعه ۲ صفحه نسبت به مقدار بدست آمده از محاسبات تئوری بیش از حدود ۲۰٪ تفاوت نخواهد داشت.
توصیه بعضی مقامات دیگر برای حفظ مقاومت الکترودهای صفحه ای کم عمق در حد معقول این است که هنگام نصب چند الکترود صفحه ای به صورت موازی فاصله ای به مقدار ۳ برابر ۳ برابر بزرگترین بعد صفح صفحه (طول صفحه) بین آنها برقرار شود.
الکترود صفحه ای عمیق
در روش سنتی در کشور ما از الکترودی که متشکل از یک صفحه مسی به حداقل ابعاد 0/5*0/5 متر بوده و در چاهی که به وسیله مقنی کنده شده و عمق آن (بسته به شرایط محل) از چند متر تا چند ده متر است (معمولا3 تا25 متر است) به عنوان الکترود اصلی استفاده می شود و به قائم آن که معمولا سیمی است مسی با مقطع ۲۵ میلی متر مربع یا بیشتر توجهی نمیشود در حالی که نقش این قسمت از الکترود شاید از خود صفحه مسی مهم تر باشد. چون هر چه یکی از ابعاد الکترود مانند طول آن بیشتر از دو بعد دیگر باشد (یعنی طویل باشد)، مقاومت آن کمتر خواهد شد و طول سیم متصل به صفحه این شرایط را دارد.
توجه شود که برای ابعاد معمولی، مقاومت یک الکترود صفحه ای تقریباً با عکس ریشه دوم مساحت آن متناسب است نه با عکس مساحت آن برای مثال مقاومت یک صفحه ۰/۹*۰/۹ متر، ۳۳٪ بیش از مقاومت صفحه ۱/۲×۱/۲ متر است بنابراین برای کم کردن مقاومت بهتر است به جای یک الکترود با سطح بزرگ، از دو یا چند الکترود موازی با سطحی کوچکتر استفاده شود.
حداقل فاصله الکترودهای صفحه ای عمیق موازی نسبت به هم ۱۰ متر و بیشتر باید باشد. روشی سنتی که در ایران برای عمل آوردن و آماده سازی خاک اطراف الکترود به کار می رود، استفاده از مخلوط نمک، زغال چوب یا کک و خاک رس است. نمک سنگ شکسته با دانه بندی حدود ۱۲ میلی متر با نسبت وزنی زیر برای اطراف الکترود به کار رود.
مخلوطی که به این ترتیب تهیه میشود دور الکترود ریخته شده و متراکم می گردد. در مورد الکترودهای صفحه ای سطح بالایی مخلوط تا حدود 0/2 متر بالاتر از لبه صفحه و به همین مقدار (۰/۲ متر) پایین تر از لبه زیرین صفحه ادامه می یابد.
روش دیگری که از آن استفاده میشود ریختن و متراکم کردن لایه های نمک و زغال به تناوب و به ضخامت هر لایه حدود ۰/۲ متر است. در بعضی موارد برای الکترودها صفحه ای پس از ریختن مخلوط نمک ، زغال، خاک رس تا ارتفاعی که به وسیله مهندس مجری در محل انتخاب میشود لایه های نمک و زغال به ترتیبی که گفته شد پر و متراکم می شود. نباید فراموش کرد که در اثر مرور زمان و حل شدن نمک در رطوبت خاک از حجم مواد پرکننده کم شده (متخلخل می شود) و در صورتی که این حجم از دست رفته با خاک جایگزین نشود و به صورت خلل و فرج خالی باقی بمانند مقاومت الکترود بیش از حد زیاد خواهد شد لذا استفاده از نمک به مقداری بیش از حد معقول حتی اگر به محدودیتهای زیست محیطی هم توجه نشود، صحیح نخواهد بود.
لازم است توجه شود که یک الکترود زمین، مخصوصاً اگر نصب آن با آماده سازی همراه باشد، دایمی نبوده و بایستی در دوره های معین که بستگی به شرایط محلی دارد، ترمیم و احیا شود.
الکترودهای میله ای (الکترود قائم)
در یک زمین یکدست با (مقاومت ویژه یا p ثابت) یک (۱) تا سه (۳) متر اول طول الکترود بیشترین اثر را بر مقدار مقاومت آن دارد و از آن پس اثر ازدیاد طول بر مقاومت کمتر و کمتر می شود. لذا در این شرایط، اضافه کردن به طول الکترود برای کم کردن مقاومت آن به صرفه نخواهد بود و در این موارد برای کم کردن مقاومت استفاده از چند الکترود به صورت موازی به جای یک الکترود عمیق، بهتر و باصرفه تر است.
الکترودهای قائم موازی و گرادیان ولتاژ آن
برای اینکه مجموعه ۲ الکترود موازی کمترین مقاومت را داشته باشد، فاصله آن ها از همدیگر باید به قدری باشد که خارج از حوزه ولتاژ یکدیگر قرار گیرند (۲ برابر عمق الکترود) یا فاصله ۲ الکترود نسبت به هم باید بی نهایت باشد ولی در عمل فاصله الکترودها را از یکدیگر، حداقل به اندازه عمق آنها انتخاب میکنند و در این صورت مجموعه مقاومت دو الکترود به جای ۵۰٪ به اندازه حدود ۵۵% مقاومت یک الکترود تکی خواهد بود.
گرادیان ولتاژ (افت ولتاژ) در چند سانتیمتری الکترود قائم بسیار شدید اس(ت ۳۰ تا ۴۰ درصد) اگر حداکثر ولتاژ زیاد باشد لازم است حتما نوعی حفاظ پیش بینی شود که از تماس افراد و حیوانات با خود الکترود و زمینهای اطراف آن تا شعاع ۱ تا ۲ متری جلوگیری کند.
قطر الکترودهای میله ای کوبیده شده حدود ۹، ۱۲ ، ۱۵/۵ یا ۱۶ میلیمتر است «کاپرولد» مأنوس که متداولترین الکترود از این نوع است دارای منشأ اینچی میباشد و لذا اندازه های آن به میلی متر، قدری نامأنوس است. طول الکترودهای استاندارد موجود در بازار ممکن است ۱/۲ تا ۱/۵ متر باشد پس باید آنها را کوپل کرد و روی هم پیچ کرد. اغلب الکترودها از نوع قابل امتداد میباشند، به این معنا که با استفاده از وسیله ای شبیه بوشن (استوانه تو خالی رزوه داخل) الکترودهای استاندارد ۱/۲ تا ۱/۵ متر را میتوان طولانی تر کرده و در زمین کوبید. با توجه به قابلیت امتداد آنها، الکترود را میتوان تا عمق دلخواه کوبید. البته به شرطی که نوع زمین مناسب بوده و وسیله کوبیدن لازم برای اجرای کار در دست باشد (چکش بادی یا برقی). در بعضی موارد الکترودها تا عمق ۶۰ متر هم کوبیده شده اند.
الکترود افقی
در عمل کمتر اتفاق می افتد که عمق دفن الکترود افقی از ۲ متر بیشتر باشد و اغلب این مقدار بین ۰/۵ تا ۰/۸ متر انتخاب می شود.
گرادیان ولتاژ (تغییرات ولتاژ ) در اطراف یک الکترود افقی به شدت الکترود قائم نیست یعنی ولتاژ با شیب (شدت) کمتری در طول خطی عمود بر مرکز هادی افقی دفن شده کاهش پیدا می کند و به علت وجود لایه خاک در بالای الکترود، ولتاژ در بالای سر الکترود حدود ۷۰٪ ولتاژ الکترود است.
جهت مشاوره و خرید با ما تماس بگیرید.