• يرجى عدم ارقام هواتف في عنوان الموضوع، وسيتم حذف اي موضوع يحتوى على ارقام جوال ا هاتف.

التأريض

#1
( التأريض EARTHING )
في البداية دعوني أنقل لكم هذه المقالة الرائعة بخصوص التأريض لما فيها من معلومات مفيدة وأساسية لتكتمل المعلومة وليتم الوضوح بهذا الشأن وثم أستكمل معكم بالصور وإضافة المعلومات
.................................................. .........................................
مقدمة
يمكن تعريف الأرضي أو التأريض بأنه اتصال كهربائي عمل عن قصد بين جهاز كهربائي أو شبكة أجهزة من جهة وكتلة الأرض من جهة أخرى. لذا فأن التأريض مطلوب لتوفير السلامة للمنظومة الكهربائية وللعاملين في المنشأة وهذا معروف بشكل عام لدى الغالبية من الأشخاص ولكن غير واضح لدى النسبة العظمى من الناس كيفية تحقيق ذلك. ويمكن تشبيه الأرضي بطوق النجاة أو مظلة الهبوط حيث تقدر قيمتهما عند الحاجة لهما فقط .

أهمية وميزة الأرضي الجيد يمكن تقديرها مما يلي
أولا : الأرضي يحمي الأفراد من خطر الصعق الكهربائي الناتج عن قصور العزل أو انهياره .
ثانيا : يقي من خطر التفريغ الكهربائي .
ثالثا : يحمي المعدات من أضرار التغيرات المفاجئة والكبيرة في جهد التغذية (Voltage Surges)
رابعا : يؤمن تشغيلا مناسبا للمعدات والمنظومات الكهربائية .

على أي حال يحتمل أن يشعر الشخص العادي بأنه غالبا لا تأثير للأرضي على المنظومات الكهربائية أو الأجهزة خلال الاشتغال العادي، مما يعطي انطباعا خاطئا بأنه من الممكن فصل الأرضي بدون ملاحظة أي تأثيرات ونتيجة ذلك يبدو (ظاهريا فقط) بأن موضوع الاتصال الأرضي الجيد من الاتصال الأرضي الرديء ليس ذا أهمية ولا تعرف فعالية الأرضي ما لم تجرى عليه فحوصات دورية من حين لآخـر .
بداية يمكن اعتبار الكرة الأرضية بأنها كتلة هائلة جدا لاتحمل جهدا كهربائيا أي أن جهدها هو صفر. أما أجزاء المنظومة الكهربائية فيمكن أن تكون ذات جهد معين مقارنة بجهد الأرض.
إن الموصلات الحية (Live Conductors) للأجزاء المنظومة الكهربائية تحمل عادة جهدا كهربائيا خلال إشتغالها الإعتيادي ، أما الأجزاء المعدنية الأخرى كهياكل وحاويات الأجهزة الكهربائية فهي لا تحمل جهدا خلال إشتغالها الإعتيادي لكنها يمكن أن تكون ذات جهد عند حدوث عطب كهربائي مما يعرض المنشآت والعاملين إلى الخطر إن لم يتم إتخاذ إجراءات وقائية من بينها إيصال تلك الأجزاء إلى الشبكة الأرضية.

يمكننا الحصول على ارضي مناسب للدور السكنية مثلا باستخدام قضيب معدني واحد أو أكثر يدفن في التربة لغرض تحقيق التماس مع كتلة الأرض .
تتوفر قضبان على شكل مقاطع يمكن ربطها ببعضها لغرض الحصول على قضيب بالطول المطلوب وتغرز في الأرض بواسطة الدق للوصول إلى طبقات الأرض ذات المقاومة النوعية الواطئة وبالتالي الحصول على مقاومة ارضي واطئة . وللحصول على مقاومة اقل يستخدم غالبا عدة قضبان تربط ببعضها على التوازي بواسطة موصلات أرضية لتكوين شبكة أرضية يمكن تشبيهها بشجرة كبيرة ، حيث تربط كافة المعدات الكهربائية والهياكل المعدنية بالشبكة وتمثل الأوراق بالنسبة للشجرة بينما تمثل توصيلات الأرضي بأغصان الشجرة وقابلو الأرضي الرئيسي بساق الشجرة في حين تمثل أقطاب الأرضي جذور الشجرة .
من شروط الأرضي الجيد أن تكون مقاومته اقل ما يمكن و تتراوح عادة بين 1 – 5 أوم ، ألا أن الحصول على مثل هذه القيم في تربة ذات مقاومة نوعية عالية لا يمكن الوصول أليه ببساطة باستخدام عدد معقول من الأقطاب الأرضية وهذا يعني كلف عالية ، لذا فان من الضروري حساب أعلى قيمة مقاومة يسمح بها على أساس المقاومة الكلية لدائرة العطب الأرضي التي تسمح بمرور تيار عطب كافي لاشتغال جهاز الحماية (صهيرة ، قاطع دورة أو مناولة) لعزل الدائرة الكهربائية المعطوبة .


تعاريف

1 - الشبكة الأرضية .. هي مجموعة الموصلات التي يتم بواسطتها إيجاد إتصال كهربائي جيد بين الأجزاء و الهياكل المعدنية المكشوفة وبين كتلة الأرض.
2 - الأرضي (Earth Pit) .. هو مجموعة من الموصلات أو الأقطاب (Electrodes) التي تدفن أو تغرز في الأرض بحيث توفر تماسا جيدا و بأقل مقاومة ممكنة مع التربة المحيطة بها و بذلك تشكل واسطة الإتصال بين أجزاء الشبكة الأرضية الأخرى وكتلة الأرض.
3 - موصل الأرضي الرئيسي (Main Earting Lead) .. الموصل الرئيسي الذي يربط مجموعة المعدات و الأجهزة الكهربائية إلى الأرضي.
4 - موصل الربط (Bonding Lead) .. الموصل الذي يربط بين هيكل أو حاوية الجهاز أو المعدة الكهربائية إلى موصل الأرضي الرئيسي.
5 - التأريض الوظيفي (Functional Earthing) .. وهو تأريض نقطة الحيادي (Neutral Point) لمحولات القدرة و تأريض النقاط المشتركة (Common Points) لمحولات التيار وذلك لأسباب تشغيلية.
6 - التأريض الستاتيكي (Static Earthing) ..ويستخدم لغرض ضمان تسرب الشحنات المستقرة التي تتولد في الحاويات و الأوعية و الخزانات نتيجة تصادم السوائل الهيدروكاربونية بجدران تلك الحاويات و والأوعية والخزانات أثناء التحميل أو التفريغ حيث إن توفر تأريض جيد يؤدي إلى تسرب الشحنات المتولدة إلى الأرض وعدم تكون جهد خطر على تلك الأوعية و الخزانات و الحاويات.
7 - التأريض لغرض الحماية من الصواعق (Lightening Protection Earting) .. ويستخدم لغرض تسريب التيارات العالية جدا التي تنتج عند حدوث تفريغ كهربائي ناتج عن الصواعق وبذلك تتم حماية المنشآت من أخطار الحريق و الدمار الذي يمكن أن ينتج عند عدم وجود حماية من الصواعق.

المبادئ العامة لتصميم الشبكة الأرضية

8 - تقليل فرق الجهد بين الأجزاء المعدنية المكشوفة المتجاورة وكذلك بينها والأرض من ناحية أخرى.. ويكون ذلك بالربط متساوي الجهد (Equi Potential Bonding) بين الأجزاء المعدنية المتجاورة من ناحية وكذلك ربطها بشبكة أرضية بشبكة أرضية ذات مقاومة كهربية واطئة قدر الإمكان من ناحية أخرى حيث يؤدي ذلك إلى تقليل جهد التماس وكذلك جهد الخطوة (Touch & Step Voltage) و بالتالي إلى حماية الأشخاص من الصعقات المميتة.
9 - تقليل ممانعة القطب الأرضي .. يكون ذلك باستخدام موصلات للشبكة الأرضية ذات أحجام مناسبة تجعل مقاومتها قليلة إضافة إلى إختيار نوع أقطاب الأرضي المدفونة في التربة وأعدادها وأعماق دفنها ومناطق دفنها بحيث توفر أقل مقاومة ممكنة إلى كتلة الأرض.

أن تقليل ممانعة دائرة العطب الأرضي تؤدي بالنتيجة إلى سريان تيارات عالية خلالها عند حدوث تماس للدائرة الكهربائية مع الأرض وهو هدف نسعى إليه حيث يؤدي ذلك إلى تحسس أجهزة الحماية الكهربائية وبالتالي إلى قيامها بقطع التيار عن الجزء المعطوب أي عزله عن الأجزاء السليمة من الدائرة الكهربائية وخلال وقت قصير جدا فتوفر الحماية الكافية للتأسيسات من الأعطاب و الحرائق وحماية الأشخاص من خطر الصعقة الكهربائية. إن زمن القطع يتراوح عادة بين جزء من الثانية الواحدة وبضع ثواني ويتناسب عكسيا مع مقدار تيار العطب الأرضي وجهد التماس.
إن الأجزاء الرئيسية لممانعة دائرة العطب الأرضي تتكون مما يلي:
1 - في منظومة كهربائية من نوع TT .. تكون ممانعة دائرة العطب الأرضي فيها من مقاومة موصلات الدائرة و موصلات الشبكة الأرضية هي مقاومة واطئة جدا عادة، ثم مقاومة أقطاب الأرض عند كل من جهة المصدر (مقاومة نقطة الحيادي للمحولة إلى الأرض ) وجهة المستهلك، ويفترض أن تكون مقاومتها قليلة (جزء من الأوم لغاية بضع أومات) إن كانت أقطاب الأرضي بحالة جيدة، وأخيرا مقاومة منطقة العطب وتتبع مقاومتها طبيعة ونوع العطب.
في هذا النوع من المنظومات تشكل مقاومة الأقطاب الأرضية الجزء الأكبر من المقاومة الكلية لدائرة العطب الأرضي، لذا تلعب دورا رئيسيا في فعالية شبكة الأرضي ككل ويتطلب الاهتمام بمراقبتها وصيانتها دوريا.
2 - في منظومة تغذية كهربائية من نوع TN .. تتكون دائرة ممانعة العطب الأرضي هنا كليا من موصلات الدائرة و موصلات الشبكة الأرضية إضافة إلى منطقة العطب دون الإعتماد على مقاومة أقطاب الأرضي، لذا تكون أجهزة الحماية الكهربائية في الدوائر الكهربائية المرتبطة بهذه المنظومات ذات تحسس وفعالية أكبر في عزل دوائر العطب الأرضي من مماثلتها في منظومات من نوع TT.
نهاية النقل


إذا أعزائي الكرام فإن قيمة مقاومة الأرضي تعتمد على جودة نظام التأريض وعلى رطوبة الأرض وعلى وجود مواد موصلة فيها . فكلما كثرت رطوبة الأرض وكثر وجود مواد موصلة فيها تقل مقاومة الأرضي وتعطي تأريضا جيدا والعكس صحيح فنقصان الرطوبة والمواد الموصلة في الأرض تزيد من مقاومة الأرضي وتقلل من جودة التأريض ونأتي الآن أحبتي إلى شرح طرق الفحص والتوصيل.
عزل التمديدات الكهربائية
إن توافر العزل الجيد للتمديدات الكهربائية من الأمور الهامة الواجب توفرها في أي دائرة كهربائية ، ويجب أن يتوافر العزل الجيد بين الأسلاك بعضها ببعض من ناحية ، وبين المواسير وعلب التوصيل وأجسام الأجهزة المعدنية من ناحية أخرى واليكم بعض الخطوات والطرق التي نتبعها لفحص العازلية :-
أ*- الكشف عن العازلية بين الأسلاك بعضها ببعض
1- تفصل التمديدات الكهربائية عن منبع التيار ( المصدر المغذي للشبكة )
2- يتم فصل ( فك ) جميع الأحمال الكهربائية عن الدارات سواء كانت هذه الأحمال عبارة عن مصابيح أو أجهزة موصولة بالمخارج ( المقابس )
3- توضح جميع مفاتيح الدارات في على وضع التشغيل
4- يوصل طرفا الجهاز قياس قوة العزل مع طرفي أحد المخارج كما هو مبين بالتمرين المرفق رقم ( 1 )
5- نشغل جهاز قياس قوة العزل وننتظر قليلا حتى يثبت المؤشر ثم نقرأ قيمة قوة العزل فإذا كانت عالية وتصل إلى مئة ( 100 ) ميجا أوم كان العزل جيدا . أما إن كانت قليلة فهذا يدل على وجود نقطة ضعيفة في العزل ولذلك يجب فحص أجزاء الدائرة جزءا جزءا بنفس الطريقة السابقة للكشف عن نقطة الضعف وعزلها جيدا .
ب*- الكشف عن العازلية بين الأسلاك والمواسير والعلب والجسم المعدني للأجهزة والقطع الكهربائية

للكشف عن العازلية بين الأسلاك والمواسير المعدنية الكهربائية نتبع نفس الخطوات السابقة من حيث فصل التمديدات عن المنبع وفصل الأحمال والأجهزة الكهربائية عن المقابس ووضع المفاتيح في وضع التشغيل , ثم يوصل أحد طرفي الجهاز مع مساره أو علبة التمديدات ويوصل الطرف الآخر مع أحد طرفي مخرج الكهرباء ( الإبريز ) كما هو مبين بالتمرين المرفق رقم ( 2 ) ويشغل الجهاز وتؤخذ القراءة .
ثم تكرر هذ العملية بوصل طرف الجهاز مع الطرف الثاني للمخرج الكهربائي ( الإبريز ) وقياس قوة العزل فإذا كانت قراءة الجهاز عالية وتصل كما ذكرت سابقا إلى مئة ( 100 ) ميجا أوم كان العزل جيدا أما إذا كانت القراءة قليلة فهذا يدل على ضعف العزل في نقطة ما ونقوم بفحص العزل على كل جزء على حدة .
ومن الجدير بالذكر أن ضعف العزل في التمديدات الكهربائية يحدث غالبا أثناء تمديد وسحب الأسلاك داخل مواسير التمديدات ، وذلك نتيجة احتكاك الأسلاك ببعضها ومع زوايا المواسير الحادة وعلب المفاتيح والأباريز واللوحات مما يسبب جرح المادة العازلة الموجودة على الأسلاك وبالتالي ضعف العازلية بينها وبين مواسير التمديدات والقطع الحاضنة لها.
.................................................. .................................................. .................

نأتي الآن أعزائي الكرام الى طرق فحص وقياس وتوصيل الأرضي

فحص توصيل الأرضي :-
يتم فحص وتوصيل الأرضي في التمديدات الكهربائية للتأكد من سلامتها لتوفير الحماية والسلامة المرجوة منها ، ونستخدم إحدى الطرق التالية لفحص توصيلة الأرضي :-

1- فحص توصيلة الأرضي باستخدام ( مصباح عادي )
نقوم بوصل أحد طرفي المصباح مع الخط الحار للمصدر الكهربائي والطرف الثاني مع خط الأرضي كما هو مبين في التمرين المرفق رقم ( 3 )
2- فحص توصيلة الأرضي باستخدام جهاز المقاومة ( الأوميتر )
نقوم بوصل إحدى طرفي الجهاز مع نقطة الأرضي الرئيسية في لوحة التوزيع والطرف الثاني مع قضيب الأرضي كما هو مبين في التمرين المرفق رقم ( 4 ) فإذا كانت القراءة صغيرة جدا وتساوي تقريبا صفرا ( 0 ) كانت توصيلة الأرضي جيدة . أما إذا كانت القراءة كبيرة كانت توصيلة الأرضي سيئة وغير صالحة .

قياس مقاومة الأرضي :-
تقاس مقاومة الأرضي للتأكد من سلامة عملية التأريض . ولتحقيق ذلك نتبع أحدى الطرق التالية :-
1- قياس مقاومة الأرضي باستخدام ( مصباح + فولتميتر + أمبيروميتر ) وهذه الطريقة تعطي نتائج تقريبية وبموجبها :-
نوصل أحد طرفي المصباح العادي مع الخط الحار لمنبع تيار متردد ( مخرج ذو فولطية 220 فولت ) ويوصل الطرف الثاني على التوالي مع الخط الأرضي عن طريق جهاز أمبيروميتر لقياس تيار الدائرة . ثم يوصل جهاز الفولتميتر على التوازي مع المصباح لقياس الفولطية الواقعة عليه كما هو مبين في التمرين المرفق رقم (5) توصل الدائرة الكهربائية عن طريق المفتاح المخصص لذلك ، ثم نقرأ قيمة الفولطية الواقعة على المصباح بواسطة جهاز الفولتميتر ، وكذلك نقرأ قيمة تيار الدائرة بواسطة جهاز الأمبيروميتر , ويمكننا حساب قيمة الأرضي كما يلي :-
1- الفولطية الواقعة على مقاومة الأرضي تساوي فولطية المنبع مطروحا منها الفولطية الواقعة على المصباح .
2- قيمة مقاومة الأرضي تساوي الفولطية الواقعة على مقاومة الأرضي مقسومة على تيار الدائرة .
ولتوضيح ذلك نأخذ مثال :-
في تجربة لقياس مقاومة الأرضي بواسطة مصباح عادي + فولتميتر + أمبيروميتر كانت قراءة الفولتميتر الموصول بالتوازي مع المصباح تساوي ( 217 ( فولت وكانت قراءة الأمبيروميتر الموصول بالتوالي مع الدائرة تساوي ( 0.45 ) أمبير
( س ؟ ) إحسب مقاومة الأرضي علما أن فولطية المنبع الكهربائي تساوي ( 220 فولت ) .

( الحل )
الفولطية الواقعة على مقاومة الأرضي = فولطية المنبع – الفولطية الواقعة على المصباح = 220- 217 = 3 فولت

مقاومة الأرضي = الفولطية الواقعة على مقامة الأرضي تقسيم تيار الدائرة = 3 تقسيم 0.45 = 6,67 أوم تقريبا

أيضا يمكننا قياس مقاومة الأرضي باستخدام جهاز قياس مقاومة الأرضي ( Earth Tester ) ويستخدم هذا الجهاز لقياس مقاومة الأرضي بدقة عالية ويعتمد مبدأ عمله على قياس الفولطية الواقعة على مقاومة الأرضي قياس التيار المار في مقاومة الأرضي وقسمه على التيار وإعطاء قيمة مقاومة الأرضي بشكل دقيق ومباشر بواسطة المؤشر الذي يتحرك أمام تدريج المقاومة . وطريقة استخدام جهاز قياس مقاومة الأرضي تعتمد على نوعه وكل جهاز مزود بنشرة فنية توضح طريقة استخدامه وتوصيلاته يمكنكم البحث في الشبكة على جميع الأنواع والاطلاع على تفاصيل الأجهزة .
وأخيرا أرجو بأن أكون قد أفدت بما قدمت واليكم الآن صور التمارين البيانية تجدونها في المرفقات ودمتم .

منقول