کاهنده مقاومت ویژه خاک زمین cbm

مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین CBM

مواد کاهنده مقاومت زمین CBM  از نوع مواد با هدایت الکتریکی بالا است، در گذشته تنها ویژگی کاهش دادن مقاومت الکتریکی مورد توجه قرار گرفته بود بنابراین از ترکیباتی مانند نمک و زغال بسیار استفاده می شد و حتی استفاده از این ترکیبات به دستور العمل ها و اسپک های برخی از سازمانها نیز راه یافته بود.

اما با گذشت زمان اثرات نامطلوب خوردگی، ناپایداری مقاومت و تغییرات فصلی آن و همینطور آلایندگی محیط زیست اهمیت خود را نشان داد. واحد تحقیق و توسعه شرکت مبتکران صنعت به فکر استفاده از مواد جاذب رطوبت بر پایه خاکهای معدنی (Clay Based) افتادند که ساده ترین آنها خاک رس و بنتونیت سدیم بود. با پیشرفت دانش و مشخص شدن همه جوانب کاربری و نیازمندیهای عملکرد مواد کاهنده، عاقبت ویژگیهای مورد نیاز در قالب استاندارد تدوین گردید.

کاهنده مقاومت ویژه خاک زمین cbm

کاهنده مقاومت ویژه خاک زمین cbm

پس از انتشار استاندارد عملا کاربری مواد ذکر شده قبلی( مانند بنتونیت و نمک و زغال) بسیار محدود گردید چرا که این مواد در رده مواد غیر استاندارد قرار می گرفتند بنابراین نسل جدیدی از مواد کاهنده به عرصه بازار وارد گردید، که از مواد با پایه کربن (Carbon Based) می توان به عنوان رایج ترین آنها یاد کرد.

ویژگی اصلی مواد کاهنده زمین CBM

ویژگی اصلی مواد کاهنده استاندارد همچون ((CBM (carbon based materials)  علاوه بر تامین مقاومت الکتریکی کم ، خورنده نبودن ، پایداری شیمیایی بالا، شسته نشدن  و نوسان کم مقاومت حاصله و عدم آلایندگی  محیط زیست می باشد.

طبقه بندی مواد کاهنده مقاومت زمین براساس پایه شیمیایی

مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین را از چند دیدگاه مختلف می توان طبقه بندی کرد، ولی شناخته شده ترین نوع این طبقه بندی ها، بر اساس پایه شیمیایی (Base) مواد می باشد. از این دیدگاه مواد به گروه های زیر تقسیم می گردند:

• مواد با پایه خاکهای معدنی (Clay Based)

• مواد با پایه کربنی (Carbon Based)

• مواد با پایه پلیمری (Polymer Based)

• مواد با پایه فلزی ( Metal Based)

مقاومت ویژه خاک چیست؟

مقاومت ویژه ی الکتریکی خاک (Soil Resistivity) عبارت از میزان مقاومت حجم مشخصی از خاک در مقابل عبور جریان الکتریسیته از سطح مقطعی معلوم و متناسب با آن حجم می باشد و با واحد “اهم-متر” سنجیده می شود. به عبارت دیگر این ویژگی مشخصه مطلوب یا نا مطلوب بودن یک خاک از نظر رسانایی الکتریکی و در نتیجه استفاده از آن را برای احداث پایانه زمین(ارت) مشخص می کند.

کاهنده مقاومت ویژه خاک زمین cbm

کاهنده مقاومت ویژه خاک زمین cbm

از آنجا که منظور اصلی ایجاد پایانه زمین ارت تخلیه الکتریکی جریانهای نا خواسته می باشد، خاکهای دارای مقاومت ویژه الکتریکی پایین تر برای ایجاد پایانه زمین ارت مناسب تر می باشند ، از این رو است که ما برای کارگذاری الکترود زمین مانند صفحه یا میله، بدنبال محل عمیق تر مانند چاه یا مرطوب تر مانند فضای سبز هستیم.

اهمیت استفاده از مواد کاهنده مقاومت زمین

اگر چه ممکن است محل اجرای پایانه ارت به دلیل بهره مند بودن از خاک مناسب مانند خاک رس به صورت ذاتی قابلیت ایجاد پایانه ارت مناسبی را داشته باشد، باید در نظر داشت که تنها نیازمندی ما وجود یک مقاومت پایین نیست بلکه ماندگاری و پایداری سیستم ایجاد شده نیز یک نیاز است و عدم نوسان مقاومت حاصله  نیز مد نظر می باشد. از آنجا که مقاومت الکتریکی پایین، معمولا در خاکهای مرطوب یا حاوی املاح زیاد حاصل می شود ، پایانه های ایجاد شونده در این نوع زمینها در معرض خوردگی می باشند بنابراین استفاده از مواد کاهنده ی استاندارد مقاوم در برابر خورندگی خاک می تواند بسیار کارآمد باشد.

بنابراین چنانچه مقصود ما از ایجاد پایانه ارت یک امر موقت نباشد، اگر چه با خاک مناسبی از نظر الکتریکی مواجه باشیم بهتر است از مواد کاهنده استفاده کنیم و البته خاصیت کاهنده بودن الکتریکی که منجر به پایین آمدن مقاومت پایانه ارت در خاکهای بد و نامناسب  می شود، ویژگی است که طبعا مورد توجه واقع می شود.

استانداردهای مواد کاهنده مقاومت زمین

استاندارد IEC-62651-7 Ed: 2011      تحت عنوان : نیازمندیهای مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین

استاندارد BS-50164-7 Ed: 2008      تحت عنوان : نیازمندیهای مواد کاهنده ی مقاومت الکتریکی زمین

متاسفانه این استاندارد ها تاکنون در کشورمان الزامی نگردیده است که البته می تواند بدلیل جدید بودن آنها باشد ، پیش از این در مراجع داخلی از قبیل نشریه ۱۱۰ و مقررات ملی ساختمان و نشریات وزارت نیرو به وجود مواد کاهنده مقاومت الکتریکی زمین اشاره گردیده است ولی مشخصه یا ویژگی خاصی برای آن الزام نشده است و فقط انواع رایج قدیمی آن مانند نمک و زغال یا بنتونیت ذکر گردیده است.

ویژگی مواد کاهنده استاندارد

مواد کاهنده ی استاندارد ویژگی ظاهری ندارد مگر آنکه بر روی بسته بندی آن علامت استاندارد درج شده باشد یا اینکه انطباق آن با استاندارد روی بسته بندی درج گردیده باشد. از دیدگاه  استاندارد مشخصه  اصلی مواد کاهنده علاوه بر تامین مقاومت الکتریکی کم ، خورنده نبودن ، پایداری شیمیایی بالا، شسته نشدن  و نوسان کم مقاومت حاصله و عدم آلایندگی  محیط زیست می باشد، که این ویژگیها بصورت بصری قابل تشخیص نیست بلکه با انجام آزمونهای شیمیایی خاص و در آزمایشگاههای معتبر قابل سنجش و تایید می باشد.

این سئوال و پاسخ به آن نقش کلیدی در انتخاب مواد کاهنده بازی می کند. مواد کاهندی استاندارد قطعا از پوسیدگی و فرسوده شدن سیستم ارت جلوگیری می کند در حالیکه یک مواد کاهنده ی غیر استاندارد علاوه بر اینکه مانع خوردگی سیستم ارت نمی شود بلکه می تواند سرعت خوردگی و فرسایش سیستم را چند برابر کند!

اشتباهات رایج در استفاده از مواد غیز استاندارد

مواد کاهنده غیر استاندارد حاوی مواد خورنده هستند، مثلا نمک و زغال حاوی مقادیر فراوانی نمک است که به سرعت مس را می خورد، بنتونیت   ( از نوعی که به عنوان مواد کاهنده  یا بنتونیت اکتیو عرضه می گردد ) نیز حاوی مقادیر زیادی نمک است این مطلب را می توان با حل کرد مقداری از آن در یک لیوان آب آزمود ، پس از آنکه رطوبت محلول تبخیر گردد لایه ای از نمک روی لیوان باقی می ماند! البته تنها نمک عامل خورندگی نیست بلکه خود بنتونیت خالص ( بدون نمک ) نیز ماده ای غیر استاندارد است چون قابلیت گذراندن تست خوردگی ذکر شده در استاندارد را ندارد.

در صورت استفاده نکردن از مواد کاهنده یا بکار بردن مواد غیر استاندارد در معرض چه مشکلات و خطراتی هستیم؟

پاسخ به این سئوال واضح است ، هنگامی که تعدادی از قابلیت ها در متن استاندارد بعنوان قابلیت ها یا آزمونهای کلیدی ذکر می گردند منظور آنست که ما درمعرض آسیب دیدن از همان ویژگی ها هستیم. مثلا هنگامی که مسئله حلالیت در آب یا اسید مطرح می گردد بدان معنی است که مواد غیر استاندارد توسط آیهای زیر سطحی شسته شده و حل می گردند و عملا پس از مدتی موادی باقی نخواهد ماند!در مورد سایر ویژگیها نیز وضع به همین ترتیب است، پس در صورت استفاده نکردن از مواد کاهنده ی استاندارد در معرض خوردگی و فرسایش زودرس سیستم ارت ، شسته شدن و از بین رفتن مواد کاهنده ، تغییرات فصلی مقاومت سیستم ارت ، آلایندگی خاک و آب و افزایش تدریجی مقاومت پایانه ارت هستیم.

نمک و زغال یک ماده ی کاهنده ی غیر استاندارد است، در این خصوص می توان د