خوردگی در سیستم ارت

تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی انسان در بهرهبرداری از سیستم الکتریکی، ایجاد مسیری مناسب و مطمئن برای جریان عملیاتی با هدف تحریک لوازم حفاظتی به واکنش و یا تامین ایمنی در برابر برق گرفتگی هنگام انجام تعمیرات بر روی تجهیزات ضرورت وجود سیستم اتصال زمین در سیستمهای الکتریکی را اجتنابناپذیر ساخته است.

ماهیت مقاومت اتصال زمین یک الکترود شامل:
1- مقاومت الکترود (فلز)
2- مقاومت تماس بین الکترود و فلز
3- مقاومت خاک است
در صورت استفاده ازتجهیزات استاندارد و اجرای صحیح اتصالات، دو مقاومت اول خیلی کوچک بوده (معمولاًکسری از یک اهم) و میتوانند در موارد عملی صرفنظر شوند بنابراین مقاومت خاک موردی است که باید به آن توجه بیشتری شود.در عمل انتخاب بهترین محل برای احداث اتصال زمین یا محدوده آن مشکل است زیرا عواملی خارج ازکنترل متخصصان و کارشناسان برق محل احداث الکترود را مشخص میکند همچنین باید توجه داشت که مشخصات و املاح موجود در خاک یک منطقه رانیز نمیتوان کلاً تغییر داد. بنابراین یکی از روشهای کاهش مقاومت خاک و به تبع آن کاهش مقاومت اتصال زمین ،استفاده از مواد کاهنده مقاومت خاک است.

چگونگی کاهش مقاومت خاک توسط مواد کاهنده مقاومت خاک:
1- مواد کاهنده مقاومت خاک، دارای مقاومت ویژه بسیار کمی هستند همچنین این مواد اطراف الکترود قرار گرفته، باعث افزایش سطح مقطع آن شده و به علت مقاومت ویژه کم باعث کاهش مقاومت الکترود میشود.
2- مواد کاهنده مقاومت خاک با داشتن ذرات ریز در میان خلل و فرج خاک نفوذ کرده و به دلیل دارا بودن قابلیت جذب رطوبت و انبساط بالا، سطح تماس الکترود با زمین را افزایش میدهند.
3- هنگامی که در اطراف الکترود از مواد کاهنده مقاومت خاک استفاده میشود ،در اطراف الکترود مایع الکتریسیتهدار شروع به حرکت میکند که این حرکت باعث ایجاد لایهای در اطراف الکترود میشود که به آن لایه، لایه Permeation میگویند که در واقع یکی از مهمترین عوامل کاهش مقاومت خاک همین لایه Permeation است.

خوردگی در خاک :
برای آنکه سازهای در خاک دچار خوردگی شود باید یک پیل خوردگی تشکیل شود حال با قبول این مطلب به بیان شرایطی میپردازیم که با واقع شدن آنها یک پیل خوردگی میتواند صورت گیرد:
الف- یک کاتد و یک آند باید وجود داشته باشد.
ب- باید بین آند و کاتد اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد.
ج- آند و کاتد باید در یک محیط رسانا قرار داشته باشند.
برای یک الکترود اتصال زمین مدفون شده در خاک شرایطی وجود دارد
( فلزات غیر همجنس- تغییر غلظت اکسیژن - تغییر جنس خاک و ...) که به تشکیل نقاط آندی و کاتدی منجر میشود و شرایط الف و ب تامین میشوند و شرط ج با توجه به اینکه رطوبت موجود در خاک به عنوان یک الکترولیت محسوب میشود خود به خود مهیا است.

انواع پیلهای خوردگی درخاک:
پیلهای ناشی از اتصال فلزات غیر همجنس)Dissimilar Metals Cell(هر فلزی که درداخل الکترولیتی قرا رداده شود پتانسیلی نسبت به آن الکترولیت پیدا خواهد کرد که هر گاه یک الکترود دیگر به عنوان مرجع داشته باشیم به سادگی میتوان اختلاف پتانسیل بین الکترود مرجع و فلز مورد نظر را اندازهگیری کرد چنانچه در سیستم اتصال زمین مثلاً اتصال بین ساختمان فولادی و مسی عایق نشده باشد، شرایطی برای تشکیل پیل فلزات غیر همجنس آماده بوده و عملاً خوردگی شدیدی در محل اتصال خواهیم داشت.
پیلهای تنشی (Cell Stress) : یکی از انواع پیلهایی که میتواند درالکترودهای اتصال زمین سبب خوردگی شود پیل تنشی است این پیل در نتیجه نصب نادرست الکترودها و ایجاد تنشهای کششی و فشاری باقیمانده در آنها ایجاد میشود به عبارت دیگر نیروهایی که در هنگام نصب به الکترود وارد میشود سبب انحنا نسبتاً کمی در آنها میشوند سپس قسمتهایی از الکترود که تحت تنش کششی قرار دارند به صورت آند عمل کرده و قسمتهایی که تحت تنش فشاری قرار دارند به صورت کاتدی عمل می کنند و در نتیجه بوجود آمدن نواحی آندی و کاتدی باعث ایجاد پیل تنشی و خوردگی در الکترودهای اتصال زمین می شوند.