سیستم های زمین گیری به عنوان اقدامات ایمنی ضروری در شبکه های برق عمل می کنند و سه عملکرد اساسی را انجام می دهند:

• جلوگیری از شوک الکتریکی:هنگامی که تجهیزات الکتریکی دچار مشکل عایق یا نشت می شوند، زمین زدن یک مسیر مقاومت کم را برای از بین بردن جریان های نقص در زمین فراهم می کند.کاهش احتمال گلوله زدن تجهیزات و جلوگیری از ضربه الکتریکی.
• حفاظت از تجهیزات:زمین بندی باعث می شود که ولتاژ بالای تجهیزات الکتریکی محدود شود و از آسیب ناشی از افزایش ولتاژ جلوگیری شود.
• ثبات سیستم:زمین بندی مناسب پتانسیل سیستم را ثبات می دهد، تداخل الکترومغناطیسی را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان عملیاتی را افزایش می دهد.

به عنوان رابط حیاتی بین تجهیزات و زمین، عملکرد میله زمین به طور مستقیم تاثیر سیستم زمین را تعیین می کند.

بازار عمدتا دو نوع مواد میله زمین را ارائه می دهد:

این میله ها از مس جامد ساخته شده اند و از خواص فوق العاده برق و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می کنند.

• رسانایی عالی:بر اساس داده های انجمن بین المللی مس ، میله های مس خالص با رسانایی دوم به نقره (5.96 × 107 S / m) ، از طریق 6 برابر بهتر از جایگزین های فولادی ، از بین می روند.
• مقاومت خارق العاده در برابر خوردگی:مس لایه های حفاظتی اکسید را در خاک تشکیل می دهد و عملکرد خود را حتی در شرایط اسیدی / قلیایی حفظ می کند. تحقیقات نشان می دهد که نرخ خوردگی در اکثر خاک ها کمتر از 0.01 میلی متر در سال است.که باعث می شود که عمر خدمت چندین دهه طول بکشد..
• طول عمر طولانی:معمولاً بیش از 50 سال طول می کشد، که باعث کاهش میزان تعویض و هزینه های نگهداری می شود.
• قابلیت جوشکاری عالیامکان اتصال قابل اعتمادی در شبکه های زمینی را فراهم می کند.

• هزینه های اولیه بالاتر:تقریباً 3 برابر گران تر از جایگزین های فولادی مس پوشانده شده است.

این میله های کامپوزیت دارای یک هسته فولادی با پوشش مس نازک هستند، که صرفه جویی در هزینه ها با سازش عملکرد را ارائه می دهند.

• هزینه کمتر:مزیت اصلی برای پروژه های محدود بودجه.
• مقاومت مکانیکی بالاتر:هسته فولادی، سفتی ساختاری بیشتری را فراهم می کند.

• رسانایی ناکافی:رسانایی فولاد (1.0 × 107 S / m) ظرفیت از بین بردن جریان را محدود می کند ، به ویژه در حوادث جریان بالا مانند برخورد برق.
• مقاومت ضعیف در برابر خوردگیپوشش آسیب دیده فولاد را در معرض زنگ زدن سریع قرار می دهد و تخریب عملکرد را تسریع می کند. نرخ خوردگی به طور معمول در اکثر خاک ها بیش از 0.1 میلی متر در سال است.
• طول عمر کوتاه تر:معمولاً 8 تا 15 سال، که نیاز به بازرسی و تعویض مکرر دارد.

فرض بر این که یک میله با قطر 16 میلی متری با از دست دادن 50 درصد قطر به عنوان معیار شکست باشد:

انتخاب مورد علاقه:مس خالص
دلیلش:ظرفیت جریان نقص بالا، الزامات مقاومت سختگیرانه و حداقل نیاز به نگهداری، این سرمایه گذاری را توجیه می کند.

گزینه قابل قبول:فولادی که از مس پوشانده شده
ملاحظات:الزامات جریان خطای پایین تر و محدودیت های بودجه ممکن است استفاده از آن را مجاز کند و بازرسی های منظم خوردگی توصیه می شود.

مشخصات اجباری:مس خالص
عوامل مهم:الزامات حفاظت از صاعقه، تبعید برق ایستاتیک و جلوگیری از انفجار نیاز به حداکثر قابلیت اطمینان دارند.

انتخاب و نصب میله ی زمین باید با موارد زیر مطابقت داشته باشد:

• GB/T 2573-2015 (تجهیزات زمین گیری)
• DL/T 621-1997 (تأسیسات الکتریکی AC)
• سری IEC 62561 (تکلفه های سیستم حفاظت از صاعقه)

تحولات آینده ممکن است:

• مواد پیشرفته (گرافین، کامپوزیت های نانوو مس)
• قابلیت های نظارت هوشمند (رصد مقاومت/تخلیه خوردگی در زمان واقعی)
• طرح های ماژولار برای نگهداری ساده

انتخاب مواد میله زمین یک تصمیم ایمنی حیاتی در طراحی سیستم الکتریکی است. در حالی که فولاد چسبیده به مس باعث صرفه جویی در هزینه های اولیه می شود،مس خالص عملکرد بی نظیر در دراز مدت را از طریق:

• 6 برابر رسانایی بهتر
• 10 برابر طول عمر بیشتر
• میزان خوردگی 50 تا 100 برابر کمتر

برای برنامه های کاربردی مهم که ایمنی و قابلیت اطمینان را نمی توان به خطر انداخت، میله های خاک رس خالص مس با وجود هزینه های اولیه بالاتر، ارزش چرخه عمر برتر را ارائه می دهند.