نحوه اجرای چاه ارت
سیستم ارت یک از مباحث مهمی است که در زمینه ایمنی برق مطرح است و در بسیاری از مناطق صنعتی و تولیدی‌ها در کشورمان مانند پتروشیمی‌ها، صنایع فولادی و سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقاومت الکتریکی الکترود زمین به عوامل فراوانی مخصوصا به مقاومت ویژه خاک، ابعاد و شکل الکترود بستگی دارد. برای حجم معینی از فلز الکترود هر چه یکی از ابعاد الکترود بزرگ‌تر از دو بعد دیگر بوده و تماس الکترود در این بعد با خاک بیشتر باشد، مقاومت الکترود نسبت به جرم کلی زمین کمتر خواهد شد.
بنابراین یک الکترود میله‌ای یا تسمه‌ای که به صورت قائم یا افقی نصب شده باشد، نسبت به الکترود صفحه‌ای ارجحیت دارد. امروزه در اغلب کشور‌ها استفاده از بتن مسلح در شالوده همراه با الکترود‌های میله‌ای متعدد موازی، پرطرفدار‌ترین و اقتصادی‌ترین روش اجرای سیستم زمین محسوب می‌شوند. از این رو استفاده از واژه چاه ارت امروزه دیگر جامعیت لازم را ندارد و استفاده از عبارت سیستم اتصال زمین مناسب‌تر است.
در زمان‌های گذشته از مخلوط زغال و نمک به عنوان الکترولیت استفاده می‌شد. امروزه با توجه به مضرات شناخته شده این الکترولیت، به ویژه به لحاظ ایجاد خوردگی، در کاربرد‌هایی مانند برق ساختمان که دوام طولانی سیستم زمین مورد نظر است. با توجه به اقلیم خشک بسیار از نقاط ایران، اغلب خاک محل مورد نظر به خودی خود دارای کیفیت الکتریکی کافی برای اجرای سیستم اتصال به زمین نیست. به همین دلیل برای کم کردن مقاومت الکترود زمین در این موارد، می‌توان نسبت به تعویض خاک اطراف الکترود و جایگزین کردن با الکترولیت‌های دارای کیفیت الکتریکی خوب و پایدار‌تر اقدام نمود که این الکترود‌ها عبارتند از:
1-بنتونیت
2- بتن معمولی
3- بتن هادی
4- سایر مواد کاهنده حائز شرایط استاندارد
انواع الکترود‌های زمین در سیستم ارت
متداول‌ترین انواع الکترود‌ها از نظر شکل و طرز قرار گرفتن آنها در زمین به شرح زیر تقسیم بندی می‌شوند:
1- الکترود‌های قائم
2- الکترود‌های افقی
3- الکترود‌های صفحه‌ای
4- الکترود‌های بتن مسلح در شالوده ساختمان
الکترود‌های قائم
الکترود‌های قائم به این دلیل که نفوذ‌های بیشتری در عمق خاک و دسترسی به لایه‌های مرطوب زمین، صرفه اقتصادی و سهولت در اجرا، متداول‌ترین نوع الکترود‌هایی هستند که در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند. نفوذ این الکترود‌ها به لایه‌های عمیق‌تر خاک در عین حال پایداری بیشتری را نیز به همراه دارد زیر در چنین عمق‌هایی وابستگی به دمای محیط و تغییرات فصلی خاک به حداقل می‌رسد. انواع الکترود‌های قائم که با روش کوبیده شدن در زمین و یا به روش دفنی (حفر چاه) نصب می‌شوند عبارتند از:
- الکترود‌های میله‌ای
- الکترود‌های لوله‌ای و پروفیلی
- سیم‌های چند مفتولی
الکترود‌های لوله‌ای بیشتر در نواحی آمریکای شمالی مشهود هستند. مزیت اقتصادی الکترود‌های قائم میله‌ای و لوله‌ای نسبت به سیم بسیار مشهود است. زیرا نیاز به حفاری‌های عمیق ندارند و به طور مستقیم در خاک کوبیده می‌شوند. بر اساس مبحث سیزده مقررات ملی کوبیده شده الکترود‌های قائم در زمین نباید از 2 متر کمتر باشد. ولی متاسفانه میله‌های موجود در بازار از این طول کمتر هستند.
نحوه اجرای چاه ارت به صورت الکترود‌های قائم چیست؟
برای تولید میله‌های فولادی مس پوش استفاده از تکنولوژی آبکاری قابل قبول بوده و تکنولوژی کششی (پرس کردن لوله مسی تحت فشار و حرارت روی میله فولادی) به دلیل جدا شدن لایه مسی به هنگام کوبیدن میله قابل قبول نیست.
در صورت استفاده از فولاد گالوانیزه عمقی داغ به عنوان الکترود زمین نباید در تماس مستقیم با خاک قرار گیرند و باید این نوع الکترود در داخل بتن به ضخامت بیش از سانتی متر دفن گردد.
لوله و میله و تسمه قبل از گالوانیزه شدن باید برش داده شده باشند و یا هرگونه ایجاد برش یا سوراخ کاری در آنها نیاز به گالوانیزه شدن محل برش دارد. همچنین می‌توان به طریق مناسب محل برش را پوشش داد تا از خوردگی جلوگیری به عمل آید.
ضخامت پوشش گالوانیزه هر دو دیواره (داخلی و خارجی ) لوله باید از مقادیر ارایه شده کمتر نباشد.
استفاده از صفحه به عنوان الکترود زمین فقط در محل‌هایی که حداکثر تا عمق 3 متر دارای نم طبیعی هستند، مجاز بوده و برای عمق بیشتر از 3 متر توصیه نمی‌گردد.
- روش صحیح نصب الکترود‌های میله‌ای استفاده از چکش‌های استاندارد (چکش دستی لوله‌ای، چکش پنوماتیکی و یا چکش الکتریکی یا پیکور) است. استفاده از پتک صرف نظر از احتمال صدماتی که برای نصاب دارد، دشوار و زمان بر نیز هست و به احتمال زیاد به الکترود هم آسیب خواهد رساند.
- در صورت استفاده از الکترود‌های موازی برای رسیدن به مقاومت معادل پایین‌تر، فاصله الکترود‌ها از یکدیگر نباید کمتر از 1.8 متر باشد، هر چند توصیه می‌شود این طول 2.2 برابر طول الکترود‌ها بلند‌تر تهیه شود.
- لوله و یا میله در زمان نصب باید سالم، بدون خراشیدگی و زنگ زدگی و خمیدگی و فرورفتگی باشد.
- الکترود‌های میله‌ای در حالت کلی و عدم وجود مانع به صورت قائم نصب می‌شود ولی در شرایط خاص می‌توان آن را به صورت اریب یا افقی نیز اجرا نمود.
- الکترود‌های سیمی چند مفتولی و تسمه‌ای که در زمین به روش دفنی نصب می‌شوند، صرفا در مواردی که خاک دارای مقاومت مخصوص بالایی است. به همراه الکترولیت مناسب، به عنوان آلترناتیوی در کنار الکترود صفحه‌ای مطرح هستند. برای نصب این الکترود‌ها با استفاده از ماشین‌های حفاری ابتدا سوراخی را به قطر حدود 7 تا 15 سانتی متر توسط مته‌های بلند ایجاد شده، سیم یا تسمه در درون آن قرار گرفته و با الکترولیت مناسب یا بتن پر می‌شود. این کار که معمولا به صورت دستی حفر می‌شود که قطر آن از حدود 80 سانتی متر بیشتر می‌شود. در این صورت تجربه نشان می‌دهد که به جای آنکه سیم در راستای قائم به طور مستقیم پایین رود به صورت فنری در محیط یک استوانه انجام شود و اطراف آن با الکترولیت مناسب پر شود. این نوع الکترود نسبت به الکترود صفحه‌ای به لحاظ وزن کمتر مس، اقتصادی‌تر است و به دلیل عدم وجود نقاط اتصال، از نظر پایداری و عدم خوردگی نیز شرایط بهتری دارد و همچینی مقاومت آن نیز کمتر خواهد بود.
