اجزای فولادی سازه ها

مقصود از اجزای فولادی سازه ها، هر نوع قطعات فولادی مربوط به سازه ها است که مستقیما و یا از طریق بتنی که دور آنها ریخته شده است (فونداسیون) با زمین در تماس باشند. بدیهی است دفن اجزای فولادی سازه ها بدون هیچگونه حفاظ، جز در مواردی نادر و با استفاده از فولادهای مخصوص ضد رنگ، انجام نمی شود. بنابراین در اینجا، اجزای فولادی سازه های داخل بتن و از آن میان میلگردهای بتن مورد نظر خواهند بود.

معمولا استفاده از مجموعه بتن و فولاد داخل آن بعنوان الکترود در بیشتر موارد امکانپذیر است. مقاومت الکترود بتن فولاد در اغلب موارد بعلت سطح زیاد آن، بقدری پایین است (کمتر از ۱ اهم) که کمتر الکترود دیگری، حتی با صرف مبالغی زیاد، می تواند با آن رقابت کند. بدیهی است که مقاومت اتصال به زمین بتن / فولاد به جنس و رطوبت زمینی که در آن قرار دارد بستگی خواهد داشت و جز در موارد نادر که زمین محل استقرار بسیار خشک باشد، مقاومت مخصوص در دمای عادی بین ۳۰ الی ۹۰ اهم متر است که از بسیاری از انواع خاک ها کمتر است. با تمام این مزایا لازم است به خورده شدن فولاد در داخل بتن، توجه شود، زیرا محصول خورده شدن بتن حجمی بیش از فولاد دارد و در نتیجه ممکن است سبب ترک خوردن بتن شود. در این مورد باید جریان هایی که بطور دائم از الکترود به زمین نشت می کنند، بررسی شوند. یکی از علل وجود این جریان ها، نبودن سازگاری بین مجموعه بتن / فولاد و اجزای دیگر در تماس با زمین و همبندی شده با آن است.

لازم است توجه شود که جریان متناوب سبب ایجاد خوردگی در میلگردهای بتن نمی شود یا خرابی ایجاد شده بوسیله آن در محدوده توانایی عبور جریان، ناچیز و قابل اغماض است، ولی یکی از خواص "زمین الکترولیت" این است که بصورت یک نیم هادی هم عمل می کند که نتیجه آن ایجاد جریان یکسو شده بطور دایمی است. هر چند شدت این جریان زیاد نباشد.

اگر مقاومت الکترود بتن / فولاد بقدر کافی کم باشد، در اثر عبور جریان به زمین، در بتن ترک خوردگی ایجاد نخواهد شد.

همبندی کمکی برای همولتاژ کردن

اجزای همبندی شونده

همبندی کمکی برای همولتاژ کردن باید کلیه بدنه های هادی را که همزمان قابل لمس می باشند در برگیرد و حاوی اجزای فلزی ساختمان شامل میلگردهای بتن مسلح باشد، البته اگر در دسترسی به آن ممکن باشد. همچنین همبندی کمکی برای همولتاژ کردن باید به هادی های حفاظتی همه تجهیزات از جمله پریزها، وصل باشد.

اطمینان نسبت به کارآیی همبندی کمکی برای همولتاژ کردن

اگر کوچکترین شکی نسبت به کارآیی سیستم همبندی کمکی برای همولتاژ کردن وجود داشته باشد، لازم است نسبت به صحت رابطه زیر اطمینان حاصل شود:

R<=50/Ia

 که در آن:

R= مقاومت بین بدنه های هادی که همزمان در دسترس می باشند و بدنه های هادی بیگانه

Ia= شدت جریانی که سبب عمل وسیله حفاظتی می شود.

در مورد وسایل اضافه جریان: Ia=جریانی است که سبب قطع وسیله حفاظتی در ۵ ثانیه می شود.

توزیع هادی خنثا

در سیستم IT قویا توصیه می شود که از توزیع هادی خنثا صرف نظر شود. مهمترین علت اینکه توصیه می شود هادی خنثا توزیع نشود این است که هر چه طول هادی خنثا و تعداد لوازمی که به آن مصل می شوند بیشتر شود، احتمال بروز اتصالی بین آن و بدنه های هادی زمین شده بیشتر می شود که در صورت بروز این حالت ظاهرا اتفاق مهمی نخواهد افتاد،‌ اما کل سیستم حفاظتی مختل خواهد شد و در اصل سیستم IT تبدیل به TT‌یا TN (بسته به نوع اتصال به زمین) خواهد شد. 

وضعیتی که در صورت توزیع هادی خنثا در سیستم IT‌ باید مورد توجه قرار گیرد و علت آن ممکن است در نگاه اول خیلی واضح نباشد این است که همه مدارهای سیستم باید مجهز به وسایل کشف اضافه جریان در هادی خنثا باشند که همه هادی های مدار (فاز یا فازها و خنثا) را قطع کند.

کلیدهای چهار قطبی یا کلیدهای دو قطبی که همه قطب های آن مجهز به رله های اضافه جریان می باشند، برای همین منظور مورد استفاده قرار می گیرند. برای پی بردن به اهمیت بحث، شکل زیر را مورد توجه قرار دهید.

توزیع هادی خنثا

اگر مداری که هادی خنثای آن با بقیه برخورد کرده است، مداری با مقطع کوچک باشد و مدار دیگر که فاز آن با بدنه در تماس است مداری با مقطع بزرگ باشد، ممکن است حالتی پیش آید که جریان اتصالی نشان داده شده در شکل، برای قطع رله جریان در فاز مدار بزرگ کافی نباشد در حالی که همین جریان از دید مدار کوچک آنقدر بزرگ باشد که هادی خنثای آن را بسوزاند.

در دو حالت زیر می توان از شرط بالا صرفنظر نمود:

- در صورتی که برای حفاظت هادی خنثای هر یک از مدارها یا چند مدار با هم از وسایل حفاظتی در برابر اتصال کوتاه در طرف تغذیه استفاده شده باشد.

- در صورتی که برای حفاظت از مدار مورد نظر از وسیله حفاظتی جریان تفاضلی استفاده شود، به شرط اینکه جریان نامی تفاضلی عمل آن از 0.15 برابر جریان نامی هادی خنثا بیشتر نباشد. بدیهی است که این وسیله باید همه هادی های مدار از جمله هادی خنثا را قطع کند.