Qattiq muhit uchun yerlama sterjen qanday tanlanadi? U qanday standartlarga javob berishi kerak?

Qattiq muhitlarni tushunish va yer osti sterjensharlarining roli

Yer ostiga ulanish tizimlari uchun qattiq muhitni nima belgilaydi?

Yer ostiga ulanish tizimlari pH 5 dan past yoki 8,5 dan yuqori bo'lgan kuchli kislotali yoki ishqoriy tuproqlar, doimiy ravishda yuqori namlik darajasi, dengiz havosidagi tuz havo uskunalarga ta'sir qiladigan sohillar yaqinidagi joylarda jiddi muammolarga duch keladi. Harorat ham keskin o'zgarishi mumkin, ba'zan minus 40 gradus Selsiydan pastga tushib ketadi yoki 60 gradusdan yuqoriga ko'tariladi. IEC 62561 kabi standartlarga ko'ra, tuproq o'tkazuvchanligi 10 000 ohm metrdan oshganda elektr qarshiligi ortadi va korroziya muammolari tezlashadi. Zavodlar va sanoat ob'ektlari o'tkazgichlarga qo'shimcha zarar yetkazadigan kimyoviy moddalarni yer ostiga chiqaradi. Bunda cho'l hududlari ham o'z muammolarini keltirib chiqaradi, yer osti sterjensharlari kun-kechasi sodir bo'ladigan juda yuqori issiqlik tsikllari bilan ketma-ket kengayib turadi va siqilib, muntazam materiallarning oy davomida ta'sirida vayron bo'lib ketadi.

Nima uchun standart yer uzatish tayyorlari ekstremal sharoitda ishlamay qoladi

Shelkobli tuproq muhitida mis bilan qoplanganlariga qaraganda, rux bilan qoplangan po'lat sterjenlar kamida to'rt yoki besh marta tezroq vayron bo'ladi. Himoya qatlami har yili yarim millimetrdan bir millimetrgacha bo'lgan miqdorda o'chib ketadi. Harorat fasllar davomida doimiy ravishda o'zgarsa, ushbu metall sterjenlar ko'pincha chidlamay crack hosil bo'ladi va bu esa elektr uzilishlarini yomon boshqaradigan noaniq ulanishlarga olib keladi. Muzlaydigan ob-havo keng tarqoq bo'lgan hududlar uchun ham yana bir muammo mavjud. Yer ostidagi muz har yili ushbu sterjenlarni 15 dan 30 santimetrgacha yuqoriga surib chiqarishi mumkin. Bu ko'tarilish sterjen bilan yer orasidagi muhim aloqani buzadi va eruvchanlik qarshiligi me'yorida besh omgacha saqlashni qiyinlashtiradi.

Tizim xavfsizligi va impulssiz himoya uchun yer uzatish sterjenlarining asosiy funksiyasi

IEEE standartlariga ko'ra, 2000-yildan boshlab, to'g'ri o'rnatilgan yerlashtirish tayoqchalari chorrahdagi uskunalar ishdan chiqish xavfini deyarli 90% ga kamaytirishi mumkin. Bu tayoqchalar elektr uzilishlari paytida xavfsiz tekshirish va qadam kuchlanishini 50 volt me'yorida saqlashga ham yordam beradi. Shuni ham aytish kerakki, ular zarur elektronikaga yetib borishidan oldin taxminan 95% ni tashkil etuvchi xavfli impulslarni yo'nalishini o'zgartiradi. Buning uchun NEC maqola 250 talab qilishicha, yerlanish qarshiligi 25 om dan kam bo'lishi kerak. O'ttigan yili dengiz sohilidagi quvvat stansiyasida korroziyaga chidamli yerlashtirish echimlariga o'tilgandan keyin sodir bo'lgani kabi misol keltirish mumkin. Xarajatlarni texnik xizmat ko'rsatish har yili deyarli 42 ming AQSH dolloriga pasaydi, shu bilan birga mavsum davomida bevosita xizmat ko'rsatish to'xtashi yuz bermadi.

Yerlashtirish tayoqchasining ishlash ko'rsatkichlari uchun asosiy xalqaro standartlar (IEC, IEEE, NEC)

IEC 62561: Momo hosil bo'lishdan himoya qilish tizimi komponentlari va yerlashtirish tayoqchasining mos kelishi

IEC 62561 standarti turli sohalarda yer osti tayoqchalari materiallari va chaqmoqqa qarshi himoya tizimlari uchun xalqaro me'yoriy talablarni belgilaydi. Ushbu standartlarga ko'ra, yer osti tayoqlari kamida 1,5 metr uzunlikda bo'lishi kerak va odatdagidan tezroq korroziya sodir bo'ladigan sho'r tuproqlarda ham taxminan 20 yil davomida korroziyaga chidash qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. Ayniqsa mis bilan qoplangan tayoqlar uchun ular 10 omgacha bo'lgan qarshilikni saqlab turish sharti bilan taxminan 300 amper impul's toklarini chidashi kerak. Bu talablar haqiqiy dunyo sharoitini vaqt o'tishi bilan simulyatsiya qiluvchi maxsus tezkor eskirish protseduralari orqali sinovdan o'tkaziladi. Janubiy Sharqiy Osiyoning chaqmoq urilishlari tez-tez sodir bo'ladigan hududlaridan olingan amaliy ma'lumotlar ham sezilarli yaxshilanishni ko'rsatmoqda. So'nggi 2023-yilgi Energetika Xavfsizligi Hisobotida e'lon qilingan ma'lumotlarga ko'ra, ushbu hududlardagi ob'ektlar IEC talablariga javob beradigan yer osti tizimlariga o'tgandan keyin elektr uzilishlari soni taxminan 72 foizga kamaygan.

IEEE Std 80-2000: O'zgaruvchan tokli transformator podstansiyasini earthing qilish bo'yicha xavfsizlik qo'llanmasi

Ushbu standart yer bilan ta'minlash ishlari uchun xavfsizlik qoidalarini belgilaydi, jumladan, tuproqning o'tkazuvchanligini sozlash va nosozliklar paytida hosil bo'ladigan toklarni to'g'ri hisoblashni o'z ichiga oladi. IEEE tomonidan sertifikatlangan yer bilan ta'minlovchi sterjenlar uchun qadam potentsiali kuchlanishi deb ataladigan narsaga qattiq cheklov qo'yilgan. Raqamlar aniq ko'rsatilgan: 50 Gts tizimlari uchun 5700 volt, 60 Gts tizimlari uchun taxminan 6650 volt. IEEE 80-2013 ning so'nggi yangilanishlariga qarasak, muhandislar havo tarkibidagi tuz materiallarni vaqti o'tib korroziyaga uchratadigan sohillarda uskunalar o'rnatayotganda, o'tkazgichlarni avvalgisiga qaraganda taxminan 20% kattaroq qilishlari kerak. Bu qo'shimcha ehtimoy har xil sharoitlarda xavfsizlikni buzuvchi korroziyaga qarshi kurashishga yordam beradi.

NEC 250-moddasi: Yer bilan ta'minlovchi sterjenlarni o'rnatish va material talablari

NEC talab qiladi 2,4 m minimal sterjen chuqurligi va uchta tasdiqlangan materialni tan oladi:

1. Galvanizatsiyalangan po'lat (5,3 mm minimal qalinlik)
2. Poydevorli po'lat (304-baho yoki undan yuqori)
3. Mis bilan qoplangan sterjenlar (254 μm qoplam, minimal)

Bitta sterjen ≤25 Ω ga teng bo'lgan qarshilik yaratishi kerak (NEC 250.56); aks holda, qo'shimcha elektrodlar talab etiladi. O'ttgan yili sanoat elektr standartlari buzilishi bo'yicha barcha jarimalarning 38% ini shu tashkil etdi (OSHA 2024).

IEC, IEEE va NEC erga ulanish sterjenlari texnik talablari solishtirmali tahlili

Standart	Tuproq turi e'tibor markazida	Korrozion test usuli	Maksimal qarshilik
IEC 62561	Qirg'oq/chala tuzli	Tuzli dumulash (ISO 9227)	10 Ω
IEEE 80	Umumiy	Maydon o'lchovi	5 Ω
NEC 250	Moyintir	potentsial tushishining uch nuqtali usuli	25 Ω

IEC likoplangan simlarni talab qiladi, NEC galvanizlangan po'latga ruxsat beradi, bu xalqaro loyihalar uchun qiyinchilik tug'diradi. IEEE ning transformator podstansiyasiga oid qoidalari bir xil tuproq sharoitida NEC ga qaraganda 40% chuqurroq o'rnatishni talab qiladi.

Qattiq sharoitda korroziyaga chidamlilik va umr ko'rishni baholash

Tuproqning o'tkazuvchanligi va pH: Erdanlash tirnoqlarining umrini ta'sir qiluvchi asosiy omillar

Tuproq xususiyatlari korroziya tezligiga bevosita ta'sir qiladi. 5000 Ω·cm dan past bo'lgan qarshilik oksidlanish xavfini 70% ga oshiradi (NACE 2023), shu bilan birga 4,5 dan past bo'lgan pH darajasi degradatsiyani tezlashtiradi. Ko'p tuzli sohillik tuproqlar quruq muhitga qaraganda yerlamagan sterjenlarni uch marta tezroq emirib yuboradi, bu esa materialni ob'ektga mos tanlash zarurligini ta'kidlidi.

Korroziya tezligini o'lchash: ASTM G57 va boshqa maydon tekshiruv usullari

ASTM G57 to'rt nuqtali tuproq qarshiligini o'lchash hamda kuponning ta'sirga chidamligi o'rganiladigan standart korroziyani baholashni belgilaydi. Sohil atrofidagi 10 yillik ta'sirni 6 oy ichida simulyatsiya qilgan yaqinda o'tkazilgan sinovlarda zinclarlangan sterjenlar har yili 0,25 mm, mis-birikmali alternativlari esa 0,08 mm yo'qotgani ko'rsatildi.

Atrof-muhit ta'siriga asoslanib xizmat muddatini hisoblash

Mohit omili	Xizmat muddati ko'paytmasi
Past tuzlilik (<500 ppm)	1,8× asosiy ko'rsatkich
Yuqori namlik (>80% RH)	0,6× asosiy ko'rsatkich
Kislotali tuproqlar (pH 3-5)	0.4× asosiy ko'rsatkich

Ushbu ko'paytmasi muhandislarga qattiq sohil zonalari uchun odatda har besh yilda tekshiruv o'tkazish kerak bo'lgan 30 yillik loyihalarni sozlash imkonini beradi.

Sanoat paradoksi: Yuqori o'tkazuvchanlik materiallari vs. Uzoq muddatli chidamlilik

Toza mis ajoyib o'tkazuvchanlikka ega (101% IACS), lekin kuchli mexanik mustahkamlik va aralash korroziyaga chidamlilik tufayli mis bilan qoplangan po'latga nisbatan kislotali tuproqlarda uning ishlashi yomon. Dizaynerlar NEC 250.52 o'tkazuvchanlik talablari bilan IEC 62561 chidamlilik standartlarini muvozanatlashingi kerak — bu o'tkazuvchan qoplamalar va fido anodlarini birlashtirgan qavatli himoya yordamida eng yaxshi hal etiladi.

Mis bilan qoplangan va galvanizlangan po'lat erlama sterjenlar: Ishlash xususiyatlari va me'yoriy talablarga rioya etish

Mis bilan qoplangan erlama sterjenlarning tuzilishi va biriktirish jarayoni

Bakr bilan qoplangan sterjenlar molekulyar darajada po'lat markazga deyarli toza bakrni biriktiruvchi uzluksiz elektroplastika usullari yordamida tayyorlanadi. Bu 10 mil (taxminan 254 mikrometr) qalinlikdagi mustahkam qoplam yaratish imkonini beradi, bu qoplama jismoniy iste'molga ham, qattiq sharoitlarga ham chidamli bo'ladi. An'anaviy qoplam usullari ko'pincha vaqt o'tishi bilan qobiq-qobiq qilib tushadi, lekin ushbu yangi usul ancha barqarorroq saqlanadi. Bakrning po'lat bilan birlashishi korroziyaga uchraganda ham yaxshi elektr o'tkazuvchanlikka ega bo'lishini ta'minlaydi, shu sababli ham ular IEC 62561 me'yoriy ko'rsatkichlarida belgilangan sanoat standartlari qalinligi talablariga javob beradi.

Namlik va tuzli sharoitda galvanizlangan po'lat sterjenlarning ishlashi

Sohil atrof-muhitida, galvanizatsiyalangan sterjenlar sakkiz yil ichida oltin qoplamasining 50–70% ini yo'qotadi. PH < 5 yoki xlorid miqdori 500 ppm dan yuqori bo'lgan tuproqlarda korroziya tezligi mis bilan qoplangan sterjenlarga nisbatan uch baravar ko'p bo'lib, o'rtacha foydalanish muddati 15 yilgacha kamayadi — bu mis bilan qoplangan tizimlarning 40 yillik yashash muddatidan kamida ikki baravar kam.

Standartlarga mos kelish: Nima uchun mis bilan qoplangan sterjenlar IEEE va IEC sohasida yetakchi o'rin tutadi

IEEE Std 80-2000 tizimda nosozlik sodir bo'lganda barqaror impedansga ega bo'lishi sababli substantsiyalarda mis bilan qoplangan sterjenlarni tavsiya etadi. NEC galvanizatsiyalangan po'latdan foydalanishga ruxsat bersa ham, IEC 62561 sertifikatlangan tizimlarning 78% i mis bilan qoplangan konstruktsiyadan foydalanadi (UL 2023 ma'lumotlari). Misning o'z-o'zidan passivlanuvchi oksid qatlami bir necha o'ttiz yil davomida qarshilikni 25 Ω dan past saqlashga yordam beradi va shu tufayli uzoq muddatli standartlarga rioya qilish ta'minlanadi.

Xarajatlar va foyda tahlili: Galvanizatsiyalangan alternativlarga nisbatan mis bilan qoplangan sterjenlarning uzoq muddatli qo'shimcha qiymati

Mis bilan qoplangan sterjenlar boshlang'ichda 30–40% qimmatroq bo'lsada, ular 2,6 marta uzoqroq xizmat qiladi va 40 yil davomida har bir sterjen uchun 1200 AQSH dollari tejashga olib keladi. Milliy elektr tuzilmasi yer osti loyihasi ma'lumotlariga ko'ra, mis bilan qoplangan tizimlarning yillik xarajatlari 58% past. Muhim infratuzilma uchun bu xizmat muddati dastlabki sarmoyani oqlaydi, ayniqsa, galvanoplastika qilingan sterjenlarni korroziv muhitda har uch yilda bir marta texnik xizmat ko'rsatish talab etiladigan joylarda.

Amaliy darslar: Qirg'oqbo'ylaridagi o'rnatishlarda yer osti sterjenining ishdan chiqishi bo'yicha holat tahlili

Orqa fon: Sharqiy Osiyo qirg'oqbo'ylaridagi quvvat beruvchi ob'ektlarning substantsiyalari ishdan chiqishi

2022-yilda Sharqiy Osiyoning sakkizta qirg'oqbo'ylaridagi transformator podstansiyalarini tekshirish natijasida besh yil ichida to'rtta ob'ektning yer osti tizimi ishdan chiqqani aniqlangan. Bort zarbasi himoyasi barqaror emas edi va tuproqdan sterjengacha bo'lgan qarshilik IEEE Std 80-2000 xavfsizlik me'yorida belgilangan chegaradan 37–58% ortib ketgan.

Asosiy sabab: Yetarli darajada korroziyaga chidamli bo'lmagan va talablarga javob bermagan materiallar

So'rovnoma tahlili ikkita asosiy muammo borlig'ini aniqladi:

• Materialning yemirilishi : Galvanizlangan po'lat sterjenlar sho'r tuproqda (pH 8,1–8,5) yiliga 0,8–1,2 mm tezlikda korroziyaga uchradi, bu esa ASTM G57 standartidan uch baravar yuqori
• Atmosferaga chiqariladigan ifloslantiruvchi moddalar yoki shovqin me'yori talablarga rioya qilmaslik : 8 ta maydondan faqat 2 tasida IEC 62561 sertifikatlangan sterjenlar ishlatildi; barcha ishdan chiqqan qurilmalarning 85% idishli simlarga ega emas edi

Ishdan Chiqqandan Keyingi Tuzatish: IEC 62561 Sertifikatlangan Mis Bilan Qoplangan Sterjenlarga Almashtirish

Tuzatish ishlari IEC 62561 va NEC Maqola 250 talablariga mos keladigan 48 ta mis bilan qoplangan sterjenlarni o'rnatishni o'z ichiga oldi. O'rnatishdan keyingi natijalar quyidagilarni ko'rsatdi:

Metrik	Almashtirishdan Avval	Almashtirishdan Keyin	Yaxshilash
Tuproq qarshiligi (Ω)	112 ± 18	28 ± 4	75% ↓
Korrozziya tezligi	1,05 mm/yil	0.12 mm/yil	89% ↓
Zaryad tarqalishi	78% samaradorlik	99,2% samaradorlik	21% ↑

Xulosa: Xalqaro yer uzatish sterjeni standartlari bilan xaridni moslashtirish

Guruh jamg'armasi komponentlari uchun majburiy IEC 62561 tekshiruvini joriy etish orqali keyingi sohildagi o'rnatishlarda (2024 yil ma'lumotlari) dastlabki ishdan chiqish xavfini 94% ga kamaytirildi.

Ko'p so'raladigan savollar

qattiq muhitda ishlaydigan yer uzatish sterjenlarining qanday qiyinchiliklari bor?

Qiyinchiliklarga kuchli kislotali yoki ishqoriy tuproqlar, namlik darajasining yuqori bo'lishi, tuzli havo, keskin harorat o'zgarishi, tuproqning yuqori qarshiligi va kimyoviy ifloslanish kiradi.

2. Standartli erki tutashtirish sterjenlari nima uchun noxozir sharoitda ishlamay qoladi?

Ular noxozir harorat va sho'rxona muhitda tezroq eskirish, gildirshaklanish, yomon ulanish va muz zarasi tufayli ishlamay qoladi.

3. Erki tutashtirish sterjenlarining tizim xavfsizligi uchun ahamiyati qanday?

To'g'ri o'rnatilgan erki tutashtirish sterjenlari molniya urilganda uskunalar ishdan chiqish ehtimolini deyarli 90% ga kamaytiradi va xavfsiz kuchlanishni saqlab turadi.

4. Erki tutashtirish sterjenlarining ishlash ko'rsatkichlari bo'yicha asosiy xalqaro standartlar qanday?

Asosiy standartlar IEC 62561, IEEE Std 80-2000 va NEC Article 250 ni o'z ichiga oladi.