دانلود مقاله کاربرد الکترولیت بنتونیت و الکترود در کاهش مقاومت زمین در سیستم توزیع انرژی الکتریکی

چكيده

يكي از رايج‌ترين روشها جهت نصب الكترود و كاهش مقاومت زمين در زمينهاي داراي مقاومت بالا استفاده از مخلوط خاك رس، نمك و زغال مي‌باشد كه دهها سال است در كشور بصورت سنتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. از جمله مشكلات عمده مربوط به استفاده از اين الكتروليت تجزيه تدريجي زغال و قطع اتصالات فلزي الكترود بر اثر خاصيت خوردگي نمك مي‌باشد كه باعث مي‌گردد مقاومت بسياري از زمينهاي نصب شده پس از چند سال به شدت افزايش يابد.

در اين تحقيق از خاك معدني بنتونيت بعنوان الكتروليت بهينه كه داراي خواص بسيار ويژه از جمله خاصيت آبگيري بسيار بالا، مقاومت بسيار پائين و عدم خاصيت خوردگي مي‌باشد جهت نصب الكترودهاي فلزي مختلف استفاده گرديده است.

نتايج حاصله نشان مي‌دهد مقاومت خاك بنتونيت در مقايسه با مخلوط سنتي خاك رس، زغال و نمك در زمينهاي رسي به ميزان 60%، در خاكهاي شني به ميزان 66%، در زمينهاي سنگلاخي به ميزان 84% و در مناطق سنگي به ميزان 95% كمتر بوده و مقاومت كليه زمينهاي نصب شده با بنتونيت و الكترود صفحه‌اي كمتر از Ohm 5 مي‌باشد. استفاده از الكترودهاي مختلف همراه با بنتونيت نيز نشان مي‌دهد كه مي‌توان بجاي الكترود صفحه‌اي جهت كاهش هزينه از الكترود صليبي و يا نيم صفحه مسي استفاده نمود و مقاومت را نزديك به محدوده موردنظر پايين نگه داشت.

مقدمه

گستردگي و حجم استفاده از انرژي الكتريكي در صنعت و تأسيسات الكتريكي و منازل بر كسي پوشيده نيست و با توجه به مزاياي استفاده از آن، همچنان نيز در حال گسترش مي‌باشد.

در كنار مزاياي مذكور، جريان الكتريكي داراي خطراتي براي تجهيزات و انسانها مي‌باشد. عبور زياد برق از تجهيزات باعث تغيير شكل، تغيير خاصيت، سوختن يا آتش‌سوزي در آنها مي‌گردد. همچنين عبور جريان كوچكي از بدن انسان باعث ايجاد شوك و نهايتاً منجر به مرگ مي‌شود. بنابراين لزوم حفاظت در مقابل اين خطرات كاملاً مشهود و ضروري است. با توجه به اينكه عبور جريان از بدن انسان و قسمتهاي غير مجاز وسايل الكتريكي خطرناك است، برگشت دادن جريان خطا از مسيري جداگانه مي‌تواند باعث قطع مدار الكتريكي توسط دستگاههاي حفاظتي مثل رله‌ها و كليدهاي اتوماتيك شده و از بالا رفتن ولتاژ در نقاط خطا جلوگيري بعمل آورد. يكي از ارزانترين و ساده‌ترين مسيرهاي برگشت جريان كه در همه جا در دسترس است زمين مي‌باشد. زمين بسته به ميزان رطوبت، لايه‌هاي مختلف و اجزاء و مواد تشكيل دهنده آن داراي رفتار متفاوت در مقابل عبور جريان الكتريكي مي‌باشد. اين خاصيت زمين باعث بوجود آمدن فن‌آوري گسترده و متنوعي بنام زمين كردن شده است. زمين بغير از بسياري از لوله‌ها و كابلها از داخل آن عبور مي‌كنند، همچنين زمين كارخانه همانند زمين يك برد الكتريكي مستقيماً مورد استفاده سيستم زمين تجهيزات بوده بطوريكه الكترودهاي زمين در داخل آن قرار خواهند گرفت.

بنابراين با توجه به خطرات برق‌گرفتگي و خسارات جاني و مالي مربوطه، ايجاد حفاظتهاي اصولي در تجهيزات الكتريكي بسيار ضروري است كه رايج‌ترين اين حفاظتها ايجاد يك سيستم اتصال به زمين مي‌باشد، زيرا در اثر بروز يك اتصالي با بدنه يك دستگاه مصرف كننده برقي امكان دارد كه ولتاژ زيادي بين بدنة فلزي دستگاه و زمين هادي بوجود آيد و براي از بين بردن اين ولتاژ بايستي بدنه دستگاه را مستقيماً به الكترود زمين متصل نمود. امروزه الكترودهاي مختلفي جهت ايجاد سيستم حفاظتي از طريق زمين كردن وجود دارد.