چاه ارت چیست؟ انواع سیستم های ارتینگ کدام است؟

همواره خطر انتقال جریان برق به بدن انسان از طریق تماس با وسایل الکتریکی و برخورد صاعقه وجود دارد. برای جلوگیری از رخ دادن این اتفاق از سیستم ارتینگ استفاده می‌شود. برای راه‌اندازی این سیستم، به حفر چاه ارت نیاز است. امروزه انواع مختلفی از سیستم ارتینگ اجرا می‌شوند. انتخاب سیستم ارتینگ مناسب و حفر چاه ارت به عوامل مختلفی وابسته است. برای حفر چاه یا همان چاله ارت هم باید تجهیزات مختلفی در اختیار داشته باشید. اولین اقدام برای راه‌اندازی سیستم ارتینگ؛ انتخاب محل مناسب برای حفر چاه است. در ادامه مطلب به بررسی جزئیات بیشتری از کاربرد چاه ارت و انواع سیستم ارتینگ می‌پردازیم.

چاه ارت چیست؟

چاه ارت بخشی از سیستم ارتینگ است که برای افزایش ایمنی انسان در محیط‌های مختلف حفر می‌شود. وظیفه چاه ارت و به طور کلی سیستم ارتینگ؛ تخلیه الکتریکی در زمین است. جریان اضافی که به بدنه وسایل الکتریکی منتقل می‌شود، باید به سرعت در زمین تخلیه گردد. در غیر این صورت به بدن انسان وارد شده و باعث برق‌گرفتگی افراد خواهد شد. بر اساس استانداردها و قوانین امروزی؛ تمام ساختمان‌ها به ویژه ساختمان‌های مسکونی باید دارای سیستم ارتینگ باشند. برای راه‌اندازی سیستم ارتینگ هم به حفر یک چاه یا چاله ارت مناسب نیاز دارید. عمق این چاه می‌تواند متناسب با شرایط محیط مورد نظر، متفاوت باشد. 

کاربرد چاه ارت چیست؟

احتمال ایجاد اضافه بار و نشتی جریان برق در مورد همه وسایل برقی وجود دارد. از طرفی جریان الکتریکی اضافه می‌تواند از طریق برخورد صاعقه با ساختمان و تجهیزات مختلف هم ایجاد شود. چنانچه اضافه بار و نشتی جریان در بدنه وسایل برقی باقی بماند؛ همزمان با تماس بدن انسان با چنین وسایلی، جریان برق به فرد منتقل می‌شود. برای جلوگیری از ایجاد این اتفاق باید تخلیه الکتریکی در زمین صورت بگیرد. منظور از تخلیه الکتریکی هم انتقال جریان برق به زمین است.

با توجه به اینکه مقاومت الکتریکی زمین کمتر از بدن انسان است؛ جریان اضافی از مسیر با مقاومت کمتر عبور کرده و به زمین منتقل می‌شود. به این ترتیب جریان نشت پیدا کرده، اضافه بار و حتی انرژی حاصل از برخورد صاعقه بدون ایجاد خطر برق گرفتگی انسان به زمین منتقل می‌شوند. تخلیه الکتریکی در زمین به راه‌اندازی سیستم ارتینگ و حفر چاه ارت نیاز دارد. آیا می‌دانید چاه ارت چگونه کار می‌کند؟ عملکرد چاه یا همان چاله ارت به وجود تجهیزات دیگری مانند سیم مسی، حلقه یا صفحات مسی وابسته است. امروزه انواع مختلفی از سیستم ارتینگ راه‌اندازی می‌شوند و هر کدام نیز ویژگی‌ها و مشخصات مختص به خود را دارند.

معرفی انواع چاه ارت

آیا می‌دانید امروزه چند نوع چاه ارت در محیط‌های مختلف حفر می‌شوند؟ آیا از مهم‌ترین ویژگی هر یک از انواع چاه ارت مطلع هستید؟ انواع چاله ارت در عمق‌های مختلف و با استفاده از تجهیزات گوناگون حفر و به سیستم ارتینگ متصل می‌شوند. در ادامه مطلب به بررسی انواع چاه ارت می‌پردازیم:

1_ چاه ارت حلقه‌ای

این نوع چاه ارت در زمین‌هایی که مقاومت مخصوص بالایی دارند، حفر می‌شود. برای اجرای چاه ارت حلقه‌ای باید 5 حلقه هادی اتصال به زمین با میانگین قطر 50 سانتی‌متر را کنار یکدیگر بپیچید و در عمق 80 سانتی‌متری زمین قرار دهید. سطح چاه ارت حلقه‌ای باید پایین‌تر از سطح دریا باشد. همچنین محل حفر این نوع چاه ارت نیز باید از دکل برق دور و فضای کافی برای حفر چاله وجود داشته باشد.

2_ چاه ارت پنجه‌ای

یکی از انواع چاه ارت که حفر و راه‌اندازی آن هزینه نسبتا کمی دارد؛ چاه ارت پنجه‌ای است. برای راه‌اندازی سیستم ارت پنجه‌ای باید یک چاله به عمق 80 سانتی‌متر حفر شود. سپس از نوعی سیم ارت که به الکترود پنجه کلاغی معروف است برای راه‌اندازی این سیستم ارتینگ استفاده می‌شود. حداکثر تعداد الکترود قابل استفاده در چاه ارت پنجه‌ای؛ 4 شاخه است. الکترودها نیز با زاویه 60 درجه نسبت به زمین قرار گرفته و با یکدیگر تلاقی پیدا می‌کنند.

3_ چاه ارت میله‌ای

رایج‌ترین روش راه‌اندازی سیستم ارتینگ از طریق حفر چاه ارت میله‌ای اجرا می‌شود. عمق چاه ارت میله‌ای؛ 4 متر و قطر آن هم 80 سانتی‌متر است. برای اجرای این نوع چاه ارت از صفحه یا سیم استفاده نمی‌شود. بلکه یک میله مسی با مغز فولادی در وسط چاه حفر شده قرار می‌گیرد. سپس سایر میله‌ها را به کمک سیم مسی و کلمپ انگشتی به میله وسطی متصل خواهند کرد. در نهایت دوغاب بنتونیت را در داخل چاه تخلیه کرده و هر 20 سانتی متر از دوغاب را فشرده می‌کنند. با انجام این کار فضاهای خالی موجود در چاه از بین رفته و بنتونیت به صورت کامل به میله‌های نصب شده می‌چسبد.

4_ چاه ارت مختلط

چاه ارت مختلط نوعی سیستم ارتینگ است که از دو یا چند نوع الکترود برای دستیابی به مقاومت زمین استفاده می‌کند. این نوع سیستم ارتینگ در شرایطی استفاده خواهد شد که خاک دارای مقاومت بالایی بوده و استفاده از یک نوع الکترود به تنهایی کافی نباشد. امروزه از الکترودهای مختلفی برای ایجاد چاه ارت مختلط استفاده می‌شود. رایج‌ترین چاه‌های ارت مختلط شامل موارد زیر هستند:

• الکترودهای مسی و فولادی: در این نوع سیستم ارتینگ از الکترودهای مسی و فولادی به طور همزمان استفاده می‌شود. الکترودهای مسی مقاومت کمتری در برابر زمین دارند، در حالی که الکترودهای فولادی ارزان قیمت‌تر بوده و از طول عمر بالاتری برخوردار هستند.
• الکترودهای مسی و زغال: برای راه‌اندازی این سیستم ارتینگ؛ از الکترودهای مسی و ذغال در کنار یکدیگر استفاده می‌شود. به طور کلی الکترودهای مسی مقاومت کمتری در برابر زمین دارند و از طرفی الکترودهای ذغال ارزان‌تر بوده و در خاک‌های اسیدی به خوبی کار می‌کنند.

5_ چاه ارت حلزونی

چاه ارت حلزونی یکی دیگر از سیستم‌های ارتینگ منحصر به فرد است. در این سیستم ارتینگ از یک الکترود مارپیچی برای دستیابی به مقاومت مورد نظر در زمین استفاده می‌شود. چاه ارت حلزونی در شرایطی حفر خواهد شد که فضای کافی برای نصب یک الکترود عمقی وجود نداشته باشد. الکترود مارپیچی چاه ارت حلزونی از جنس فولاد، مس یا برنج ساخته می‌شود. این الکترود به صورت مارپیچ در زمین نصب شده و سطح تماس زیادی با خاک ایجاد می‌کند. افزایش سطح تماس با خاک نیز به کاهش مقاومت زمین کمک می‌کند.

6_ چاه ارت الکتروشیمیایی

برای راه‌اندازی سیستم ارتینگ الکتروشیمیایی از یک الکترود خاص جهت کاهش مقاومت زمین و محافظت از ساختمان‌ها در برابر صاعقه و سایر جریان‌های اضافی استفاده می‌شود. این نوع سیستم ارتینگ زمانی راه‌اندازی خواهد شد که خاک دارای مقاومت مخصوص بالایی بوده و استفاده از روش‌های سنتی ارتینگ مانند چاه ارت با الکترودهای مسی و فولادی کارآمد نباشد. الکترود مناسب برای این سیستم از جنس فلزاتی مانند مس، برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته شده و با مواد شیمیایی خاصی پوشانده می‌شود. هنگامی که الکترود در خاک قرار می‌گیرد؛ یک واکنش شیمیایی بین الکترود و خاک رخ می‌دهد. این واکنش منجر به ایجاد یک میدان الکتریکی در اطراف الکترود شده و مقاومت زمین را کاهش می‌دهد.

7_ چاه ارت شبکه‌ای

از جمله مهم‌ترین چاه‌های ارت که امروزه حفر می‌شوند؛ می‌توانیم به چاه ارت شبکه‌ای اشاره کنیم. برای راه‌اندازی سیستم ارتینگ شبکه‌ای از چندین الکترود که به صورت شبکه در زمین دفن شده‌اند، استفاده می‌شود. این نوع سیستم ارتینگ برای شرایطی کاربرد دارد که فضای کافی برای نصب یک الکترود عمقی وجود ندارد یا برای دستیابی به سطح مقاومت مورد نظر در زمین به یک الکترود بزرگ‌تر نیاز باشد. الکترودهای مورد استفاده در چاه ارت شبکه‌ای می‌توانند از جنس‌های مختلفی مانند مس، فولاد، برنج یا گالوانیزه تولید شوند. الکترودها به طور معمول در عمق و فاصله یکسانی از یکدیگر در زمین دفن شده و به یک سیم مسی یا‌هادی دیگر متصل خواهند شد.

بهترین خاک برای حفر چاه ارت کدام است؟

همانطور که گفتیم مقاومت الکتریکی خاک نسبت به بدن انسان کمتر است. بر همین اساس جریان الکتریکی اضافی و نشت پیدا کرده به جای بدن انسان از طریق سیستم ارتینگ به زمین منتقل می‌شود. بهبود نتیجه حفر چاه ارت هم ارتباط مستقیمی با نوع خاک و مشخصات آن دارد. بهترین خاک برای حفر چاله ارت و راه‌اندازی سیستم ارتینگ؛ خاکی است که تراکم پایینی داشته باشد. احداث چاه ارت در خاک‌های غیر متراکم به حفاری کمتری نیاز دارد. به همین علت احداث چاه ارت در چنین خاک‌هایی آسان‌تر است.

خاک رس، کشاورزی و گیاهی از جمله بهترین بسترها برای احداث چاله ارت هستند. از طرفی شن و ماسه؛ مقاومت مخصوص بالاتری داشته و راه‌اندازی سیستم ارتینگ در آن‌ها به حفاری عمیق‌تری نیاز دارد. توجه داشته باشید میزان تراکم خاک تنها مشخصه‌ای نیست که هنگام انتخاب محل حفر چاله ارت باید در نظر گرفته شود. از جمله مهم‌ترین مشخصات بهترین خاک برای احداث چاه ارت می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• تراکم پایین
• دانه‌بندی یکنواخت
• مقاومت الکتریکی کم
• رطوبت نسبتا زیاد
• اسیدیته کم
• هدایت جریان الکتریکی بالا

چنانچه قصد احداث چاه ارت در زمین‌های با مقاومت مخصوص بالا دارید؛ باید از مواد کاهنده مقاومت خاک استفاده کنید. این مواد قابلیت استفاده به صورت ژل و پودر دارند. البته از خاک رس هم می‌توانید برای ترکیب با خاک محل مورد نظر استفاده کنید.

هزینه پیاده سازی چاه ارت چقدر است؟

برای احداث چاه ارت و راه‌اندازی سیستم ارتینگ باید مهارت، اطلاعات و تجربه کافی داشته باشید. بدون شک همه کسانی که قصد حفاری چاله ارت دارند از تمام این ویژگی‌ها برخوردار نیستند. با توجه به نقش مهمی که سیستم ارتینگ در حفظ جان انسان دارد؛ باید بهترین چاه ارت را حفر کنید. یکی از مهم‌ترین نکاتی که در مورد احداث چاه ارت مطرح می‌شود هم قیمت پیاده‌سازی این چاه است.

قیمت اجرای چاه ارت و سیستم ارتینگ یک مبلغ مشخص نیست، زیرا قیمت پیاده‌سازی چاله ارت به عوامل مختلفی مانند تجهیزات مورد نیاز و دستمزد مجموعه‌ای که سیستم ارتینگ را راه‌اندازی می‌کنند، بستگی دارد. از جمله مهم‌ترین تجهیزات لازم برای راه‌اندازی سیستم ارتینگ هم می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• صفحه، سیم، حلقه و میله مسی
• کاهنده مقاومت خاک
• الکترودها
• خاک رس
• لوله پلیکا
• سیم برق

تجهیزات مورد نیاز برای احداث چاه ارت متناسب با نوع سیستم ارتینگ انتخاب خواهند شد. از طرفی دستمزد مجموعه حفر کننده چاه ارت هم تحت تاثیر میزان مقاومت زمین، عمق حفاری و حتی تجربه کاری آن‌ها وابسته است. برای کسب نتیجه مطلوب و راه‌اندازی یک سیستم ارتینگ بدون نقص، بهتر است انجام این کار مهم را به مجموعه‌های معتبر و حرفه‌ای واگذار کنید.

آیا چاه ارت روش جایگزین دارد؟

به نظر شما با پیشرفت علم، تکنولوژی و صنعت تولید محصولات الکترونیکی؛ برای چاه ارت هم جایگزین مناسب شناخته شده است؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم؛ بله دستگاه ارت الکترونیکی یک جایگزین مناسب برای چاه یا چاله ارت است. این دستگاه به جای انتقال جریان اضافی به زمین، آن را جذب می‌کند. از طرفی هنگام تماس بدنه وسایل برقی با آب، برق ورودی وسیله را قطع خواهد کرد. به این ترتیب احتمال برق گرفتگی و آتش‌سوزی از بین می‌رود. از جمله مهم‌ترین مزایای دستگاه ارت الکترونیکی می‌توانیم به نصب و حمل آسان اشاره کنیم. برای استفاده از این دستگاه به پیدا کردن محل مناسب و حفر چاه هم نیاز ندارید.