عوامل محیطی موثر بر مقاومت چاه ارت

عوامل موثر بر مقاومت چاه ارت ۱.یخ زدگی و خشکی خاک ۲.فشردگی خاک ۳.رطوبت و آب ۴.فاصله چاههای ارت از یکدیگر عوامل محیطی ذکر شده نقش بسزایی در طراحی و پایداری چاه ارت احداث شده دارد که باید مورد توجه طراحان ناظرین و پیمانکاران اجرایی قرار گیرد که در دراز مدت چاه ارتی با بازدهی بالا و ماندگار برای حفاظت ازتاسیسات مورد نظر داشته باشیم

چاه ارت چاه ارت استاندارد تست چاه ارت ارت مقاومت چاه خاک هدایت الکتریکی چاه ارت احداث چاه ارت مقاومت الکتریکی عمق چاه ارت هدایت الکتریکی هدایت الکتریکی خاک

یخ زدگی خاک

میدانیم که هدایت الکتریسته در فلزات ناشی از جابجایی الکترون هاست و در این کار هسته های اتمها در جای خود باقی مانده و جابجا نمی شوند.ولی در غیر فلزاتی مانند خاک قضیه به شکل دیگری است در این مواد هدایت الکتریسته ماهیت شیمیایی داشته و از املاح یونیزه شده موجوددرآنها سرچشمه میگیرد.همچنین میدانیم که عبور جریان توسط یونها مستلزم حرکت و جابجایی آنهاست.حال باتوجه به اینکه یک یون ، کل اتم را شامل می شود و اتم های مواد جامد قادر به جابجایی نیستند لذا خاک نیز در حالت جامد قادر به هدایت جریان برق نیست ولی هنگامی که مقداری آب جذب خاک شود، املاح خاک، در این رطوبت حل و سپس یونیزه شده و آنگاه می توانند عمل هدایت الکتریکی را انجام دهند .به همین دلیل خاکهای خشک یا یخ زده قادر به هدایت الکتریکی نبوده و مقاومت بسیار زیادی از خود  نشان می دهند.

لذا هنگام تعیین عمق چاه ارت بایستی به امکان یخ زدن سطح خاک در زمستان و خشک شدن آن در تابستان توجه نمود و با در نظر گرفتن آب و هوای منطقه ، عمق موثر چاه ارت را از سطحی که امکان یخ زدن و خشک شدن ندارد.به پایین در نظر گرفت.این موضوع بویژه در اتصال زمینهای افقی (شبکه ها یا مش های ارت که در عمق کمی اجرا می شوند) قابل توجه است.

در نتیجه هدایت الکتریکی خاک نقش بسزایی یر مقاومت الکتریکی چاه ارت دارد.

فشردگی خاک

می دانیم که خاک از دانه هایی با اندازه های مختلف تشکیل  شده است که این دانه ها در خاک های دست نخورده ، معلولا به همدیگر فشرده شده و توده متراکمی را بوجود می آورند.

در این توده های متراکم، دانه های خاک در همدیگر فرو رفته و فضای خالی قابل توجهی بین  خودشان باقی  نمی گذارند.بنابراین سطح تماس بین دانه ها زیاده بوده و در نتیجه مقاومت الکتریکی کمی ایجاد می شود در حالیکه در خاکهای  دستی و نامتراکم ، فضاهای خالی زیاد بی دانه های خاک، سطح تماس کمی ایجاد می کند و لذا مقاومت الکتریکی زیادی پدید می آید. نکته دیگر اینکه هرچه دانه های خاک درشتر باشند.فاصله های خالی بیشتری بین آنها بوجود آمده و مقاومت الکتریکی خاک را افزایش می دهد.

رطوبت و آب

همانگونه‌که در تشریح اثر یخ زدگی گفته شده هدایت الکتریسته در خاک ماهیت شیمیایی داشته و از املاح حل شده در رطوبت خاک سر چشمه می گیرد .بنابراین هرچه رطوبت بیشتری در خاک موجود باشد  املاح بیشتری در آن حل شده  و جابجایی یونها نیز بهبود می یابد لذا مقدار  هدایت الکتریکی آن نیز افزایش می یابد.ولی بر خلاف انتظار آن دسته از خاکهای سطحی یا زیر زمینی که دائما در معرض رطوبت خیلی زیاد قرار دارند.( مانند بستر جویها و رود خانه ها) دارای هدایت الکتریکی کمی هستند.زیرا آب و رطوبت بسیار زیاد موجود در این خاکها بتدریج و به مرور زمان، املاح و حتی دانه ها ی ریز این خاکها ، بتدریج و به مرور زمان، املاح  وحتی دانه های ریز این خاکها را شسته و با خود به جاهای دیگری برده  است در نتیجه هدایت الکتریکی آنها  بدلیل فقر املاح اندک است.

پس با افزایش رطوبت خاک، هدایت الکتریکی آن افزایش می یابد ولی هنگامیکه مقدار این رطوبت بسیار  زیاد شود. هدایت الکتریکی کاهش خواهد یافت.

پیش از این گفته شد  که اثر مقاومت ویژه خاکهای نزدیک و اطراف الکترود  ارت  در مقاومت چاه ارت، خیلی بیشتر از اثر خاکهای دور از آن است.بنابراین بهتر است چاه ارت را آنقدر بکنیم تا به خاک مرطوب که دارای مقاومت الکتریکی کمی است.برسیم و سپس درون خاک مرطوب نیز تا اندازه ایی حفاری را ادامه بدهیم  .به این ترتیب الکترود ارت در محاصره خاکی کم مقاومت قرار خواهد گرفت.بویژه قابل توجه است که از یک سو افزایش عمق چاه، موجب کاهش مقاومت آن شده و از سوی دیگر در اعماق ببشتر معمولا درصد رطوبت نیز افزایش یافته و به شکلی مضاعف موجب کاهش مقاومت الکتریکی آن می شود.ولی هرگز نباید کار را تا رسیدن به سفره های آب زیر زمینی ادامه داد زیرا همانگونه که گفته شد این کار اثر معکوس دارد.

فاصله چاههای ارت از یکدیگر

معمولا تعداد و فاصله چاههای ارت و محل احداث آن، با توجه به مقاومت مورد نظر چاه ارت، توسط طراح محاسبه و تعیین می شود ولی به دلیل اینکه فرمولهای محاسبه مقاومت چاه ارت اصولا با فرض همگن بودن خاک نوشته شده اند و در عمل با خاکها و زمینها ی غیر همگن مواجهیم

و همچنین به علت وجود برخی مسائل اجرایی، ممکن است مقاومت عملی چاههای ارت با مقدار محاسبه شده تفاوت داشته و پس ازاجرا( به منظور کاهش مقاومت چاه ارت) نیاز به اضافه کردن چاه جدید داشته باشیم و گاهی نیز حین اجرای طرح بدلیل وجود موانع عملی از قبیل وجود صخره یا لاشه های بزرگ بتونی در محل طراحی شده ، ناچار از تغییر محل آن شویم‌ .لذا لازم است محلهای جدیدی برای احداث چاه در نظر گرفته شود‌.به همین دلیل مهندس ناظر بایستی به نکات حائز اهمیت در جانمایی چاه ارت مسلط باشد.

یکی از نکات مهم در این کار رعایت فاصله لازم بین چاههاست.

میدانیم که هر چاه ارت دارای محدوده ای در اطراف خود می باشد‌ که در هنگام بروز خطا و جاری شدن جریان در الکترود ارت، دارای ولتاژ خواهد شد این محدوده حوزه مقاومت ( Resistance Area) نامیده می شود.

نکته مهم این است که دو چاه ارت تا حد ممکن از هم دور باشند و یا فاصله آنها حداقل به اندازه ای باشد

که حوزه های مقاومن آنها همپوشانی نداشته باشند.

عدم رعایت این نکته مشکلات زیر را بوجود می آورد:

الف: در صورتی که دو چاه ارت برای دو شبکه مستقل از هم بکار روند ( مثلا یکی برای ارت فشار ضعیف ترانسفورماتور و دیگری برای ارت فشار قوی آن) هنگام بروز خطا در یکی از شبکه ها ، ارت شبکه دیگر نیز برق دار خواهد شد و این موضوع می تواند بسیار خطرناک باشد

ب: در صورتی که هر دو چاه ارت به همدیگر متصل شده و هر دو برای یک سیستم  بکار روند ، عدم رعایت حداقل فاصله باعث می شود که پس از متصل نمودن دو چاه ارت به یکدیگر کاهش مورد نظر در مقاومت کل بدست نیامده و مقاومت حاصل شده ، بیشتر از حد انتظار شود.