پاسخ کوتاه: هر آزمونی که استاندارد IEC 62561-7 برای مادهٔ کاهنده می‌خواهد، یک خطر را بررسی میکند. مادهٔ بدون آزمون یعنی این خطرها بررسی نشده‌اند. نتیجه‌اش معمولاً این است: خوردگی زودرس الکترود و اتصال‌ها، شسته شدن و از بین رفتن ماده، تغییر فصلی مقاومت زمین، آلودگی خاک و آب و افزایش تدریجی مقاومت سیستم زمین. استفاده نکردن از ماده هم در خاک‌های پرمقاومت، سنگلاخی یا خشک، تماس ضعیف الکترود با خاک و مقاومت بالاتر را به دنبال دارد.
اگر اصلاً از مادهٔ کاهنده استفاده نکنیم چه میشود؟
همیشه مشکلی پیش نمی‌آید. در خاک مرطوب و کممقاومت، الکترود با طول و تعداد مناسب بهتنهایی به مقاومت لازم می‌رسد و ماده ضرورتی ندارد (آیا همیشه باید از مواد کاهنده استفاده کرد؟). اما در سه حالت، نبودن ماده دردسر می‌سازد:
- خاک سنگلاخی یا درشت‌دانه: بین میله و خاک حفرهٔ هوا می‌ماند و تماس الکترود با زمین کامل نیست.
- خاک پرمقاومت: برای رسیدن به عدد لازم، الکترود بیشتر یا عمیق‌تر لازم است. مثلاً یک میلهٔ ارت مس‌پوش ۳ متری با قطر ۱۴٫۲ میلی‌متر در خاک ۱۰۰ اهم‌متر حدود ۳۴ اهم مقاومت دارد؛ با یک ستون ماده به قطر ۱۰ سانتی‌متر دور آن، حدود ۲۴ اهم میشود (چرا مواد کاهنده ارت مفید است).
- خاک خشک یا با رطوبت متغیر: مقاومت خاک با رطوبت آن تغییر میکند. بدون ماده، مقاومت در فصل خشک بالا میرود (نقش رطوبت خاک در مقاومت ارت).
در این حالت‌ها جای خالی ماده را نباید با نمک، زغال یا هر پودر بی‌نام‌ونشان پر کرد. خطر اصلی همین‌جاست.
مادهٔ کاهندهٔ غیراستاندارد یعنی چه؟
مادهٔ غیراستاندارد یعنی مادهای که گزارش آزمون معتبر طبق IEC 62561-7 یا استاندارد ملی INSO 18499-7 ندارد. نمک، زغال، کک، بنتونیت بدون گزارش آزمون و پودرهایی که ترکیبشان معلوم نیست، از این دسته‌اند. در ایران هم «آیین‌نامهٔ ایمنی سامانهٔ اتصال زمین» (۱۴۰۱) در مادهٔ ۶۳ می‌خواهد ترکیبات افزودنی برای افراد و محیط زیست بی‌خطر باشند و طبق INSO 18499-7 آزمون شده باشند. جزئیات این الزامات را در استاندارد مواد کاهنده آورده‌ایم.
هر آزمون استاندارد، جلوی یک خطر را می‌گیرد
وقتی استاندارد ویژگی‌ای را آزمون کلیدی می‌داند، یعنی ماده می‌تواند در همان ویژگی کوتاه بیاید و آسیب بزند. مثلاً وقتی آبشویی آزمون میشود، یعنی مادهای که قبول نشود با آب‌های زیرسطحی شسته میشود و پس از مدتی چیزی از آن دور الکترود نمی‌ماند.
آزمون IEC 62561-7 | چه می‌سنجد | اگر ماده قبول نشود |
|---|---|---|
خوردگی | اثر ماده بر فلز الکترود | میله، تسمه و محل اتصال زودتر از عمر طراحی خورده می‌شوند |
آبشویی (Leaching) | موادی که با آب از ماده جدا میشود | ماده شسته میشود و به خاک و آب زیرزمینی می‌رسد |
مقدار گوگرد | گوگرد موجود در ماده | ترکیب‌های گوگردی در رطوبت، خوردگی مس و فولاد را تند می‌کنند |
مقاومت ویژه | رسانایی خود ماده | مقاومت زمین آن‌قدر که انتظار دارید کم نمیشود |
pH | اسیدی یا قلیایی بودن ماده (از ویرایش ۲۰۲۴) | pH نامناسب، خوردگی الکترود را تند میکند |
پنج خطر اصلی مادهٔ کاهندهٔ غیراستاندارد
- خوردگی و فرسایش زودرس سیستم زمین: نمک، گوگرد، کک و pH نامناسب، مس و فولاد را می‌خورند. ضعیف‌ترین نقطه معمولاً محل اتصال سیم به الکترود است و ممکن است سیستم زمین سالها پیش از عمر طراحیاش قطع شود، بی‌آنکه از روی زمین دیده شود (مواد کاهنده و خوردگی).
- شسته شدن و از بین رفتن ماده: مادهای که در آب حل میشود، با باران و آب‌های زیرسطحی از دور الکترود خارج میشود. ستون پرکننده نشست میکند و بین الکترود و خاک حفره می‌ماند (نمک و زغال در چاه ارت).
- تغییر فصلی مقاومت زمین: مادهای که فقط با آب رساناست، در فصل خشک رسانایی‌اش را از دست می‌دهد. ممکن است سیستم زمین در اندازه‌گیری بهار قبول شود و در تابستان نه.
- آلودگی خاک و آب: مواد شسته‌شده به خاک اطراف و آب زیرزمینی می‌رسند. برای همین آیین‌نامه بی‌خطر بودن ماده برای افراد و محیط زیست را می‌خواهد (آیا مواد کاهنده آلاینده‌اند؟).
- افزایش تدریجی مقاومت سیستم زمین: وقتی ماده شسته شود و الکترود خورده شود، مقاومت سال به سال بالاتر میرود. عدد خوب روز اول معیار کیفیت نیست؛ مقاومت باید سالها و در فصل خشک هم کم بماند.
این خطرها در عمل یعنی چه؟
مقاومت بالای زمین فقط یک عدد روی دستگاه نیست:
- ایمنی افراد: در بسیاری از سیستم‌ها، قطع به‌موقع برق هنگام اتصال بدنه به مقاومت زمین بستگی دارد. اگر مقاومت بالا برود، ممکن است ولتاژ تماس خطرناک روی بدنهٔ تجهیزات بماند (مشخصات سیستم زمین حفاظتی).
- حفاظت در برابر صاعقه: IEC 62305-3 برای سیستم زمین صاعقه‌گیر، مقاومت کمتر از ۱۰ اهم را در صورت امکان توصیه میکند. سیستم زمینی که با گذشت زمان از این عدد بالاتر برود، جریان صاعقه را به‌خوبی پخش نمی‌کند.
- هزینهٔ دوباره‌کاری: الکترود خورده‌شده یا چاه شسته‌شده باید دوباره حفر و اجرا شود. این هزینه معمولاً از تفاوت قیمت مادهٔ استاندارد بیشتر است.
مادهٔ کاهندهٔ استاندارد را چطور بشناسیم؟
- گزارش آزمون: گزارش آزمایشگاه طبق IEC 62561-7 یا INSO 18499-7 بخواهید که هر پنج آزمون را داشته باشد.
- آزمون روی مخلوط نهایی: آزمون باید روی همان چیزی انجام شده باشد که دور الکترود می‌ریزد؛ مثلاً اگر ماده با سیمان و آب مخلوط میشود، روی همان مخلوط (مواد کاهندهٔ پایه‌کربنی).
- نام یکسان: نام و مدل محصول روی کیسه با نام روی گزارش آزمون یکی باشد.
- دستورالعمل اجرا: نسبت آب، روش اجرا و مقدار مصرف را سازنده اعلام کرده باشد.
- در آب حل نشود: مادهای که مثل نمک در آب حل میشود، دور الکترود نمی‌ماند.
معیارهای کامل انتخاب را در مشخصات مواد کاهندهٔ استاندارد و مقایسهٔ انواع ماده را در جدول مقایسهٔ انواع مواد کاهنده ببینید.
اگر سیستم زمین شما با مادهٔ غیراستاندارد اجرا شده است
- مقاومت سیستم زمین را اندازه بگیرید، ترجیحاً در فصل خشک (اندازه‌گیری مقاومت زمین).
- محل اتصال سیم به الکترود را از نظر خوردگی بازدید کنید.
- اگر مقاومت بالاست یا الکترود خورده شده، الکترود تازه‌ای مثل میلهٔ ارت مس‌پوش رزوه‌دار را با مادهٔ کاهندهٔ GIM اجرا کنید و به سیستم موجود وصل کنید.
- برای بازدید و اندازه‌گیری‌های بعدی، حوضچهٔ بازدید پلی‌اتیلنی بگذارید.
اندازه‌گیری و آزمون سیستم زمین، بازرسی دوره‌ای و طراحی سیستم زمین را هم انجام می‌دهیم.
مواد کاهندهٔ کالوت
GIM، نخستین مادهٔ کاهندهٔ پایه‌کربنی در ایران، بیش از ۲۰ سال است که در پروژه‌های ارتینگ به کار میرود. طبق کاتالوگ مقاومت ویژهٔ آن کمتر از ۰٫۵ اهم‌متر است و در آب حل و شسته نمیشود. نسخه‌های GIM Light و ECO GIM را هم عرضه می‌کنیم. همهٔ آن‌ها را در تجهیزات ارتینگ ببینید. برای برآورد مقدار ماده، نتیجهٔ اندازه‌گیری مقاومت ویژهٔ خاک یا مشخصات طرح را برای کارشناسان ما بفرستید یا از صفحهٔ تماس با ما با ما تماس بگیرید.
