روشهای اجرایی احداث چاه ارت و راهکارهای نوین در ارتینگ: جوش انفجاری، کاهش مقاومت زمین و انتخاب مواد رسانا
روشهای اجرایی احداث چاه ارت
در سیستمهای الکتریکی، ارتینگ (Earthing) یکی از عناصر حیاتی برای حفاظت از تجهیزات و افزایش ایمنی کاربران به شمار میرود. کیفیت اتصال زمین مستقیماً به میزان مقاومت الکتریکی زمین، روشهای اتصال و نوع مواد رسانای خاکی بستگی دارد. در این مقاله، با تمرکز بر سه عامل کلیدی یعنی جوش انفجاری (Cadweld)، مواد کاهشدهنده مقاومت زمین و انواع مواد رسانا در خاک، به بررسی راهکارهایی برای بهینهسازی سیستمهای ارت میپردازیم.
1. جوش انفجاری (Cadweld): اتصال پایدار در سیستم ارت
جوش انفجاری یا جوش احتراقی نوعی روش تخصصی برای ایجاد اتصال دائم و مقاوم بین رساناهاست، بهخصوص در سیستمهای ارتینگ و برق فشار قوی. در این روش، از ترکیب پودر جوشکاری، قالب گرافیتی، و فتیله اشتعالزا استفاده میشود تا اتصال میان هادیها (مانند سیم مسی به صفحه مسی یا میله ارت) به صورت یکپارچه و غیرقابل جدا شدن انجام گیرد.
مزایای جوش انفجاری:
- پایداری مکانیکی و الکتریکی بالا
- عدم افزایش مقاومت الکتریکی اتصال در طول زمان
- مقاومت در برابر خوردگی، مخصوصاً در محیطهای مرطوب
- سازگاری با استانداردهای بینالمللی ارتینگ
استفاده از جوش انفجاری در پروژههای صنعتی، مخابراتی و نیروگاهی به دلیل امنیت بالا و کیفیت اتصال توصیه میشود.
2. کاهش مقاومت الکتریکی زمین: راهکاری برای ارت مؤثر
یکی از چالشهای بزرگ در طراحی سیستم ارت، دستیابی به مقاومت کمتر از 2 اهم (مطابق با استانداردهای رایج) است؛ بهویژه در مناطقی که خاک دارای مقاومت الکتریکی بالا است. برای حل این مشکل، استفاده از مواد کاهنده مقاومت زمین یک راهکار علمی و مؤثر محسوب میشود.
مهمترین مواد کاهنده مقاومت زمین:
- بنتونیت: خاک رس طبیعی با خاصیت جذب رطوبت، حفظ پایداری اتصال در طول زمان.
- مارکونیت (Marconite): ماده رسانای پیشرفته با دوام بالا و عملکرد عالی در خاکهای خشک.
- GEM (Ground Enhancement Material): ماده کاهنده مقاومت با قابلیت هدایت بالا.
- پلیمرهای جاذب رطوبت: جذب آب و حفظ آن برای مدت طولانی جهت پایداری رسانایی.
روش استفاده:
مواد کاهنده معمولاً دور الکترود ارت (صفحه یا میله) و در کف چاه ارت ریخته میشوند تا سطح تماس با خاک افزایش یافته و مقاومت به حداقل برسد.
3. انتخاب مواد رسانای خاکی: عامل مؤثر در کارایی سیستم ارت
برای داشتن یک سیستم زمین مطمئن، انتخاب نوع مناسب ماده رسانای خاکی بسیار حیاتی است. این مواد نه تنها باید از نظر الکتریکی رسانا باشند، بلکه باید ویژگیهایی مانند پایداری شیمیایی، مقاومت در برابر خوردگی، و سازگاری با محیط زیست را نیز دارا باشند.
مقایسه عملکرد مواد رسانا:
| ماده | مقاومت ویژه (اهممتر) | ویژگی |
|---|---|---|
| بنتونیت | 2 – 3 | ارزان، حفظ رطوبت |
| مارکونیت | 0.001 – 0.1 | مقاوم، مناسب برای خاکهای خشک |
| خاک نمک و ذغال | متغیر | سنتی، اما با خطر خوردگی بالا |
| GEM | حدود 0.12 | پایدار و مؤثر در طولانیمدت |
نکته تخصصی:
استفاده از مواد مقاوم به خوردگی بهویژه در مناطق شرجی یا اسیدی، باعث افزایش عمر مفید سیستم ارت خواهد شد. همچنین مواد با قابلیت رسانش پایدار در برابر تغییرات فصلی رطوبت، انتخابهای بهتری هستند.
نتیجهگیری
برای طراحی یک سیستم ارت مؤثر و ایمن، توجه همزمان به کیفیت اتصالات (مانند جوش انفجاری)، استفاده از مواد کاهنده مقاومت زمین و انتخاب ماده رسانای مناسب ضروری است. هر یک از این عوامل، نقشی کلیدی در کاهش مقاومت کلی زمین، پایداری عملکرد در طول زمان، و افزایش ایمنی سیستمهای الکتریکی ایفا میکنند.
بازرسی شیفتی و سالانه تاورکرین
