روشهای احداث چاه ارت و نکات مهم درانتخاب محل و تجهیزات ارتینگ

فشردگی خاک
یخ‌زدگی و خشکی خاک
می‌دانیم که خاک از دانه‌هایی با اندازه‌های مختلف تشکیل شده است که این دانه‌ها در خاک‌های دست نخورده، معمولاً به همدیگر فشرده شده و توده‌ای متراکم را به وجود می‌آورند. در این توده‌های متراکم، دانه‌های خاک در همدیگر فرو رفته و فضای تهی قابل توجهی میان خودشان باقی نمی‌گذارند. بنابراین، سطح تماس بین دانه‌ها زیاد بوده و در نتیجه مقاومت الکتریکی کمی ایجاد می‌شود، در حالی که در خاک‌های دستی و نامتراکم، فضاهای خالی زیاد بین دانه‌های خاک، سطح تماس کمی ایجاد می‌کند و به همین دلیل مقاومت الکتریکی زیادی پدید می‌آید. نکته‌ی دیگر این که هر چه دانه‌های خاک درشت‌تر باشند، فاصله‌های خالی بیش‌تری بین آن‌ها به وجود آمده و مقاومت الکتریکی را افزایش می‌دهد.
اکنون نکته‌ی بسیار مهم دیگری را مورد توجه قرار می‌دهیم و آن این که اثر مقاومت ویژه‌ی خاک‌های نزدیک و اطراف الکترود ارت در مقاومت چاه، بسیار بیش‌تر از اثر خاک‌های دور از آن است. توجه به این دو مطلب مهم نشان می‌دهد که اجرای چاه ارت در زمین دست نخورده اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد و در صورت دستی بودن خاک‌های سطحی، چاره آن است که نخست آن قدر پایین برویم تا به زمین دست نخورده برسیم و آنگاه کندن چاه را در زمین دست نخورده، به اندازه‌ی کافی ادامه دهیم. بدیهی است که تنها آن بخش از چاه که در خاک دست نخورده قرار دارد، ارزشمند و مؤثر بوده و عمق مؤثر چاه نیز برابر ارتفاع همان بخش است دقیقاً به همین دلیل است که در هنگام اجرای چاه ارت باید الکترولیت اطراف الکترود را به خوبی کوبیده و متراکم نمود. زیرا این کار در کاهش مقاومت چاه، اثر فراوان دارد. با توجه به این که سیم متصل به الکترود ارت (که تا سطح خاک بالا می‌آید) نیز مانند یک الکترود میله‌ای عمل نموده و در کاهش مقاومت کلی چاه مؤثر است، کوبیدن خاک‌های لایه‌های بالاتر از الکترود (اطراف سیم ارت) نیز می‌تواند در کاهش مقاومت چاه مؤثر باشد و هر چه آن‌ها را بیش‌تر کوبیده و متراکم کنیم، نتیجه‌ی بهتری حاصل می‌شود.
در این جا برخی خواص ارزشمند خاک بنتونیت به عنوان الکترولیت مشخص می‌شود. دانه‌بندی این خاک فوق‌العاده ریز بوده، دارای خاصیت تورمی شدیدی است و در اثر تورم ناشی از آب‌گیری، تمامی خلل و فرج موجود میان دانه‌های خود را پُرکرده و به تمام سطوح پیراونی نیز فشرده می‌شود؛ و همین موضوع یکی از دلایل پایین بودن مقاومت الکتریکی چاه‌های بنتونیت ی ا‌ست. از سوی دیگر، این توده‌ی متراکم نیاز به کوبیدن ندارد و در نتیجه اجرای آن آسان است و مقاومت حاصل از آن، بر خلاف الکترولیت‌هایی از قبیل ذغال و نمک، وابسته به چگونگی اجرا و دقت در کوبیدن الکترولیت نیست .

فاصله‌ی چاه‌ها از یکدیگر
معمولاً تعداد و فاصله‌ی چاه‌های ارت و محل احداث آن‌ها، با توجه به مقاومت موردنظر، از سوی طراح محاسبه و تعیین می‌شود، ولی به دلیل آن که فرمول‌های محاسبه‌ی مقاومت چاه ارت اصولاً با فرض همگن بودن خاک نوشته شده‌اند و در عمل با خاک‌ها و زمین‌های غیرهمگن مواجه‌ایم، و همچنین به علت وجود برخی موانع و دشواری‌های اجرایی، ممکن است مقاومت عملی چاه‌ها با مقدار محاسبه شده تفاوت داشته و پس از اجرا (به منظور کاهش مقاومت) نیاز به اضافه کردن چاه جدید داشته باشیم و گاهی نیز حین اجرای طرح، به دلیل وجود موانع عملی از قبیل وجود صخره یا لاشه‌های بزرگ بتنی در محل طراحی شده، ناگزیر از تغییر محل آن شویم. از این رو، لازم است محل‌های جدیدی برای احداث چاه در نظر گرفته شود. به همین دلیل مهندس ناظر می‌باید به نکات حائز اهمیت در جانمایی چاه ارت مسلط باشد. یکی از نکات مهم در این کار، رعایت فاصله‌ی لازم میان چاه‌هاست. می‌دانیم که هر چاه ارت دارای محدوده‌ای در اطراف خود می‌باشد که در هنگام بروز خطا و جاری شدن جریان در الکترود ارت، دارای ولتاژ خواهد شد. این محدوده، حوزه‌ی مقاومت (Resistance Area) نامیده می‌شود. نکته‌ی مهم این است که دو چاه ارت تا حد ممکن از هم دور باشند و یا فاصله‌ی آن‌ها دست کم به اندازه‌ای باشد که حوزه‌های مقاومت آن‌ها هم‌پوشانی نداشته باشند. (به شکل‌های ۴ و ۵ توجه شود.) رعایت نشدن این نکته مشکلات زیر را به وجود می‌آورد:
الف) در صورتی که دو چاه برای دو شبکه‌ی مستقل از هم به کار روند (مثلاً یکی برای ارت فشار ضعیف ترانسفورماتور و دیگری برای ارت فشار قوی آن)، هنگام بروز خطا در یکی از شبکه‌ها، ارت شبکه‌ی دیگر نیز برق‌دار خواهد شد و این موضوع می‌تواند بسیار خطرناک باشد.
ب) در صورتی که دو چاه به یکدیگر متصل شده و هر دو برای یک سامانه به کار روند، رعایت نشدن حداقل فاصله باعث می‌شود که پس از متصل کردن دو چاه به یکدیگر، کاهش مورد نظر در مقاومت کل به دست نیامده و مقاومت حاصل شده، بیش‌تر از حد انتظار شود.
ابعاد حوزه‌ی مقاومت بستگی به مقاومت ویژه‌ی خاک و عمق چاه دارد. هر چه مقاومت ویژه‌ی خاک بیش‌تر باشد و یا عمق چاه افزایش یابد، حوزه‌ی مقاومت بزرگ‌تر می‌شود. به طور کلی برای چاه‌هایی که به هم متصل شده و ارت واحدی را تشکیل می‌دهند، این فاصله نباید کم‌تر از ۶ متر باشد؛ و برای دو چاه که متعلق به دو سامانه‌ی مختلف می‌باشند، این فاصله نباید کم‌تر از ۲۰ متر یا دو برابر عمق چاه (هر کدام که بیش‌تر بود) بشود.