هل تساءلت يومًا كيف تبقى الأجهزة الكهربائية في منزلك آمنة حتى في حالات حدوث ماس كهربائي؟ السر يكمن في أنظمة التأريض الكهربائية، وهي تكنولوجيا غير المرئية ولكنها بالغة الأهمية، تلعب دورًا أساسيًا في ضمان سلامة المنشآت وحماية الأفراد والمعدات من أخطار التيار الكهربائي. في هذا المقال، سنكشف كيف تعمل هذه الأنظمة بصمت خلف الكواليس لحماية الأرواح والمعدات من التلف.
نظام التأريض الكهربائي هو نظام توصيل الأجزاء المعدنية غير الحاملة للتيار في الأجهزة والمعدات الكهربائية بالأرض باستخدام موصل خاص بهدف توفير مسار آمن لتسريب التيار الكهربائي الزائد نتيجة حدوث أعطال مثل ماس كهربائي، بدلاً من مروره عبر جسم الإنسان أو المعدات الحساسة.
تمثل أنظمة التأريض الكهربائية جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية لأي شبكة كهربائية لضمان السلامة الكهربائية وحماية الأفراد والمعدات. إليك أبرز الفوائد:
التأريض الكهربائي يوفر مسارًا آمنًا لتصريف التيار الكهربائي الزائد الناتج عن الأعطال، مما يمنع مروره عبر جسم الإنسان، وبالتالي يقلل من خطر الصدمات الكهربائية.
تساعد ادوات التأريض على تثبيت فرق الجهد في النظام الكهربائي، مما يحافظ على اتزان الجهد الكهربائي ويمنع التذبذبات المفاجئة التي قد تتسبب في إتلاف الأجهزة.
عند حدوث تيارات فائضة بسبب ماس كهربائي أو زيادة الجهد، تعمل أنظمة التأريض الكهربائية على تفريغ هذا التيار إلى الأرض، مما يقلل من احتمالية نشوب حرائق بسبب ارتفاع درجات الحرارة داخل الأسلاك.
يحمي نظام التأريض الكهربائي المعدات الإلكترونية الحساسة (مثل أجهزة الكمبيوتر والأنظمة الصناعية) من التلف الناجم عن زيادات الجهد المفاجئة أو الشحنات الساكنة.
يساعد التاريض في المباني والمنشآت الصناعية على التخلص من الكهرباء الساكنة المتراكمة، مما يقلل من مخاطر اشتعال المواد القابلة للاشتعال.
تفرض المعايير الدولية ضرورة وجود أنظمة التأريض الكهربائية لضمان السلامة العامة، وبالتالي فإن الالتزام بها يخلق بيئة عمل آمنة ويحمي المؤسسات من العقوبات القانونية.
يتألف نظام التأريض الكهربائي من عدة مكونات تعمل معًا لضمان تفريغ التيار الزائد بشكل آمن إلى الأرض، وهي:
هو الجزء المعدني الذي يدفن في التربة لتفريغ التيار الكهربائي إلى الأرض ويصنع عادة من النحاس أو الحديد المجلفن لضمان التوصيل الجيد ومقاومة التآكل.
هو سلك سميك يربط الأجزاء المعدنية للأجهزة الكهربائية بقطب التأريض، يتم تحديد سمكه بناءً على مقدار التيار المتوقع تفريغه، ويجب أن يكون مصنوعًا من مادة جيدة التوصيل مثل النحاس المعزول.
هي الحفرة التي يدفن فيها قطب التأريض، ويتم تجهيزها بمواد محسّنة للتوصيل مثل ملح الفحم لزيادة كفاءة نقل التيار إلى الأرض.
شريط معدني يستخدم لتجميع وربط جميع موصلات التأريض في نقطة واحدة، مما يساعد في توزيع التيار إلى أكثر من مسار عند الحاجة.
نقطة مركزية داخل المبنى يتم فيها تجميع جميع الأسلاك الأرضية وربطها بالقطب الرئيسي.
ادوات التأريض مثل المشابك والبراغي التي تضمن التوصيل الجيد بين سلك التأريض وقطب التأريض، وتُصنع عادة من مواد مقاومة للصدأ.
تستخدم لتقليل مقاومة التربة وزيادة كفاءة التأريض، مثل الملح والفحم أو مواد كيميائية خاصة.
تستخدم أنظمة التأريض الكهربائية لحماية الأنظمة الكهربائية والأفراد من مخاطر التيار الزائد، ويوجد عدة أنواع تختلف حسب طبيعة الاستخدام والهدف الأساسي من النظام. إليك أبرز أنواع التأريض الكهربائي:
النوع الأكثر شيوعًا في المنازل والمنشآت الصناعية لحماية الأفراد والمعدات من الصدمات الكهربائية عن طريق تصريف التيار المتسرب إلى الأرض، ويستخدم في الأجهزة الكهربائية ذات الهياكل المعدنية مثل الغسالات، السخانات، والثلاجات.
يضمن عمل الأنظمة الكهربائية بشكل صحيح، مثل أجهزة الاتصالات والمحولات، عبر تثبيت الجهد الكهربائي بدقة دون حدوث تداخلات كهربائية.
يحمي المباني المرتفعة والمنشآت من تأثير الصواعق من خلال تفريغ الشحنات الكهربائية الناتجة عن البرق إلى الأرض مما يمنع حدوث الحرائق أو التلف للأجهزة الكهربائية.
في هذا النوع، يتم يربط أحد أطراف النظام الكهربائي مباشرة بالأرض، مما يساعد على استقرار الجهد، خاصة في أنظمة توزيع الكهرباء ذات الجهد المنخفض.
يستخدم في أنظمة الطاقة ذات الجهد العالي عندما لا يكون هناك اتصال مباشر بين النظام الكهربائي والأرض، ولكن يتم توصيله من خلال مقاومة أو ملف خاص.
يُستخدم في البيئات الصناعية التي تتعامل مع السوائل القابلة للاشتعال مثل المصافي ومحطات الوقود، بهدف تفريغ الشحنات الكهربائية الساكنة التي يمكن أن تتسبب في شرارات وانفجارات.
يتم تطبيقه على مستوى شبكات توزيع الكهرباء لضمان استقرار الجهد الكهربائي، ومنع حدوث أعطال واسعة النطاق.
لاختيار نظام التأريض الكهربائي المناسب، يجب مراعاة عدة عوامل لضمان فعاليته وحماية الأفراد والمعدات. إليك أهم المعايير التي يمكن أخذها في عين الاعتبار:
لضمان استقرار الجهد وحماية الأفراد والأجهزة المنزلية والآلات الثقيلة، يجب اختيار أنواع التأريض الكهربائي التي تتناسب مع طبيعة المنشأة، التأريض في المنازل السكنية غالبًا ما يكون تأريض وقائي، أما التاريض في المباني والمنشآت الصناعية يتطلب تأريض المعدات والشبكات .
غالبًا ما يستخدم التأريض المباشر للجهد المنخفض، وغير مباشر للجهد العالي لتقليل تيارات القصور المفاجئة.
إذا كنت تستخدم أجهزة حساسة مثل المعدات الطبية أو أنظمة الاتصالات، فإن التأريض الوظيفي هو الخيار الأمثل لتثبيت الجهد وضمان أداء مستقر.
البيئات القابلة للاشتعال (مثل المصانع الكيميائية): يلزم التأريض الاستاتيكي لتفريغ الشحنات الساكنة ومنع الاشتعال، أما المناطق الرطبة تحتاج إلى ادوات التأريض مقاومة للتآكل لضمان فعالية النظام.
النهاية:
باختصار، تعد أنظمة التأريض الكهربائية درعًا واقيًا يحمي الأرواح والممتلكات من مخاطر التيارات الكهربائية غير المتوقعة سواء في المنازل أو المنشآت الصناعية. لذا، فإن الاهتمام بتركيب أنظمة التأريض الكهربائية وفقًا للمعايير العالمية هو استثمار في الأمان والاستقرار الكهربائي على المدى الطويل.
للمزيد من المعلومات حول أنظمة السلامة الكهربائية لتعزيز الأمن والسلامة في كافة أنواع المباني السكنية والتجارية والصناعية، يمكنكم التواصل مع مكتب ريد للاستشارات الهندسية.
ريد لاستشارات هندسة الوقاية من الحرائق شركة معتمدة بالدفاع المدني والعديد من الجهات الحكومية.
تعمل على إيجاد حلول هندسية متكاملة وفعالة ومبتكرة، وتأسيس شراكات استراتيجية للحماية والوقاية من الحرائق.
اعتماد مخططات الدفاع المدني، تصميم مخططات السلامة، إصدار تراخيص السلامة، تقرير سلامة معتمد، مكتب استشارات هندسي، تصميم واعتماد مخطط سلامة، اصدار تقرير فني