Mkono wa Dharura: Maana, Viwango, na Mbinu za Kukataa

Ukubwa wa uzito wa dunia unatafsiriwa kama ukubwa wa uzito unaoelekezwa na electrode ya dunia kwa mzunguko wa umeme ndani ya ardhi. Inatafsiriwa pia kama ukubwa wa uzito kwa dunia au ukubwa wa uzito wa ardhi. Ukubwa wa uzito wa dunia ni muhimu katika kutengeneza na kudhibiti mifumo ya kupiga chapa, kwa sababu anaweza kuathiri usalama na ufanisi wa majengo ya umeme.

Nini ni Electrode ya Dunia?

Electrode ya dunia ni msumari au mshale wa chuma unayofunikwa katika ardhi na unayounganishwa na terminali ya dunia ya mfumo wa umeme. Anatoa njia yenye ukubwa wa uzito wa chini kwa umeme wa hitilafu na maendeleo ya mchanga kusimamishwa ndani ya ardhi. Anasaidia pia kuthibitisha voltage ya mfumo na kupunguza mauzio ya electromagnetic.

Electrode ya dunia inaweza kutengenezwa kutoka kwa copper, steel, galvanized iron, au vifaa vingine vilivyotengenezwa na utambuzi mzuri na upweke wa korosho. Ukubwa, umbali, urefu, na ubobo wa electrode ya dunia huwasilishwa kwa hali za ardhi, umeme rating, na matumizi ya mfumo wa kupiga chapa.

Nini ni Sifa zinazohusiana na Ukubwa wa Uzito wa Dunia?

Ukubwa wa uzito wa dunia unatumaini kwa asili kwa resistivity ya ardhi kati ya electrode na namba ya sifuri ya potential (dunia kamili). Resistivity ya ardhi inaathiriwa na sifa kadhaa, kama:

• Utambuzi wa umeme wa ardhi, ambayo ni kwa asili kwa electrolysis. Kipimo cha maji, chumvi, na viwango vingine vya kimia katika ardhi kinatengeneza utambuzi wake. Ardhi yenye maji mengi na chumvi kiwango kikubwa ina resistivity chini kuliko ardhi yenye maji machache na chumvi kiwango kidogo.

• Muundo wa kimia wa ardhi, ambao hutokana na thamani yake ya pH na sifa zake za upweke. Ardhi ya asidi au alkaline inaweza kutoa electrode za dunia na kupunguza ukubwa wa uzito wake.

• Kiwango cha mzunguko, utambulisho, na kujaza cha mizizi ya ardhi hutokana na porosity na uwezo wa kuhifadhi maji. Ardhi yenye mizizi madogo na utambulisho sawa na pakua sawa ina resistivity chini kuliko ardhi yenye mizizi makubwa na utambulisho tofauti na pakua tofauti.

• Joto la ardhi, ambalo hutokana na expansion yake ya moto na freezing point. Joto kikubwa inaweza kuongeza utambuzi wa ardhi kwa kuongeza ion mobility. Joto chache inaweza kupunguza utambuzi wa ardhi kwa kuifanya maji yake yakawasha.

Ukubwa wa uzito wa dunia unatumaini pia kwa ukubwa wa uzito wa electrode yenyewe na contact resistance kati ya electrode surface na ardhi. Lakini, sifa hizo hazitosi kwa asili kwa resistivity ya ardhi.

Jinsi ya Kutathmini Ukubwa wa Uzito wa Dunia?

Kuna njia mbalimbali za kutathmini ukubwa wa uzito wa dunia kwenye mfumo wako. Baadhi ya njia zinazotumiwa mara nyingi ni:

Njia ya Potential Drop

Hii inatafsiriwa pia kama njia ya 3-point au potential drop method. Inahitaji electrode mbili za test (current electrode na potential electrode) na tester wa earth resistance. Current electrode inafunika kwenye umbali kutoka kwa existing earth electrode hadi uzito wa sawa. Potential electrode inafunika kati yao kwenye umbali unaoweza kufikia ili iwe nje ya spheres of influence (resistance areas). Tester injects current known through the current electrode and measures the voltage between the potential electrode and the existing earth electrode. Earth resistance is calculated using Ohm’s law:

Ambapo R ni ukubwa wa uzito wa dunia, V ni voltage iliyomtazamia, na I ni current iliyoinject.

Njia hii ni rahisi na sahihi lakini inahitaji kutofuta majengo yote kwa earth electrode kabla ya kutest.

Clamp-On Method

Hii inatafsiriwa pia kama induced frequency testing au stakeless method. Haionekane electrodes yoyote za test au kutofuta majengo yoyote kwa earth electrode. Inatumia clamp mbili zinazo funika kwenye existing earth electrode. Clamp moja inaleta voltage kwa electrode na clamp nyingine inamtafsiri current unayofika kwenye electrode. Earth resistance inahesabiwa kwa kutumia Ohm’s law:

Ambapo R ni ukubwa wa uzito wa dunia, V ni induced voltage, na I ni measured current.

Njia hii ni rahisi na haraka lakini inahitaji network ya earth parallel na electrodes mingi.

Attached Rod Method

Njia hii inatumia test electrode moja (current electrode) na earth resistance tester. Current electrode inafunika kwenye existing earth electrode na wire. Tester injects current known through the wire and measures the voltage between the wire and the existing earth electrode. Earth resistance is calculated using Ohm’s law:

Ambapo R ni ukubwa wa uzito wa dunia, V ni measured voltage, na I ni injected current.

Njia hii haionekane kutofuta majengo yoyote kwa earth electrode lakini inahitaji mazoezi mazuri kati ya wire na current electrode.

Star-Delta Method

Njia hii inatumia test electrodes tatu (current electrodes) zinazounganishwa kwa equilateral triangle kwenye existing earth electrode. Earth resistance tester injects current known through each pair of test electrodes in turn and measures the voltage between each pair of test electrodes in turn. Earth resistance is calculated using Kirchhoff’s laws:

Ambapo R ni ukubwa wa uzito wa dunia, V_AB, V_BC, V_CA ni voltages imetathmini kati ya kila jumla ya test electrodes, na I ni current injected.

Njia hii haionekane kutofuta majengo yoyote kwa earth electrode lakini inahitaji test electrodes zaidi kuliko njia nyingine.

Dead Earth Method

Njia hii inatumia test electrodes mbili (current electrodes) zinazounganishwa kwa series na earth resistance tester. Test electrode moja inafunika karibu kwenye existing earth electrode, na test electrode nyingine inafunika mbali sana kutoka kwenye existing earth electrode. Tester injects current known through both test electrodes into the ground and measures the voltage between them. Earth resistance is calculated using Ohm’s law:

Ambapo R ni ukubwa wa uzito wa dunia, V ni measured voltage, na I ni injected current.

Njia hii haionekane kutofuta majengo yoyote kwa existing earth electrode lakini inahitaji wire mrefu sana kati ya test electrodes.

Slope Method

Njia hii inatumia test electrode moja (potential electrode) na earth resistance tester. Potential electrode inahamishwa kwenye mstari wa moja kwenye moja kutoka kwenye existing earth electrode kwa interva zinazozingatia. Tester injects current known through the existing earth electrode into the ground and measures the voltage between it and the potential electrode at each interval. Graph ya voltage vs distance inaplotiwa na kutafsiriwa kutaf