خاک بنتونیت، با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، تحولی در صنایع مختلف ایجاد کرده است. این خاک، به دلیل ساختار کلوئیدی و توانایی جذب سریع آب، تورم‌پذیری بالا، و حالت ژله‌ای، به عنوان ماده‌ای مفید در فرآیندهای شستشو و تمیز کردن شناخته شده است. علاوه بر این، چسبندگی و خاصیت پلاستیکی آن، کاربردهای متنوعی را در صنایع مختلف به وجود آورده است. خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد بنتونیت، آن را به ماده‌ای ارزشمند در تولیدات صنعتی تبدیل کرده است.
بنتونیت، نوعی خاک معدنی است که به دو گونه سدیمی و کلسیمی تقسیم می‌شود. نوع سدیمی آن، به دلیل خاصیتی منحصر به فرد، در صنعت حفاری چاه کاربرد دارد. این ماده معدنی در تماس با آب، متورم شده و حجم آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این انبساط باعث می‌شود که بنتونیت سدیمی به عنوان یک ماده پرکننده و چسبنده قوی عمل کند و از ریزش دیواره‌های چاه جلوگیری نماید.
بنتونیت کلسیم‌دار، به دلیل عدم تورم در تماس با آب، در صنعت حفاری کاربرد محدودی دارد. با این حال، در سایر صنایع، از جمله بهداشت و آرایشی، کشاورزی، سرامیک‌سازی، صنایع شیمیایی و غذایی، و همچنین صنعت نفت، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده معدنی خاصیتی دارد که در صورت عدم حرکت، به مرور زمان ژله‌ای می‌شود و این ویژگی، آن را در سیستم‌های ارتینگ، به ویژه چاه ارت، مفید می‌کند. بنتونیت، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش، به عنوان یکی از بهترین مواد برای کاهش مقاومت زمین شناخته می‌شود.
مواد کاهنده مقاومت زمین
مواد کاهنده مقاومت زمین به‌عنوان اجزایی با هدایت الکتریکی بالا شناخته می‌شوند که در نصب سیستم‌های ارت به‌کار می‌روند. این مواد با ترکیبات متنوع خود، قادرند میزان مقاومت الکتریکی زمین را به‌طور چشمگیری کاهش دهند. در مقایسه با بنتونیت، این مواد کارایی بهتری ارائه می‌دهند و به‌عنوان نسل نوینی از مواد کاهنده مطرح هستند که عمدتاً بر پایه کربن تولید می‌شوند. استفاده از این مواد در سیستم‌های ارت، بهره‌وری و کارآمدی آن‌ها را به‌طور قابل توجهی افزایش داده و امکان مدیریت بهتر سیستم‌های الکتریکی را فراهم می‌آورد.
مواد کاهنده مقاومت زمین با نام‌های تجاری GIM و GEM به واسطه ویژگی‌های منحصر به فرد خود انتخابی ایده‌آل در سیستم‌های ارتینگ محسوب می‌شوند. این مواد که از ترکیبات معدنی و شیمیایی با پایه کربنی تهیه شده‌اند، به منظور پر کردن فضای اطراف هادی‌های ارت به کار می‌روند و از مزایای متعددی برخوردارند. مقاومت الکتریکی پایین، عدم خوردگی، پایداری شیمیایی بالا و عدم تأثیر مخرب بر محیط زیست از جمله ویژگی‌های بارز این مواد است. برخلاف بنتونیت و سایر مواد مشابه، این ترکیبات علاوه بر چسبندگی و طول عمر بالا، کیفیت برتری نیز ارائه می‌دهند. این امر باعث می‌شود که استفاده از GIM و GEM برای بهبود کارایی و ایمنی سیستم‌های ارتینگ بسیار مؤثر باشد.
GIM، ماده‌ای با کیفیت بالا، به عنوان کاهنده مقاومت الکتریکی در سیستم‌های اتصال به زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که آن را به انتخابی ایده‌آل برای چنین کاربردهایی تبدیل می‌کند. مقاومت مخصوص آن در محدوده ۰.۱۲ تا ۰.۱۸ اهم متر قرار دارد، که آن را بسیار کارآمدتر از بنتونیت، با مقاومت حدود بیست برابر کمتر، می‌کند. GIM به ویژه برای مناطق خشک، که نیازمند مواد با مقاومت الکتریکی پایین هستند، مناسب است.
انواع مواد کاهنده مقاومت الکتریکی ارت استاندارد
مواد مختلف و متنوعی برای کاهش مقاومت الکتریکی در سیستم‌های ارت وجود دارد. این مواد به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: مواد GIM یا GEM و مواد LOM. هر کدام از این مواد ویژگی‌های منحصر به فردی دارند که باعث می‌شود در کاهش مقاومت زمین در چاه‌های ارت بسیار موثر باشند. در ادامه، به بررسی دقیق‌تر هر یک از این مواد و نقش آن‌ها در بهبود عملکرد سیستم‌های ارت خواهیم پرداخت.
مواد کاهنده مقاومت زمین GIM یا GEM
GIM یک ماده نوین در زمینه مقاومت زمین است که از ترکیبی از مواد معدنی و ترکیبات شیمیایی با پایه کربن تشکیل شده است. این ماده به دلیل قابلیت هدایت الکتریکی بالایی که دارد، گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده در زمین‌های سنگلاخی و سخت با مقاومت الکتریکی بالا به شمار می‌آید. از GIM به منظور پر کردن فضای اطراف هادی‌های ارت در سیستم‌های ارتینگ استفاده می‌شود. ویژگی‌های منحصر به فرد این ماده، از جمله مقاومت الکتریکی پایین، PH بالا و خاصیت چسبندگی و ضدخوردگی قوی، آن را به گزینه‌ای مناسب برای استفاده به عنوان پایانه زمین تبدیل کرده است. با توجه به این خصوصیات، GIM می‌تواند به طور مؤثری در بهبود عملکرد سیستم‌های ارتینگ و افزایش ایمنی الکتریکی در محیط‌های مختلف کمک کند.
GEM، با ترکیبات خاص خود، ویژگی‌های منحصر به فردی را ارائه می‌کند. علی‌رغم خنثی بودن، این ماده دارای هدایت الکتریکی بالایی است و می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد سیستم ارتینگ را بهبود بخشد. GEM برای زمین‌هایی با مقاومت الکتریکی بالا در خاک، ایده‌آل است، زیرا مواد کاهنده مقاومت زمین مانند بنتونیت ممکن است در این مناطق توسط آب‌های سطحی شسته شوند. این ماده همچنین اتصال محکمی بین هادی ارت و خاک ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های GIM
- GIM دارای خواص مختلفی است که در زیر به آن‌ها می‌پردازیم:
- قابلیت حل‌شوندگی بسیاری پایینی دارد.
- در برابر تجزیه و فرسایش توان بالایی دارد.
- مقاومت آن بین ۰.۱۲ تا ۰.۱۸ اهم است.
- چگالی GIM، ۰.۹ و نقطه ذوب، ۳۵۰۰ درجه است.
مواد کاهنده مقاومت ارت LOM
LOM، که مخفف LOW OHM MATERIAL است، ماده‌ای است که در سیستم‌های چاه ارت استفاده می‌شود. این ماده نقش مهمی در بهبود عملکرد سیستم‌های الکتریکی دارد. LOM، به عنوان یک پودر ویژه، پس از حفر چاه ارت و قرار دادن صفحه ارت، در اطراف الکترودها قرار می‌گیرد. هدف از این کار، کاهش مقاومت زمین و بهبود هدایت الکتریکی در خاک است. این ماده با پر کردن فضای اطراف الکترودها، مقاومت الکتریکی را کاهش داده و به انتقال جریان الکتریکی کمک می‌کند. LOM در بسته‌بندی‌های ۱۵ کیلویی عرضه می‌شود و به دلیل فاقد بودن اثرات مضر زیست‌محیطی، گزینه‌ای ایمن و سازگار با محیط زیست محسوب می‌شود. خاصیت جاذب رطوبت این ماده، به حفظ رطوبت خاک و بهبود هدایت الکتریکی آن کمک می‌کند.
ویژگی‌های LOM
از جمله ویژگی‌های مهم LOM می‌توان این موارد را برشمرد:
– برای پر کردن چاه‌های ارت در مناطق جنوبی کشور گزینه‌ای بسیار مناسب به شمار می‌آید.
– به افزایش پایداری شبکه ارت کمک می‌کند.
– با محیط زیست سازگار است و هیچ‌گونه آسیبی به آن وارد نمی‌کند.
– مقاومت بالایی در برابر ترک‌خوردگی دارد و از هدایت الکتریکی خوبی برخوردار است.
– باعث خوردگی در هادی‌ها و الکترودها نمی‌شود.
این ویژگی‌ها LOM را به عنوان یک ماده ایده‌آل جهت استفاده در سیستم‌های ارتینگ معرفی می‌کند.