اجراي چاه ارت (1)
نويسنده: مهندس ايرج اميني باغبادراني (1)
Art well execution
براي دستيابي به يك سامانه‌ي اتصال زمين كارآمد، بادوام و قابل اعتماد، بايد جنبه‌هاي مختلفي، همچون طراحي، اجرا و انتخاب مصالح مناسب را مورد توجه قرار داد. اما در ميان تمامي بخش‌هاي مختلف اين سامانه، چاه ارت از حساسيت و ويژگي‌هاي خاصي برخوردار است، زيرا پس از اجرا امكان دسترسي مجدد به آن وجود ندارد و در صورت بروز اشكال، كار چنداني براي آن نمي‌توان كرد؛ و با عنايت به اين كه اين بخش نقشي تعيين كننده در كارآمدي سامانه اتصال زمين دارد، مي‌توان گفت مهم‌ترين و حساس‌ترين بخش سامانه، اتصال زمين است و طراحي و اجراي صحيح آن از اهميت اساسي برخوردار است. در حال حاضر متأسفانه كمبود منابع كاربردي در مورد سامانه‌ي اتصال زمين احساس مي‌شود، كه اين خود موجب رواج يافتن برخي شيوه‌هاي اشتباه و بروز اختلاف نظرهايي، به ويژه در زمينه‌ي اجراي چاه ارت شده است و اغلب شاهد اجراهاي نادرست و در نتيجه عدم دستيابي به مقاومت مناسب و يا بي‌دوام بودن چاه‌هاي اجراشده هستيم. گاهي يك بي‌دقتي ساده در اجراي چاه باعث از دست رفتن كل هزينه‌ها و ناكارآمدي سيستم اتصال زمين و در نتيجه ناايمن شدن شبكه‌ي برق و بروز پيامدهاي ناگوار ناشي از آن مي‌شود. از اين رو، شايسته است براي «اجراي چاه ارت» اهميتي ويژه و جايگاهي خاص قائل شويم.
در نوشتار حاضر كوشيده‌ايم شناختي علمي و در عين حال ساده از مسائل اجرايي و عوامل مؤثر در كيفيت چاه ارت به دست داده و راهكارهايي مناسب و كاربردي براي اجرا و نيز حل مشكلات آن ارائه نماييم. همچنين، نحوه‌ي كاربرد بنتونيت به عنوان يك الكتروليت خوب در چاه نشان داده شده است. انتخاب بنتونيت از اين جهت بوده كه اين ماده تأثير فوق‌العاده مطلوبي در كاهش مقاومت چاه، كاهش هزينه‌ها و پايداري و دوام طولاني مدت چاه زمين دارد.
اكنون نكته‌ي بسيار مهم ديگري را مورد توجه قرار مي‌دهيم و آن اين كه اثر مقاومت ويژه‌ي خاك‌هاي نزديك و اطراف الكترود ارت در مقاومت چاه، بسيار بيش‌تر از اثر خاك‌هاي دور از آن است. توجه به اين دو مطلب مهم نشان مي‌دهد كه اجراي چاه ارت در زمين دست نخورده اهميت فوق‌العاده‌اي دارد و در صورت دستي بودن خاك‌هاي سطحي، چاره آن است كه نخست آن قدر پايين برويم تا به زمين دست نخورده برسيم و آنگاه كندن چاه را در زمين دست نخورده، به اندازه‌ي كافي ادامه دهيم. بديهي است كه تنها آن بخش از چاه كه در خاك دست نخورده قرار دارد، ارزشمند و مؤثر بوده و عمق مؤثر چاه نيز برابر ارتفاع همان بخش است.
دقيقاً به همين دليل است كه در هنگام اجراي چاه ارت بايد الكتروليت اطراف الكترود را به خوبي كوبيده و متراكم نمود. زيرا اين كار در كاهش مقاومت چاه، اثر فراوان دارد. با توجه به اين كه سيم متصل به الكترود ارت (كه تا سطح خاك بالا مي‌آيد) نيز مانند يك الكترود ميله‌اي عمل نموده و در كاهش مقاومت كلي چاه مؤثر است، كوبيدن خاك‌هاي لايه‌هاي بالاتر از الكترود (اطراف سيم ارت) نيز مي‌تواند در كاهش مقاومت چاه مؤثر باشد و هر چه آن‌ها را بيش‌تر كوبيده و متراكم كنيم، نتيجه‌ي بهتري حاصل مي‌شود.
در اين جا برخي خواص ارزشمند خاك بنتونيت به عنوان الكتروليت مشخص مي‌شود. دانه‌بندي اين خاك فوق‌العاده ريز بوده، داراي خاصيت تورمي شديدي است و در اثر تورم ناشي از آب‌گيري، تمامي خلل و فرج موجود ميان دانه‌هاي خود را پُركرده و به تمام سطوح پيراوني نيز فشرده مي‌شود؛ و همين موضوع يكي از دلايل پايين بودن مقاومت الكتريكي چاه‌هاي بنتونيتي‌ست. از سوي ديگر، اين توده‌ي متراكم نياز به كوبيدن ندارد و در نتيجه اجراي آن آسان است و مقاومت حاصل از آن، بر خلاف الكتروليت‌هايي از قبيل ذغال و نمك، وابسته به چگونگي اجرا و دقت در كوبيدن الكتروليت نيست.
الف) در صورتي كه دو چاه براي دو شبكه‌ي مستقل از هم به كار روند (مثلاً يكي براي ارت فشار ضعيف ترانسفورماتور و ديگري براي ارت فشار قوي آن)، هنگام بروز خطا در يكي از شبكه‌ها، ارت شبكه‌ي ديگر نيز برق‌دار خواهد شد و اين موضوع مي‌تواند بسيار خطرناك باشد.
ب) در صورتي كه دو چاه به يكديگر متصل شده و هر دو براي يك سامانه به كار روند، رعايت نشدن حداقل فاصله باعث مي‌شود كه پس از متصل كردن دو چاه به يكديگر، كاهش مورد نظر در مقاومت كل به دست نيامده و مقاومت حاصل شده، بيش‌تر از حد انتظار شود.
طول اين ميله‌ها حدود 1/5 تا 3 متر است. ميله‌هاي بلندتر ممكن است به هنگام كوبيده شدن در زمين‌هاي سخت، كج شوند. گاهي اين ميله‌ها را طوري مي‌سازند كه بتوان پس از كوبيدن يك ميله، به كمك يك قطعه‌ي واسطه، ميله‌ي دوم را به ته آن متصل كرد و كوبيدن را ادامه داد. سپس ميله‌ي سوم را به همان روش به ته ميله‌ي دوم متصل و اين عمل را تكرار مي‌كنند. به اين ترتيب، با اتصال ميله‌هاي متعدد مي‌توان الكترود بلندتري به دست آورد و آن را بدون كج شدن تا عمق بيش‌تري در زمين فرو كرد. منتها اين اشكال وجود دارد كه همين قطعات واسطه كه ساختار آن‌ها شبيه پيچ و مهره است، اغلب تحمل ضربه‌هاي لازم براي فروكردن ميله در زمين‌هاي بسيار سخت را ندارند و در اثر ضربه ممكن است لق شده و اتصال ميان ميله‌ها دچار اشكال شود. از اين رو الكترود ميله‌اي نوع اول بيش‌تر مناسب كوبيدن در خاك‌هاي نرم يا در زمين‌هايي‌ست كه رطوبت در نزديكي سطح آن قرار دارد. كوبيدن اين الكترود در زمين‌هاي سخت، حتي در همان عمق كم نيز خالي از دردسر نيست.
مهم‌ترين حسن اين نوع الكترود، آساني اجرا و ارزان بودن آن است. زيرا هزينه‌ي حفر چاه و خريد الكتروليت را ندارد و قيمت آن هم ارزان است؛ اما اساساً مقاومت بيش‌تري نسبت به الكترود صفحه‌اي دارد. از همين رو، براي حصول مقاومت كم بايد چند عدد از آن‌ها را نصب و به همديگر متصل كرد، كه با توجه به لزوم رعايت فاصله‌ي مجاز ميان الكترودها، به زميني بزرگ نياز است. بنابراين، به دست آوردن مقاومت كم در يك زمين كوچك به كمك اين نوع الكترود، مشكل است. ضمن آن كه افزايش بيش از حد تعداد الكترودها مي‌تواند هزينه‌ي تهيه‌ي سيم و ترانشه‌كني مورد نياز براي ارتباط دادن آن‌ها و نيز هزينه‌ي اتصال سيم‌هاي ارتباطي به الكترودها را افزايش داده و مزيت اقتصادي استفاده از اين نوع الكترود را از بين ببرد.
اين ميله‌ها بايد مشخصه‌هاي زير را دارا باشند:
1- ضخامت لايه‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از 70 ميكرون باشد. چون ايجاد لايه‌اي با قطر 70 ميكرون با روش گالوانيزاسيون سرد (الكترولس) امكان‌پذير نيست، حتماً بايد از روش گالوانيزاسيون گرم استفاده شود.
2- ضخامت ميله‌ي فولادي نبايد كم‌تر از 16 ميلي‌متر باشد.
3- سطح مقطع روكش مسي نبايد كم‌تر از 20 درصد سطح مقطع مغز فولادي باشد.
4- حداقل خلوص مس مورد استفاده برابر 99/9 درصد باشد (مس كاتد).
5- لايه‌ي مسي بايد به روش جوش مولكولي (آب‌كاري الكتريكي) روي بدنه‌ي ميله قرار گيرد. در بازار اغلب ميله‌هاي ارزان قيمتي به فروش مي‌رسد كه با فروكردن يك ميله‌ي فولادي درون يك لوله‌ي مسي هم اندازه با آن ساخته شده‌اند. اين الكترودها داراي عيوب زير مي‌باشند و به كارگيري آن‌ها توصيه نمي‌شود.
عيب يكم: در اثر وجود فواصل ذره‌بيني ميان روكش مسي و مغز فولادي، رطوبت و املاح خاك به اين فواصل نفوذ كرده و پيل الكتريكي تشكيل مي‌دهند كه موجب خوردگي سريع ميله مي‌گردد.
عيب دوم: به علت يكپارچه نبودن روكش مسي و مغز فولادي آن، در موقع كوبيدن ميله ممكن است روكش مسي جدا شده و همراه ميله در خاك فرو نرود.
عيب سوم: هنگام ساخت اين الكترودها، ميله‌ي فولادي تا دماي زيادي داغ مي‌شود و اين موضوع مي‌تواند بر روي خواص متالورژيك ميله تأثير گذاشته و از استحكام آن بكاهد و در نتيجه گاه شاهد كج شدن الكترود در هنگام كوبيدن آن خواهيم بود.
شايان ذكر است كه رعايت نشدن نكات فوق موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد.
مشخصات مهمي كه اين الكترودها بايد داشته باشند، عبارت‌اند از:
1- حداقل ضخامت تسمه‌ي مسي 2 ميلي‌متر و حداقل سطح مقطع آن 50 ميلي‌متر مربع باشد.
2- حداقل سطح مقطع سيم مسي چند مفتولي 35 ميلي‌متر مربع و حداقل قطر هر مفتول آن 1/8 ميلي‌متر باشد.
3- حداقل خلوص مس مورد استفاده برابر 99/9 درصد باشد. (مس كاتد)
4- حداقل ضخامت تسمه‌ي فولادي (گالوانيزه) 3 ميلي‌متر و حداقل سطح مقطع آن 100 ميلي متر مربع باشد.
5- ضخامت لايه‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از 70 ميلي‌متر باشد. استفاده از گالوانيزاسيون گرم براي اين نوع الكترود نيز اجباري‌ست.
6- قطر لوله‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از in1 (يك اينچ) باشد. دوباره تأكيد مي‌شود كه رعايت نشدن نكات فوق، موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد.
مشخصاتي كه لازم است اين الكترود داشته باشد، به شرح زير است:
1- طول و عرض آن، حداقل cm50×50 باشد. 2- قطر آن از 2 ميلي‌متر كم‌تر نباشد.
3- خلوص مس مورد استفاده حداقل برابر 99/9 درصد باشد. (مس كاتد)
توجه شود كه رعايت نشدن نكته‌ي رديف 1 موجب افزايش مقاومت چاه شده و بي‌توجهي به رديف‌هاي 2 و 3 موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد. متأسفانه در حال حاضر، صفحات مسي آلياژي كه مناسب استفاده در زير خاك نمي‌باشند، به طور وسيعي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. همچنين صفحات فولادي پوشيده شده با مس را فقط به شرطي مي‌توان به جاي صفحه‌ي مسي به كار بُرد كه ضخامت لايه‌ي مس روي آن از حداقل‌هاي لازم، كم‌تر نباشد.
دسته‌ي اول: هادي‌هايي كه در زير زمين و در تماس با خاك قرار مي‌گيرند.
دسته‌ي دوم: هادي‌هايي كه روي زمين قرار گرفته و با خاك تماس ندارند.
اين طريقه‌ي دسته‌بندي از آن روست كه انتخاب جنس هادي ارت و همچنين منظور كردن روكش و عايق براي آن، به محل استفاده بستگي دارد. چون در اين نوشته توجه خود را بر آن قسمت از شبكه‌ي ارت كه در زير خاك قرار گرفته، معطوف نموده‌ايم، صرفاً به بررسي مسائل دسته‌ي اول مي‌پردازيم: نخست اين كه هادي ارت در زير خاك نياز به روكش نداشته و لخت بودن آن موجب تماس بيش‌تر با خاك و كاهش مقاومت كلي شبكه‌ي ارت مي‌شود؛ و ديگر اين كه در زير خاك به علت دخالت عوامل خورنده از قبيل رطوبت و املاح خاك، عمر هادي ارت كوتاه شده و زودتر از بين خواهد رفت. مسأله‌ي خوردگي به ويژه در هنگام تشكيل پيل‌هاي گالوانيك بسيار جدي و خطرناك مي‌شود. در اين وضعيت، در اندك زماني هادي ارت نابود خواهد شد. (بررسي دقيق چگونگي تشكيل پيل و عوامل مؤثر در سرعت تخريب‌هاي ناشي از آن نياز به مبحثي جداگانه داشته و در اين مقاله نمي‌گنجد.)
هادي ارت مي‌تواند به صورت سيم يا تسمه بوده و از جنس مس يا فولاد گالوانيزه ساخته شود. مشخصات ذكر شده در رديف‌هاي 1 تا 5 الكترود ميله‌اي نوع دوم در مورد اين هادي‌ها نيز صدق مي‌كند. بديهي‌ست هادي و الكترود ارت مي‌بايد هم جنس باشند تا از تشكيل پيل و گالوانيك و خوردگي‌هاي ناشي از آن جلوگيري شود. شايان ذكر است كه متأسفانه در حال حاضر سيم‌هاي مس آلياژي كه در اصل براي استفاده در خطوط هوايي برق ساخته شده‌اند، به جاي سيم مسي خالص در چاه‌هاي ارت به كار بُرده مي‌شوند كه اين عمل اشتباه، دوام هادي ارت را تحت تأثير قرار داده و از عمر آن مي‌كاهد.
براي دستيابي به يك سامانه‌ي اتصال زمين كارآمد، بادوام و قابل اعتماد، بايد جنبه‌هاي مختلفي، همچون طراحي، اجرا و انتخاب مصالح مناسب را مورد توجه قرار داد. اما در ميان تمامي بخش‌هاي مختلف اين سامانه، چاه ارت از حساسيت و ويژگي‌هاي خاصي برخوردار است، زيرا پس از اجرا امكان دسترسي مجدد به آن وجود ندارد و در صورت بروز اشكال، كار چنداني براي آن نمي‌توان كرد؛ و با عنايت به اين كه اين بخش نقشي تعيين كننده در كارآمدي سامانه اتصال زمين دارد، مي‌توان گفت مهم‌ترين و حساس‌ترين بخش سامانه، اتصال زمين است و طراحي و اجراي صحيح آن از اهميت اساسي برخوردار است. در حال حاضر متأسفانه كمبود منابع كاربردي در مورد سامانه‌ي اتصال زمين احساس مي‌شود، كه اين خود موجب رواج يافتن برخي شيوه‌هاي اشتباه و بروز اختلاف نظرهايي، به ويژه در زمينه‌ي اجراي چاه ارت شده است و اغلب شاهد اجراهاي نادرست و در نتيجه عدم دستيابي به مقاومت مناسب و يا بي‌دوام بودن چاه‌هاي اجراشده هستيم. گاهي يك بي‌دقتي ساده در اجراي چاه باعث از دست رفتن كل هزينه‌ها و ناكارآمدي سيستم اتصال زمين و در نتيجه ناايمن شدن شبكه‌ي برق و بروز پيامدهاي ناگوار ناشي از آن مي‌شود. از اين رو، شايسته است براي «اجراي چاه ارت» اهميتي ويژه و جايگاهي خاص قائل شويم.
در نوشتار حاضر كوشيده‌ايم شناختي علمي و در عين حال ساده از مسائل اجرايي و عوامل مؤثر در كيفيت چاه ارت به دست داده و راهكارهايي مناسب و كاربردي براي اجرا و نيز حل مشكلات آن ارائه نماييم. همچنين، نحوه‌ي كاربرد بنتونيت به عنوان يك الكتروليت خوب در چاه نشان داده شده است. انتخاب بنتونيت از اين جهت بوده كه اين ماده تأثير فوق‌العاده مطلوبي در كاهش مقاومت چاه، كاهش هزينه‌ها و پايداري و دوام طولاني مدت چاه زمين دارد.
عوامل مؤثر بر مقاومت چاه
1- يخ‌زدگي و خشكي خاك
2- فشردگي خاك
اكنون نكته‌ي بسيار مهم ديگري را مورد توجه قرار مي‌دهيم و آن اين كه اثر مقاومت ويژه‌ي خاك‌هاي نزديك و اطراف الكترود ارت در مقاومت چاه، بسيار بيش‌تر از اثر خاك‌هاي دور از آن است. توجه به اين دو مطلب مهم نشان مي‌دهد كه اجراي چاه ارت در زمين دست نخورده اهميت فوق‌العاده‌اي دارد و در صورت دستي بودن خاك‌هاي سطحي، چاره آن است كه نخست آن قدر پايين برويم تا به زمين دست نخورده برسيم و آنگاه كندن چاه را در زمين دست نخورده، به اندازه‌ي كافي ادامه دهيم. بديهي است كه تنها آن بخش از چاه كه در خاك دست نخورده قرار دارد، ارزشمند و مؤثر بوده و عمق مؤثر چاه نيز برابر ارتفاع همان بخش است.
دقيقاً به همين دليل است كه در هنگام اجراي چاه ارت بايد الكتروليت اطراف الكترود را به خوبي كوبيده و متراكم نمود. زيرا اين كار در كاهش مقاومت چاه، اثر فراوان دارد. با توجه به اين كه سيم متصل به الكترود ارت (كه تا سطح خاك بالا مي‌آيد) نيز مانند يك الكترود ميله‌اي عمل نموده و در كاهش مقاومت كلي چاه مؤثر است، كوبيدن خاك‌هاي لايه‌هاي بالاتر از الكترود (اطراف سيم ارت) نيز مي‌تواند در كاهش مقاومت چاه مؤثر باشد و هر چه آن‌ها را بيش‌تر كوبيده و متراكم كنيم، نتيجه‌ي بهتري حاصل مي‌شود.
در اين جا برخي خواص ارزشمند خاك بنتونيت به عنوان الكتروليت مشخص مي‌شود. دانه‌بندي اين خاك فوق‌العاده ريز بوده، داراي خاصيت تورمي شديدي است و در اثر تورم ناشي از آب‌گيري، تمامي خلل و فرج موجود ميان دانه‌هاي خود را پُركرده و به تمام سطوح پيراوني نيز فشرده مي‌شود؛ و همين موضوع يكي از دلايل پايين بودن مقاومت الكتريكي چاه‌هاي بنتونيتي‌ست. از سوي ديگر، اين توده‌ي متراكم نياز به كوبيدن ندارد و در نتيجه اجراي آن آسان است و مقاومت حاصل از آن، بر خلاف الكتروليت‌هايي از قبيل ذغال و نمك، وابسته به چگونگي اجرا و دقت در كوبيدن الكتروليت نيست.
3- رطوبت و آب
4- فاصله‌ي چاه‌ها از يكديگر
الف) در صورتي كه دو چاه براي دو شبكه‌ي مستقل از هم به كار روند (مثلاً يكي براي ارت فشار ضعيف ترانسفورماتور و ديگري براي ارت فشار قوي آن)، هنگام بروز خطا در يكي از شبكه‌ها، ارت شبكه‌ي ديگر نيز برق‌دار خواهد شد و اين موضوع مي‌تواند بسيار خطرناك باشد.
ب) در صورتي كه دو چاه به يكديگر متصل شده و هر دو براي يك سامانه به كار روند، رعايت نشدن حداقل فاصله باعث مي‌شود كه پس از متصل كردن دو چاه به يكديگر، كاهش مورد نظر در مقاومت كل به دست نيامده و مقاومت حاصل شده، بيش‌تر از حد انتظار شود.
انواع الكترودها
1- الكترود ميله‌اي
الف) الكترود ميله‌اي نوع اول
طول اين ميله‌ها حدود 1/5 تا 3 متر است. ميله‌هاي بلندتر ممكن است به هنگام كوبيده شدن در زمين‌هاي سخت، كج شوند. گاهي اين ميله‌ها را طوري مي‌سازند كه بتوان پس از كوبيدن يك ميله، به كمك يك قطعه‌ي واسطه، ميله‌ي دوم را به ته آن متصل كرد و كوبيدن را ادامه داد. سپس ميله‌ي سوم را به همان روش به ته ميله‌ي دوم متصل و اين عمل را تكرار مي‌كنند. به اين ترتيب، با اتصال ميله‌هاي متعدد مي‌توان الكترود بلندتري به دست آورد و آن را بدون كج شدن تا عمق بيش‌تري در زمين فرو كرد. منتها اين اشكال وجود دارد كه همين قطعات واسطه كه ساختار آن‌ها شبيه پيچ و مهره است، اغلب تحمل ضربه‌هاي لازم براي فروكردن ميله در زمين‌هاي بسيار سخت را ندارند و در اثر ضربه ممكن است لق شده و اتصال ميان ميله‌ها دچار اشكال شود. از اين رو الكترود ميله‌اي نوع اول بيش‌تر مناسب كوبيدن در خاك‌هاي نرم يا در زمين‌هايي‌ست كه رطوبت در نزديكي سطح آن قرار دارد. كوبيدن اين الكترود در زمين‌هاي سخت، حتي در همان عمق كم نيز خالي از دردسر نيست.
مهم‌ترين حسن اين نوع الكترود، آساني اجرا و ارزان بودن آن است. زيرا هزينه‌ي حفر چاه و خريد الكتروليت را ندارد و قيمت آن هم ارزان است؛ اما اساساً مقاومت بيش‌تري نسبت به الكترود صفحه‌اي دارد. از همين رو، براي حصول مقاومت كم بايد چند عدد از آن‌ها را نصب و به همديگر متصل كرد، كه با توجه به لزوم رعايت فاصله‌ي مجاز ميان الكترودها، به زميني بزرگ نياز است. بنابراين، به دست آوردن مقاومت كم در يك زمين كوچك به كمك اين نوع الكترود، مشكل است. ضمن آن كه افزايش بيش از حد تعداد الكترودها مي‌تواند هزينه‌ي تهيه‌ي سيم و ترانشه‌كني مورد نياز براي ارتباط دادن آن‌ها و نيز هزينه‌ي اتصال سيم‌هاي ارتباطي به الكترودها را افزايش داده و مزيت اقتصادي استفاده از اين نوع الكترود را از بين ببرد.
اين ميله‌ها بايد مشخصه‌هاي زير را دارا باشند:
1- ضخامت لايه‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از 70 ميكرون باشد. چون ايجاد لايه‌اي با قطر 70 ميكرون با روش گالوانيزاسيون سرد (الكترولس) امكان‌پذير نيست، حتماً بايد از روش گالوانيزاسيون گرم استفاده شود.
2- ضخامت ميله‌ي فولادي نبايد كم‌تر از 16 ميلي‌متر باشد.
3- سطح مقطع روكش مسي نبايد كم‌تر از 20 درصد سطح مقطع مغز فولادي باشد.
4- حداقل خلوص مس مورد استفاده برابر 99/9 درصد باشد (مس كاتد).
5- لايه‌ي مسي بايد به روش جوش مولكولي (آب‌كاري الكتريكي) روي بدنه‌ي ميله قرار گيرد. در بازار اغلب ميله‌هاي ارزان قيمتي به فروش مي‌رسد كه با فروكردن يك ميله‌ي فولادي درون يك لوله‌ي مسي هم اندازه با آن ساخته شده‌اند. اين الكترودها داراي عيوب زير مي‌باشند و به كارگيري آن‌ها توصيه نمي‌شود.
عيب يكم: در اثر وجود فواصل ذره‌بيني ميان روكش مسي و مغز فولادي، رطوبت و املاح خاك به اين فواصل نفوذ كرده و پيل الكتريكي تشكيل مي‌دهند كه موجب خوردگي سريع ميله مي‌گردد.
عيب دوم: به علت يكپارچه نبودن روكش مسي و مغز فولادي آن، در موقع كوبيدن ميله ممكن است روكش مسي جدا شده و همراه ميله در خاك فرو نرود.
عيب سوم: هنگام ساخت اين الكترودها، ميله‌ي فولادي تا دماي زيادي داغ مي‌شود و اين موضوع مي‌تواند بر روي خواص متالورژيك ميله تأثير گذاشته و از استحكام آن بكاهد و در نتيجه گاه شاهد كج شدن الكترود در هنگام كوبيدن آن خواهيم بود.
شايان ذكر است كه رعايت نشدن نكات فوق موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد.
ب) الكترود ميله‌اي نوع دوم
مشخصات مهمي كه اين الكترودها بايد داشته باشند، عبارت‌اند از:
1- حداقل ضخامت تسمه‌ي مسي 2 ميلي‌متر و حداقل سطح مقطع آن 50 ميلي‌متر مربع باشد.
2- حداقل سطح مقطع سيم مسي چند مفتولي 35 ميلي‌متر مربع و حداقل قطر هر مفتول آن 1/8 ميلي‌متر باشد.
3- حداقل خلوص مس مورد استفاده برابر 99/9 درصد باشد. (مس كاتد)
4- حداقل ضخامت تسمه‌ي فولادي (گالوانيزه) 3 ميلي‌متر و حداقل سطح مقطع آن 100 ميلي متر مربع باشد.
5- ضخامت لايه‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از 70 ميلي‌متر باشد. استفاده از گالوانيزاسيون گرم براي اين نوع الكترود نيز اجباري‌ست.
6- قطر لوله‌ي گالوانيزه نبايد كم‌تر از in1 (يك اينچ) باشد. دوباره تأكيد مي‌شود كه رعايت نشدن نكات فوق، موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد.
2- الكترود صفحه‌ي مسي
مشخصاتي كه لازم است اين الكترود داشته باشد، به شرح زير است:
1- طول و عرض آن، حداقل cm50×50 باشد. 2- قطر آن از 2 ميلي‌متر كم‌تر نباشد.
3- خلوص مس مورد استفاده حداقل برابر 99/9 درصد باشد. (مس كاتد)
توجه شود كه رعايت نشدن نكته‌ي رديف 1 موجب افزايش مقاومت چاه شده و بي‌توجهي به رديف‌هاي 2 و 3 موجب پوسيدگي سريع و زودتر از موعد الكترود خواهد شد. متأسفانه در حال حاضر، صفحات مسي آلياژي كه مناسب استفاده در زير خاك نمي‌باشند، به طور وسيعي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. همچنين صفحات فولادي پوشيده شده با مس را فقط به شرطي مي‌توان به جاي صفحه‌ي مسي به كار بُرد كه ضخامت لايه‌ي مس روي آن از حداقل‌هاي لازم، كم‌تر نباشد.
هادي يا سيم ارت
دسته‌ي اول: هادي‌هايي كه در زير زمين و در تماس با خاك قرار مي‌گيرند.
دسته‌ي دوم: هادي‌هايي كه روي زمين قرار گرفته و با خاك تماس ندارند.
اين طريقه‌ي دسته‌بندي از آن روست كه انتخاب جنس هادي ارت و همچنين منظور كردن روكش و عايق براي آن، به محل استفاده بستگي دارد. چون در اين نوشته توجه خود را بر آن قسمت از شبكه‌ي ارت كه در زير خاك قرار گرفته، معطوف نموده‌ايم، صرفاً به بررسي مسائل دسته‌ي اول مي‌پردازيم: نخست اين كه هادي ارت در زير خاك نياز به روكش نداشته و لخت بودن آن موجب تماس بيش‌تر با خاك و كاهش مقاومت كلي شبكه‌ي ارت مي‌شود؛ و ديگر اين كه در زير خاك به علت دخالت عوامل خورنده از قبيل رطوبت و املاح خاك، عمر هادي ارت كوتاه شده و زودتر از بين خواهد رفت. مسأله‌ي خوردگي به ويژه در هنگام تشكيل پيل‌هاي گالوانيك بسيار جدي و خطرناك مي‌شود. در اين وضعيت، در اندك زماني هادي ارت نابود خواهد شد. (بررسي دقيق چگونگي تشكيل پيل و عوامل مؤثر در سرعت تخريب‌هاي ناشي از آن نياز به مبحثي جداگانه داشته و در اين مقاله نمي‌گنجد.)
هادي ارت مي‌تواند به صورت سيم يا تسمه بوده و از جنس مس يا فولاد گالوانيزه ساخته شود. مشخصات ذكر شده در رديف‌هاي 1 تا 5 الكترود ميله‌اي نوع دوم در مورد اين هادي‌ها نيز صدق مي‌كند. بديهي‌ست هادي و الكترود ارت مي‌بايد هم جنس باشند تا از تشكيل پيل و گالوانيك و خوردگي‌هاي ناشي از آن جلوگيري شود. شايان ذكر است كه متأسفانه در حال حاضر سيم‌هاي مس آلياژي كه در اصل براي استفاده در خطوط هوايي برق ساخته شده‌اند، به جاي سيم مسي خالص در چاه‌هاي ارت به كار بُرده مي‌شوند كه اين عمل اشتباه، دوام هادي ارت را تحت تأثير قرار داده و از عمر آن مي‌كاهد.
پي‌نوشت‌ها:
1- كارشناس الكترونيك از دانشگاه آزاد اسلامي واحد نجف‌آباد، عضو هيأت تحريريه‌ي ماهنامه‌ي دانش نما
/ج
