پاسخ کوتاه: مواد کاهندهٔ مقاومت زمین موادی رسانا هستند که دور الکترود ارت ریخته می‌شوند تا تماس آن با خاک بیشتر و مقاومت سیستم زمین کمتر شود. سه نسل اصلی آن‌ها نمک و زغال، خاک رس و بنتونیت، و مواد پایه‌کربنی‌اند. امروز ملاک انتخاب، نام یا جنس ماده نیست؛ مادهٔ کاهندهٔ استاندارد آن است که آزمون‌های IEC 62561-7 را گذرانده باشد.
مواد کاهنده چطور تغییر کردند؟
در گذشته فقط کم کردن مقاومت مهم بود؛ برای همین نمک و زغال بسیار استفاده می‌شد و حتی به دستورالعمل‌ها و مشخصات فنی برخی سازمان‌ها هم راه یافته بود. نمک‌هایی مثل نمک طعام، سولفات منیزیم، سولفات مس و کلرید کلسیم مقاومت خاک را در ابتدا زیاد کم می‌کنند، اما طبق IEEE Std 142 اثرشان ماندگار نیست، باید دوره‌ای تجدید شوند و به حفاظت الکترود در برابر خوردگی آسیب می‌زنند (آیا نمک و زغال ماده استاندارد است؟).
با گذشت زمان، خوردگی، ناپایداری مقاومت و تغییرات فصلی آن، و آلودگی محیط زیست خودشان را نشان دادند. طراحان سراغ مواد جاذب رطوبت بر پایهٔ خاکهای معدنی (Clay-based) رفتند که ساده‌ترینشان خاک رس و بنتونیت سدیم بود. بنتونیت رطوبت را خوب نگه میدارد و BS 7430:2026 آن را برای خاک‌هایی که رطوبتشان فصلی تغییر میکند مناسب می‌داند، به شرط آنکه هنگام نصب خوب آب‌دهی شود؛ اما وقتی خاک خشک میشود، جمع میشود و از الکترود جدا میشود (آیا بنتونیت ماده استاندارد است؟).
با روشن شدن نیازهای واقعی، ویژگی‌های لازم در قالب استاندارد نوشته شد: ابتدا EN 50164-7 در سال ۲۰۰۸، سپس استاندارد بین‌المللی IEC 62561-7 در سال ۲۰۱۱ و ویرایش‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۴ آن. این استاندارد دستور ساخت نمی‌دهد؛ ماده را با آزمون میسنجد. نمک و زغال به‌خاطر شسته شدن و خوردگی از این آزمون‌ها سربلند بیرون نمی‌آیند، و بنتونیت به‌خاطر وابستگی به رطوبت در خاکهای خشک کنار رفت. نسل تازه‌ای از مواد کاهنده به بازار آمد که رایج‌ترینشان مواد پایه‌کربنی (Carbon-based) هستند.
مادهٔ کاهندهٔ پایه‌کربنی از چه ساخته میشود؟
این مواد از ذرات رسانای کربن یا گرافیت ساخته می‌شوند که معمولاً با یک چسبانندهٔ معدنی مثل سیمان و با آب مخلوط و دور الکترود ریخته می‌شوند. پس از گیرش، یک ستون یکپارچه و رسانا دور الکترود می‌سازند. BS 7430:2026 دوغاب‌های رسانا با گرافیت یا پودر کربن را برای پر کردن اطراف الکترودهای افقی و عمودی مناسب می‌داند، چون پایداری فیزیکی خوبی دارند و تماس یکنواختی با خاک می‌سازند. رسانایی این مواد به رطوبت وابسته نیست، برای همین در خاکهای خشک هم کار می‌کنند. ترکیب دقیق هر محصول را سازندهٔ آن تعیین میکند (مواد کاهندهٔ پایه‌کربنی چه موادی هستند؟).
مادهٔ کاهندهٔ استاندارد چه ویژگی‌هایی دارد؟
- مقاومت ویژهٔ کم و نوسان کم مقاومت در فصل‌های مختلف؛
- خورنده نبودن برای الکترود (مواد کاهنده و خوردگی سیستم ارت)؛
- پایداری شیمیایی و شسته نشدن با آب‌های سطحی و زیرزمینی؛
- آلاینده نبودن برای خاک و آب زیرزمینی.
این ویژگی‌ها با آزمون‌های IEC 62561-7 سنجیده می‌شوند؛ جزئیات آن‌ها در مشخصات مواد کاهندهٔ استاندارد و استاندارد مواد کاهندهٔ مقاومت زمین، و مقایسهٔ انواع ماده در جدول مقایسهٔ مواد کاهنده آمده است.
ما خانوادهٔ مواد کاهندهٔ GIM را طبق IEC 62561-7 عرضه می‌کنیم: GIM برای خاک‌ها و محیط‌های بسیار خورنده، GIM LIGHT برای شرایط معمولی و ECO GIM. گزارش آزمون‌های هر محصول در صفحهٔ همان محصول آمده است.
