مقدمه
سیستم ارتینگ (Earthing) یکی از مهمترین بخشهای هر پروژهی الکتریکی است که نقش حیاتی در ایمنی افراد، تجهیزات و ساختمانها در برابر صاعقه و خطاهای الکتریکی ایفا میکند. برای بهبود عملکرد سیستم ارتینگ و کاهش مقاومت ویژه خاک، از موادی به نام مواد کاهنده ارت (Backfill Materials) استفاده میشود.
این مواد به شکلهای مختلف در اطراف الکترود زمین (میله، صفحه یا شبکه ارت) قرار میگیرند تا هدایت الکتریکی بین الکترود و خاک افزایش پیدا کند.
نکته مهم: استفاده از مواد کاهنده الزامی نیست. در بسیاری از خاکها ممکن است سیستم ارتینگ بدون مواد کاهنده هم جوابگو باشد. اما در پروژههای حساس، خاکهای نامناسب یا شرایط خاص (مانند خاک سنگی یا ماسهای)، استفاده از این مواد میتواند مقاومت سیستم ارتینگ را بهشدت کاهش دهد و کارایی آن را تضمین کند.
چرا استفاده از مواد کاهنده ارت مفید است؟
هرچند الزامی نیست، ولی به دلایل زیر توصیه میشود:
-
کاهش مقاومت ویژه خاک
-
باعث افزایش سرعت و کیفیت تخلیه جریان به زمین میشود.
-
-
پایداری در شرایط مختلف
-
در خاکهای خشک یا مناطقی که رطوبت متغیر است، عملکرد ارت بدون مواد کاهنده بهمرور زمان ضعیف میشود.
-
-
ایمنی بیشتر
-
حفاظت بهتر از افراد و تجهیزات در برابر صاعقه و ولتاژهای گذرا.
-
-
افزایش طول عمر سیستم ارتینگ
-
کاهش خوردگی و فرسودگی الکترودها.
-
-
صرفهجویی در هزینههای بلندمدت
-
نیاز کمتر به تعمیر، نگهداری و بازسازی سیستم ارتینگ.
-
انواع مواد کاهنده مقاومت زمین
| نوع ماده کاهنده | ترکیب | مقاومت ویژه (Ω·m) | طول عمر (سال) | مزایا | معایب | کاربردهای پیشنهادی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| پایه کربن (Carbon-Based) | مواد کربنی ویژه | 0.12 – 0.18 | 25 – 30 | پایداری عالی در برابر دما و رطوبتعملکرد ثابت در طول زمانمناسب پروژههای صنعتی و نیروگاهی | هزینه اولیه نسبتاً بالا | نیروگاهها، پالایشگاهها، صنایع نفت و گاز، مراکز داده |
| بنتونیت / پایه خاک (Clay-Based) | خاک رس با جذب رطوبت بالا | 2 – 3 | 8 – 12 | قیمت مناسباجرای ساده | وابستگی زیاد به رطوبت خاککارایی ضعیف در خاکهای خشک و کمبارش | پروژههای کوچک تا متوسطمناطق با خاک مرطوب و بارندگی مناسب |
| ترکیبات شیمیایی (Chemical Compounds) | نمکها و ترکیبات شیمیایی (سولفاتها، کلریدها) | 0.1 – 0.2 (در ابتدا) | 5 – 7 | کاهش سریع مقاومت خاکاجرای ارزان و سریع | شستهشدن در اثر باران یا آب زیرزمینیآلودگی زیستمحیطیکاهش کارایی در بلندمدت | پروژههای موقت یا کمهزینهشرایط نیاز به کاهش فوری مقاومت |
روش انتخاب بهترین ماده کاهنده ارت
انتخاب نوع ماده کاهنده باید براساس شرایط پروژه و محیط انجام شود:
-
اگر پروژه صنعتی و حیاتی است → GIM بهترین انتخاب است.
-
اگر بودجه محدود دارید و خاک منطقه مرطوب است → بنتونیت گزینه مناسبی است.
-
اگر پروژه موقت است یا نیاز فوری به کاهش مقاومت دارید → مواد شیمیایی کاربردی هستند.
-
اگر شرایط خاک خوب است (رطوبت کافی، مقاومت خاک پایین) → میتوانید بدون مواد کاهنده هم ارتینگ اجرا کنید.
استانداردها و الزامات قانونی
در ایران و بسیاری کشورها، استفاده از مواد کاهنده ارت الزام قانونی ندارد، اما توصیه میشود برای پروژههای حساس از آن استفاده شود.
مهمترین استانداردهای مرتبط:
-
IEC 62561-7 (استاندارد مواد کاهنده مقاومت زمین(
-
IEEE Std 80 (استاندارد طراحی سیستم ارتینگ)
-
استاندارد ملی ایران ISIRI 3010 و 2871
سوالات متداول (FAQ)
آیا استفاده از مواد کاهنده اجباری است؟
خیر. در بسیاری از خاکها ممکن است بدون مواد کاهنده هم ارتینگ جواب بدهد، اما در پروژههای بزرگ و حساس توصیه میشود.
بهترین ماده کاهنده برای خاک خشک چیست؟
GIM به دلیل ساختار کربنی و پایداری بالا، بهترین گزینه برای خاک خشک است.
طول عمر مواد کاهنده چقدر است؟
از ۵ تا ۳۰ سال بسته به نوع ماده. GIM بیشترین طول عمر و مواد شیمیایی کمترین را دارند.
آیا مواد کاهنده زیستمحیطی هستند؟
بنتونیت و GIM سازگار با محیط زیستاند، اما برخی ترکیبات شیمیایی میتوانند مشکلات زیستمحیطی ایجاد کنند.
جمعبندی
مواد کاهنده ارت ابزاری برای بهبود عملکرد سیستم ارتینگ هستند، اما استفاده از آنها همیشه الزامی نیست. در شرایطی که مقاومت خاک بالاست یا پروژه اهمیت بالایی دارد، این مواد میتوانند تفاوت بزرگی در کارایی و ایمنی ایجاد کنند.
شرکت کالوت با سالها تجربه در طراحی و اجرای سیستمهای ارتینگ و حفاظت در برابر صاعقه، آماده ارائه مشاوره و تأمین بهترین مواد کاهنده ارت متناسب با نیاز پروژه شماست.
مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین از چه نوع موادی است؟
انواع مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین کدامند؟
مقاومت ویژه ی الکتریکی خاک چیست و چگونه اندازه گیری می شود؟
مقاومت پولارازیسون چیست و مقدار آن در مواد کاهنده نشانگر چه میباشد؟
مشخصات مواد کاهنده ی استاندارد چیست؟
آیا مواد کاهنده از خوردگی و پوسیدگی سیستم ارت جلوگیری می کند؟
آیا نمک و زغال ماده استاندارد است ؟ مزایا و معایب آن چیست؟
آیا بنتونیت یک ماده استاندارد است ؟ مزایا و معایب آن چیست؟
مواد کاهنده ی با پایه ی کربنی (Carbon Base) چه موادی هستند؟
در چه زمین هایی از چه موادی استفاده کنیم؟
آیا رطوبت خاک یک عامل اساسی در کاهش مقاومت مواد کاهنده است؟
محاسبات مقاومت پایانه ارت در هنگام استفاده از مواد کاهنده بر اساس چه فرمولهایی انجام می شود؟
