Μέθοδοι Συνδέσεως στη Γῆ

Μέθοδοι Αγχονισμού και Στρώματα Αγχονισμού

Στα ηλεκτρικά συστήματα, υπάρχουν πολλές μεθόδοι αγχονισμού, συμπεριλαμβανομένων των αγχονισμών με καλώδια ή λωρίδες, αγχονισμών με βέλη, αγχονισμών με σωλήνες, αγχονισμών με πλάκες και αγχονισμών μέσω δικτύων νερού. Από αυτές, οι αγχονισμοί με σωλήνες και πλάκες είναι οι πιο συνηθισμένες και θα εξεταστούν λεπτομερώς παρακάτω.

Στρώμα Αγχονισμού

Ένα στρώμα αγχονισμού κατασκευάζεται ενώνοντας πολλά βέλη με χαλκινά ηλεκτροδοτικά στοιχεία. Αυτή η διάταξη μειώνει αποτελεσματικά την συνολική αντίσταση αγχονισμού και παίζει κρίσιμο ρόλο στον περιορισμό του δυναμικού εδάφους. Είναι ειδικά κατάλληλο για περιοχές όπου προσδοκούνται μεγάλες ροές σφάλματος. Κατά την σχεδίαση ενός στρώματος αγχονισμού, πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλοί κρίσιμοι παράγοντες:

Προστασία

Κατά την περίπτωση σφάλματος, η διαφορά δυναμικού μεταξύ του εδάφους και της επιφάνειας του εδάφους πρέπει να διατηρείται σε επίπεδο που δεν αποτελεί κίνδυνο για τους ατομικούς που μπορεί να επικοινωνήσουν με τις μη ηλεκτροφορούμενες συνδετικές επιφάνειες του ηλεκτρικού συστήματος. Αυτό εξασφαλίζει την ασφάλεια του προσωπικού που εργάζεται γύρω ή κοντά στην ηλεκτρική εγκατάσταση.

Λειτουργία Προστατευτικού Ρελέ

Το στρώμα αγχονισμού πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίζει αναλωτικές ροές σφάλματος αρκετά μεγάλες για να ενεργοποιήσουν το προστατευτικό ρελέ. Μια χαμηλή αντίσταση εδάφους είναι απαραίτητη για να επιτρέπει στην ροή σφάλματος να διαρρέει ελεύθερα μέσω του στρώματος, επιτρέποντας την ταχεία λειτουργία του προστατευτικού ρελέ και την απομόνωση του ενοχλητικού τμήματος του ηλεκτρικού συστήματος.

Πρόληψη Θανατηφόρων Ροών

Η αντίσταση του στρώματος αγχονισμού πρέπει να σχεδιαστεί προσεκτικά για να προλαμβάνει την ροή θανατηφόρων ροών μέσω του σώματος ενός ατόμου σε περίπτωση ατυχή επαφής με ζωτικές μέρες. Αυτό είναι ένα βασικό απαιτούμενο για την προστασία της ανθρώπινης ζωής.

Περιορισμός Δυναμικού Βήματος

Η σχεδίαση του στρώματος αγχονισμού πρέπει να εξασφαλίζει ότι το δυναμικό βήμα - η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων στην επιφάνεια του εδάφους σε συγκεκριμένη απόσταση - παραμένει κάτω από την επιτρεπτή τιμή. Αυτή η επιτρεπτή τιμή εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως την αντίσταση του εδάφους και τις συνθήκες σφάλματος που είναι απαραίτητες για την απομόνωση της ενοχλητικής εξοπλισμού από το ζωτικό ηλεκτρικό σύστημα. Με την διατήρηση του δυναμικού βήματος εντός ασφαλών ορίων, μειώνεται το ρίσκο ηλεκτροκτονίας των ατόμων που περπατούν κοντά στην εγκατάσταση αγχονισμού.

Ηλεκτρόδοι Αγχονισμού
Ένας ηλεκτρόδης αγχονισμού αναφέρεται σε οποιοδήποτε καλώδιο, βέλος, σωλήνα, πλάκα ή σύνολο ηλεκτροδοτικών στοιχείων που εισάγεται στο εδάφος, είτε οριζόντια είτε κάθετα. Στα συστήματα κατανομής ηλεκτρικής ενέργειας, μια κοινή μορφή ηλεκτρόδου εδάφους είναι ένα βέλος, συνήθως περίπου 1 μέτρο σε μήκος, το οποίο εγκαταστάται κάθετα στο εδάφος. Αυτός ο απλός αλλά αποτελεσματικός σχεδιασμός βοηθά στην εγκαθίδρυση μιας αξιόπιστης σύνδεσης μεταξύ του ηλεκτρικού συστήματος και του εδάφους, διευκολύνοντας την ασφαλή διάχυση των ροών σφάλματος.

Αντίθετα, μέσα στις υποσταθμείς παραγωγής, αντί να εξαρτάται από άτομα βέλη, συχνά χρησιμοποιείται ένα στρώμα αγχονισμού. Ένα στρώμα αγχονισμού αποτελείται από πολλά ηλεκτροδοτικά στοιχεία που είναι συνδεδεμένα για να σχηματίσουν ένα δίκτυο. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη χρήση άτομων ηλεκτρόδων. Η μεγαλύτερη επιφάνεια και η συνδεδεμένη φύση του στρώματος αγχονισμού παρέχουν χαμηλότερη συνολική αντίσταση, επιτρέποντάς του να αντιμετωπίζει πιο αποτελεσματικά υψηλότερες ροές σφάλματος. Επιπλέον, βοηθά στην ομοιόμορφη κατανομή του ηλεκτρικού δυναμικού στην περιοχή της υποσταθμείας, μειώνοντας τον κίνδυνο επικίνδυνων δυναμικών βήματος και αγγίγματος που μπορούν να αποτελέσουν απειλή για το προσωπικό και τον εξοπλισμό.

Αγχονισμός Μέσω Σωλήνων
Μεταξύ των διαφόρων μεθόδων αγχονισμού που εφαρμόζονται υπό τις ίδιες συνθήκες εδάφους και υγρασίας, ο αγχονισμός μέσω σωλήνων αποτελεί μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες και αποτελεσματικές μεθόδους. Σε αυτή την προσέγγιση, ένας σωλήνας από γαλανισμένο ατσάλινο με τρύπες, που συμμορφώνεται με τα εγκριθέντα πρότυπα ως προς το μήκος και το διάμετρο, εγκαθίσταται κάθετα σε εδάφος που παραμένει διαρκώς υγρό, όπως φαίνεται στο συνοδευτικό σχήμα.

Η επιλογή του μεγέθους του σωλήνα είναι ένας κρίσιμος παράγοντας, καθώς καθορίζεται από δύο βασικούς παράγοντες: την μέγεθος της ροής που το σύστημα αγχονισμού πρέπει να διαρρέει και τις ιδιότητες του εδάφους. Μεγαλύτερος διάμετρος σωλήνα ή μεγαλύτερο μήκος μπορεί να απαιτείται για την αντιμετώπιση υψηλότερων ροών σφάλματος, εξασφαλίζοντας ότι η ηλεκτρική φορτία μπορεί να διαρρέει ασφαλώς και αποτελεσματικά στο εδάφος. Επιπλέον, διαφορετικά τύποι εδάφους έχουν διαφορετικές ηλεκτρικές αντιστάσεις· για παράδειγμα, το εδάφος με υψηλότερη αντίσταση μπορεί να απαιτεί μεγαλύτερο σωλήνα για την επίτευξη της επιθυμητής χαμηλής αντίστασης σύνδεσης με το εδάφος. Αυτή η ακριβής διαδικασία καθορισμού των διαστάσεων εγγυάται την αξιοπιστία και την ασφάλεια του συστήματος αγχονισμού μέσω σωλήνων, κάνοντάς το προτιμώμενη επιλογή για μια ευρεία γκάμα ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.

Για τον αγχονισμό μέσω σωλήνων, η συνήθης πρακτική προβλέπει συγκεκριμένες διαστάσεις για τον σωλήνα αγχονισμού, οι οποίες ποικίλλουν ανάλογα με τις συνθήκες του εδάφους. Συνήθως, σε κανονικό εδάφος, χρησιμοποιείται ένας σωλήνας με διάμετρο 40 mm και μήκος 2.5 μέτρα. Ωστόσο, σε ξηρό και βράχινο εδάφος, απαιτείται μεγαλύτερο μήκος σωλήνα για την επίτευξη αποτελεσματικής σύνδεσης με το εδάφος. Η βάθος στο οποίο εγκαθίσταται ο σωλήνας είναι άμεσα συνδεδεμένο με την υγρασία του εδάφους, καθώς ένα πιο υγρό περιβάλλον διευκολύνει την καλύτερη ηλεκτρική συνεκτικότητα.
Σε μια τυπική εγκατάσταση, ο σωλήνας εγκαθίσταται σε βάθος 3.75 μέτρα. Για την ενίσχυση της λειτουργίας του, το κάτω μέρος του σωλήνα περιβάλλεται από μικρά κομμάτια κοκέ ή κάρβουνο, τοποθετημένα περίπου 15 cm μακριά. Χρησιμοποιούνται εναλλακτικά στρώματα κοκέ και αλάτι, που έχουν διαφορετικές λειτουργίες. Το κοκέ αυξάνει την αποτελεσματική επιφάνεια επαφής με το εδάφος, ενώ το αλάτι μειώνει την αντίσταση του εδάφους, συλλογικά βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος αγχονισμού.

Κατά τους θερινούς μήνες, η υγρασία του εδάφους φυσικά μειώνεται, οδηγώντας σε αύξηση της αντίστασης του εδάφους. Για την αντιμετώπιση αυτής, κατασκευάζεται μια δομή από βετόνιο και κοντόνι για να εξασφαλίσει σταθερή παροχή νερού. Για την διατήρηση αποτελεσματικής σύνδεσης με το εδάφος, 3-4 κάνατα νερό ρίχνονται μέσω ενός στόματος που είναι συνδεδεμένο με έναν 19 mm διάμετρου σωλήνα, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με τον κύριο σωλήνα από γαλανισμένο ατσάλινο (GI). Το καλώδιο αγχονισμού, το οποίο μπορεί να είναι ή GI καλώδιο ή ζώνη GI με αρκετή διατομή για την ασφαλή μεταφορά ροών σφάλματος, διαρρέει μέσα από ένα 12 mm διάμετρου σωλήνα GI, το οποίο είναι εγκατεστημένο περίπου 60 cm κάτω από την επιφάνεια του εδάφους.
Αγχονισμός Μέσω Πλάκας
Ο αγχονισμός μέσω πλάκας περιλαμβάνει την εγκατάσταση μιας πλάκας αγχονισμού στο εδάφος. Η πλάκα μπορεί να είναι είτε από χάλκινο, με διαστάσεις 60 cm × 60 cm × 3 mm, είτε από γαλανισμένο ατσάλινο, με διαστάσεις 60 cm × 60 cm × 6 mm. Η πλάκα εγκαθίσταται κάθετα, με το επάνω μέρος της σε βάθος τουλάχιστον 3 μέτρα από την επιφάνεια του εδάφους. Αυτό το βάθος είναι κρίσιμο για την εγγύηση αξιόπιστης ηλεκτρικής σύνδεσης, καθώς επιτρέπει στην πλάκα να επιτείνει την επαφή με το εδάφος, διευκολύνοντας την ασφαλή διάχυση ηλεκτρικών ροών σε περίπτωση σφάλματος.

Αγχονισμός Μέσω Πλάκας
Κατά την εφαρμογή του αγχονισμού μέσω πλάκας, η πλάκα αγχονισμού εισάγεται σε επιπλέον στρώματα κοκέ και αλάτι, με ελάχιστο πάχος 15 cm για αυτά τα στρώματα. Αυτός ο συνδυασμός βοηθά στη μείωση της αντίστασης του εδάφους γύρω από την πλάκα, ενισχύοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος αγχονισμού. Ένα καλώδιο αγχονισμού, που μπορεί να είναι είτε από γαλανισμένο ατσάλινο (GI) είτε από χάλκινο, είναι στερεά συνδεδεμένο με την πλάκα αγχονισμού με βολτς και καντάρια. Παρά την καλύτερη ηλεκτρική συνεκτικότητα του χαλκού, οι πλάκες και τα καλώδια από χάλκινο δεν χρησιμοποιούνται συχνά για αγχονισμό λόγω του σημαντικά υψηλότερου κόστους σε σχέση με τις εναλλα