مقدمه:

 واژه ارت با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است.

زمین در یک مدار الکتریکی می‌تواند نقش یک نقطه مبدا را داشته باشد که براساس آن سایر ولتاژهای الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند.

واژه زمین همچنین به مسیری کلی برای بازگشت جریان به منبع نیز گفته می‌شود.

این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد.

در مدارهای قدرت این اتصال‌ها برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه‌ها از تاثیر معیوب بودن عایقکاری هادی‌ها ایجاد می‌شود.

اتصال به زمین در مدارهای قدرت از آسیب دیدن عایق‌های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری میکند.

از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایش الکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند.

در برخی از انواع تلگراف‌ها و شبکه‌های انتقال، زمین به تنهایی نقش یکی از هادی‌ها را ایفا می‌کند و به‌عنوان مسیر بازگشت جریان به منبع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با این کار در هزینه ایجاد یک خط جداگانه برای بازگشت جریان صرفه‌جویی می‌شود.

در اندازه‌گیری از زمین به‌عنوان یک ظرفیت الکتریکی ثابت استفاده می‌کنند که با توجه به اختلاف ظرفیت هر قسمت از مدار با زمین، میزان ظرفیت آن قسمت را مشخص می‌کنند.

یک زمین الکتریکی، باید از ظرفیت انتقال جریان مناسبی برخوردار باشد تا بتوان از آن به‌عنوان مبدا صفر ولتاژ استفاده کرد.

وظیفه اصلی سیستم ارتینگ این است که جریان‌های الکتریکی وارد شده به سیستم را به طور کامل به زمین منتقل کند.

سیستم ارتینگ متشکل از چاه ارت و سیم متصل به چاه است.

اگر ما بدنه تمام دستگاه‌های برقی اعم از صنعتی، مخابراتی، خانگی و یا به طور کلی هرنوع مصرف‌کننده برق را توسط یک رشته سیم، به سیم اتصال به زمین متصل کنیم، یک سیستم ارتینگ ایجاد کرده‌ایم.

هدف از ایجاد این سیستم این است که اگر هریک از سیم‌های فاز و یا سیم نول به هر طریقی به بدنه دستگاه اتصال یابد و مدار الکتریکی مورد نظر دچار نشتی جریان شود؛ این نشتی جریان توسط سیم ارت به زمین منتقل شده و از برق گرفتگی و یا در مواردی اتصالی دستگاه جلوگیری می‌شود.

بکارگیری علم نانو در بهبود سیستم ارت:

سیستم چاه ارت در شبکه‌های انتقال و توزیع برق کاربرد فراوان دارد؛ به‌طوریکه می‌توان گفت شبکه‌های برق بدون سیم ارت عملا بدون استفاده هستند.

از عمده چالش‌های موجود در سیستم چاه ارت سولفاته شدن صفحه مسی چاه ارت‌ است‌که باعث کاهش رسانایی الکتریکی آن می‌شود و در نتیجه جریان الکتریکی به زمین بطور مناسب انتقال نمی‌یابد.

از دیگر چالش‌های موجود عدم رسانایی مناسب بنتونیت مورد استفاده در سیستم چاه ارت است.

مهمترین عملکرد بنتونیت مورد استفاده در سیستم چاه ارت ایجاد یک سطح تماس هادی با خاک و فرو رفتن در خلل و فرج خاک برای اتصال بهتر است.

صفحه مسی مورد استفاده بطور مستقیم با بنتونیت در تماس بوده و به مرور زمان دچار خوردگی و پوسیدگی می‌شود.

همچنین بنتونیت نیز در اثر گذشت زمان رسانایی خود را از دست داده و باعث ایجاد مشکلاتی در زمین شدن تجهیزات می‌گردد.

فناوری نانو بوسیله گرافیت و نانو کربن می‌تواند خاصیت هدایتی خاک مورد استفاده در چاه ارت را افزایش داده و باعث اطمینان حاصل کردن از اتصال به زمین شود.

همچنین با استفاده از فناوری نانو می‌توان در ساخت الکترولیت جبرانی برای احیای چاه‌های ارت از کار افتاده، استفاده کرد.

فناوری نانو امروزه در ساخت بنتونیت و سایر پودر ها و ژله های کاهنده مقاومت زمین مورد استفاده بسیاری دارد.