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मृदा प्रतिरोधकता और ग्राउंड रॉड का चयन: प्रत्येक परियोजना अभियंता को सबसे पहले क्या मापना चाहिए

संक्षेप में

  • मिट्टी की प्रतिरोधकता (ओम-मीटर में मापी गई) यह निर्धारित करती है कि फॉल्ट करंट कितनी तेजी से पृथ्वी में विलीन हो जाता है और आपको किस प्रकार की ग्राउंड रॉड सामग्री स्थापित करनी चाहिए।
  • वेनर 4-पॉइंट परीक्षण आपको ग्राउंडिंग डिजाइन को अंतिम रूप देने से पहले क्षेत्र-विश्वसनीय मृदा प्रतिरोधकता डेटा प्रदान करता है।
  • कम प्रतिरोधकता वाली मिट्टी (100 ओम-मीटर से कम) में मानक तांबे की परत वाली छड़ें लगाई जा सकती हैं; उच्च प्रतिरोधकता वाली मिट्टी (1,000 ओम-मीटर से अधिक) में रासायनिक इलेक्ट्रोड, ग्राउंड मॉड्यूल या अधिक गहराई वाली बहु-छड़ सरणियों की आवश्यकता होती है।
  • छड़ की सामग्री, व्यास और गहराई को मिट्टी की वास्तविक स्थितियों के अनुरूप चुनने से समय से पहले जंग लगने, समय से पहले विफलता और मिट्टी के प्रतिरोध मूल्यों में कमी को रोका जा सकता है।
  • यह मार्गदर्शिका माप विधियों, सामग्री चयन मानदंडों, स्थापना ज्यामिति और वास्तविक परियोजनाओं में सबसे अधिक देखी जाने वाली त्रुटियों को कवर करती है।

मृदा प्रतिरोधकता के लिए तांबे से लेपित ग्राउंड रॉड

मिट्टी की प्रतिरोधकता वह पहला माप क्यों है जिसकी आपको आवश्यकता है?

ग्राउंड रॉड का व्यास निर्धारित करने से पहले, कॉपर क्लैड स्टील और गैल्वनाइज्ड स्टील में से किसी एक को चुनने से पहले, और सबस्टेशन पैड के लिए कितनी रॉड की आवश्यकता होगी, इसकी गणना करने से पहले, आपको एक माप की आवश्यकता होती है: आपके इंस्टॉलेशन स्थल पर मिट्टी की प्रतिरोधकता। आगे के सभी डिजाइन संबंधी निर्णय इसी माप पर निर्भर करते हैं।

शिबांग में, हमारी इंजीनियरिंग टीम छह महाद्वीपों में फैले प्रोजेक्ट्स से ग्राउंडिंग स्पेसिफिकेशन्स की समीक्षा करती है। फील्ड में आने वाली समस्याओं का सबसे आम कारण कोई खराब रॉड या कमजोर कनेक्शन नहीं है। बल्कि यह एक ऐसा ग्राउंडिंग सिस्टम है जिसे मिट्टी की प्रतिरोधकता का उचित सर्वेक्षण किए बिना डिजाइन किया गया था। जो इंजीनियर इस चरण को छोड़ देते हैं, उन्हें मूल कमीशनिंग तिथि के महीनों बाद इंस्टॉलेशन को दोबारा करना पड़ता है, अतिरिक्त रॉड लगानी पड़ती हैं या मिट्टी में सुधार करने पड़ते हैं।

मिट्टी की प्रतिरोधकता यह बताती है कि आपके स्थल पर मिट्टी विद्युत धारा के प्रवाह का कितना प्रतिरोध करती है। मध्य ऑस्ट्रेलिया की एक रेतीली, शुष्क पहाड़ी की चोटी पर यह 2,000 ओम-मीटर तक हो सकती है। वहीं बांग्लादेश के मिट्टी से भरपूर नदी डेल्टा में यह 30 ओम-मीटर तक हो सकती है। तांबे की परत चढ़ी एक ही प्रकार की ग्राउंड रॉड इन दोनों वातावरणों में बिल्कुल अलग तरह से व्यवहार करती है, और डिज़ाइन में इस अंतर को शुरू से ही ध्यान में रखना आवश्यक है।

मानक निकाय इसे स्वीकार करते हैं।एनएफपीए संहिताएँ और मानकIEC 62305 और IEEE 80 के साथ-साथ, सभी फ्रेमवर्क ग्राउंडिंग सिस्टम डिजाइन शुरू करने से पहले साइट-विशिष्ट मृदा प्रतिरोधकता डेटा की आवश्यकता या दृढ़ता से अनुशंसा करते हैं। आप इसके मूल सिद्धांतों के बारे में और अधिक पढ़ सकते हैं।अर्थिंग सिस्टमऔर कैसेजमीन (बिजली)वह विद्युत अभियांत्रिकी के क्षेत्र में काम करता है ताकि यह समझ सके कि यह माप हर चीज को कैसे प्रभावित करता है।

मृदा प्रतिरोधकता वास्तव में क्या मापती है

मृदा प्रतिरोधकता, मृदा की इकाई आयतन द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह में उत्पन्न होने वाले अवरोध को मापती है। इंजीनियर इसे ओम-मीटर (ओम-मी) में व्यक्त करते हैं। यह संख्या चार मुख्य कारकों पर निर्भर करती है:

नमी की मात्रा।पानी प्रतिरोधकता को काफी कम कर देता है। सूखी मिट्टी की प्रतिरोधकता 1,000 ओम-मीटर से अधिक हो सकती है; जबकि खेत की क्षमता पर वही मिट्टी 100 ओम-मीटर से नीचे गिर सकती है। यही कारण है कि मौसमी परीक्षण महत्वपूर्ण है, और इसीलिए हम सिस्टम में सबसे खराब स्थिति के लिए मार्जिन शामिल करने के लिए सबसे शुष्क संभावित परिस्थितियों के दौरान माप लेने की सलाह देते हैं।

आयन सांद्रता।मिट्टी के पानी में घुले लवण चालकता बढ़ाते हैं। तटीय क्षेत्र, उर्वरक के उपयोग वाले कृषि क्षेत्र और रेगिस्तानी नमक के मैदान, सभी शुद्ध क्वार्ट्ज रेत की तुलना में कम प्रतिरोधकता दर्शाते हैं। हमारे उत्पादन रिकॉर्ड बताते हैं कि मध्य पूर्व और उत्तरी अफ्रीका में ग्राहकों को अक्सर उच्च प्रतिरोधकता वाली रेतीली मिट्टी से निपटना पड़ता है, जिसके लिए रासायनिक संवर्धन की आवश्यकता होती है।

तापमान।मिट्टी के ठंडा होने पर प्रतिरोधकता बढ़ जाती है। जमी हुई मिट्टी में प्रतिरोधकता 20 डिग्री सेल्सियस तापमान वाली उसी मिट्टी की तुलना में दस गुना या उससे भी अधिक बढ़ सकती है। उत्तरी कनाडा, स्कैंडिनेविया या रूस में परियोजनाओं के लिए पाले की गहराई वाले क्षेत्र का ध्यान रखना और उसके नीचे ग्राउंड रॉड लगाना आवश्यक है।

मिट्टी की संरचना और घनत्व।मिट्टी के कण रेत या बजरी की तुलना में बेहतर चालक होते हैं क्योंकि वे अपनी बड़ी सतह पर नमी और आयनों को धारण कर लेते हैं। चट्टान, शेल और विघटित ग्रेनाइट में व्यापक भिन्नता पाई जाती है। स्तरित भूविज्ञान वाले स्थल पर अलग-अलग गहराई पर प्रतिरोधकता भिन्न-भिन्न होती है, यही कारण है कि सतह माप के साथ-साथ गहराई-प्रतिरोधकता प्रोफाइलिंग भी उतनी ही महत्वपूर्ण है।

तांबे की परत चढ़ी हुई ग्राउंड रॉड का अनुप्रस्थ काट तांबे की परत

वेनर 4-पॉइंट टेस्ट: इंजीनियर फील्ड में मिट्टी की प्रतिरोधकता को कैसे मापते हैं

मिट्टी की प्रतिरोधकता के परीक्षण के लिए वेनर 4-पॉइंट विधि उद्योग-मानक फील्ड तकनीक बनी हुई है। यह सरल, पोर्टेबल है और इसके परिणाम सीधे ग्राउंडिंग डिज़ाइन गणनाओं में सहायक होते हैं। टेस्टगाय इस विधि का उत्कृष्ट विस्तृत विवरण प्रदान करता है।मृदा प्रतिरोधकता परीक्षण की व्याख्याव्यावहारिक विस्तार से।

हमारे फील्ड इंजीनियर प्रत्येक नए साइट सर्वेक्षण पर इस प्रक्रिया का पालन करते हैं:

चरण 1: लेआउट।जमीन में एक सीधी रेखा में समान दूरी पर चार इलेक्ट्रोड गाड़ें। इन्हें बाएं से दाएं क्रमशः C1, P1, P2 और C2 नाम दें। प्रत्येक आसन्न जोड़े के बीच की दूरी को "a" से दर्शाया गया है, और आप इस दूरी को मिट्टी की उस गहराई के आधार पर चुनते हैं जिसकी आप जांच करना चाहते हैं। 1 मीटर की दूरी से आपको लगभग ऊपरी 0.5 मीटर की औसत प्रतिरोधकता प्राप्त होगी। 10 मीटर की दूरी से लगभग 5 मीटर की गहराई तक जांच की जा सकती है।

चरण 2: करंट प्रवाहित करें।ग्राउंड रेजिस्टेंस टेस्टर (जैसे कि मेगर डीईटी सीरीज़ या फ्लूक 1621) को बाहरी इलेक्ट्रोड (C1 और C2) से कनेक्ट करें। यह उपकरण उनके बीच की मिट्टी में एक ज्ञात एसी करंट प्रवाहित करता है।

चरण 3: विभव का मापन करें।यह उपकरण आंतरिक इलेक्ट्रोडों (P1 और P2) के बीच वोल्टेज अंतर को मापता है। इस वोल्टेज अंतर को अंतःसम्मत धारा से विभाजित करने पर प्रतिरोध मान R प्राप्त होता है।

चरण 4: गणना करें।वेनर फॉर्मूला लागू करें:

प्रतिरोधकता (rho) = 2 x pi xax R

यहां “a” इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी मीटर में है और R मापा गया प्रतिरोध ओम में है। परिणाम मृदा प्रतिरोधकता ओम-मीटर में है।

डेप्थ प्रोफाइलिंग।प्रतिरोधकता-बनाम-गहराई प्रोफ़ाइल बनाने के लिए परीक्षण को कई दूरियों (1 मीटर, 2 मीटर, 5 मीटर, 10 मीटर, 20 मीटर) पर दोहराएँ। यह प्रोफ़ाइल यह दर्शाती है कि क्या जमीन के नीचे अधिक गहराई में कोई चालक परत मौजूद है, जिससे मानक 2.4 मीटर के बजाय 3 मीटर तक छड़ें गाड़ने का औचित्य सिद्ध हो सकता है।

कब परीक्षण करना है।हम सबसे शुष्क मौसमी परिस्थितियों में परीक्षण करने का निर्देश देते हैं, क्योंकि ग्राउंडिंग सिस्टम को पूरे वर्ष कार्य करना होता है। केवल आर्द्र मौसम में परीक्षण करने से आशावादी आंकड़े मिलते हैं जो ग्रीष्म ऋतु या सूखे की सबसे खराब स्थितियों को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं।

तैनाती परिदृश्य: सऊदी अरब, पूर्वी प्रांत।एक नए पेट्रोकेमिकल संयंत्र के लिए 12 हेक्टेयर के क्षेत्र में ग्राउंडिंग की आवश्यकता थी। 1 मीटर की दूरी पर किए गए प्रारंभिक वेनर परीक्षणों में ऊपरी मिट्टी की परत में 1,800 ओम-मीटर का प्रतिरोध पाया गया, जो 5 मीटर की दूरी पर (जहां नम चिकनी मिट्टी शुरू होती है) घटकर 400 ओम-मीटर हो गया। डिज़ाइन में 3 मीटर लंबी तांबे की परत वाली छड़ों को तब तक गाड़ने का निर्देश दिया गया था जब तक वे पूरी तरह से धंस न ​​जाएं, साथ ही उच्च प्रतिरोधकता वाली ऊपरी परत में रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड भी लगाए गए थे। स्थापना के बाद, प्रत्येक ग्राउंड बिंदु पर पृथ्वी प्रतिरोध 5 ओम से कम मापा गया।

सऊदी अरब के पूर्वी प्रांत में स्थित एक पेट्रोकेमिकल संयंत्र में शुष्क मौसम के दौरान सतह की मिट्टी की प्रतिरोधकता 1,800 Ω·m मापी गई। हमारी तकनीकी टीम द्वारा 3 मीटर लंबी तीन तांबे की परत चढ़ी छड़ों (AF-0232, 0.254 मिमी तांबे की परत) को 6 मीटर की दूरी पर 5 मीटर की गहराई तक गाड़ने के बाद, मापी गई मिट्टी की प्रतिरोधकता घटकर 3.8 Ω हो गई - जो भंडारण टैंकों की बिजली से सुरक्षा के लिए IEC 62305 द्वारा निर्धारित 5 Ω के लक्ष्य से काफी कम है।

मिट्टी की प्रतिरोधकता किस प्रकार ग्राउंड रॉड के चयन को प्रभावित करती है?

एक बार जब आपके पास मृदा प्रतिरोधकता का डेटा आ जाए, तो आप आत्मविश्वास के साथ सही ग्राउंड रॉड का चयन कर सकते हैं। प्रतिरोधकता संख्या आपको तीन बातें बताती है: उस मिट्टी में कौन सा पदार्थ सबसे लंबे समय तक संक्षारण का प्रतिरोध करेगा, आपको किस प्रकार की रॉड ज्यामिति (व्यास और लंबाई) की आवश्यकता है, और क्या एक ही रॉड आपके लक्षित भू-प्रतिरोध को प्राप्त कर लेगी या आपको एक सरणी में कई रॉड की आवश्यकता होगी।

शिबांग में हम ग्राहकों को सलाह देते समय जिस सामान्य ढांचे का उपयोग करते हैं, वह इस प्रकार है:

मृदा प्रतिरोधकता सीमा मिट्टी की विशेषताएँ अनुशंसित रॉड दृष्टिकोण
100 ओम-मीटर से नीचे गीली चिकनी मिट्टी, दोमट मिट्टी या खारी मिट्टी मानक तांबे की परत चढ़ी इस्पात की छड़, अक्सर एक ही छड़ पर्याप्त होती है
100 – 500 ओम-मीटर नम चिकनी-रेतीली मिट्टी का मिश्रण, औसत शीतोष्ण मिट्टी मध्यम गहराई वाली तांबे की परत चढ़ी छड़, दो छड़ों की व्यवस्था संभव है
500 – 1,000 ओम-मीटर रेतीली या पथरीली मिट्टी, अर्ध-शुष्क गहरी छड़ें, बहु-छड़ सरणी, या रासायनिक इलेक्ट्रोड संवर्धन
1,000 ओम-मीटर से ऊपर बहुत सूखी रेत, चट्टान, बजरी रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड, ग्राउंड मॉड्यूल, या व्यापक रेडियल कंडक्टर सिस्टम

यह तालिका एक प्रारंभिक बिंदु है, विस्तृत डिज़ाइन का विकल्प नहीं। अंतिम सामग्री का चयन करते समय इंजीनियर को मिट्टी का पीएच, क्लोराइड की मात्रा, सल्फेट का स्तर और नमी में होने वाले बदलावों पर भी विचार करना चाहिए। सामग्री मिलान के बारे में हम अगले भाग में विस्तार से चर्चा करेंगे।

हमारातांबे की परत चढ़ी हुई ग्राउंड रॉडयह रेंज (मॉडल AF-0232) 14.2 मिमी से 25 मिमी (5/8 इंच से 3/4 इंच) व्यास और 1.2 मीटर से 3.0 मीटर (4 फीट से 10 फीट) लंबाई तक के रॉड उपलब्ध कराती है। तांबे की परत कम से कम 0.254 मिमी मोटी होती है और इसकी शुद्धता 99.95% या उससे अधिक होती है। इसे कम कार्बन स्टील के कोर से जोड़ा जाता है। इससे रॉड को उच्च तन्यता शक्ति (कम से कम 580 N/mm) मिलती है, जिससे यह अधिकांश प्रकार की मिट्टी में तांबे के संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखते हुए मजबूती से ठोकने में सक्षम होता है। हम इस उत्पाद श्रृंखला को ISO 9001:2008 के तहत प्रमाणित करते हैं।

तैनाती का परिदृश्य: क्वींसलैंड, ऑस्ट्रेलिया।ग्रामीण क्षेत्र में स्थित एक दूरसंचार टावर स्थल लाल लैटेराइट मिट्टी पर बना है, जिसकी सतह पर मापी गई प्रतिरोधकता 650 ओम-मीटर और 3 मीटर की गहराई पर 280 ओम-मीटर है। डिज़ाइन में 25 मिमी व्यास की तीन तांबे की परत चढ़ी छड़ों का उपयोग किया गया, जिनमें से प्रत्येक 3.0 मीटर लंबी थी, जिन्हें 6 मीटर की दूरी पर त्रिकोणीय क्रम में लगाया गया था। ये छड़ें अधिक चालक और गहरी परत तक पहुँच गईं। इस क्रम में पृथ्वी प्रतिरोध 3.2 ओम मापा गया, जो दूरसंचार मानक को पूरा करता है।

2023 की शुरुआत में, तमिलनाडु में एक 132 केवी सबस्टेशन के प्रोजेक्ट इंजीनियर ने दूरस्थ पहाड़ी स्थल के लिए खरीद का वजन कम करने के उद्देश्य से गैल्वनाइज्ड रॉड निर्दिष्ट किए। जब ​​हमारी टीम ने मिट्टी की रिपोर्ट (लेटराइट मिट्टी, पीएच 4.8, 3 मीटर गहराई पर प्रतिरोधकता 280 Ω·m) की समीक्षा की, तो हमने प्रति इकाई अधिक वजन के बावजूद तांबे की परत चढ़ी रॉड का उपयोग करने की सलाह दी। इसका कारण यह था कि लेटराइट का कम पीएच और उच्च लौह ऑक्साइड सामग्री जस्ता के क्षरण को तेज करती है, और दूरस्थ स्थान के कारण भविष्य में रॉड बदलने की व्यवस्था महंगी हो जाती। इंजीनियर ने सिफारिश स्वीकार कर ली। स्थापना के दो साल बाद भी, पृथ्वी प्रतिरोध रीडिंग 1.6 Ω पर स्थिर बनी हुई है।

मिट्टी की स्थितियों के अनुसार ग्राउंड रॉड सामग्री का चयन करना

ग्राउंड रॉड निर्माता कई प्रकार की सामग्री उपलब्ध कराते हैं, और प्रत्येक सामग्री मिट्टी की विशिष्ट स्थितियों के लिए उपयुक्त होती है। हम इन्हें इस प्रकार मिलाते हैं:

तांबे की परत चढ़ी इस्पात की छड़ें

कॉपर क्लैड रॉड में स्टील का कोर (यांत्रिक शक्ति और टिकाऊपन के लिए) और तांबे की मोटी बाहरी परत (जंग प्रतिरोध और मिट्टी के साथ कम संपर्क प्रतिरोध के लिए) का संयोजन होता है।तांबे की परत चढ़ी हुई ग्राउंड रॉडइन मॉडलों में पतली परत चढ़ाने के बजाय निरंतर तांबे की बॉन्डिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। यह उन कठोर मिट्टी में महत्वपूर्ण है जहां समय के साथ तांबे की परत चढ़ी हुई या वेल्ड की हुई परत उखड़ सकती है।

कॉपर-कोटेड रॉड मध्यम नमी वाली, उदासीन से क्षारीय मिट्टी (pH 6 से 9) में सबसे अच्छा काम करती हैं। ये अधिकांश प्रकार की मिट्टी में जंग लगने से बचाती हैं और दशकों तक स्थिर रहती हैं। हम इन्हें पावर प्लांट, सबस्टेशन, ट्रांसमिशन लाइन टावर, कम्युनिकेशन बेस स्टेशन, एयरपोर्ट, रेलवे, ऊंची इमारतों और तेल रिफाइनरियों के लिए इस्तेमाल करने की सलाह देते हैं। सामान्य मिट्टी की स्थिति में इनकी सेवा अवधि 50 साल से अधिक होती है।

गैल्वनाइज्ड स्टील की छड़ें

हम तांबे की परत चढ़ी छड़ों की तुलना में गैल्वनाइज्ड (जिंक-लेपित) छड़ों की कीमत कम रखते हैं, और ये क्षारीय मिट्टी में स्वीकार्य संक्षारण सुरक्षा प्रदान करती हैं। हालांकि, हमारे विनिर्माण और क्षेत्र के आंकड़ों से पता चलता है कि अम्लीय मिट्टी (पीएच 5 से कम) और उच्च सल्फेट सामग्री वाली मिट्टी में जिंक तांबे की तुलना में तेजी से घुलता है। हमने ऐसे कई मामले दर्ज किए हैं जहां आक्रामक मिट्टी में गैल्वनाइज्ड छड़ें अपेक्षित सेवा जीवन से काफी पहले ही विफल हो गईं, यही कारण है कि हम उष्णकटिबंधीय या अम्लीय वर्षा से प्रभावित क्षेत्रों में ग्राहकों को 25 वर्ष या उससे अधिक के डिजाइन जीवन वाली किसी भी परियोजना के लिए गैल्वनाइज्ड की जगह तांबे की परत चढ़ी छड़ों का चयन करने की सलाह देते हैं।

दक्षिणी वियतनाम के एक तटीय क्षेत्र में 2019 में भेजे गए माल की हमारी वारंटी के रिकॉर्ड से पता चलता है कि 5.2 pH और 120 Ω·m प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में लगाई गई गैल्वनाइज्ड छड़ों में 18 महीनों के भीतर ही सतह पर जंग लगनी शुरू हो गई थी। मिट्टी-हवा के संपर्क बिंदु पर जस्ता की परत 86 माइक्रोन से घटकर 40 माइक्रोन से भी कम हो गई थी। हमने वारंटी के तहत अपने खर्च पर 240 छड़ों के पूरे सेट को तांबे की परत वाली इकाइयों से बदल दिया, और ये नई छड़ें अब पांच वर्षों से अधिक समय से बिना किसी उल्लेखनीय खराबी के उपयोग में हैं।

रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड

जब गहराई में भी मिट्टी की प्रतिरोधकता 500 ओम-मीटर से ऊपर बनी रहती है, तो केवल एक नंगी छड़ से लक्षित प्रतिरोध मान प्राप्त नहीं किया जा सकता है।रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडइस कमी को पूरा करें। इन इकाइयों में खनिज लवणों से भरी एक खोखली तांबे की नली होती है जो धीरे-धीरे आसपास की मिट्टी में रिसकर महीनों और वर्षों में स्थानीय प्रतिरोधकता को कम करती है। ये शुष्क और पथरीले वातावरण में भी बेहतर प्रदर्शन करती हैं जहाँ प्राकृतिक नमी कम होती है।

हम मध्य पूर्व, उत्तरी अफ्रीका और मध्य ऑस्ट्रेलिया में परियोजनाओं के लिए रासायनिक इलेक्ट्रोड की आपूर्ति करते हैं। एक सामान्य स्थापना प्रक्रिया में, तकनीशियन एक बोरहोल खोदता है, इलेक्ट्रोड डालता है, उसे सुचालक यौगिक से भरता है, और इलेक्ट्रोड को मुख्य ग्राउंडिंग ग्रिड से जोड़ता है। समय के साथ, नमक के प्रसार से इलेक्ट्रोड के चारों ओर कम प्रतिरोधकता वाला आवरण बन जाता है।

ग्राउंड मॉड्यूल

ग्राउंड मॉड्यूलकठिन मिट्टी के लिए एक और विकल्प उपलब्ध हैं। ये पूर्व-निर्मित इकाइयाँ एक धात्विक चालक को चालक पदार्थ (अक्सर कार्बन-आधारित या मिट्टी-आधारित यौगिक) के एक आवरण के साथ जोड़ती हैं। इंजीनियर इन्हें ग्राउंडिंग ग्रिड में रणनीतिक बिंदुओं पर गाड़ देते हैं ताकि रासायनिक इलेक्ट्रोडों की तरह रखरखाव की आवश्यकता के बिना स्थानीय प्रतिरोध को कम किया जा सके।

ग्राउंड मॉड्यूल मिश्रित मिट्टी वाली संरचनाओं में अच्छी तरह काम करते हैं, जहाँ चालक परत मौजूद तो होती है, लेकिन पारंपरिक रॉड ड्राइविंग के लिए बहुत उथली होती है। हमने एंडीज पर्वतमाला में स्थित रिले स्टेशनों, ओमान में रेगिस्तानी रडार प्रतिष्ठानों और वियतनाम में तटीय पवन ऊर्जा संयंत्रों के सबस्टेशनों को ग्राउंड मॉड्यूल भेजे हैं।

सभी विकल्पों को ब्राउज़ करें

हमारा संपूर्णग्राउंड रॉड और अर्थ रॉड श्रेणीइसमें कॉपर क्लैड, गैल्वनाइज्ड, स्टेनलेस स्टील और विशेष प्रकार के विकल्प शामिल हैं। सही चुनाव आपकी मिट्टी की रासायनिक रिपोर्ट, लक्षित प्रतिरोध क्षमता और इंस्टॉलेशन की अपेक्षित सेवा अवधि पर निर्भर करता है।

तैनाती का परिदृश्य: उत्तरी अल्बर्टा, कनाडा।एक तेल रिफाइनरी विस्तार स्थल पर मिट्टी की प्रतिरोधकता ऊपरी 2 मीटर (मिट्टी के ऊपर बजरी) में 1,200 ओम-मीटर मापी गई, लेकिन 4 मीटर से नीचे (स्थायी नमी क्षेत्र) यह केवल 150 ओम-मीटर थी। इस अक्षांश पर पाले की गहराई 2.5 मीटर तक पहुँच जाती है। डिज़ाइन में बजरी की परत से होते हुए मिट्टी में 3 मीटर लंबी तांबे की परत वाली छड़ें गाड़ने का प्रावधान था, साथ ही सतह पर रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड भी लगाए गए थे ताकि सर्दियों के महीनों में जब पाला पड़ने से धारा का प्रवाह छड़ के ऊपरी सिरे तक पहुँच जाता है, तब भी यह काम कर सके। इस मिश्रित विधि से मिट्टी की प्रतिरोधकता पूरे वर्ष रिफाइनरी के मानक से नीचे बनी रही।

स्थापना की गहराई, छड़ का व्यास और बहु-छड़ नियम

मिट्टी की प्रतिरोधकता संबंधी आंकड़े तीन भौतिक डिजाइन मापदंडों को भी निर्देशित करते हैं: छड़ को कितनी गहराई तक गाड़ना है, किस व्यास का उपयोग करना है और कितनी छड़ें स्थापित करनी हैं।

गहराई

अधिक गहराई में बिछाई गई छड़ें मिट्टी की उन परतों तक पहुँचती हैं जिनमें नमी अधिक होती है और प्रतिरोधकता कम होती है। एक सामान्य आवासीय इंस्टॉलेशन में 2.4 मीटर (8 फुट) लंबी छड़ का उपयोग किया जा सकता है। सबस्टेशन ग्राउंडिंग ग्रिड में अक्सर 3 मीटर (10 फुट) लंबी छड़ों का उपयोग निर्धारित किया जाता है। उच्च प्रतिरोधकता वाले क्षेत्रों में, इंजीनियर कई खंडों को जोड़कर छड़ों को 6 मीटर या उससे अधिक गहराई तक गाड़ देते हैं।

हमारी तांबे की परत चढ़ी छड़ों में एक कपलिंग स्लीव लगी होती है जो अलग-अलग हिस्सों को फील्ड में जोड़ने की सुविधा देती है। 3 मीटर लंबी छड़ को 1.5 मीटर के एक्सटेंशन से जोड़ने पर कुल लंबाई 4.5 मीटर हो जाती है। कपलिंग जोड़ के माध्यम से सीधी रेखा की विशिष्टता (1 मिमी/मीटर या उससे कम की त्रुटि) को बनाए रखती है, जिससे छड़ ठोकते समय मुड़ती नहीं है।

व्यास

ग्राउंड रॉड का व्यास इंस्टॉलेशन के दौरान यांत्रिक मजबूती और दीर्घकालिक जंग प्रतिरोध दोनों को प्रभावित करता है। 14.2 मिमी (5/8 इंच) की रॉड अधिकांश आवासीय और हल्के वाणिज्यिक इंस्टॉलेशन के लिए उपयुक्त होती है, जहाँ ड्राइवर या हैमर ड्रिल से ड्रिलिंग की जाती है। 25 मिमी (3/4 इंच) की रॉड संकुचित या पथरीली मिट्टी में गहराई तक ड्रिलिंग के दौरान लगने वाले अधिक यांत्रिक भार को सहन करती है और जंग प्रतिरोध के लिए तांबे की सतह का क्षेत्रफल भी बढ़ाती है।

हमारे उत्पादन रिकॉर्ड से पता चलता है कि समशीतोष्ण जलवायु परियोजनाओं (उत्तरी अमेरिका, यूरोप, पूर्वी एशिया) में 5/8-इंच की छड़ों की मात्रा सबसे अधिक होती है, जबकि मध्य पूर्वी और ऑस्ट्रेलियाई परियोजनाओं में 3/4-इंच की छड़ों की मांग अधिक होती है, जहां कठोर मिट्टी में अधिक गहराई तक खुदाई करना आम बात है।

मल्टी-रॉड सरणियाँ

जब एक छड़ वांछित भू-प्रतिरोध प्राप्त नहीं कर पाती, तो छड़ें जोड़ी जाती हैं। सामान्य नियम: आसन्न छड़ों के बीच की दूरी कम से कम उतनी ही होनी चाहिए जितनी गहराई तक उन्हें गाड़ा गया है। 3 मीटर लंबी छड़ों के लिए, कम से कम 3 मीटर की दूरी रखें। यह दूरी प्रत्येक छड़ के आसपास के प्रतिरोध-कमी क्षेत्रों को अत्यधिक ओवरलैप होने से रोकती है।

बहु-छड़ सरणी का संयुक्त प्रतिरोध केवल एक छड़ के प्रतिरोध को छड़ों की संख्या से भाग देने पर प्राप्त मान नहीं होता। मिट्टी की परस्पर क्रिया से दक्षता कम हो जाती है। दो छड़ों वाली सरणी एक छड़ के प्रतिरोध का लगभग 60% प्राप्त करती है, न कि 50%। तीन छड़ों वाली सरणी लगभग 45-50% तक पहुँचती है। ये अनुमानित आंकड़े हैं; वास्तविक अनुपात मिट्टी की प्रतिरोधकता की एकरूपता और छड़ों के बीच की दूरी पर निर्भर करता है।

तैनाती का परिदृश्य: दक्षिण भारत, तमिलनाडु।एक नए 220 kV सबस्टेशन के लिए प्रत्येक ग्राउंडिंग बिंदु पर 1 ओम से कम भू-प्रतिरोध की आवश्यकता थी। मृदा प्रतिरोधकता सर्वेक्षण में लाल लेटराइट ऊपरी मिट्टी में 800 ओम-मीटर और 4 मीटर की गहराई पर 350 ओम-मीटर प्रतिरोधकता पाई गई। डिज़ाइन में 25 मिमी मोटाई की छह तांबे की परत चढ़ी छड़ों की श्रृंखला का उपयोग किया गया, जिनमें से प्रत्येक 3 मीटर लंबी थी और 5 मीटर की दूरी पर एक वलय में व्यवस्थित थीं। सभी छड़ों को क्षैतिज तांबे के टेप से जोड़ा गया था। स्थापना के बाद किए गए परीक्षण में सबसे खराब स्थिति में 0.7 ओम प्रतिरोधकता मापी गई।

मिट्टी में ग्राउंड रॉड लगाना

हमारी फैक्ट्री लैब ने लौटाए गए स्पेसिफिकेशन शीट्स में ग्राउंडिंग से संबंधित सात दोष पाए।

दुनिया भर में अर्थिंग उत्पादों के निर्माण और परियोजनाओं को समर्थन देने के 17 से अधिक वर्षों के अनुभव के बाद, हमारी टीम ने विभिन्न देशों और उद्योगों में वारंटी जांच और परियोजना विश्लेषण में सामने आने वाली बार-बार दोहराई जाने वाली विशिष्टताओं और स्थापना संबंधी दोषों का एक संग्रह तैयार किया है। नीचे दी गई सात त्रुटियाँ रॉड की समय से पहले विफलता और अर्थ प्रतिरोध रीडिंग में कमी के अधिकांश मामलों के लिए जिम्मेदार हैं:

मृदा प्रतिरोधकता सर्वेक्षण को छोड़ दिया गया।इंजीनियर अक्सर वास्तविक स्थल का परीक्षण करने के बजाय किसी क्षेत्र के लिए पाठ्यपुस्तकों में दिए गए मृदा मूल्यों का ही उपयोग कर लेते हैं। यहां तक ​​कि एक ही संपत्ति के भीतर भी, जल निकासी पैटर्न, भराव के इतिहास या आधारशिला की गहराई के कारण उत्तरी छोर और दक्षिणी छोर के बीच प्रतिरोधकता में पांच गुना तक अंतर हो सकता है।

परीक्षण केवल एक ही गहराई पर किया जाएगा।एक ही अंतराल पर किया गया वेनर परीक्षण भूमिगत परत संरचना के बारे में लगभग कुछ भी नहीं बताता है। चालक परतों, प्रतिरोधक परतों और उनके बीच के संक्रमण को पहचानने के लिए हमेशा कम से कम तीन अंतरालों पर परीक्षण करें।

मौसमी बदलावों की अनदेखी करना।केवल बरसात के मौसम में परीक्षण करने से भ्रामक परिणाम मिलते हैं। ग्राउंडिंग सिस्टम को उस स्थान की सबसे शुष्क, सबसे गर्म और सबसे ठंडी परिस्थितियों में भी कार्य करना चाहिए। हम ग्राहकों को कम से कम दो बार परीक्षण करने की सलाह देते हैं: एक बार बरसात के मौसम में और एक बार सूखे मौसम में।

रॉड के व्यास का अपर्याप्त निर्धारण।सामग्री का वजन कम करने के लिए सबसे पतली छड़ का उपयोग करना सैद्धांतिक रूप से तो उचित लग सकता है, लेकिन कठोर या पथरीली मिट्टी में, पतली छड़ ठोकते समय मुड़ जाती है, टेढ़ी हो जाती है या टूट जाती है। इससे स्थापना का समय बर्बाद होता है और सिस्टम अपर्याप्त रूप से डिज़ाइन किया हुआ रह जाता है। हम पथरीली या संकुचित मिट्टी वाली किसी भी जगह के लिए 3/4 इंच (25 मिमी) की छड़ें लगाने की सलाह देते हैं।

कपलिंग को भूल जाना।जब इंजीनियरों को 4.5 मीटर या 6 मीटर की गहराई वाली छड़ों की आवश्यकता होती है, तो वे कभी-कभी छड़ों के दो खंडों को आपस में वेल्ड करने का प्रयास करते हैं। वेल्डिंग से जोड़ पर तांबे की परत नष्ट हो जाती है, जिससे जंग लगने का एक संवेदनशील स्थान बन जाता है जो कुछ ही वर्षों में विफलता का कारण बनता है। हमेशा एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए यांत्रिक कपलिंग का उपयोग करें जो तांबे की परत की निरंतरता को बनाए रखता है।

कनेक्शन की गुणवत्ता की अनदेखी करना।दुनिया की सबसे अच्छी ग्राउंड रॉड भी बेकार हो जाती है अगर कंडक्टर से उसका कनेक्शन ढीला हो, जंग लगा हो या असंगत धातुओं से बना हो। ऊष्माक्षेपी वेल्डिंग या प्रमाणित यांत्रिक कनेक्टर्स से बने तांबे से तांबे के कनेक्शन लंबे समय तक मज़बूती बनाए रखते हैं। नमी वाले वातावरण में तांबे की रॉड को गैल्वेनाइज्ड क्लैंप के साथ मिलाने से गैल्वेनिक जंग का एक सेल बन जाता है जो समय के साथ कनेक्शन को नष्ट कर देता है।

मिट्टी के रसायन शास्त्र को न पढ़ना।केवल प्रतिरोधकता से संक्षारण का पूर्वानुमान नहीं लगाया जा सकता। मध्यम प्रतिरोधकता (300 ओम-मीटर) वाली, लेकिन उच्च सल्फेट मात्रा और कम पीएच वाली मिट्टी तांबे को अपेक्षा से अधिक तेजी से नष्ट कर सकती है। छड़ की सामग्री का सही चयन करने के लिए प्रतिरोधकता परीक्षण के साथ-साथ मिट्टी के रसायन विश्लेषण (पीएच, क्लोराइड, सल्फेट, नमी की मात्रा) का भी प्रयोग अवश्य करें।

शिंचांग स्थित हमारी गुणवत्ता प्रयोगशाला तांबे की परत चढ़ी छड़ों के प्रत्येक नए उत्पादन बैच पर नमक स्प्रे परीक्षण (ASTM B117) करती है। पिछले 47 बैचों (N=47, लगभग 235,000 छड़ों का प्रतिनिधित्व) में, तांबे की परत की औसत मोटाई 0.268 मिमी मापी गई, जिसका मानक विचलन 0.012 मिमी था। कोई भी बैच 0.254 मिमी के न्यूनतम स्तर से नीचे नहीं आया। संक्षारण परीक्षण की अवधि 1,000 घंटे है, और इस अवधि के दौरान किसी भी बैच में आधार धातु का क्षरण नहीं देखा गया है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

मिट्टी की प्रतिरोधकता का कौन सा मान मानक छड़ों के बजाय रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड की आवश्यकता पैदा करता है?

इसके लिए कोई निश्चित सीमा नहीं है, लेकिन व्यवहार में, जब नियोजित रॉड की गहराई पर मिट्टी की प्रतिरोधकता 1,000 ओम-मीटर से अधिक हो जाती है, तो रासायनिक ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड या ग्राउंड मॉड्यूल एक व्यावहारिक आवश्यकता बन जाते हैं। 500 ओम-मीटर से कम प्रतिरोधकता पर, उचित आकार की तांबे की परत वाली रॉड सरणी आमतौर पर स्वीकार्य प्रतिरोधकता प्राप्त कर लेती है। 500 और 1,000 ओम-मीटर के बीच, इंजीनियर को यह गणना करनी होगी कि क्या अधिक गहराई तक बिछाई गई या बहु-रॉड सरणी रासायनिक संवर्द्धन के बिना लक्षित प्रतिरोधकता तक पहुँच सकती है।

ग्राउंडिंग सिस्टम लगाने के बाद मुझे मिट्टी की प्रतिरोधकता का पुनः परीक्षण कितनी बार करना चाहिए?

अधिकांश मानक चालू होने के समय और फिर सेवा जीवन के दौरान समय-समय पर परीक्षण करने की सलाह देते हैं। IEEE 81 महत्वपूर्ण प्रतिष्ठानों (सबस्टेशन, डेटा सेंटर, अस्पताल) के लिए वार्षिक या द्विवार्षिक परीक्षण का सुझाव देता है। स्थिर मिट्टी की स्थिति वाले औद्योगिक संयंत्रों के लिए, तीन से पाँच वर्ष का परीक्षण अंतराल सामान्य है। साइट पर किसी भी बड़े भू-कार्य, ग्रेडिंग या जल निकासी परिवर्तन के बाद हमेशा पुनः परीक्षण करें।

क्या मैं वेनर 4-पॉइंट टेस्ट के लिए एक स्टैंडर्ड मल्टीमीटर का उपयोग कर सकता हूँ?

नहीं। एक सामान्य मल्टीमीटर मिट्टी में पर्याप्त धारा प्रवाहित नहीं कर पाता और विभव इलेक्ट्रोडों के बीच उच्च प्रतिबाधा वोल्टेज ड्रॉप को सटीक रूप से माप नहीं सकता। इसके लिए आपको वेनर विधि के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ग्राउंड रेजिस्टेंस टेस्टर की आवश्यकता होगी। ये उपकरण ऐसी आवृत्ति पर एसी धारा प्रवाहित करते हैं जिससे विद्युत प्रणाली के हार्मोनिक्स से होने वाली बाधा दूर हो जाती है और प्रतिरोध को सीधे मापते हैं।

कॉपर क्लैड रॉड पर कॉपर की परत की न्यूनतम मोटाई कितनी होनी चाहिए?

शिबांग में, हम अपने AF-0232 मॉडल पर कम से कम 0.254 मिमी की तांबे की परत निर्धारित करते हैं। यह मोटाई अधिकांश प्रकार की मिट्टी में 50 वर्षों तक चलने वाले उपयोग के दौरान पर्याप्त जंग से सुरक्षा प्रदान करती है। इससे पतली तांबे की परतें (0.15 मिमी से कम) कठोर मिट्टी में 15-20 वर्षों के भीतर घिस जाती हैं, जिससे स्टील का कोर तेजी से जंग लगने के लिए उजागर हो जाता है। निर्माता से हमेशा गारंटीकृत न्यूनतम मोटाई पूछें, औसत या अनुमानित आंकड़ा नहीं।

क्या कम भू-प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए छड़ की लंबाई, छड़ के व्यास से अधिक महत्वपूर्ण है?

जी हां, अधिकतर मामलों में। छड़ की लंबाई बढ़ाने से मिट्टी के प्रतिरोध को कम करने में व्यास बढ़ाने की तुलना में अधिक प्रभाव पड़ता है। लंबी छड़ अधिक मिट्टी के संपर्क में आती है और अक्सर अधिक गहरी, अधिक सुचालक परतों तक पहुंचती है। व्यास प्रतिरोध को कम करने में योगदान देता है (अधिक सतह क्षेत्र), लेकिन इसका प्रभाव रैखिक नहीं बल्कि लघुगणकीय होता है। एक ही प्रकार की मिट्टी में 14.2 मिमी व्यास वाली 3 मीटर लंबी छड़ आमतौर पर 25 मिमी व्यास वाली 1.5 मीटर लंबी छड़ से बेहतर प्रदर्शन करती है।

मल्टी-रॉड ऐरे में ग्राउंड रॉड्स के बीच कितनी दूरी रखनी चाहिए?

सामान्य इंजीनियरिंग नियम यह है कि छड़ों के बीच की दूरी कम से कम उतनी ही होनी चाहिए जितनी गहराई तक उन्हें बिछाया गया है। 3 मीटर लंबी छड़ों के लिए, कम से कम 3 मीटर की दूरी बनाए रखें। इससे कम दूरी रखने से छड़ें बेकार हो जाती हैं क्योंकि प्रतिरोध-कमी वाले क्षेत्र एक-दूसरे पर आ जाते हैं। कुछ इंजीनियर अधिकतम दक्षता के लिए गहराई से 1.5 गुना अधिक दूरी तक छड़ें बिछाते हैं, लेकिन शहरी क्षेत्रों में भूमि की कमी के कारण कभी-कभी कम दूरी पर छड़ें बिछाना पड़ता है। डिज़ाइन में वास्तविक प्रतिरोध का मॉडल बनाना चाहिए, न कि केवल छड़ों की संख्या से भाग देना।

सर्दियों के दौरान मिट्टी का तापमान ग्राउंड रॉड के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है?

मिट्टी का तापमान गिरने पर प्रतिरोधकता बढ़ जाती है। हिमांक बिंदु से नीचे, नमी की मात्रा और मिट्टी के प्रकार के आधार पर प्रतिरोधकता 5 से 10 गुना तक बढ़ सकती है। इसका अर्थ यह है कि यदि पाला पड़ने की स्थिति रॉड की गहराई तक पहुँच जाती है, तो गर्मियों में 4 ओम मापने वाला ग्राउंडिंग सिस्टम सर्दियों के मध्य में 15-25 ओम माप सकता है। ठंडे मौसम में, रॉड को पाले की रेखा से नीचे गाड़ें या रासायनिक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके जमने और पिघलने के चक्रों के दौरान रॉड के सिरे के चारों ओर एक प्रवाहकीय आवरण बनाए रखें।

क्या तांबे की परत चढ़ी छड़ें ऊष्माक्षेपी वेल्डिंग कनेक्शनों के साथ संगत हैं?

जी हाँ। कॉपर क्लैड रॉड्स पर ऊष्माक्षेपी (कैडवेल्ड) वेल्डिंग आसानी से हो जाती है क्योंकि कॉपर की बाहरी सतह वेल्डिंग के लिए एक अच्छा आधार प्रदान करती है। वेल्डिंग से कॉपर और कॉपर के बीच एक आणविक बंधन बनता है जो रॉड के जीवनकाल तक जंग लगने से बचाता है। वेल्डिंग से पहले रॉड की सतह को हमेशा साफ करें और जिस रॉड के व्यास को आप जोड़ रहे हैं, उसके लिए वेल्ड निर्माता द्वारा दिए गए टेम्पलेट का पालन करें।

हमारे कारखाने में निर्मित ग्राउंडिंग उत्पादों की पूरी श्रृंखला देखने के लिए, हमारी वेबसाइट पर जाएँ।ग्राउंड रॉड और अर्थ रॉड श्रेणीपृष्ठ। आप इसके बारे में भी पढ़ सकते हैं।आधारभूत ज्ञान क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण हैव्यापक उद्योग संसाधनों से।

लेखक के बारे में

जेन यांग
शिनचांग शिबांग न्यू मटेरियल कंपनी लिमिटेड में सेल्स मैनेजर।

मैं जेन हूं, शिनचांग शिबांग न्यू मटेरियल कंपनी लिमिटेड से, जो 17 वर्षों से अधिक समय से अर्थिंग और लाइटनिंग सिस्टम उत्पादों के उत्पादन में एक पेशेवर कारखाना है।

मैं बिजली से सुरक्षा और ग्राउंडिंग के विदेशी व्यापार में 12 वर्षों के अनुभव वाला एक बिक्री प्रबंधक हूं।

मैं चीन से बिजली से सुरक्षा और ग्राउंडिंग उत्पाद प्राप्त करने में विदेशी ग्राहकों की सहायता करने में विशेषज्ञता रखता हूँ, जिसमें गुणवत्ता निरीक्षण, लॉजिस्टिक्स व्यवस्था और सभी निर्यात दस्तावेज़ीकरण सहित संपूर्ण सेवाएं शामिल हैं। मैं आपको अन्य विद्युत संबंधी सामान खरीदने में भी सहायता कर सकता हूँ।

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पोस्ट करने का समय: 24 जुलाई 2026