بررسی مقاومت ویژه خاک
یکی از پارامتر‌هایی که باید برای طراحی سیستم ارت در نظر گرفته شود و از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است مقاومت ویژه خاک است که پس از اندازه گیری‌ها باید در نرم افزار مختص وارد و تحلیل شود تا بتوان بهترین سیستم ارت را اجرا کرد. مقاومت ویژه خاک طبق تعریف برابر است با مقاومت دیده شده از وجوه مقابل یک مکعب به ضلع واحد یک متر از خاک مورد نظر.
مقاومت مخصوص خاک را توسط دستگاه‌های ارت سنج چهار سیمه در همان محل مورد نظر بدون نیاز به سونداژ یا حفاری می‌توان اندازه گیری کرد. مقاومت ویژگی در واقع نشان دهنده کیفیت الکتریکی خاک است و هرچه پایین‌تر باشد، از حیث دستیابی به مقاومت پایین‌تری برای الکترود بهتر است. واحد آن Ω.m و یا Ω.cm است.
برخی خاک‌ها دارای مقاومت مخصوصی هستند که در جدول زیر توضیح داده شده‌اند:
نوع خاک | مقاومت ویژه خاک (Ω.m) |
|---|---|
باتلاق | 5-40 |
خاک رس | 20-200 |
ماسه | 200-2500 |
شن | 2000-3000 |
سنگلاخ | 30000 |
گرانیت | 50000 |
گاهی وضعیت زمین محل به صورتی است که خاک آن چند لایه است یعنی مثلا یکی دو متر اول ماهیت معینی دارند و در اعماق پایین‌تر اوضاع بهتر و گاهی بد‌تر می‌شود.
در کاهش مقاومت مخصوص خاک 4 عامل نقش اساسی دارند:
رطوبت
اثر رطوبت کمتر از 10 درصد تا بالای 20 درصد می‌توانند که بسیار متفاوت باشند. مثلا برای خاکی که دارای رطوبت 10% مقاومت مخصوصش Ω.m300 است با رطوبت 20% ممکن است 20% هم شود. اما رطوبت‌های بالا‌تر از 20% نقش چندانی در کاهش مقاومت ندارند.
دما
پارامتر دما هم در دما‌های کم نامطلوب است و هم مقادیر زیاد آن. چرا که در دما‌های زیر صفر خاک یخ می‌بندد و خاصیت الکتریکی آن به دلیل عدم تحرک یون‌ها کاهش می‌یابد. در دما‌های بالا نیز رطوبت موجود در خاک تبخیر می‌شود و چنانچه گفته شد، مقاومت آن زیاد می‌شود. دما‌های ایده آل خاک بین 10 تا 20 درجه است.
املاح
وظیفه انتقال جریان الکتریکی در خاک بر عهده املاح (حاصل از نمک‌های محلول) است. اگر خاکی فاقد این املاح باشد به لحاظ الکتریکی ضعیف است. گاهی با افزودن مواد مناسبی می‌توان این خاصیت خاک را بهبود بخشید.
دانه بندی خاک
هر چه دانه‌های خاک ریز‌تر باشند، سطح تماس آنها بیشتر و هدایت الکتریکی بهتر است. خاک‌های ماسه‌ای و شنی به همین دلیل وضع خوبی ندارند. حتی در خاک ریز دانه‌ای که فشردگی لازم در آن وجود نداشته و بین دانه‌ها هوا موجود باشد مقاومت مخصوص بالایی دارند. لذا استفاده از خاک بکر برای نصب الکترود اهمیت زیادی دارد و کندن چاه و پر کردن آن پس از نصب الکترود، چون این خاصیت را از بین می‌برد، کار خیلی مطلوبی نیست.
ویژگی‌های یک اتصال به زمین خوب:
- مقاومت آن تا حد ممکن پایین باشد.
- استحکام مکانیکی کافی داشته باشد.
- تغییر وضعیت محیط (مثل دما و رطوبت خاک) روی آن کم اثر باشد.
- بر فلزات دفن شده محیط اثر خورندگی نگذاشته و ار آنها نیز تاثیر نپذیرد.
- جریان‌های زیاد حاصل از اتصال کوتاه را بتواند مکررا و بدون اسیب دیدگی تحمل کند.
- در برابر خوردگی مقاوم باشد و توانایی فعالیت مدتی طولانی مثلا 30 سال را داشته باشد.
