حاسبة مقاومة القضبان الأرضية

تحدد هذه الآلة الحاسبة المقاومة الأرضية للقضبان المدفونة لقضيب واحد مكشوف، وقضيب واحد مغلق بالخرسانة إلى قضبان القضبان (قضبان متعددة) سواء كانت عارية أو مغلقة بالخرسانة. بالنسبة لأسرّة القضبان لا يؤخذ تأثير الموصلات الأفقية المدفونة في الاعتبار، وبالتالي فإن النتائج متحفظة.

المعادلات البسيطة المستخدمة مأخوذة مباشرةً أو مشتقة من القسم 14.6 من دليل IEEE للسلامة في تأريض محطات التيار المتردد الفرعية (IEEE Std 80-2013). تشمل قيود المعادلات أنها لا تتعامل إلا مع التربة المنتظمة وهي غير مناسبة للتربة ذات الطبقتين أو التربة متعددة الطبقات على سبيل المثال، كما أنها لا تتعامل مع القضبان غير المفصولة بشكل غير منتظم.

يمكن لبرنامج SafeGrid Earthing Software حساب مقاومة القضبان الأرضية المدفونة لأي حجم أو شكل شبكة أرضية بدرجة عالية من الدقة.

جرّب 12 آلة حاسبة كهربائية مجانية أخرى.

مقاومة قضيب التأريض

تجد هذه الآلة الحاسبة مقاومة قضيب واحد أو عدة قضبان لشبكة مدفونة في نموذج تربة موحد. كما أنها تجد مقاومة الأقطاب الكهربائية عند تغليفها بالخرسانة.

المعادلات:

1. قضيب واحد

الصيغة الشائعة المستخدمة لحساب مقاومة القضيب الواحد [1] هي

حيث:

ρ: المقاومة النوعية للتربة (Ω.m).
_Lr: طول القضيب الأرضي.
d: قطر القضيب الأرضي.

2. قضيب واحد مغلف بالخرسانة

في التربة ذات المقاومة العالية، من الأفضل إضافة طبقة إضافية من الخرسانة إلى القضبان حيث أن الخرسانة لديها مقاومة أقل من 30Ω.m إلى 200Ω.m اعتمادًا على مستوى الرطوبة. ولذلك، فإنها تعمل كتربة منخفضة المقاومة حول القضبان مما يوفر حماية إضافية.
يمكننا الحصول على مقاومة القضيب المغلف بالخرسانة باستخدام معادلة فاغان ولي [2]:

أين:

_ρc: المقاومة النوعية للخرسانة (Ω.m)
_Dc: قطر الغلاف الخرساني (م)

3. سرير قضيب

استخدم شوارتز [1] المعادلة التالية لتحديد مقاومة سرير القضيب:

أين:

A: مساحة الشبكة (م^2)
_nr: عدد القضبان الموضوعة في المنطقة A.
_k1: المعامل.

في وقت لاحق، صاغ كيرسل [3] معادلة لحساب المعامل لشبكة مستطيلة اعتمادًا على مساحة الشبكة (الطول والعرض).
معادلة المعامل هي

أين:

أ: طول الشبكة (م)
ب: طول الشبكة (م) ب: عرض الشبكة (م)

4. قاع قضيب من القضبان المغطاة بالخرسانة

من (3) لدينا:

بالتعويض ب (1) في (5) نحصل على:

بالنسبة للقضيب المغطى بالخرسانة، نعوض في (2) بـ (6). ثم نحصل على:

إعطاء صيغة سرير قضيب للقضبان المغطاة بالخرسانة (الشكل 1).

المراجع:

[1] "دليل IEEE للسلامة في تأريض المحطات الفرعية للتيار المتردد. جمعية مهندسي الكهرباء والطاقة IEEE. الولايات المتحدة الأمريكية. 2013, p. 204

[2] Fagan, E.J. وL Lee, R. H., "استخدام قضبان التسليح الخرسانية المغلقة كأقطاب تأريض"، معاملات IEEE في الصناعة والتطبيقات العامة، IGA-6: رقم 4، يوليو 1970.

[3] Kercel, S. W., "Design of Switchyard grounding systems using multiple grids" IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-100, no. 3، ص 1341-1350، مارس 1981.