قضبان أرضية ملتصقة بالنحاس
ما هي قضبان الأرض؟
تُستخدم قضبان التأريض وتجهيزاتها لتوفير الواجهة للأرض في جميع ظروف التربة من أجل تحقيق أنظمة تأريض مرضية في شبكات توزيع ونقل الكهرباء العلوية والسفلية - مما يوفر سعة تيار خطأ عالية في محطات الجهد المنخفض والمتوسط والعالي والأبراج وتطبيقات توزيع الطاقة.
مناسب للتثبيت حيث تكون حالة التربة السطحية خالية من الصخور والصخور الكبيرة قضيب الأرض أو مجموعة من قضبان النحاس الملتصقة يمكن إحاطتها أو ردمها باستخدام مادة تأريض ذات مقاومة منخفضة مثل البنتونيت .
اعتمادًا على الحالة التآكلية والتوصيل الكهربائي لحالة الأرض، يمكن تحديد قضيب الأرض لتحقيق حماية تأريض آمنة وموثوقة وطويلة الأمد - يجب أن تتحمل القوة الميكانيكية للقضيب التآكل والضغط الذي يتعرض له أثناء التثبيت بمطرقة قضيب القيادة الكهربائية أو الهوائية؛ يجب ألا "ينتشر" رأس قضيب الأرض عند القيادة.
قضبان الأرض، التي تصنعها شركة SMICO ، قابلة للتمديد من حيث التصميم وتستخدم مع وصلات نحاسية لربط العديد من القضبان لتحقيق عمق القيادة المطلوب - توفر وصلات القضبان توصيلًا كهربائيًا دائمًا وقضبان الأرض النحاسية الأطول تصل إلى تربة ذات مقاومة أقل على أعماق أقل.
تعتبر قضبان الأرض ذات الدفع الرأسي هي الأقطاب الكهربائية الأكثر فعالية للاستخدام في محطات فرعية ذات مناطق صغيرة عادةً أو عندما تكون ظروف الأرض ذات مقاومة التربة المنخفضة، حيث يمكن للقضيب اختراقها، تقع تحت طبقة من مقاومة التربة العالية.
قضبان الأرض القطر مقابل الطول
من المفاهيم الخاطئة الشائعة وجود علاقة مباشرة وإيجابية بين قطر قضيب التأريض المستخدم وتأثيره على انخفاض قراءات مقاومة التأريض. هذا غير صحيح.
يؤكد الرسم البياني أدناه أن قيمة المقاومة تنخفض بنسبة 9.5% فقط بمضاعفة قطر القضيب (أي زيادة وزنه وتكلفته بحوالي 400%). لذا، فإن السبب هو: استخدام قضيب تأريض اقتصادي يسمح للمُثبِّت باستخدامه في ظروف التربة.
كقاعدة عامة ، مضاعفة نصف قطر قضيب التأريض سيقلل المقاومة بحوالي ١٠٪، وهو خيار غير اقتصادي. مع ذلك، فإن مضاعفة طول القضيب ستخفض المقاومة نظريًا بنسبة ٤٠٪.
عند توصيل قضبان تأريض إضافية، يجب فصلها عن بعضها البعض وعن أي كابلات مجاورة بمسافة لا تقل عن عمق توصيلها. يجب توصيل قضبان التأريض الإضافية باستخدام شريط نحاسي أو كابل نحاسي مكشوف بنفس مساحة المقطع العرضي لموصل قطب التأريض. يجب وضع الأقطاب الإضافية بحيث يتم الحفاظ على أي فصل ضروري بين أنظمة أقطاب التأريض ذات الجهد المنخفض والعالي.
أنواع قضبان التأريض
- قضبان أرضية من الفولاذ المقاوم للصدأ
- قضبان أرضية من الفولاذ المجلفن
- قضبان التأريض الملولبة من Copperbond
- قضبان أرضية من النحاس الصلب
النحاس هو الخيار الأمثل لمادة القطب الأرضي والموصل تحت الأرض - يوصى باستخدام النحاس الصلب للتركيبات ذات التيار العالي بينما يتم عادةً تركيب قضبان النحاس المرتبطة بالأقسام الأصغر.
تعتبر قضبان التأريض المصنوعة من الفولاذ المرتبط بالنحاس هي الأكثر تحديدًا نظرًا لقوتها الكهربائية والميكانيكية ومقاومتها للتآكل بالإضافة إلى تكلفتها المنخفضة نسبيًا مقارنة بأنواع النحاس الصلب أو الفولاذ المقاوم للصدأ - وهي أقل تكلفة للقضبان المجلفنة للمتطلبات الأرضية غير الحرجة أو قصيرة الأمد أو المؤقتة المثبتة عادةً.
| نوع قضيب الأرض | المميزات والفوائد |
| نحاسي | كفاءة اقتصادية مثالية * مقاومة عالية للتآكل * قوة شد عالية جدًا * قابلة للتمديد |
| النحاس الصلب | مقاومة ممتازة للتآكل * تطبيقات التربة العدوانية (على سبيل المثال، الملوحة العالية) * قابلة للتمديد |
| الفولاذ المقاوم للصدأ | أقصى مقاومة للتآكل * مقاومة التآكل الجلفاني * أعلى تكلفة للمواد * عمر افتراضي مرتفع |
| الفولاذ المجلفن | أقل موصلية كهربائية * أقل تكلفة * أقل مقاومة للتآكل * قدرة تحمل تيار ضعيفة |
قضبان نحاسية صلبة أو ملتصقة
يتم تصنيع قضبان التأريض النحاسية ذات النواة الفولاذية عن طريق ربط 99.9٪ من النحاس الكهربائي النقي على قلب فولاذي منخفض الكربون - توفر قضبان الفولاذ المرتبطة بالنحاس قوة شد ميكانيكية عالية ومقاومة للتآكل بتكلفة أقل نسبيًا من قضبان النحاس الصلب أو الفولاذ المقاوم للصدأ ذات مقاومة أعلى للتآكل عادةً لتطبيقات التأريض في التربة ذات الملوحة العالية والمقاومة العالية.
قضبان وأقطاب كهربائية مُلصقة بالنحاس مناسبة للدفع العميق في معظم ظروف التربة، وتوفر مسارًا منخفض المقاومة إلى الأرض. يجب إجراء اختبارات مقاومة التربة قبل تركيب قضبان التأريض لضمان قراءات مقبولة لمقاومة التربة. لتقليل المقاومة، يمكن دفع قضبان إضافية في الأرض لزيادة الكثافة.
يتم تركيب قضبان الأرض المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لمنع التآكل الجلفاني الذي يحدث بين المعادن المختلفة المدفونة على مقربة من بعضها البعض
| قضبان التأريض – نوع رابطة النحاس (ملولبة) – جدول الاختيار | |||||||
| رمز الطلب | قطر قضيب التأريض | طول | حجم الخيط (UNC-2A) | شانك ( د) | الطول 1 | وزن الوحدة | كمية العبوة |
| ERB 412 | 1/2 بوصة | 1200 ملم | 9/16 بوصة | 12.7 ملم | 30 ملم | 1.18 كجم | 5 |
| ERB 415 | 1500 ملم | 1.55 كجم | 5 | ||||
| ERB 418 | 1800 ملم | 1.76 كجم | 5 | ||||
| ERB 424 | 2400 ملم | 2.36 كجم | 5 | ||||
| ERB 112 | 5/8 بوصة | 1200 ملم | 5/8 بوصة | 14.2 ملم | 30 ملم | 1.53 كجم | 5 |
| إي آر بي 115 | 1500 ملم | 1.88 كجم | 5 | ||||
| ERB 118 | 1800 ملم | 2.29 كجم | 5 | ||||
| ERB 124 | 2400 ملم | 3.00 كجم | 5 | ||||
| إي آر بي 130 | 3000 ملم | 3.79 كجم | 5 | ||||
| ERB 212 | 3/4 بوصة | 1200 ملم | 3/4 بوصة | 17.2 ملم | 35 ملم | 2.19 كجم | 5 |
| إي آر بي 215 | 1500 ملم | 2.73 كجم | 5 | ||||
| ERB 218 | 1800 ملم | 3.27 كجم | 5 | ||||
| ERB 224 | 2400 ملم | 4.35 كجم | 5 | ||||
| إي آر بي 230 | 3000 ملم | 5.44 كجم | 5 | ||||
تركيب قضبان التأريض
تُركَّب أقطاب قضبان التأريض أثناء أعمال الهندسة المدنية المرتبطة بإنشاء محطة التحويل. تُؤخذ قراءات مقاومة التربة، وإذا تجاوزت 200 أوم (أي في حالة وجود تربة متأخرة تتكون أساسًا من الأردواز أو الصخر الزيتي أو الصخور)ƒ ، تُركَّب قضبان تأريض رأسية لتقليل المقاومة. يُرجى مراجعة توصيات شركة توزيع الكهرباء المحلية في المملكة المتحدة أو شركة المرافق، والتي تختلف وفقًا للمعايير والتفضيلات الهندسية.
مقاومة التربة واختيار قضيب التأريض
يُعدّ نموذج التربة وظروفها أساسيين لتصميم نظام تأريض فعّال، حيث تُحدّد قيم مقاومة التربة نوع وطول قضبان التأريض المطلوبة. عند مواجهة تصميم تأريض صعب، يكون النهج المُتّبع هو استكمال قائمة المواد بموصلات وقضبان تأريض إضافية، ولكن هذا ليس مُجديًا دائمًا، إذ قد تكون التكاليف باهظة، كما أن وجود قضبان تأريض قريبة من بعضها يُقلّل من فعاليتها.
التأثيرات التآكلية لأنواع التربة - العوامل المرتبطة بتآكل المعادن الملامسة للتربة والتي يجب مراعاتها هي: الطبيعة الكيميائية للتربة (نسبة الحموضة/الملح)، والتهوية التفاضلية، ووجود البكتيريا اللاهوائية. فيما يلي قائمة بالتربة العدوانية مرتبة تصاعديًا حسب شدتها:
- تربة الحصى
- التربة الرملية
- التربة الطينية (الطميية)
- الطين
- تربة الخث والتربة العضوية
