TL;DR

Af hverju jarðvegsþol er fyrsta talan sem þú þarft

Áður en þú tilgreinir þvermál jarðstangar, áður en þú velur á milli koparhúðaðs stáls og galvaniseraðs stáls, og áður en þú reiknar út hversu margar stangir spennistöð þarfnast, þarftu eina tölu: jarðviðnámið á uppsetningarstaðnum. Sérhver hönnunarákvörðun niðurstreymis veltur á þeirri mælingu.

Hjá Shibang fer verkfræðiteymi okkar yfir jarðtengingarforskriftir frá verkefnum á sex heimsálfum. Algengasta orsök vandamála sem við rekumst á á vettvangi er ekki gallaður vír eða léleg tenging. Það er jarðtengingarkerfi sem var hannað án viðeigandi jarðviðnámsmælingar. Verkfræðingar sem sleppa þessu skrefi enda með að endurvinna uppsetningar, bæta við viðbótarvírum eða beita jarðvegsbætiefnum mánuðum eftir upprunalega gangsetningardagsetningu.

Jarðviðnám segir þér hversu sterkt jörðin á staðnum þínum stendur gegn straumi rafstraumsins. Sandkennd, þurr hæð í miðhluta Ástralíu gæti mælt 2.000 ohm-metra. Leirrík árós í Bangladess gæti mælt 30 ohm-metra. Sama koparklædda jarðstöngin hegðar sér allt öðruvísi í þessum tveimur umhverfum og hönnunin verður að endurspegla þann mun frá upphafi.

Staðlastofnanir viðurkenna þetta.NFPA kóðar og staðlarRamminn, ásamt IEC 62305 og IEEE 80, krefjast allir eða mæla eindregið með staðbundnum jarðviðnámsgögnum áður en hönnun jarðtengingarkerfa hefst. Þú getur lesið meira um grunnatriðijarðtengingarkerfiog hvernigjörð (rafmagn)vinnur í rafmagnsverkfræði til að skilja hvers vegna þessi mæling knýr allt áfram.

Hvað jarðvegsviðnám mælir í raun

Jarðviðnám magngreinir mótstöðuna sem rúmmálseining jarðvegs sýnir gegn rafstraumi. Verkfræðingar tjá hana í ómmetrum (óm-m). Talan fer eftir fjórum meginþáttum:

Rakainnihald.Vatn lækkar viðnám verulega. Þurr jarðvegur getur mælt 1.000+ ohm-m; sami jarðvegur við mæligetu gæti farið niður fyrir 100 ohm-m. Þess vegna skipta árstíðabundnar prófanir máli og við mælum með mælingum við þurrustu væntanlegu aðstæður til að hanna verstu hugsanlegu mörk í kerfinu.

Jónaþéttni.Uppleyst sölt í jarðvegsvatni auka leiðni. Strandsvæði, landbúnaðarlönd með áburðarsögu og saltsléttur í eyðimörkum gefa öll lægri viðnámsmælingar en hreinn kvarsandur. Framleiðslugögn okkar sýna að viðskiptavinir í Mið-Austurlöndum og Norður-Afríku eiga oft við sandjarðveg með háu viðnámi að stríða sem þarfnast efnafræðilegrar bætingar.

Hitastig.Viðnámið eykst þegar jarðvegur kólnar. Frosinn jarðvegur getur aukið viðnámið um tífalt eða meira samanborið við sama jarðveg við 20 gráður á Celsíus. Verkefni í norðurhluta Kanada, Skandinavíu eða Rússlandi verða að taka tillit til frostdýptarsvæðisins og setja jarðstangir fyrir neðan það.

Jarðvegssamsetning og eðlisþyngd.Leiragnir leiða betur en sandur eða möl því þær halda raka og jónum á stóru yfirborði sínu. Berg, leirskifer og niðurbrotið granít eru mjög mismunandi. Staður með lagskiptri jarðfræði mun sýna mismunandi viðnám á mismunandi dýpi, og þess vegna skiptir dýptarviðnámsmæling jafn miklu máli og yfirborðsmælingar.

Wenner 4-punkta prófið: Hvernig verkfræðingar mæla jarðvegsviðnám á vettvangi

Wenner fjögurra punkta aðferðin er enn staðlaða aðferðin í greininni fyrir jarðviðnámsmælingar. Hún er einföld, flytjanleg og gefur niðurstöður sem nýtast beint í útreikningum á hönnun jarðtengingar. TestGuy veitir frábæra leiðsögn um...Jarðviðnámsprófanir útskýrðarí smáatriðum í verki.

Verkfræðingar okkar á vettvangi fylgja þessari aðferð við hverja nýja könnun á staðnum:

Skref 1: Útlit.Stingið fjórum jafnstórum rafskautum í jörðina í beinni línu. Merkið þær C1, P1, P2 og C2 frá vinstri til hægri. Bilið á milli hvers aðliggjandi para er „a“ og þú velur þetta bil út frá dýpt jarðvegsins sem þú vilt rannsaka. 1 metra bil gefur þér meðaltal viðnáms yfir u.þ.b. efstu 0,5 metrana. 10 metra bil gefur þér niður í u.þ.b. 5 metra bil.

Skref 2: Sprautaðu straumi.Tengdu jarðmótstöðumæli (eins og Megger DET serían eða Fluke 1621) við ytri rafskautin (C1 og C2). Mælirinn sprautar þekktum riðstraumi í gegnum jarðveginn á milli þeirra.

Skref 3: Mæla möguleika.Mælirinn mælir spennumuninn milli innri rafskautanna (P1 og P2). Þetta spennufall, deilt með innspýttum straumi, gefur viðnámsgildið R.

Skref 4: Reiknaðu.Notaðu Wenner formúluna:

Viðnám (rho) = 2 x pi xax R

Þar sem „a“ er bilið milli rafskautanna í metrum og R er mæld viðnám í ómum. Niðurstaðan er jarðvegsviðnám í óm-m.

Dýptarprófíl.Endurtakið prófið með mörgum millibilum (1 m, 2 m, 5 m, 10 m, 20 m) til að búa til viðnámsprófíl á móti dýpt. Þessi prófíl sýnir hvort leiðandi lag sé til staðar dýpra neðanjarðar, sem gæti réttlætt að keyra stangirnar niður í 3 metra dýpi í stað hefðbundinna 2,4 metra.

Hvenær á að prófa.Við tilgreinum prófanir við þurrustu væntanlegu árstíðabundnu skilyrði, því jarðtengingarkerfi verða að virka allt árið um kring. Prófanir eingöngu á rigningartímabilinu gefa bjartsýnar tölur sem endurspegla ekki verstu hugsanlegu sumar- eða þurrkaskilyrði.

Jarðefnaverksmiðja í austurhéraði Sádi-Arabíu mældi yfirborðsviðnám jarðvegs upp á 1.800 Ω·m á þurrkatíma. Eftir að tækniteymi okkar tilgreindi þrjár 3 metra koparhúðaðar stangir (AF-0232, 0,254 mm koparlag) sem voru reknar niður í 5 metra dýpi með 6 metra millibili, lækkaði mældur jarðviðnám niður í 3,8 Ω - vel undir 5 Ω markmiðinu sem krafist er samkvæmt IEC 62305 fyrir eldingarvarnir geymslutanka.

Hvernig jarðviðnám knýr val á jarðstöngum

Þegar þú hefur fengið gögn um jarðviðnám geturðu valið rétta jarðstöngina af öryggi. Viðnámstalan segir þér þrjá hluti: hvaða efni mun standast tæringu lengst í þeim jarðvegi, hvaða lögun stöngarinnar (þvermál og lengd) þú þarft og hvort ein stöng nái markmiði um jarðviðnám eða hvort þú þarft margar stöngur í röð.

Hér er almenna ramminn sem við hjá Shibang notum þegar við ráðleggjum viðskiptavinum okkar:

Þessi tafla er upphafspunktur, kemur ekki í stað nákvæmrar hönnunar. Verkfræðingurinn verður einnig að taka tillit til sýrustigs jarðvegs, klóríðinnihalds, súlfatmagns og rakastigsbreytinga til að taka lokaval á efni. Við útskýrum nánar efnissamsvörun í næsta kafla.

Okkarkoparhúðað jarðstöngVörulínan (gerð AF-0232) nær yfir þvermál frá 14,2 mm til 25 mm (5/8 tommu til 3/4 tommu) og lengdir frá 1,2 m til 3,0 m (4 fet til 10 fet). Koparlagið er að minnsta kosti 0,254 mm þykkt með 99,95% hreinleika eða hærra, tengt við kjarna úr lágkolefnisstáli. Þetta gefur stönginni mikinn togstyrk (að minnsta kosti 580 N/mm) til að festa á og viðhalda tæringarþol kopars í flestum jarðvegsgerðum. Við vottum þessa vörulínu samkvæmt ISO 9001:2008.

Í byrjun árs 2023 tilgreindi verkfræðingur fyrir 132 kV spennistöð í Tamil Nadu galvaniseruðu stangir til að draga úr þyngd innkaupa á afskekktum stað á hæð. Þegar teymi okkar fór yfir jarðvegsskýrsluna — laterítjarðveg, pH 4,8, viðnám 280 Ω·m á 3 metra dýpi — ráðlögðum við að skipta yfir í koparklæddar stangir þrátt fyrir hærri þyngd á hverja einingu. Rökstuðningurinn var sá að lágt pH lateríts og hátt járnoxíðinnihald flýta fyrir sink tæringu og afskekktur staðsetning gerði framtíðarflutninga á stangaskiptum kostnaðarsaman. Verkfræðingurinn samþykkti ráðlegginguna. Tveimur árum eftir uppsetningu er jarðviðnámið stöðugt við 1,6 Ω.

Aðlaga jarðstöngarefni að jarðvegsaðstæðum

Framleiðendur jarðstanga bjóða upp á nokkra möguleika á efni og hver þeirra hentar ákveðnum jarðvegsaðstæðum. Svona pörum við þá saman:

Koparhúðaðar stálstangir

Koparhúðaðar stangir sameina stálkjarna (fyrir vélrænan styrk og endingu við akstur) með þykku ytra lagi af kopar (fyrir tæringarþol og lágt snertiþol við jarðveg). Okkarkoparhúðað jarðstöngLíkön nota samfellda koparlímingu, ekki þunna húðun. Þetta skiptir máli í viðkvæmum jarðvegi þar sem húðað eða soðið koparlag getur brotnað niður með tímanum.

Koparhúðaðar stangir virka best í hlutlausum til basískum jarðvegi (pH 6 til 9) með miðlungs raka. Þær standast tæringu frá flestum jarðvegsefnasamböndum og viðhalda stöðugri jarðmótstöðu áratugum saman. Við tilgreinum þær fyrir virkjanir, spennistöðvar, háspennumastra, fjarskiptastöðvar, flugvelli, járnbrautir, háhýsi og olíuhreinsistöðvar. Líftími þeirra er yfir 50 ár við eðlilegar jarðvegsaðstæður.

Galvaniseruðu stálstangir

Við verðleggjum galvaniseruðu (sinkhúðaðar) stangir lægra en koparhúðaðar og þær veita ásættanlega tæringarvörn í basískum jarðvegi. Framleiðslu- og vettvangsgögn okkar sýna þó að sink leysist upp hraðar en kopar í súrum jarðvegi (pH undir 5) og í jarðvegi með hátt súlfatinnihald. Við höfum skjalfest fjölmörg tilvik þar sem galvaniseruðu stangir í viðkvæmum jarðvegi biluðu löngu fyrir áætlaðan líftíma, og þess vegna ráðleggjum við viðskiptavinum í hitabeltissvæðum eða svæðum þar sem súrt regn hefur áhrif á að velja koparhúðaðar stangir frekar en galvaniseruðu stangir fyrir öll verkefni með 25 ára hönnunarlíftíma eða lengri.

Ábyrgðarskrár okkar frá sendingu árið 2019 til strandsvæðis í suðurhluta Víetnam sýna að galvaniseruðu stangir sem settar voru upp í jarðveg með pH 5,2 og viðnám 120 Ω·m fóru að sýna sýnilega yfirborðs tæringu innan 18 mánaða. Sinkhúðin hafði þynnst úr tilgreindum 86 míkronum í undir 40 míkron á millifleti jarðvegs og lofts. Við skiptum út allri 240 stanga uppsetningunni fyrir koparhúðaðar einingar á okkar kostnað samkvæmt ábyrgðinni og nýju stangirnar hafa nú verið í notkun í meira en fimm ár án mælanlegs niðurbrots.

Efnafræðilegar jarðtengingar rafskautar

Þegar jarðvegsviðnám er yfir 500 ohm-m, jafnvel á dýpi, getur ber stöng ein og sér ekki náð markgildum viðnáms.Efnafræðilegar jarðtengingar rafskautarfylla þetta bil. Þessar einingar innihalda holt koparrör pakkað með steinefnasöltum sem leka hægt út í jarðveginn í kring og lækka staðbundna viðnámið í marga mánuði og ár. Þær viðhalda virkni sinni í þurru og grýttu umhverfi þar sem náttúrulegur raki er af skornum skammti.

Við útvegum efnafræðilegar rafskautar til verkefna víðsvegar um Mið-Austurlönd, Norður-Afríku og Mið-Ástralíu. Í dæmigerðri uppsetningu borar tæknimaðurinn borholu, setur rafskautið inn, fyllir með leiðandi efni og tengir rafskautið við aðaljarðtenginguna. Með tímanum myndar saltdreifingin lágviðnámshjúp umhverfis rafskautið.

Jarðeiningar

Jarðeiningarbjóða upp á aðra aðferð fyrir erfiða jarðvegsgerð. Þessar forsmíðuðu einingar sameina málmleiðara og umlykjandi leiðandi efni (oft kolefnis- eða leirblöndu). Verkfræðingar grafa þær á stefnumótandi stöðum í jarðtengingarnetinu til að draga úr staðbundinni viðnám án þess viðhalds sem efnafræðilegar rafskautar þurfa stundum.

Jarðtengdar einingar virka vel í blönduðum jarðvegssniðum þar sem leiðandi lag er til staðar en er of grunnt fyrir hefðbundna stangadrif. Við höfum sent jarðtengdar einingar til fjallstinda í Andesfjöllum, eyðimerkurratsjárstöðva í Óman og strandvindorkuvera í Víetnam.

Skoða alla valkosti

Heildarupplifun okkarjarðstangir og flokkur jarðstanganær yfir koparhúðað stál, galvaniseruðu stál, ryðfríu stáli og sérhæfðar stillingar. Rétt val fer eftir jarðefnafræðiskýrslu þinni, markmiðsþoli og væntanlegum endingartíma uppsetningarinnar.

Uppsetningardýpt, stangarþvermál og fjölstangarreglan

Gögn um jarðvegsviðnám leiðbeina einnig þremur eðlisfræðilegum hönnunarþáttum: hversu djúpt á að keyra stöngina, hvaða þvermál á að nota og hversu margar stangir á að setja upp.

Dýpt

Dýpri stangir ná til jarðlaga sem geyma meiri raka og lægri viðnám. Hefðbundin íbúðaruppsetning gæti notað 2,4 metra (8 feta) stangir. Jarðtenging spennistöðvar tilgreinir oft 3 metra (10 feta) stangir. Á svæðum með mikla viðnámsstöðu ýta verkfræðingar stundum stangir upp í 6 metra eða meira með því að tengja marga hluta saman.

Koparhúðaðar stangir okkar eru með tengihylki sem gerir kleift að tengja saman hluta á staðnum. 3 metra stang með 1,5 metra framlengingu nær 4,5 metrum. Tengingin viðheldur réttri beinni línu (frávik 1 mm/m eða minna) í gegnum samskeytin þannig að stangirnar bogna ekki við keyrslu.

Þvermál

Þvermál jarðstangarstangarinnar hefur áhrif á bæði vélræna endingu við uppsetningu og langtíma tæringarþol. 14,2 mm (5/8 tommu) stang hentar flestum íbúðarhúsnæði og léttum atvinnuhúsnæðisuppsetningum þar sem skrúfjárn eða hamarborvél sér um þrýstinginn. 25 mm (3/4 tommu) stang þolir hærra vélrænt álag við djúpa keyrslu í þjöppuðum eða grýttum jarðvegi og veitir meira koparyfirborð fyrir tæringarmörk.

Framleiðslugögn okkar sýna að 5/8 tommu stangir eru meirihluti framleiðslumagns í verkefnum í tempruðum loftslagsbreytingum (Norður-Ameríka, Evrópa, Austur-Asía), en eftirspurn eftir 3/4 tommu stangum er meiri í verkefnum í Mið-Austurlöndum og Ástralíu þar sem dýpri keyrsla í harðari jarðvegi er algeng.

Fjölstangarfylki

Þegar ein stöng nær ekki tilætluðu jarðmótstöðu er bætt við stöngum. Almenna reglan: aðliggjandi stöngir séu að minnsta kosti jafn langt og dýpt þeirra sem þær eru keyrðar inn. Fyrir 3 metra stangir skal nota að minnsta kosti 3 metra bil. Þetta bil kemur í veg fyrir að viðnámsminnkunarsvæðin í kringum hverja stöng skarast of mikið.

Samanlagt viðnám fjölstanga raðs er ekki einfaldlega viðnám einnar stangar deilt með fjölda stanga. Samspil jarðvegs dregur úr skilvirkni. Tveggja stanga raðs nær um 60% af viðnámi einnar stangar, ekki 50%. Þriggja stanga raðs nær um 45-50%. Þetta eru um það bil 45-50%. Þetta eru um það bil tölur; raunverulegt hlutfall fer eftir einsleitni jarðvegsviðnáms og bili milli stanganna.

Sjö jarðtengingargalla sem verksmiðjurannsóknarstofa okkar finnur á skiluðum forskriftarblöðum

Eftir meira en 17 ára framleiðslu á jarðtengingarvörum og stuðningi við verkefni um allan heim hefur teymi okkar skráð endurtekna galla í forskriftum og uppsetningu sem koma fram í ábyrgðarrannsóknum og eftirskoðunum verkefna í öllum löndum og atvinnugreinum. Sjö villurnar hér að neðan skýra meirihluta ótímabærra bilana í stöngum og undirframmistöðumælinga á jarðtengingu sem við rekumst á:

Sleppir jarðvegsviðnámskönnuninni.Verkfræðingar nota stundum kennslubókargildi jarðvegs fyrir svæði í stað þess að prófa raunverulegt svæði. Jafnvel innan einnar eignar getur viðnám fimmfaldast á milli norður- og suðurenda vegna frárennslismynstra, fyllingarsögu eða dýptar berggrunns.

Prófun aðeins á einu dýpi.Eitt Wenner-próf ​​með einu bili segir nánast ekkert um lagskipt snið neðanjarðar. Prófið alltaf með að minnsta kosti þremur bilum til að bera kennsl á leiðandi lög, viðnámslög og umskiptin á milli þeirra.

Að hunsa árstíðabundnar sveiflur.Prófanir eingöngu á regntímanum gefa villandi niðurstöður. Jarðtengingarkerfi verða að virka við þurrustu, heitustu og köldustu aðstæður sem svæðið mun upplifa. Við ráðleggjum viðskiptavinum að prófa að minnsta kosti tvisvar: einu sinni á regntímanum og einu sinni á þurrtímanum.

Vanskilgreining á stangarþvermáli.Að nota minnstu fáanlegu stöngina til að lágmarka þyngd efnisins gæti virst sanngjarnt á pappírnum, en í hörðum eða grýttum jarðvegi beygist, bognar eða brotnar þunn stöng við keyrslu. Þetta sóar uppsetningartíma og gerir kerfið vanhannað. Við tilgreinum 3/4 tommu (25 mm) stangir fyrir öll svæði með grýttum eða þjöppuðum aðstæðum.

Að gleyma tengingunni.Þegar verkfræðingar þurfa 4,5 metra eða 6 metra dýpt á stöngum reyna þeir stundum að suða tvo stönghluta saman. Suða eyðileggur koparlagið við samskeytin og býr til tæringarblett sem bilar innan ára. Notið alltaf sérhannaða vélræna tengingu sem varðveitir samfellu koparhlífarinnar.

Að vanrækja gæði tengingarinnar.Besti jarðstangir í heimi eru gagnslausar ef tengingin við leiðarann ​​er laus, tærð eða úr ósamhæfum málmum. Kopar-til-kopar tengingar með hitaðri suðu eða skráðum vélrænum tengjum viðhalda langtímaheilleika. Að blanda koparstöngum við galvaniseruðu klemmur í röku umhverfi skapar galvaníska tæringarfrumu sem eyðileggur tenginguna með tímanum.

Les ekki jarðefnafræðina.Viðnám eitt og sér spáir ekki fyrir um tæringu. Jarðvegur með miðlungs viðnám (300 ohm-m) en hátt súlfatinnihald og lágt pH mun ráðast á kopar hraðar en búist er við. Paraðu viðnámsprófið alltaf við jarðefnafræðilega greiningu (pH, klóríð, súlföt, rakainnihald) til að velja rétt efni fyrir stangirnar.

Gæðarannsóknarstofa okkar í Xinchang framkvæmir saltúðapróf (ASTM B117) á hverri nýrri framleiðslulotu af koparhúðuðum stöngum. Í síðustu 47 lotum (N = 47, sem samsvarar um það bil 235.000 einstökum stöngum) mældist meðalþykkt koparlagsins 0,268 mm með staðalfráviki upp á 0,012 mm. Engin lota fór undir lágmarkið 0,254 mm. Tæringarprófunartími er 1.000 klukkustundir og engin lota hefur sýnt fram á að grunnmálmur hafi orðið fyrir áhrifum innan þess tímaramma.

Algengar spurningar

Til að sjá allt úrval jarðtengingarvara sem framleiddar eru í verksmiðju okkar, heimsækiðjarðstangir og flokkur jarðstangasíðu. Þú getur líka lesið umHvað jarðtenging er og hvers vegna hún skiptir máliúr víðtækari auðlindum í greininni.