افزایش پتانسیل زمین (GPR) یا افزایش پتانسیل ارت پدیده ایست که هنگامی رخ می‌دهد که انرژی الکتریکی زیادی وارد زمین می‌شود. این حالت اکثراً به خاطر بروز خطا در پست‌های توزیع یا دکل‌های فشار قوی ، یا برخورد صاعقه رخ می‌دهد (جریان خطا). هنگامی که جریان‌هایی با اندازه بزرگ با عبور از سیستم ارت وارد زمین می‌شوند ، نه تنها پتانسیل الکتریکی سیستم زمین افزایش می‌یابد، بلکه پتانسیل خاک اطراف چاه ارت نیز افزایش می‌یابد.
ولتاژهای ایجاد شده توسط افزایش پتانسیل زمین یا پتانسیل ارت ، برای کارکنان و تجهیزات خطرناک هستند. همانطور که قبلاً گفتیم، خاک دارای “مقاومت خاک” است که موجب ایجاد گرادیان پتانسیل ولتاژ یا افت ولتاژ در امتداد مسیر عبور جریان خطا به خاک می‌شود. اختلاف پتانسیل ایجاد شده باعث می‌شود جریان‌هایی از همه یا اکثر اجسام رسانای مجاور که زمین شده‌اند عبور کنند. سازه‌های بتنی، لوله‌ها، سیم‌های مسی و افراد در معرض عبور این جریان‌ها هستند.
افزایش پتانسیل زمین
انواع الکترودهای زمین در سیستم های ارتینگ
ژانویه 6, 2023
ضرورت حفاظت از پمپ بنزین ها در برابر صاعقه
ژانویه 28, 2023مطالعه راجع به افزایش پتانسیل زمین
مطالعه راجع به افزایش پتانسیل زمین فرایندی است که طی آن مقاومت زمین به صورت مستمر و با زمانبندی خودکار اندازه گیری می‌شود. این سیستم‌های اختصاصی از روش تست فرکانس القایی برای نظارت دائمی بر عملکرد سیستم‌های بحرانی زمین کردن استفاده می‌کنند. حتی در برخی مدل‌ها گزارش دهی خودکار داده‌ها نیز گنجانده شده است.این ابزارهای سنجشی مقاومت زمین و جریان عبوری از سیستم زمین را می‌سنجند. مزیت دیگر چنین سیستمی این است که نیازی به قطع برق رسانی برای انجام این اندازه گیری‌ها ندارد.
افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت (مطابق تعریف استاندارد ۳۶۷ IEEE) از ضرب امپدانس الکترود زمین ، یا الکترود زمین دور ، و جریان عبوری از امپدانس آن الکترود بدست می‌آید. افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت (طبق تعریف استاندارد ۸۰ -۲۰۰) ، حداکثر پتانسیل الکتریکی است که در شبکه زمین کردن پست توزیع ، در مقایسه با نقطه‌ی زمین کردن فاصله داری که معادل با پتانسیل زمین دور در نظر گرفته می‌شود شکل می‌گیرد. این ولتاژ (GPR) معادل با حداکثر جریان شبکه ضربدر مقاومت شبکه است.
رویدادهای افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت ، به خاطر عبور جریان‌های بزرگ الکتریکی از زمین نگران کننده هستند. این مشکل در یک پست توزیع، یک دکل یا تیر فشار قوی یا یک ترانسفورماتور بزرگ رخ می‌دهد. اگر افزایش پتانسیل زمین شدیداً نگران کننده باشد، باید احتیاط‌های لازم را رعایت کرد تا امنیت کارکنان و تجهیزات تضمین شود. پتانسیل‌های الکتریکی زمین در مجاورت محوطه به صورت ناگهانی کاهش می‌یابند، اما صفر نمی‌شوند. در واقع در خاک کاملاً همگن، پتانسیل خاک دارای رابطه معکوسی با فاصله از مرکز سیستم زمین است. این فاصله باید در حدی باشد که نسبت به ابعاد سیستم زمین مقدار خیلی کوچکی باشد.
تعاریف افزایش پتانسیل زمین (GPR)
افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت (مطابق تعریف استاندارد ۳۶۷ IEEE) از ضرب امپدانس الکترود زمین ، یا الکترود زمین دور ، و جریان عبوری از امپدانس آن الکترود بدست می‌آید.
افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت (طبق تعریف استاندارد ۸۰ -۲۰۰) ، حداکثر پتانسیل الکتریکی است که در شبکه زمین کردن پست توزیع ، در مقایسه با نقطه‌ی زمین کردن فاصله داری که معادل با پتانسیل زمین دور در نظر گرفته می‌شود شکل می‌گیرد. این ولتاژ (GPR) معادل با حداکثر جریان شبکه ضربدر مقاومت شبکه است.
رویدادهای افزایش پتانسیل زمین یا افزایش پتانسیل ارت ، به خاطر عبور جریان‌های بزرگ الکتریکی از زمین نگران کننده هستند. این مشکل در یک پست توزیع، یک دکل یا تیر فشار قوی یا یک ترانسفورماتور بزرگ رخ می‌دهد. اگر افزایش پتانسیل زمین شدیداً نگران کننده باشد، باید احتیاط‌های لازم را رعایت کرد تا امنیت کارکنان و تجهیزات تضمین شود. پتانسیل‌های الکتریکی زمین در مجاورت محوطه به صورت ناگهانی کاهش می‌یابند، اما صفر نمی‌شوند. در واقع در خاک کاملاً همگن، پتانسیل خاک دارای رابطه معکوسی با فاصله از مرکز سیستم زمین است. این فاصله باید در حدی باشد که نسبت به ابعاد سیستم زمین مقدار خیلی کوچکی باشد.
فرمول پتانسیل زمین به شکل زیر بیان می‌شود:
پتانسیل زمین بر حسب ولتاژ ، مقاومت خاک بر حسب اهم- متر بیان می‌شود. جریان یعنی جریانی که با عبور از سیستم زمین وارد خاک می‌شود و بر حسب آمپر است. مقدار عددی پی ۳٫۱۴ است. فاصله هم بر حسب متر بیان می‌شود.
شاید بارزترین نمونه افزایش پتانسیل زمین یا پتانسیل ارت ، مرگ گاوهای مزرعه به خاطر برخورد صاعقه باشد. فرض کنید صاعقه به وسط مزرعه‌ای که گاوها در آنجا حضور دارند برخورد می‌کند. جریان تزریقی به زمین، به صورت شعاعی و در تمام جهت‌ها از نقطه‌ی برخورد دور می‌شود.بدین ترتیب گرادیان‌های ولتاژ در سطح زمین ایجاد می‌شود. همچنین بخش دیگری از جریان به صورت شعاعی عبور می‌کند. تمام گاوهایی که در برابر برخورد صاعقه هستند، سم‌های جلویی‌شان نسبت به سم‌های عقبی نزدیک‌تر به نقطه برخورد هستند.بدین ترتیب اختلاف پتانسیلی بین پاهای جلو و عقب ایجاد می‌شود. آن گاوهایی که پهلوشان به سمت صاعقه است، شانس زنده ماندن بیشتری دارند. در حقیقت فاصله بین پاهای جلو و ولتاژ اعمالی نسبتاً اندک است، بدین ترتیب جریان صاعقه کمتری از آن‌ها عبور می‌کند.
مطالعه راجع به افزایش پتانسیل زمین معمولاً در پست‌های توزیع و دکل‌های فشار قوی ، با هدف سنجش پتانسیل زمین انجام می‌شود. سطح زمین شده‌ی پست‌های توزیع نسبتاً بزرگ است، علی الخصوص در مقایسه با تیرها و دکل‌های فشار قوی. خطر افزایش پتانسیل زمین در تیرها و برج‌ها در بالاترین حد قرار دارد. اجرا و حفاظت زمین در این نقاط با بیشترین دشواری همراه است. معمولاً کیفیت حفاظت ضعیف است مگر اینکه تجهیزاتی در سطح زمین نصب شده باشند، یا کارکنان بخش خدمات مجبور به انجام اقدامات مورد نیاز باشند.
224 total views, 2 views today
