مدونة

هناك طرق عديدة لنظام التأريض. وأكثر هذه الطرق شهرةً واستخدامًا هو نظام التأريض المتين (Solily-Grounded ground) (النقطة المحايدة متصلة مباشرة بالأرض دون مقاومة). في هذه المقالة سوف نقوم بفحص نظام التأريض ذو التأريض المتين ومناقشة أخطاء التأريض.

 

 

نظام النجمة (Y) ذو الأرضية الصلبة؛

 

يعد النظام ذو التأريض المتين هو تخطيط النظام الأكثر شيوعًا وواحدًا من أكثر الأنظمة وظيفية. يعد نظام Star (Y) أحد أكثر التركيبات استخدامًا لأنه يدعم الأحمال أحادية الطور والأحمال المحايدة الطور. يظهر أدناه تأريض نظام النجمة ذات الأرضية الصلبة (Y)، مع مراعاة النقطة المحايدة.

نقاط يجب الانتباه إليها في الصورة أعلاه:

بادئ ذي بدء، يتم تثبيت جهد النظام المؤرض بواسطة جهد الطور إلى المحايد. إن تأريض أجزاء نظام الطاقة مثل الهيكل المادي وجعل بقية البيئة عند الصفر إلى حد كبير له عواقب وخيمة.

أي أن مستوى عزل المعدات من الخط إلى الأرض يجب أن يكون كبيرًا مثل جهد الطور إلى المحايد، والذي يبلغ 57.7% من جهد الطور إلى الطور. بالإضافة إلى ذلك، فإن النظام أقل حساسية لتحولات الجهد الكهربي من الطور إلى الأرض. بمعنى آخر، النظام مناسب لتزويد الأحمال من الخط إلى الحياد.

وبما أن مقادير جهد الطور متساوية، فإن عملية تحميل الطور الواحد المتصلة بين الطور والمحايد ستكون متساوية في أي طور.

هذا النظام شائع جدًا عند مستويات الاستخدام مثل 480Y/277V و208Y/120V، في معظم أنظمة توزيع المرافق العامة.

على الرغم من أن نظام التأريض المتصل بالنجمة يعد أكثر من معظم أنظمة التأريض الشائعة، إلا أن المصفوفة النجمية (Y) ليست نظام التأريض الوحيد الذي تم تكوينه.

نظام المثلث ذو الأرضية الصلبة (∆)؛

يتم عرض قابلية الأرض لنظام دلتا (∆) أدناه.

 

بالمقارنة مع نظام النجمة ذات الأرضية الصلبة (Y)، فإن نظام المثلث ذو الأرضية الصلبة (∆) له بعض العيوب. إن جهد الطور إلى الأرض غير متساوٍ، ونتيجة لذلك فإن نظام دلتا (∆) غير مناسب لأحمال الطور الواحد. نظرًا لأن الطور B هو الموصل المؤرض الوحيد ويمكن التعرف عليه بشكل خاطئ، فهناك خطر التعرض لصدمة دون الكشف المناسب عن الطور.

يمكن تكوين ترتيب المثلث (∆) بطرق أخرى. على الرغم من أن التسلسل الموضح في الشكل لا يبدو منطقيًا للوهلة الأولى، إلا أنه يمكن ملاحظة أن هذا النظام مناسب للأحمال ثلاثية الطور وأحادية الطور طالما يتم الاحتفاظ بكابلات التحميل أحادية الطور وثلاثية الطور منفصلة عن بعضها البعض.

يمكن استخدام هذا النظام على نطاق واسع في الخدمات الصغيرة التي تتطلب 240 فولت تيار متردد 3 مراحل و120/240 فولت تيار متردد أحادي الطور.

تجدر الإشارة إلى أن تأريض جهد الطور A يتطلب 173% من الكمية المطلوبة لتأريض جهد الطور B والمرحلة C.

 

 

أخطاء التأريض.

إن القصور، وهو سمة مشتركة لأنظمة التأريض ذات التأريض المتين الموضحة هنا وغيرها من أنظمة التأريض ذات التأريض المتين، يؤدي إلى كميات أكبر من تيار الدائرة القصيرة إلى الأرض.

تُعرف هذه الحالة بالخطأ الأرضي. كما هو موضح أدناه، فإن الجهد في المرحلة المعيبة ثابت. نظرًا لأن الطور ومقاومة الصدع صغيران، فإن كمية كبيرة من التيار تتحرك خلال طور الصدع.

لا يتأثر التيار والجهد على المرحلتين الأخريين. في الواقع، تعد حقيقة أن نظام التأريض المتين يدعم كميات كبيرة من تيار العطل الأرضي ميزة مهمة لهذا النوع من نظام التأريض ويؤثر على تصميم النظام. إحصائيًا، 90-95% من جميع أنظمة الدائرة القصيرة هي أعطال أرضية. ولهذا السبب فإن هذه القضية مهمة.

يتطلب حدوث خطأ أرضي في نظام التأريض استكشاف الأخطاء وإصلاحها في أسرع وقت ممكن. بالمقارنة مع أنظمة التأريض الأخرى، يعد هذا أكبر عيب في نظام التأريض المتين.

يعتبر النظام ذو التأريض المتين فعالاً للغاية في تقليل احتمالية حدوث تقلبات عابرة في جهد الطور إلى الأرض. ومع ذلك، من أجل تحقيق ذلك، يجب أن يكون النظام مؤرضًا بشكل فعال. أحد مقاييس فعالية نظام التأريض هو نسبة تيار العطل الأرضي الحالي إلى تيار العطل ثلاثي الطور الموجود. بالنسبة لأنظمة التأريض الفعالة، يجب أن تكون هذه النسبة عادة 60% على الأقل.

معظم الأنظمة العامة التي تقدم خدمات للأنظمة التجارية والصناعية ذات أسس متينة. نظرًا لوجود مانعات صواعق مؤرضة منفصلة مستخدمة داخل منشأة تجارية أو صناعية، لا يُفضل استخدام المحايدات المؤرضة المتعددة لأنظمة الطاقة في هذه المرافق نظرًا لإمكانية تداول التيارات الأرضية.

يُحظر استخدام أجهزة التأريض المحايدة المتعددة في المنشآت التجارية أو الصناعية ضمن نطاق صلاحيات NEC (الكود الوطني للكهرباء). بدلاً من ذلك، تم تفضيل التأريض أحادي الطرف لهذا النظام.

بشكل عام، يعتبر نظام Solidly-Grounded هو الأكثر تفضيلاً. مطلوب مرحلة واحدة عندما يجب توفير أحمال محايدة الطور. كما أن لديها خصائص الجهد الطور إلى الأرض الأكثر استقرارًا.

ومع ذلك، فإن المعدات التي يتطلبها هذا النظام وتيارات الصدع الأرضي الكبيرة التي يمكن أن يدعمها تعتبر من العيوب وقد تعيق موثوقية النظام.

مصدر:

► electrical-engineering-portal.com