שיטות קרקעית

שיטות קרקעות וטפחים לקרקע

במערכות חשמליות, קיימות שיטות רבות לקרקע, כולל קרקיעה באמצעות כבל או פס, קרקיעה באמצעות מוט, קרקיעה באמצעות צינור, קרקיעה באמצעות לוח, וקרקיעה באמצעות מערכות מים. מבין אלה, קרקיעה באמצעות צינור וקרקיעה באמצעות לוח הן הנפוצות ביותר, והן יוסברו בהרחבה להלן.

טפח לקרקע

טפח לקרקע בנוי על ידי חיבור מספר מוטות מוליכים נחושת. תצורה זו מצמצמת באופן יעיל את ההתנגדות הכוללת לקרקע ושיחקה תפקיד חשוב במגבלות הפוטנציאל לקרקע. הוא מתאים במיוחד לאזורים שבהם מצפים לזרמים גדולים של תקלה. בתכנון טפח לקרקע, יש לשקול בקפידה מספר גורמים קריטיים:

תחשבויות בטיחות

במצב של תקלה, ההבדל בין המתח לקרקע לבין פני השטח חייב להיות ברמה שאינה מסכנת אנשים שיוכלו להכנס במגע עם משטחים מוליכים שאינם נושאי זרם במערכת החשמלית. זה מבטיח את הבטיחות של עובדי מערכת החשמל העובדים בסביבה או ליד התקנה החשמלית.

פעולת רלais מגן

טפח הקרקע צריך להיות מסוגל להתמודד עם זרמי תקלה בלתי פוסקים גדולים מספיק כדי להפעיל את הרלais המגן. התנגדות קרקע נמוכה היא חיונית כדי לאפשר לזרם התקלה לזרום חופשיות דרך הטפח, מה שמאפשר לרלais המגן לפעול במהירות ולהפריד את החלק המתקל של המערכת החשמלית.

מניעת זרמים קטלניים

התנגדות הטפח לקרקע צריכה לתכנן בקפידה כדי למנוע זרימה של זרמים קטלניים בגוף אדם במקרה של מגע אקראי עם חלקים חשמליים פעילים. זהו דרישת בטיחות בסיסית להגנה על חיי אדם.

מגבלות מתח צעד

עיצוב הטפח לקרקע צריך להבטיח שהמתח צעד - ההבדל הפוטנציאלי בין שתי נקודות על פני השטח המרוחקות מרחק מסוים אחת מהשנייה - נשאר מתחת לערך המותר. הערך המותר תלוי בגורמים שונים, כגון התנגדות הקרקע והנחיות התקלה הנדרשות לנתק את הציוד המתקל מהמערכת החשמלית חיה. על ידי שמירה על המתח צעד בטווחים בטיחותיים, מופחת הסיכון למכת חשמל לאנשים הלכים ליד התקנה הקרועה.

אלקטרודה לקרקע
אלקטרודה לקרקע מתייחסת לכל כבל, מוט, צינור, לוח, או חבילת מוליכים שנכנסים לקרקע, אנכית או אופקית. במערכות הפצה חשמליות, צורת נפוצה של אלקטרודה לקרקע היא מוט, בדרך כלל באורך של כמטר אחד, שנחבט אנכית לקרקע. עיצוב פשוט אך יעיל זה עוזר להקים קשר אמין בין המערכת החשמלית לקרקע, ומשפר את הפיזור הבטוח של זרמי תקלה.

לעומת זאת, בתחנות ייצור, במקום להתבסס על מוטות בודדים, לעתים קרובות משתמשים בטפח לקרקע. טפח לקרקע מורכב ממוליכים מרובים מחוברים כדי ליצור רשת. גישה זו מציעה כמה יתרונות בשימוש באלקטרודות בודדות. השטח הגדול יותר והטבע המחובר של טפח הקרקע מספקים התנגדות כוללת נמוכה יותר, מאפשרים לו להתמודד בצורה יעילה יותר עם זרמי תקלה גבוהים. בנוסף, זה עוזר להתפלגות אחידה יותר של הפוטנציאל החשמלי באזור תחנת האנרגיה, ומפחית את הסיכון למתחים מסוכנים של צעד וגעיל, שעלולים לסכן עובדים וציוד.

קרקיעה באמצעות צינור
מבין השיטות השונות לקרקיעת תחת אותן תנאים של קרקע ואדמומיות, קרקיעה באמצעות צינור מתבלטת כאחת מהמערכות הנפוצות והיעילות ביותר. בשיטה זו, צינור פלדה מגנזת עם נקבוביות, בהתאם לתקנים מאושרים לגבי האורך והקוטר, מותקן אנכית בקרקע שנותרת תמיד לח, כפי שמוצג באיור המצורף.

בחירה של הגודל של הצינור היא התחשבות קריטית, שכן היא נקבעת על ידי שני גורמים עיקריים: הגודל של הזרם שהמערכת לקרקע צריכה להעביר והתכונות של הקרקע. עשוי להיות צורך בצינור גדול יותר או ארוך יותר כדי להתמודד עם זרמי תקלה גבוהים, תוך שמירה על כך שהטען החשמלי יכול להפוג באופן בטוח ויעיל לקרקע. בנוסף, סוגים שונים של קרקע הם בעלי התנגדות חשמלית שונה; למשל, קרקע עם התנגדות גבוהה יותר יכולה להצריך צינור גדול יותר כדי להשיג את הקשר הנמוך התנגדות המבוקש לקרקע. תהליך המדידה הזה מבטיח את אמינותו ובטיחותו של מערכת הקרקיעה באמצעות צינור, ומיישם אותו לבחירתו של טווח רחב של התקנות חשמליות.

עבור קרקיעה באמצעות צינור,actice מקובל מכתיב ממדים ספציפיים לצינור הקרקע, המסתמכים על תנאי הקרקע. בדרך כלל, בקרקע רגילה, משתמשים בצינור שקוטרו 40 מ"מ ואורכו 2.5 מטר. עם זאת, בקרקע יבשה וגירית, נדרש צינור ארוך יותר כדי להבטיח קשר יעיל לקרקע. העומק בו נמצא הצינור קשור ישירות לכמות המים בקרקע, שכן סביבה לחה יותר מקלה על מוליכות חשמלית טובה יותר.

בהתקנה טיפוסית, הצינור ממוקם בעומק של 3.75 מטר. כדי לשפר את ביצועיו, תחתית הצינור מוקפת בחתיכות קטנות של קוקס או פחם, הממוקמות בערך 15 ס"מ הרחק. שכבות מתחלפות של קוקס ומלח משמשות למטרות שונות. הקוקס מגביר את שטח ההתקשרות האפקטיבי עם הקרקע, בעוד שהמלח מוריד את התנגדות הקרקע, יחד מגדילים את יעילות מערכת הקרקע.
צינור נוסף, שקוטרו 19 מ"מ ואורכו המינימלי 1.25 מטר, מחובר לראש הצינור של פלדה מגנזת (GI) באמצעות סוקט מפחית. הצינור המשני משחק תפקיד קריטי בהחזקת תפקוד המערכת, במיוחד בתנאי מזג אוויר גרועים.

בחודשי הקיץ, כמות המים בקרקע יורדת באופן טבעי, מה שמוביל לעלייה בהתנגדות הקרקע. כדי להתגבר על זה, מוקם מבנה בטון לבן כדי להבטיח אספקה קבועה של מים. כדי לשמור על קשר קרעי יעיל, מ влиינים 3 עד 4 סלים של מים דרך צינור 19 מ"מ המחבר ל-GI העיקרי. הכבל לקרקע, שיכול להיות מכיל GI או פס GI עם שטח חתך מספיק להעברת זרמי תקלה באופן בטוח, עובר דרך צינור GI שקוטרו 12 מ"מ המבורא בעומק של כ-60 ס"מ מעל פני השטח.
קרקיעה באמצעות לוח
קרקיעה באמצעות לוח מתייחסת להטמנת לוח לקרקע בקרקע. הלוח יכול להיות עשוי מנחושת, עם ממדים של 60 ס"מ x 60 ס"מ x 3 מ"מ, או פלדה מגנזת, עם ממדים של 60 ס"מ x 60 ס"מ x 6 מ"מ. הלוח ממוקם אנכית, עם ראש שלו בעומק של לפחות 3 מטר מעל פני השטח. לעומק זה קריטי להבטיח קרקיעה חשמלית אמינה, שכן הוא מאפשר ללוח ליצור מגע מספיק עם הקרקע, ומסייע לפזר באופן בטוח זרמים חשמליים במקרה של תקלה.

קרקיעה באמצעות לוח
כאשר מנקשים בקרקיעה באמצעות לוח, הלוח הקרעי מוזן לתוך שכבות עזר של קוקס ומלח, עם עובי מינימלי של 15 ס"מ עבור השכבות הללו. שילוב זה עוזר להפחית את התנגדות הקרקע סביב הלוח, ומגביר את יעילות מערכת הקרקע. כבל קרעי, עשוי מפלדה מגנזת (GI) או נחושת, מחובר בשלווה ללוח הקרעי באמצעות מברגים ומלקחיים. למרות שהמוליכות החשמלית של הנחושת טובה יותר, לוחות ונails נחושת אינם נפוצים לשימוש בקרקיעה בשל עלותם הגבוהה משמעותית לעומת אלטרנטיבות GI. עלות-יעילות זו מיישם את חומרי ה-GI כבחירה המועדפת עבור רוב היישומים הפרקטיים של קרקיעה.
קרקיעה באמצעות מains מים
קרקיעה באמצעות מains מים היא שיטה נוספת להקמת קשר חשמלי לקרקע. בשיטה זו, כבל GI או נחושת מחובר למains מים. הקשר מובטח באמצעות כבל לקישור פלדה, אשר מוצמד לרציף נחושת. שיטה זו מנצלת את הרשת המתכתית הנרחבת של מains מים, שiliki קשר טוב עם הקרקע, כדי zaprovide מסלול נמוך התנגדות עבור זרם חשמלי במקרה של תקלה. עם זאת, שיטת הקרקיעה הזו חייבת לעמוד בנוהלי בטיחות וקודים של מים רלוונטיים כדי להבטיח את הבטיחות החשמלית ואת שלמות מערכת אספקת המים.

צינורות מים נבנים בדרך כלל מתכת ומוחבאים מתחת לפני השטח, מה שממקצע קשר ישיר לקרקע. במקרה של תקלה, הזרם הזורם בכבל GI או נחושת המשמש לקרקיעה מתעלה ישירות לקרקע דרך צינור המים. זה מספק דרך נוחה ופעמים רבות יעילה לתפוש זרמי תקלה, תוך ניצול הרשת התת-קרקעית הנרחבת של צינור המים והמוליכות הטבעית שלו כמבנה מתכתי.