روش های تست چاه ارت

با توجه به دستورالعمل های بازدید و تست شبکه های زمین ساختمان های مسکونی و ….، برای اطمینان از درستی مدارهای اتصال زمین و عملکرد آنها در ایجاد ایمنی و حفاظت افراد و تجهیزات در زمان اتصالی، باید بازدید و تست سیستم زمین به صورت دورهای انجام شود. چندین روش برای اندازه گیری وجود دارد:

• اندازه گیری مقاومت سیستم ارت به روش ۶۲٪
• اندازه گیری مقاومت سیستم ارت به روش افت ولتاژ
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش کلاسیک
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش شیب
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش آزمون ۹۰/۱۸۰
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش چیدمان مثلثی
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش تکنیک الکترود متصل
• اندازه گیری مقاومت سیستم ارت به روش دو الکترودی (ارت مرده)
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین بدون کوبیدن میله
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش تزریق جریان (کلمپی)
• اندازه گیری مقاومت الکترود زمین به روش سه نقطه

برخی از این روش ها به اختصار توضیح داده می شود.

از بین روش های اندازه گیری مقاومت شبکه زمین، بهترین روش اندازه گیری همان شیوه افت ولتاژ یا potential of fall است که در شکلهای روبرو نشان داده شده است. اصول کار این است که یک جریان با فرکانس حدود ۱۰۰ هرتز به شکل مربعی از طریق دستگاه و الکترود C به زمین وارد می شود. این جریان از زمین عبور کرده و از طریق صفحه ارت (E) به دستگاه برمی گردد. این جریان در زمین افتی ایجاد می کند که افت ولتاژ نسبت به چاه ارت است. این افت به وسیله الکترود P اندازه گیری می شود. میزان این افت تقسیم بر جریان ارسالی بر حسب Ω است که دستگاه نشان میدهد و همان مقاومت چاه ارت است.

مهمترین نکته در این روش فواصل میخ های C و P از چاه یا شبکه مورد اندازه گیری است که در اندازه گیری ها نقش مؤثری دارد. اگر سیستم موردنظر یا همان X یک میله اصلی ارت (چاه ارت) باشد، الکترود Y را به فاصله ۳۰ تا ۵۰ متر دورتر از میله اصلی ارت می کوبیم. الکترود Z را هم وسط یعنی C ½ کوبیده و با استفاده از دستگاه ارت تستر  و روش سه نقطه، عدد مقاومت زمین را می خوانیم.

اساس این روش مانند روش قبلی است، با این تفاوت که فاصله الکترود ولتاژ تا سیستم ارت اندازه گیری شده که در شکل روبرو با ES نشان داده شده است، باید ۶۲ درصد فاصله الکترود جریان تا سیستم ارت یعنی EH باشد. این روش مورد تأیید و توصیه اکثر استانداردها از جمله استانداردهای BS و IEEE است و اخیراً در تمام پروژه ها از این روش برای اندازه گیری مقاومت شبکه های ارت استفاده می شود. این روش برای سیستم هایی با تعداد چاه بیشتر با افزایش فاصله EH حتی تا چند صد متر قابل انجام است.

به طور کلی، در صورتیکه بتوان منحنی مقاومت (R)  بر حسب فاصله (P) را ترسیم کرد و در اطراف P=62%C تغییرات R کم باشد یا به اصطلاح به قسمت تخت منحنی برسیم، عدد به دست آمده درست است. در غیر اینصورت، بایستی C را افزایش داده و دوباره منحنی را رسم کنیم. توجه شود که میزان کوبیدن الکترودهای تست چندان به صحت و دقت آزمایش کمک نمی کند و برعکس بایستی میله ها را بیش از ۲۰ سانتیمتر درون خاک نکوبیم. در این روش، ریختن آب پای الکترودها دقت آزمایش را بالا برده و عدد واقعی تری را اندازه گیری می کنیم.

در بعضی اوقات که کوبیدن الکترود امکان پذیر نیست و یا فضای لازم برای سیم کشی و کوبیدن میله ها وجود ندارد از این روش استفاده می کنیم. در صورتی که نزدیک میله ارت مزبور یک سیستم لوله کشی گسترده آب مدفون شده، فونداسیون گسترده و یا سیم نول وجود داشته باشد به راحتی و بدون کوبیدن الکترود میتوان مقاومت شبکه ارت را با تقریب بالایی با استفاده از این روش به دست آورد. روش کار به این صورت است که یک سیم از چاه ارت به دستگاه ارت تستر وصل می کنیم و یک سیم هم از سیم نول یا ارت گسترده به دستگاه متصل می کنیم. سپس دستگاه را مطابق شکل روبرو در حالت دو نقطه قرار داده و تست را انجام می دهیم. دقت این آزمایش به اندازه روش ۳ نقطه نیست، ولی روش بسیار ساده ای است. این روش عموماً جواب قابل قبولی خواهد داد و مقدار به دست آمده بیشتر از مقدار واقعی است.

این روش بسیار عملی و مفید است و نیازی به کوبیدن الکترود ندارد. در این روش به دستگاه مخصوصی با دو انبرک یا کلمپ نیاز است. به وسیله  یکی از انبرک ها که دور سیم زمین حلقه میزند، ولتاژی به سیم زمین القا میشود و به وسیله حلقه دوم که این نیز در همان محل چفت می شود جریان عبوری از حلقه زمین ناشی از این ولتاژ اندازه گیری شده و صفحه دستگاه حاصل تقسیم این دو یعنی مقاومت شبکه زمین را نشان خواهد داد. این روش به طور مشخص برای مواقعی که چند میله یا چاه ارت با هم موازی شده و تشکیل یک شبکه ارت گسترده و موازی را داده اند بسیار کاربردی است.

این روش بسیار عالی است و در زمان کمتری می توان سیستم را تست کرد. فقط قیمت دستگاه گران است و تنها کلمپ های آن به اندازه یک دستگاه تست ۳ نقطه قیمت دارد. نکنه جالب در مورد اکثر دستگاه های کلمپی این است که امکان تست به روش ۲ پین در آنها وجود ندارد.

این روش مشابه روش سه نقطه ای است با این تفاوت که نیازی به کوبیدن میله ارت در محدوده تست نیست. در این روش تست چاه ارت از میله های ارتی که از قبل در زمان ساخت ساختمان در نقاط خاص از زمین نصب و به وسیله منهول (Manhole) پوشیده شده است استفاده می شود. میله های ارت مدفون شده که به وسیله دریچه ها قابل دسترسی هستند به طور معمول از جنس فولاد با روکش مس مرغوب ساخته شده اند.  این میله ها در اثر گذر زمان دچار خوردگی نمی شوند. یادآور می شود که میله های ارت مدفون شده در زمین بایستی تا جایی پایین بروند (کوبیده شوند) که به نم طبیعی خاک در زمین برسند. سپس خروجی آنها به صورت یک اتصال ساده میله ای در منهولی که به همین منظور درست شده، پوشیده و مدفون شود. درب منهول می تواند به صورت ثابت یا متحرک ساخته و نصب شود تا از نظر زیبایی و کفسازی محوطه مشکلی ایجاد نکند.

در شکل روبرو سیستم مورد تست X یک میله ارت اصلی (چاه ارت) و یا خروجی چاه ارت است که معمولاً نزدیک چاه ارت و تابلو کنتورها است. الکترود Y را به فاصله ۳۰ تا ۵۰ متر دورتر از میله اصلی ارت در زمین و در یک جهت معین که امکان داشته باشد کوبیده و به وسیله یک دریچه بازدید در زمین مدفون می کنیم.