فهرست مطالب
Toggleاجرای الکترود زمین مناسبی که بتواند سلامت افراد و حفاظت از تجهیزات را تأمین کند، نیاز به تخصص و دانش ویژه دارد. روشهای مختلفی برای اجرای الکترود ارت وجود دارد و با توجه به شرایط باید بهترین روش را برای اجرا انتخاب کرد.
یکی از این روشها، اجرای الکترود یونی است. برای بهبود عملکرد الکترود یونی استفاده از بنتونیت راهکار رایج و کارآمدی است. در این مقاله، نحوه اجرای الکترود یونی با استفاده از بنتونیت و روشهای مختلفی که برای این کار وجود دارد را شرح میدهیم.
اگر به دنبال فهم عمیقتر مفاهیم اساسی و مواجهه با چالشهای مربوط به نصب سیستمهای زمین (ارت) هستید، دوره کامل آموزش ارتینگ ماهر راهحلی عالی است. با آکادمی ماهر همراه باشید.
الکترود یونی چیست؟
یکی از مشکلات اجرای الکترود زمین در مناطق خشک، کمبود رطوبت خاک اطراف الکترود است. مرطوب بودن خاک اطراف الکترود باعث ارتباط الکتریکی مؤثرتر خاک و سطح الکترود و کاهش مقاومت مخصوص خاک میشود و کیفیت سیستم زمین را بهبود میبخشد.
درون الکترود از نوعی مواد یونساز مرطوب پر شده است که قابلیت جذب رطوبت بالایی دارد. به دلیل این خاصیت، یونهای الکتریکی فعال از طریق منافذ روی الکترود در خاک آزاد میشوند و رطوبت جذب شده از خاک و هوا به آرامی باعث کاهش مقاومت خاک و پایین ماندن آن برای مدت طولانی میشود.

بکفیل بنتونیت
یکی از بکفیلهای توصیهشده برای الکترود یونی، بنتونيت است. بنتونیت نوعی خاک رس است که بر اثر رسوب خاکسترهای آتشفشانی شکل میگیرد. این ترکیب از «مونتموریلونیت» (Montmorillonite) معدنی و «سیلیکات آبدار آلومینیوم» (Hydrous Aluminum Silicate) تشکیل شده است.
بنتونیت تمام خصوصیات یک بکفیل مناسب برای الکترودهای زمین را دارد. تهیه آسان، فاسد نشدن و هدایت خوب از خواص آن است. این ماده میتواند تا ۱۳ برابر حجم خشک خود آب جذب کند و به یک خمیر غلیظ تبدیل شود.
این خمیر به هر چیزی که با آن ارتباط دارد، میچسبد. این خاصیت، منجر به تماس خوب آن با الکترود زمین و جلوگیری از تماس احتمالی الکترود با مواد نامطلوب احتمالی موجود در خاک (مثل نمک و سولفور) میشود.
اگر رطوبت کافی در اطراف بنتونیت باشد، آن را جذب کرده و قوام خود را حفظ میکند. هر چند در اثر قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید، چند اینچِ بالایی از سطح بنتونیت، سخت شده و از لحاظ الکتریکی ناکارآمد میشود، اما بقیه بنتونیت مرطوب و رسانا میماند.
در رطوبت ۳۰۰٪، بنتونیت دارای مقاومت مخصوص حدود ۲.۵ اهم.متر است. این مقاومت کم در نتیجه ایجاد خمیر الکترولیتی است که با افزودن آب به بنتونیت تشکیل میشود. آبی که در خمیر بنتونیت نگهداری میشود، امکان یونیزه شدن مواد معدنی موجود در آن (مثل سودا، پتاس، آهک، منیزیم و سایر نمکها) را فراهم میکند.
نتیجه این فعل و انفعال، فراهم شدن یک الکترولیت قوی با pH حدود ۱۰ است. یک کیسه ۵۰ پوندی (۷.۲۲ کیلوگرم) بنتونیت تقریباً برای اجرای یک الکترود زمین یونی ۱۵ فوتی (۴.۵ متری) در حفرهای به قطر ۶ اینچ (۱۵ سانتیمتر) کافی است.

محل نصب الکترود
نخستین گام در اجرای یک الکترود زمین، تعیین محل مناسب برای نصب آن است. الکترود باید در محلی نصب شود که سوراخهای تنفس بالای الکترود در فضای باز دسترسی داشته باشند. بهطوریکه به شعاع ۵ فوق (۱.۵ متر) اطرافش باز باشد. الکترود باید تا حد امکان به تابلو نزدیک بوده و در مجاورت محلهای گود یا آبگیر که ممکن است در اثر بارندگی آبهای سطحی در آنها جمع شوند، نباشد.
در آغاز، باید محل دقیق نصب را انتخاب کرده و ناحیهای که در اطراف آن ممکن است در خلال سوراخکاری تخریب شود را نیز مشخص کنید. سوراخی به قطر تقریبی ۶ اینچ (۱۵ سانتیمتر) ایجاد کنید.
عمق حفره باید به اندازه ۶ اینچ (۱۵ سانتیمتر) بیشتر از طول الکترود باشد. سپس ۱۰ اینچ (۲۵ سانتیمتر) بالایی حفره را به اندازه 12 اینچ (۳۰ سانتیمتر) گشادتر کنید. این قسمت برای نصب دریچه بازدید استفاده میشود.
روشهای نصب الکترود یونی
الکترود یونی را به دو صورت قائم و افقی میتوان نصب نمود. در این بخش، روند هر دو روش نصب را شرح میدهیم.
الکترود یونی عمودی
برای نصب الکترود در وضعیت عمودی، ابتدا بسته محتوی الکترود را گشوده و پوششهای محافظ الکترود را از دور آن باز کنید. رِزوههای الکترود و کوپلینگها را تمیز کرده و برای روانکاری آن از روغن WD-40 استفاده کنید. برای آمادهسازی بنتونیت، باید ۴.۵ واحد (پیمانه) از آن را با یک واحد (پیمانه) آب به خوبی مخلوط کنید.
کف حفره مقداری از این دوغاب را بریزید. الکترود را در مرکز این لایه قرار داده و بقیه دوغاب بنتونیت را دور آن ریخته و با ضرباتی سعی کنید آن را متراکم کرده و حبابهای هوایش را خارج نمایید. به اندازه ۶ اینچ (۱۵ سانتیمتر) از سر الکترود باید خارج از بنتونیت قرار گیرد.

الکترود یونی افقی
برای نصب الکترود در وضعیت افقی، مراحل اولیه را مثل حالت قائم انجام دهید. ترانشهای به عرض ۱۲ اینچ (سانتیمتر) و عمق ۳ فوت (۹۰ سانتیمتر) حفر کنید. این ترانشه باید به ازای هر ۵ فوت (۱.۵ متر) در طول، دو اینچ (۵ سانتیمتر) در عمق شیب داشته باشد.
در ۱۰ اینچ (۲۵ سانتیمتر) بالایی در قسمت ورود به ترانشه، فضایی را به اندازه ۱۲ اینچ (۳۰ سانتیمتر) فراهم کنید. این قسمت برای نصب دریچه بازدید استفاده میشود. پایین ترانشه را با دوغاب بنتونیت بپوشانید. با ضرباتی آن را متراکم کرده و حبابهای هوایش را خارج نمایید.
الکترود را روی مرکز ترانشه قرار دهید و آن را با مابقی دوغاب بپوشانید. نهایتاً ترانشه را با خاک طبیعی محل پر کنید. باید به اندازه ۶ اینچ (۱۵ سانتیمتر) از سر الکترود در داخل دریچه بازدید، خارج از بنتونیت قرار گیرد.

در شکل ۴ نحوه اجرای الکترود یونی به دو روش عمودی یا افقی را مشاهده میکنید.

جمعبندی
نصب الکترود یونی یکی از روشهای اجرای سیستم زمین است. برای کاهش مقاومت زمین و بهبود کیفیت ارتینگ میتوان از بنتونیت استفاده کرد. در این مقاله، ضمن بررسی تأثیر بکفیل بنتونیت در بهبود کیفیت مقاومت مخصوص سیستم زمین، نحوه اجرای الکترود یونی و روشهای مختلف نصب آن به شکل مختصر شرح داده شد.
سوالات متداول
بنتونیت به دلیل تمام خصوصیات مناسب برای الکترودهای زمین، از جمله تهیه آسان، فاسد نشدن و هدایت خوب، به عنوان بکفیل مناسب برای الکترودهای یونی توصیه میشود.
در معرض نور مستقیم خورشید، بخشی از بنتونیت سخت شده و ناکارآمد میشود. اما در رطوبت کافی، بنتونیت آب جذب میکند و قوام خود را حفظ میکند، حفظ رطوبت باعث ماندگاری ویژگیهای الکترولیتی بنتونیت میشود.
باید به ازای ۴.۵ سهم بنتونیت یک سهم آب اضافه کرد.
ترانشه باید به ازای هر ۵ فوت در طول، ۲ اینچ در عمق شیب داشته باشد و در قسمت ورود به ترانشه، فضایی به اندازه ۱۲ اینچ فراهم گردد.