استفاده از بنتونیت در احداث اتصال زمین
نصب شینه و میله برقگیردر واحد هاي مسکونی:
شینه داخل ساختمان باید توسط مقره هایی از دیوار ساختمان ایزوله گردد قطر و
طول شینه بستگی به تعداد انشعابات داخل ساختمان دارد .(تمامی تجهیزات داخل
ساختمان بایستی بطور جداگانه و موازي به این شینه متصل گردد.) در حالتیکه دکل
روي ساختمان قرار داشته باشد سیم میله برقگیر نبایستی از داخل ساختمان برده شود
بلکه باید خارج از ساختمان سیم کشیده شود و همینطور مسیر عبوري سیم ارت به
داخل ساختمان تا شینه ورودي ساختمان باید عایق دار باشد.
در پاي دکل توسط بست ، سیم میله برقگیر به یکی از پایه هاي دکل خیلی محکم
متصل می شود و تا بالاي دکل به میله برقگیر متصل می گردد. لازم بذکر است مسیر
میله برقگیر از کابلهایی که به آنتنها می روند باید جدا باشد.
استفاده از بنتونیت در احداث اتصال زمین :
در هدایت الکتریکی و انتقال جریان به درون زمین دو عامل اساسی نقش دارند :
الف) اندازه و شکل الکترودهایی که در منطقه استفاده می شود ( اعم از میله اي یا
صفحه اي )
ب) مقاومت خاك منطقه که خود بستگی به عوامل زیر دارد :
– نوع خاك
– ترکیب شیمیایی نمک هاي حل شده در آب هاي درون خاك
– درصد رطوبت خاك
– دماي خاك به طوري که خاك هاي یخ زده داراي مقاومت بالایی هستند
– اندازه دانه ها و توزیع دانه در خاك
– تراکم خاك و فشار وارد بر آن
لازم به ذکر است که به جز موارد فوق پارامترهاي دیگري نیز در مسئله قابلیت
هدایت الکتریکی زمین نقش دارند مانند عمق نصب الکترودها ، خواص شیمیایی خاك
مانند pH ، تغییرات عمق لایه بندي و توزیع دانه ها.
با توجه به نتایج تحقیقات و تجربیات در سیستم هاي توزیع برق در خصوص روش هاي
بهینه سازي اتصال زمین، افزودن نمک به خاك ها از ساده ترین و رایج ترین روش ها
بوده و اگر چه در کوتاه مدت مشکل مقاومت زمین را رفع می کند ولی به دلیل خاصیت
خورندگی بسیار بالاي نمک ، پس از مدت کوتاهی الکترودها و اتصالات مربوطه به طور
کامل از بین رفته و بایستی با صرف هزینه هاي اضافی مکرر اقدام به تعویض
الکترودها نمود از طرفی بر اثر بارندگی هاي سالیانه پس از مدتی این نمک ها نیز
شسته شده و به لایه هاي زیرین منتقل گشته و مقاومت زمین مجدداً افزایش می یابد.
در نتیجه حداکثر کارایی با مخلوطهاي نمکی بین 5 تا 7 سال است.
با توجه به مقاومت بالا، زمینهایی که خاك و بستر آن سنگی ، سنگلاخی و سخت
بوده ، از لحاظ هدایت الکتریکی از نظر موارد اشاره شده در مقاومت خاك ، داراي
مشکلات بسیاري جهت احداث اتصال زمین می باشند ، باعث شده تا استفاده از مواد
کاهش دهنده مقاومت زمین ، متداول شده و این مواد داراي تنوع زیادي باشند. از جملۀ
این مواد 🙁 Ground Enhanced Material (GEM ، مارکونیت ، بنتونیت سدیم ،
پلیمرهاي جاذب رطوبت و Ultra Fill را می توان نام برد.به لحاظ فراوانی و قیمت
مناسب خاك طبیعی بنتونیت سدیم (Sodium Bentonite ) ، استفاده از این ماده
جهت ایجاد اتصال زمین به عنوان یک روش مؤثر و نوین متداول تر شده است.
بنتونیت سدیم داراي اندازه ذرات بسیار ریز ( کمتر از 0.02 میکرون ) که داراي سطح
تماس بسیار بالا ( 800 متر مربع به گرم ) هستند بوده و قابلیت جذب آب تا 5 برابر
وزن اولیه خود و افزایش حجم تا 13 برابر حجم خشک اولیه را دارد همچنین این ماده
وقتی به 6 برابر حجم اولیۀ خود می رسد بصورت غلیظ در آمده و نه تنها شکل خود را
نگه می دارد بلکه در صورت تماس با هر سطحی به آن می چسبد و در نتیجه می تواند
هم مشکل تراکم خاك و هم چسبندگی و اتصال لازم را حل کند.
خاك بنتونیت زمانی که هیدراته می شود بصورت شیمیایی می تواند آب را داخل خود
نگه داشته و به عنوان یک عامل خشک کننده ، آب و رطوبت اطراف را با خاصیت مکشی
خود جذب کند. در اثر تماس بنتونیت با نور خورشید سطح بیرونی آن خشک شده و از
خروج رطوبت از قسمت هاي داخلی آن جلوگیري می کند. این ماده رسی نیاز به مواد
افزودنی ندارد ( صرفاً بنتونیت نوع سدیم اینگونه است ) و فاقد خاصیت خورندگی
بوده و خواص آن براي سالیان متمادي ثابت می ماند.
مقاومت بنتونیت سدیم در 300% رطوبت ( وزن آب به وزن بنتونیت ) حدود 2 اهم
بوده که به دلیل تشکیل الکترولیت ناشی از افزودن آب است آبی که به صورت
شیمیایی در بنتونیت نگهداري می شود اجازه می دهد تا پتاس آهک (Ca O ) ، اکسید
منیزیم (Mg O ) و دیگر نمک هاي معدنی موجود در آن یونیزه شده و با pH حدود
8/5 تا 10/5 تشکیل یک الکترولیت قوي را بدهد.
شوك الکتریکی Electric shock هنگامی رخ می دهد که دو عامل زیر به طور
همزمان رخ دهد :
1- ابتدا فرد باید با یک سیستم حامل جریان یا یک قطعه فلزي مرتبط با سیم
حامل جریان تماس داشته باشد.
2- فرد باید با زمین در ارتباط باشد.
به طور کلی هر مدار الکتریکی سه سیم دارد سیم فاز یا سیم حامل جریان با عایق
مشکی رنگ ، که قابل تشخیص است البته براي سیم فاز می توان از رنگ مشکی یا هر
رنگ دیگري به جز سفید، سبز یا خاکستري استفاده کرد. علاوه بر سیم فاز ، یک سیم
نول و یک سیم زمین نیز در مدارهاي الکتریکی وجود دارد سیم نول معمولاً با عایقی به
رنگ سفید یا خاکستري قابل شناسایی است. سیم زمین نیز به صورت سیم مسی بدون
روکش یا سیم با عایق سبز رنگ اجرا می شود. سیم فاز در واقع خطرناك ترین سیم در
مدار الکتریکی ساختمان به شمار می رود چون حامل بار الکتریکی بوده و به محض
تماس با اجزاي رسانا بار الکتریکی خود را به آن ها منتقل می کند اما جریان الکتریکی
تا زمانی که مسیر برگشت به منبع نداشته باشد، برقرار نمی شود. سیم نول در واقع
همان سیمی است که براي ایجاد این مدار یا مسیر بسته در نظر گرفته می شود به
عبارت دیگر با قرار دادن کلید یک وسیله الکتریکی در وضعیت روشن مسیر ارتباطی
بین سیم فاز و سیم نول برقرار می شود و به این ترتیب با کامل شدن مدارجریان
الکتریکی برقرار شده و آن وسیله روشن می شود. سیم فاز بلافاصله مسیر را حس
نموده و انرژي الکتریکی را آزاد می کند در صورتی که هیچ عاملی موجب جلوگیري از
عبور جریان در مدار نشود، بخش عمده انرژي بدون استفاده خواهد ماند می توان گفت
که یک لامپ یا هر وسیله الکتریکی دیگري که بین سیم فاز و نول قرار می گیرد تقریباً
تمام انرژي موجود درآن مدار را مصرف می کند و به طور مجازي هیچ انرژي دیگري براي
بازگشت از طریق سیم نول به منبع باقی نمی ماند دلیل آن این است که تماس دست
با سیم فاز موجب ایجاد شوك الکتریکی می شود. در هنگام ایجاد شوك الکتریکی، بدن
همانند سیم نول عمل کرده و مدار الکتریکی را کامل می کند علت این مسأله آن است
که زمین به خودي خود مسیر بسیار مناسبی براي عبور جریان و کامل کردن مدار
الکتریکی به شمار می رود در واقع در چنین مواردي سیستم الکتریکی از زمین به عنوان
یک مسیر جایگزین استفاده می کند. بهترین روش براي مقابله با شوك الکتریکی این
است که اطمینان حاصل کنید که بدن شما با زمین در ارتباط نیست به خاطر داشته
باشید که جریان الکتریکی تنها در صورتی از بدن شما عبور خواهد کرد که بدن شما
همانند مسیر عبور جریان به زمین عمل کند بنابراین هیچ گاه روي زمین خیس و یا بر
روي نردبانی که روي زمین خیس قرار گرفته است با مدارها و تجهیزات الکتریکی کار
نکنید استفاده از ابزارهاي برقی و سایر تجهیزات الکتریکی در محدوده سیستم هاي لوله
کشی نیز می تواند بسیار خطرناك باشد زیرا سیستم هاي لوله کشی در واقع به عنوان
رابط بین بدن شما با زمین عمل می کنند که نتیجه آن ایجاد شوك الکتریکی است. در
استاندارد NEC ، سه مشخصه براي ا فزایش ضریب ایمنی تجهیزات و مدارهاي
الکتریکی مطرح شده است:
1- اتصال تجهیزات به زمین
2- مجهز کردن سیستم به رله عیب اتصال زمین
3- استفاده از درپوش هاي قطبی Polarized plugs
