تُعد أنظمة التأريض (Earthing Systems) عنصرًا أساسيًا في تصميم وتشغيل الشبكات الكهربائية، حيث تلعب دورًا حيويًا في ضمان سلامة الأشخاص والمعدات من خطر الصدمات الكهربائية والحرائق الناتجة عن الأعطال. يهدف هذا المقال إلى شرح مفهوم أنظمة التأريض الكهربائية، وأنواعه الرئيسية مثل نظام TT ونظام TN-C، وأهمية قياس وتقليل مقاومة التأريض لضمان فعاليته. كما سيتناول طرق القياس المختلفة والأساليب المستخدمة لتحقيق أفضل نتائج في مجال السلامة الكهربائية.
ما هو التأريض الكهربائي؟
التأريض الكهربائي هو عملية ربط نقاط معينة من الدائرة الكهربائية بالأرض بطريقة آمنة، بهدف تحويل التيار الزائد أو التيار التسريبي بعيدًا عن الإنسان والمعدات. يساهم التأريض في استقرار الجهد، وتفادي ارتفاعه إلى مستويات خطرة، مما يقلل من احتمالية حدوث إصابات أو أضرار مادية. هنا، يتمثل العنصر الأساسي لأنظمة التأريض في حماية المعدات والأفراد، لا سيما من المخاطر الكهربائية.
أنواع أنظمة التأريض الرئيسية
تختلف أنظمة التأريض الكهربائية في تصميماتها وتطبيقاتها. هذه الأنظمة تعتبر جزءاً أساسياً لضمان سلامة التشغيل.
| النوع | الوصف |
|---|---|
| TT System (Terra-Terra) | يتم فيه توصيل نقطة مصدر الطاقة بالأرض بشكل مباشر، ويتم توصيل أجسام المعدات أيضًا بالأرض بشكل منفصل. يستخدم غالبًا في المباني السكنية المنفصلة. |
| TN-C System (Terra-Neutral Combined) | يجمع بين موصل الحماية (PE) وموصل المحايد (N) في موصل واحد (PEN) من المصدر إلى الحمل. يُستخدم عادةً في الشبكات القديمة بسبب انخفاض كفاءته في حالات العطل. |
كل نوع له مميزاته وعيوبه، ويتم اختيار النظام المناسب بناءً على طبيعة الاستخدام والمعايير المحلية للسلامة.
لماذا قياس مقاومة التأريض مهم؟
تعتبر مقاومة التأريض مؤشرًا رئيسيًا على فعالية النظام. كلما كانت المقاومة أقل، زادت قدرة النظام على تصريف التيارات غير المرغوب فيها إلى الأرض بأمان. تُقاس مقاومة التأريض باستخدام أجهزة متخصصة في أنظمة التأريض الكهربائية، مما يضمن الأداء الفعال.
القيم المقبولة لمقاومة التأريض:
| الغرض | القيمة المقبولة |
|---|---|
| محطات توزيع الكهرباء | أقل من 1 أوم |
| المباني السكنية | أقل من 25 أوم |
| المعدات الحساسة | أقل من 5 أوم |
طرق تقليل مقاومة التأريض
في حال كانت مقاومة التأريض أعلى من القيم المسموح بها، يمكن اتباع عدة طرق لتحسينها:
- زيادة عدد قضبان التأريض (Electrodes):
- وضع قضبان متعددة بشكل متوازٍ أو على شكل مثلث.
- استخدام مواد كيميائية لتحسين التربة:
- مثل ملح كلوريد الصوديوم أو الجرافيت، لزيادة توصيلية التربة.
- زيادة عمق قضيب التأريض:
- دفع القضيب إلى طبقات أعمق من التربة تكون أكثر رطوبة.
- إضافة شبكة تأريض:
- استخدام شبكة معدنية مدفونة تحت الأرض لتوسيع مساحة الاتصال. بعض الأنظمة تستفيد منها بطريقة فعالة، مما يعزز من كفاءة أنظمة التأريض.
الأسئلة الشائعة حول أنظمة التأريض
| السؤال | الإجابة |
|---|---|
| ما الفرق بين التأريض والربط (Bonding)؟ | التأريض يربط الجهاز بالأرض، بينما الربط يربط بين الأجزاء الموصلة المختلفة لتجنب فروق الجهد. |
| هل يمكن استخدام قضيب تأريض مصنوع من الفولاذ فقط؟ | لا يفضل ذلك؛ لأن الفولاذ يصدأ بسرعة، لذلك يُستخدم غالبًا النحاس أو الفولاذ المغطى بالنحاس. |
| متى يجب إعادة قياس مقاومة التأريض؟ | يُوصى بإعادة القياس سنويًا أو بعد أي تعديل في تركيب النظام لضمان كفاءة أنظمة التأريض الكهربائية. |
جدول تلخيصي لأهم النقاط
| البند | التفاصيل |
|---|---|
| تعريف التأريض | ربط الأجزاء الكهربائية بالأرض لضمان السلامة |
| الأنظمة الرئيسية | TT، TN-C |
| أهمية القياس | يحدد فعالية النظام في حماية المعدات والأفراد |
| القيم المقبولة | تتراوح بين 1 إلى 25 أوم حسب التطبيق |
| طرق تحسين البناء | زيادة عدد القضبان، تحسين التربة، زيادة العمق، استخدام شبكات تأريض لضمان أداء أنظمة التأريض الكهربائية. |
رأي ArchUp
تُعد أنظمة التأريض أحد الركائز الأساسية في تصميم البنية التحتية الكهربائية، إلا أن هناك بعض الثغرات في التنفيذ العملي، خاصة في المشاريع الصغيرة أو غير الخاضعة للمراقبة الفنية الدقيقة. غالبًا ما يتم تجاهل أهمية صيانة أنظمة التأريض أو تحديثها، مما يؤدي إلى تراجع كفاءتها بمرور الوقت. من الضروري تعزيز الوعي الفني لدى المصممين والمشغلين حول أهمية أنظمة التأريض الكهربائية كإجراء وقائي وليس تفصيلًا تقنيًا ثانويًا. كما يُنصح بالالتزام بالمعايير الدولية مثل IEC 60364 وIEEE Std 80 عند تصميم وتركيب أنظمة التأريض لضمان تفعيل أنظمة التأريض الكهربائية بشكل صحيح.
