أهمية التأريض في المنازل والمنشآت ومكوناته وأنواعه

التأريض أحد أهم الوسائل في في السلامة الكهربائية ، حيث يوفر مسارًا آمنًا لتصريف التيار الكهربائي المتسرب إلى الأرض في حال حدوث عطل أو تماس كهربائي. يُساعد ذلك على منع حدوث الصعق الكهربائي الذي قد يكون قاتلاً في بعض الحالات ، وفي هذا المقال سنتعرف على التأريض واهميته ومكوناته وأنواعه.

التأريض

من أبرز قواعد السلامة التي يجب توافرها في الشبكات والأجهزة الكهربائية، وجود نظام تأريض جيد يجنب المستهلك خطر التعرض لصدمة كهربائية، وتوافر منظومة من أجهزة الحماية لوقاية الشبكة الكهر بائية المنزلية من خطر قصر الدارة أو ارتفاع تيار الحمل عن الحد المقر، وذلك بفصلها عن المصدر؛ تفاديا لتلفها، أو حدوث صدمات كهربائية، أو نشوب حرائق.

تعريف التأريض

يعرف التأريض بأنه وصل جسم الجهاز بالآلة المعدنية وصلا جيدا بهدف وقاية الشخص من الصدمة الكهربائية، أو تخفيف خطرها. لذا، فمن الضروري توافر نظام أرضى جيد لكل شبكة أو دائرة كهربائية، سواء كانت الشبكة داخل المنزل، أو المصنع، أو غيرهما من المنشآت.

التأريض الكهربائي هو مسار احتياطي يوفر مسارًا بديلًا لتدفق التيار مرة أخرى إلى الأرض إذا كان هناك عطل في نظام الأسلاك. يسهل الاتصال المادي بين الأرض والأجهزة والمعدات الكهربائية في منزلك.

أهمية التأريض في المنازل والمباني

وتتكون الكهرباء في نظام الأسلاك السكنية من إلكترونات تتدفق عبر أسلاك دائرة معدنية وتبحث هذه الكهرباء دائمًا عن أقصر طريق ممكن للعودة إلى الأرض. لذلك ، إذا كانت هناك مشكلة في السلك المحايد ، فإن تأريض نظامك الكهربائي سيوفر مسارًا مباشرًا إلى الأرض ويمنع ارتفاعات الطاقة التي يمكن أن تؤدي إلى مخاطر كهربائية. وفي جميع الأحوال ، ينبغي التأكد من أن جميع الأجسام المعدنية المتعلقة بتجهيزات شبكة الكهرباء (باستثناء موصلات التيار نفسها) متصلة اتصالا جيدا بالأرض. فالأغطية والأجسام والهياكل المعدنية لوحدات الإنارة وغيرها من الأجهزة المعرضة للتماس من أي خط من خطوط الأطوار؛ يتعين توصيلها جيدا بالأرض.

هل التأريض ضروري

نعم التأريض ضروري، لأنه في حال حدوث تماس كهربائي بين أحد الأطوار وجسم الحمل المعدني، من غير وجود خط أرضي موصول بجسم الحمل، فإن جسم الحمل المعدني يصبح مكهرباً، وتساوي فولطيته فولطية الخط؛ مما يحول دون سريان تيار يشغل أداة الحماية.

وبهذا، يصبح الحمل فخا مميتاً لأي شخص يلمس جسم الحمل المعدني؛ إذ تكتمل الدارة الكهربائية، ثم يسري تيار كهربائي خلال الجسم إلى الأرض؛ مما يعرض الشخص لصدمة كهربائية قد تودي بحياته.

ويمكن تلخيص أهمية التأريض في المنازل في النقاط التالية:

يحمي من الأحمال الكهربائية الزائدة
قد تتعرض لارتفاع التيار في بعض الأحيان أو قد تتعرض للبرق أثناء الظروف الجوية القاسية. قد ينتج عن هذه الأحداث كهرباء عالية بشكل خطير يمكن أن تلحق الضرر الكامل بأجهزتك الكهربائية. من خلال تأريض النظام الكهربائي ، ستذهب كل الكهرباء الزائدة إلى الأرض بدلاً من قلي الأجهزة المتصلة بالنظام. ستكون الأجهزة آمنة ومحمية من الاندفاعات الكهربائية الكبيرة.

استقرار مستويات الجهد
عند تأريض النظام الكهربائي ، يسهل عليك توزيع الكمية المناسبة من الطاقة في الأماكن الصحيحة. هذا يضمن عدم تحميل الدوائر بشكل زائد في أي وقت و تتلف نتيجة لذلك. يمكن اعتبار الأرض كنقطة مرجعية مشتركة لمصادر الجهد في أي نظام كهربائي. هذا يساعد في توفير مستويات الجهد المستقر في جميع أنحاء النظام الكهربائي.

يمنع الأضرار الجسيمة والموت
عندما لا تقوم بتأريض النظام الكهربائي ، فسوف تعرض أجهزتك وحتى حياتك لخطر كبير. عندما تمر الكهرباء العالية عبر أي جهاز ، سوف يتلف بشكل لا يمكن إصلاحه. قد تؤدي كمية الكهرباء الزائدة إلى اندلاع حريق ، مما يعرض ممتلكاتك وحياة أحبائك للخطر.

مكونات نظام التأريض

يتكون نظام التأريض من الأجزاء الرئيسة الآتية:

الأرض
المكاهر (القضبان) الأرضية.
الموصلات.

الأرض

يقصد بها التربة المحيطة بمكهر (قضيب) التأريض، وهى ذات تأثير كبير ف مقاومة الأرض وحديد خصائص التربة الكهروفيزيائية ومقاومتها النوعية، وهى مقاومة مكعب من التربة طول ضلعه متر واحد، ووحدتها أوم. متر.

العوامل التي تؤثر في مقاومة التربة النوعية

طيعة تركيب التربة: يودي اختلاف تركيب التربة الفيزيائي إلى اختلاف قيم مقاومتها النوعية، فمثلا، تكون المقاومة النوعية للتربة الطينية أقل منها للتربة الر ملية.
الرطوبة: تقل مقاومة التربة النوعية إذا زادت نسبة الرطوبة في الأرض؛ أي زادت موصليتها.
درجة الحرارة: يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة مقاومة التربة النوعية مثلما يحدث في بقية المواد، كما أن الانخفاض الكبير في درجة الحرارة الذي يؤدي إلى التجمد، يعمل على زيادة المقاومة النوعية.
احتواء التربة على بعض الأملاح: إن احتواء التربة على بعض الأملاح يزيد موصليتها، ويخفض مقاومتها النوعية، وللحصول على تأريض جيد، يجب أن يتوافر للتربة مقاومة نوعية منخفضة، وأن تحتفظ بهذه الميزة مدة زمنية طويلة.

مكهر (قضيب) التأريض

هو وسيلة التأريض التي تؤمن وصل نظام التأريض في المبنى بكتلة الأرض الكلية، ويسمح باستخدام إحدى الوسائل الآتية للتوصيل بالأرض:

القضبان المعدنية.
الشرائط المعدنية.
الصفائح (الألواح) المعدنية.

تعتمد فاعلية مكهر التأريض على ظروف التربة الموضعية. وقد يلزم وجود مكهر مكون من قضيب واحد أو أكثر للحصول على التأريض المطلوب. وعند اختيار مكهر التأريض، ينبغي مراعاة المعايير الاتية:

ضمان مقاومة التأريض باستعمال أقل ما يمكن من مكاهر التأريض؛ بقصد التوفير فى كمية المعدن المدفون في الأرض.
المتانة الميكانيكية العالية.
المقاومة المرتفعة للصدأ والتآكل.
تحمل مرور تيارات مرتفعة في أثناء حدوث الأعطال والتعمير أكبر مدة زمنية ممكنة.

أما المواد الشائعة الاستعمال في صنع المكاهر الأرضية فهي:

الصلب المغطى بالنحاس.
النحاس المصمت.
الصلب المجلفن.
الفولاذ غير القابل للصدأ.

طريقة ربط موصل التأريض بالمكهر الأرضي.

موصلات التأريض

وهي موصلات تقوم بالتوصيل بين الأجهزة والمعدات، أو الأجسام المعدنية المراد تأريضها مع قطب الأرض. وتحددمقاومتها وفق نوع الاستخدام، ويفضل أن تكون مقاومتها قليلة.

قياد (موصل) التأريض الرئيس
هو الموصل الذي يربط مكهر التأريض بنظام التأريض في المبنى، انظر الشكل السابق الذي يبين طريقة ربط موصل التأريض بالمكهر الأرضي.

طرف التأريض

هو نقطة التوزيع النحاسية التي ينتهي إليها قياد التأريض، وتتوزع منها موصلات الوقاية إلى الأحمال الكهربائية المختلفة في المبنى،
وهي تكون عادة في لوحة التوزيع الرئيسة.

تثبيت الخط الأرضي بجسم لوحة التوزيع

موصلات الوقاية
وهي تصل طرف التأريض بأجزاء الجهاز المعدنية المكشوفة.
موصلات ربط تساوي الفولطية الرئيسة.
موصلات ربط تساوي الفولطية الثانوية.

أنواع التأريض

يقسم التأريض قسمين، هما:

تأريض النظام System Grounding or system Earthing

وهو يختص بتوصيل واحد أو أكثر من الموصلات الحاملة للتيار الكهربائي (الخاصة بشبكات تغـذية المبنى بالكهرباء) بالأرض. وقد ينفذ هذا التوصيل بالأرض في مكان واحد أو أكثر من شبكة التغذية، ويتوقف ذلك على نوع نظام التغذية المعمول به.

وغالبا ما تكون النقطة المستخدمة أساسا لتأريض شبكات توزيع الكهرباء على الفولطية المنخفضة، هي نقطة التعادل الخاصة بالملفات الثانوية وملفات الفولطية لمحول التوزيع الذي يغذي الشبكة.

التأريض الوقائي Protective Grounding
وهو يختص بتوصيل أجسام المعدات الكهربائية المعدنية الخارجية بالأرض. وعليه، فإن المعدات الكهربائية التي يجب تأريضها وقائيا، هي: أجسام لوحات توزيع الكهرباء خارج المباني وداخلها، ولوحات الإنارة الداخلية والخارجية، والأنابيب المعدنية المستخدمة في
تمديد كابلات الكهرباء، وحوامل الكابلات المعدنية، والأجسام المعدنية لأعمدة الإنارة الخارجية، والأجسام المعدنية لوحدات الإنارة الداخلية والخارجية، والأجسام المعدنية لجميع المعدات التي تعمل بالكهرباء.

جدير بالذكر أن المكهر الأرضي يتكون من واحد أو أكثر من الأجسام المعدنية المدفونة في الأرض، المتصلة ببعضها بعضا اتصالا كهربائيا جيدا، والمزودة بواحد أو أكثر من أطراف التوصيل؛ لإتاحة التوصيل إليها من سطح الأرض.

قياس مقاومة الأرضي

لضمان نظام تأريض قادر على حماية الأفراد والأجهزة، يجب ألا تتجاوز مقاومة التأريض المقاسة 5 أوم، وتستخدم أجهزة خاصة لقياس مقاومة التأريض، تعمل بجهد ربما يكون عاليا؛ ما يسبب صدمة كهربائية للعامل؛ ولذلك يجب أخذ الاحتياطات اللازمة. وذلك لما للتاريض من أهمية في حماية الأفراد من خطر الصعق الكهربائي الناتج عن قصور العزل وانهياره ، والحماية من خطر التفريغ الكهربائي.

إلكترون باشا