رأيي في أنظمة التأريض

التأريض هو موضوع معقد بقدر ما هو بسيط. لا عجب أن قضية التأريض هذه تسبب الكثير من الجدل في المواقع والمنتديات الكهربائية.

دعونا نحاول معرفة ما هو في هذا الموضوع. سأعبر عن رأيي الذي قد لا يحظى بشعبية في بعض الأحيان. من يحتاج إلى تفسير رسمي - اقرأ PUE (البند 1.7). هناك أيضًا العديد من المواقع والمنتديات على الإنترنت حيث تتم مناقشة مسألة التأريض بالتفصيل.

جوهر التأريض

لماذا تحتاج إلى التأريض إذا كان كل شيء يعمل بشكل جيد بدونه؟ علاوة على ذلك، في التشغيل العادي، لا يتدفق أي تيار عبر السلك الأرضي الواقي على الإطلاق.

الكلمة الأساسية هنا هي "الوقائية". من يحمي التأريض ومن ماذا؟ يحمي جسم الإنسان من تأثيرات التيار الكهربائي. وما يحمي منه هو التأكد من عدم ظهور جهد كهربائي خطير على جسم الإنسان تحت أي ظرف من الظروف، وعدم مرور التيار خلال الشخص.

دعونا نتخيل الوضع. يوجد بعض الأجهزة الكهربائية مثل المكواة. يتم توصيل الحديد من خلال هذا القابس.

يتذكر القراء الأكبر سنًا هذه الأشياء جيدًا؛ فقد كانوا يتفككون باستمرار، وكان توصيل سلك مرن بها أمرًا مؤلمًا.

جسم الحديد معدني جزئيا. ماذا يحدث إذا دخلت المرحلة فجأة إلى الجسم؟ من حيث المبدأ، لا شيء، يمكن للحديد حتى الاستمرار في العمل. لكن جسمه سيكون بقدرة 220 فولت بالنسبة للأرض. وبما أننا جميعًا نسير على الأرض، فإذا لمسنا الجسم المعدني لمثل هذا الحديد، فسوف يتدفق التيار من خلالنا.

ولكن إذا كان جسم الحديد مؤرضًا، فعندما يضرب سلك الطور الجسم، فإنه سيتصل بالأرض ويدخل إلى الأرض. في هذه الحالة، سيحدث ماس كهربائي فعلي وسيتم فصل قاطع الدائرة الكهربائية لهذا الخط. وسيبقى الجسد كما كان عند الصفر المحتمل.

بمعنى آخر، إذا وصلت إحدى الطور فجأة إلى جسم الجهاز، فلن تعد هذه مشكلة بشرية. هذه مشكلة في الجهاز نفسه وفي قاطع الدائرة، الذي يجب أن يفصل هذا الجهاز عن سلك الطور.

لماذا ينطفئ قاطع الدائرة؟ إذا لامس سلك الطور موصلًا وقائيًا (تأريضًا)، فهذا يعادل دائرة كهربائية قصيرة، أي أقصى تيار ممكن في الدائرة. وستعمل الآلة بفضل الحماية الكهرومغناطيسية.

أي أن التيار في سلك التأريض الواقي يتدفق فقط في وقت وقوع الحادث، وبقية الوقت يكون عديم الفائدة. لذلك، اعتادوا على توفيره واستخدام نظام طاقة ثنائي الأسلاك، حيث لا يوجد سوى الصفر والمرحلة.

تسميات وترجمة أسماء أنظمة التأريض

هناك أنظمة التأريض TN و TT و IT. ويستخدم نظام TN بدوره في ثلاثة إصدارات مختلفة: TN-C، TN-S، TN-C-S. يشير الحرف الأول إلى طريقة تأريض مصدر الطاقة الكهربائية (مولد أو محول)، والحرف الثاني يشير إلى طريقة تأريض المستهلك.

هذه الحروف تأتي من الفرنسية وتعني: "Terre" - الأرض، "Neuter" - محايد، "Isole" - عزل، وأيضا من الإنجليزية: "مجتمعة" و "منفصلة" - مجتمعة ومنفصلة.

• T - سلك متصل بالأرض .
• ن - اتصال محايد.
• أنا - العزلة.
• ج - الجمع بين الوظائف، وربط أسلاك العمل والحماية المحايدة.
• S - الاستخدام المنفصل لأسلاك العمل والأسلاك الواقية المحايدة في جميع أنحاء الشبكة بأكملها.

تُستخدم التسميات التالية أيضًا في مخططات نظام التأريض:

• L - الخط، الخط الذي يعمل عليه جهد الطور بالنسبة للسلك المحايد.
• N - محايد، وهو صفر عمل يتدفق من خلاله تيار عامل يساوي التيار في السلك L (للأنظمة أحادية الطور).
• PE - حماية الأرض، الأرض الواقية، السلك الأرضي الواقي.
• PEN هو موصل محايد للعمل والحماية.

وصف موجز لتشغيل أنظمة التأريض

تتميز أنظمة التأريض في المقام الأول بالسلامة. أي ما عدد فرص البقاء التي يمنحها مثل هذا النظام للشخص بعد ظهور مرحلة على الجسم.

هناك ارتباك في المصطلحات - أنا أسمي نفس النظام كلا من التأريض والتأريض. تقترح ويكيبيديا استدعاء أنظمة TN للتأريض على أساس أن موصل التأريض PEN فيها متصل بالسلك الصفري (المحايد) لمصدر الطاقة. وهذا السلك الموجود في المحول مؤرض بالفعل. مؤرض لمنع خلل المرحلة.

اقرأ المزيد عن خلل الطور وسبب خطورته وكيفية التعامل معه.

PUE، الكتاب المقدس للكهربائي، يتحدث عن نفس الشيء مثل أنظمة التأريض.

الفرق بين هذه المفاهيم، في رأيي، مرن للغاية. في رأيي، يعد التأريض ضروريًا للحفاظ على الجهد الكهربائي عند الإمكانات الأرضية على سلك PE وعلى جميع الأجزاء غير الحاملة للتيار في التركيبات الكهربائية المتصلة بها. والتأريض ضروري لإنشاء تيار ماس كهربائى عند قصر الطور على نفس أجزاء التركيبات الكهربائية. ونتيجة لذلك، يمكن أن يكون هناك تأثير واحد فقط - الأجزاء المؤرضة أو المحايدة لن تكون أبدًا تحت جهد الطور، ويجب أن يعمل قاطع الدائرة. هذا باختصار وبكلماتك الخاصة.

بشكل عام، التأريض هو مفهوم أوسع من التأريض.

يمكننا القول أن نظام الحماية آمن بقدر ما تكون هذه النقطة قريبة من مصدر الجهد. ومرة أخرى، ما الذي يمكن اعتباره مستهلكًا - غلاية كهربائية أم شقة أم مبنى متعدد الطوابق أم منطقة حضرية؟

حسنًا، إذا "اخترق" الطور الجسم، فيجب تدميره بواسطة قاطع الدائرة الواقية باحتمال 100٪.

أعتقد أن شيئين مهمين هنا:

1. جميع المعادن التي تكون خارج الطور يجب أن تكون بنفس الإمكانات. ومن المرغوب فيه أن تكون هذه الإمكانات مساوية لإمكانات الأرض. هذه هي الإمكانية "الصفر".
2. خطير - لا يمكن الوصول إليه. بأسعار معقولة آمنة. يحدث أن تنظر إلى دروع الشقة السوفيتية أو RP ويتحرك شعرك.

ومرة أخرى، سأكرر مرة أخرى. يتم دائمًا أخذ احتمال حدوث انقطاع في موصل العمل المحايد في الاعتبار. والحقيقة هي أنه مع مثل هذا الكسر، يكون جهد الطور موجودًا في جميع أنحاء دائرة الجهاز بأكملها، حتى نقطة الانقطاع الصفرية. وفي حالة اللمس يمر التيار عبر الحمل ومن خلال جسم الإنسان. على الرغم من مقاومة الحمل، يظل هذا التيار خطيرًا كما هو الحال عند لمس سلك الطور. بعد كل شيء، مقاومة الحمل (على سبيل المثال، الأجهزة المنزلية الكهربائية) هي دائما أقل بكثير من مقاومة جسم الإنسان.

مخططات نظام التأريض

نظام تن-سي

تن-C- النظام السوفيتي القديم، عندما تم أخذ الأرض من الصفر مباشرة في التركيبات الكهربائية نفسها.

ماذا نرى في هذا المخطط؟ الأول والأهم. يتم توصيل النقطة المحايدة للمولد أو المحول بالأرض (مؤرضة بقوة). ولذلك، فإن النقطة المحايدة للمحول هي عند الإمكانات الأرضية. وبما أن الشخص لديه أيضًا إمكانات أرضية، فإن فرق الجهد بين الجسم والموصل المحايد هو صفر، ولمسه آمن.

ومع ذلك، ليس كل شيء بهذه البساطة. أكرر أنه بسبب عدم توازن الطور، وكذلك انخفاض الجهد على سلك PEN، قد يكون هناك جهد غير الصفر عليه. لذلك، يتم "سحب" سلك PEN بالقوة إلى الأرض المحتملة على فترات زمنية معينة على طول الخط.

إن الأرض (التي يتكون منها كوكبنا) هي صفر عالمي ومطلق في الإمكانات. ولكن إذا تم إعطاء شخص ما إمكانات سلك الطور، فإن لمس الأرض سيكون قاتلاً. وفي الوقت نفسه، سيكون لمس سلك له نفس الإمكانية أمرًا آمنًا.

لقد شاهدت فيلمًا وثائقيًا عن رجل ينزل بهدوء من طائرة هليكوبتر إلى خط الجهد العالي ويعمل هناك.

بشكل عام، كل شيء نسبي. من الممكن أن تسقط من مبنى مكون من 5 طوابق حتى تموت. أو قد لا تتأذى على الإطلاق إذا سقطت من نفس المنزل. من أول خطوة للطابق الأول)

تم الآن حظر نظام TN-C رسميًا، ولا يمكن استخدامه إلا في الأنظمة ثلاثية الطور حيث لا يوجد خلل في الطور ولا يتدفق التيار عبر موصل PEN (صفر، المعروف أيضًا باسم الواقي) في الوضع العادي. ونتيجة لذلك، سيكون هناك احتمال صفر على هذا السلك (وبالتالي على جسم الجهاز).

ومع ذلك، في المساكن القديمة يتم استخدامه في كل مكان بسبب تكلفته المنخفضة. التكلفة المنخفضة لنظام TN-C هي ميزته الوحيدة. بعد كل شيء، يجب أن يكون المقطع العرضي للموصل الواقي PE في شبكة أحادية الطور مساوياً للمقطع العرضي لموصل الطور. وهذا يعني زيادة في تكلفة جميع الأسلاك الكهربائية بنسبة الثلث على الأقل.

بشكل عام، لا يوجد أي تأريض على الإطلاق في هذا النظام، ولا أفهم تمامًا سبب تسميته بنظام التأريض. ربما يمكنك رمي صفر على الجسم، وسيكون الجهاز مؤرضًا "نوعًا ما".

حتى من قبل، عندما تم إجراء جميع الأسلاك باستخدام هذا النظام، لم تكن هناك أي أجهزة منزلية تتطلب التأريض.

كانت "السنونوات" الأولى عبارة عن غسالات تعمل بالتيار الكهربائي. في أحسن الأحوال، قاموا بسحب سلك من جسم لوحة الوصول إليهم، وفي أسوأ الحالات، قاموا بتوصيل جسم السيارة بأنبوب ماء أو بالسلك المحايد.

يتم تحقيق التأثير المطلوب بالطبع، لكن فرص الوقوع تحت جهد الطور تزيد بشكل كبير. يأتي الخطر الرئيسي من حقيقة أن السلك المحايد قد ينكسر، ومن ثم ستتلقى جميع الأجهزة "المصفّرة"، وكذلك الأجهزة التي تحتوي على مصادر طاقة بديلة، إمكانات الطور في علبها.

كيف تحمي نفسك من الصدمات الكهربائية في نظام TN-C؟ هنا أتذكر RCD (جهاز التيار المتبقي). دعونا نتخيل - لمس شخص سلك الطور. يتشعب التيار - جزء (نأمل أن يكون الجزء الأكبر) يدخل في الموصل المحايد، والجزء - عبر جسم الإنسان إلى الجسم. هناك فرق تفاضلي (آسف، الحشو) في التيارات في الطور والصفر، والتي يجب أن تؤدي إلى تشغيل التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية.

ومع ذلك، يقول PUE مباشرة - في نظام TN-C، يُحظر استخدام RCDs. لماذا؟

والسبب هو أنه في هذه الحالة يمكن أن يحدث ما كتبته أعلاه. إن RCD هو جهاز تبديل قد ينقطع فيه اتصال موصل PEN لسبب ما، وسيتعرض المستهلك بأكمله لجهد الطور. بما في ذلك المساكن، إذا كانت مؤرضة، وهذه هي الطريقة التي يتم بها "التأريض" في نظام TN-C.

يقول PUE ذلك أيضًا يجب ألا ينكسر الموصل الواقي (في هذه الحالة PEN) تحت أي ظرف من الظروفويجب أن تكون متصلاً دائمًا بجهاز مؤرض.

لذلك، يمكن (ويجب!) استخدام RCDs في جميع الأنظمة، باستثناء تن-C.

وهذه صورة جيدة لتوضيح الموقف:

RCD - التطبيق في أنظمة التأريض المختلفة

لقد أخافتك كثيرًا لدرجة أن السؤال سيظهر على أي حال: كيف نتعايش مع هذا الآن؟

أجيب. ولتجنب هذا النظام "السيئ"، يتم تقسيم موصل PEN إلى N وPE. علاوة على ذلك، يجب أن يتم ذلك بعيدًا قدر الإمكان عن المستهلك، وأقرب ما يمكن من مصدر الجهد.

لذلك سوف ننتقل إلى أكثر من ذلك بكثير نظام أكثر أمانًا - TN-C-S، والتي سأتحدث عنها أدناه.

من الناحية العملية، يتم تأريض موصل PEN المدمج (إعادة تأريضه) عند مدخل المبنى، وهناك يتم تقسيمه إلى N محايد وPE واقٍ، والذي لا ينبغي توصيله في أي مكان آخر.

متغير آخر - الانتقال إلى نظام TT، حيث يتم تصنيع الموصل الواقي PE على أساس الحلقة الأرضية، ولا يتم توصيله في أي مكان بالقلم الوارد. في هذه الحالة، يتحول القلم إلى N، لأن التيار الواقي لن يتدفق عبره أبدًا.

التأريض في شقة بأسلاك TN-C

في الشقق يصعب فصل الصفر والأرض. هناك دائما مناقشات ساخنة بين كهربائيين حول هذا الموضوع.

أعتقد أن هناك خيارين قابلين للتطبيق هنا.

1. اترك الصفر كما هو، وأخذ سلك PE من موصل القلم الرئيسي. لا ينبغي أن يكون من الموصل نفسه، ولكن من المكان الذي يتصل فيه بجسم لوحة الأرضية. الشيء الرئيسي هو أن N و PE متصلان في نقاط مختلفة. PE - على الجسم، N - على حافلة معزولة عن الجسم، حيث يأتي الصفر بعد مفتاح الإدخال أو الجهاز (إن وجد) والمقياس. بالمناسبة، هذا ما فعلوه في العهد السوفيتي عند توصيل الأفران الكهربائية في الشقق.

2. قم بإجراء نظام ثلاثي الأسلاك (L، N، PE)، ولكن لا تقم بتوصيل PE في أي مكان. ونتيجة لذلك، فإننا لا نقوم بإجراء تغييرات على لوحة الأرضية (بالمناسبة، هذا محظور!) ، ولكن على جميع الأجزاء التي لا تحمل تيارًا من الأجهزة الكهربائية والهياكل المعدنية والأنابيب وما إلى ذلك. نحن نتصل بهذا الموصل. وداخل الشقة لدينا نعمة! مجرد ملاحظة مهمة - يجب أن تحتوي مجموعات المقابس على وحدات RCD مثبتة في حالة وصول مرحلة ما إلى السكن داخل الشقة.

كل شيء، الآن دعونا ننتقل بسرعة عبر الأنظمة الأخرى، كل شيء أسهل هناك.

نظام TN-S

الحرف الثالث في الاسم هو S. وهذا يعني أن الموصلات N وPE مفصولة (منفصلة) على طول الطول من المحطة الفرعية إلى المستهلك.

يعد نظام التأريض هذا هو الأكثر أمانًا والأكثر تفضيلاً، ولكنه يستخدم فقط في التركيبات الكهربائية الحديثة. حسنًا، في الواقع يستخدمون الآن نظام TN-C-S. أي أنهم يحاولون تقريب النظام القديم من النظام الجديد، ونقل نقطة الاتصال N وPE بعيدًا عن المستهلك وأقرب إلى مصدر الطاقة.

نظام تن-C-S

الأحرف الأخيرة في الاسم تعني أن الموصلات N و PE بعد توصيل المحطة الفرعية (متصلة) في سلك PEN واحد، ثم يتم فصلهما عند مدخل المبنى.

عندما يضرب أحد الطور الجسم، يجب أن يتعثر قاطع الدائرة الكهربائية. عند لمس الأجزاء الحية، يجب أن يتعثر التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية.

نظام تي تي

تيرا - تيرا. لقد كتبت بالفعل في مقال عن هذا النظام، حيث يتم توصيل سلك التأريض PE بحلقة التأريض، وليس في أي مكان آخر. يتم استخدامه بشكل رئيسي في المنازل الخاصة والمباني المؤقتة والتركيبات الكهربائية.

كل شيء رائع إذا تم أيضًا استخدام RCDs ضد لمس الأجزاء الحية وقواطع الدائرة ضد دوائر القصر.

ولكن هناك عيب واحد. إذا لم يكن من الضروري في الأنظمة الأخرى القيام بالتأريض بنفسك، بالاعتماد على التأريض في المحطة الفرعية أو على الأعمدة، ففي هذه الحالة سيتعين عليك القيام بذلك. وقم بذلك جيدًا، بحيث يكون تيار الدائرة القصيرة كافيًا لتشغيل قاطع الدائرة في حالة حدوث ماس كهربائي إلى الأرض.

وهذا هو، من الممكن أنه خلال ماس كهربائى للحالة ستبقى إمكانات الحالة قريبة من الصفر، كل شيء على ما يرام. لكن في الوقت نفسه، لن ينطفئ قاطع الدائرة الكهربائية، على الرغم من أن تيارًا قريبًا من الحد الأقصى سوف يتدفق عبره (ومن خلال أسلاك المنزل)! ويمكن أن تزحف المشكلة من الجانب الآخر.

نظام تكنولوجيا المعلومات

أخيرًا، سأخبرك عن نظام التأريض المحدد لتكنولوجيا المعلومات. تستخدم جميع الأنظمة الأخرى مصادر طاقة (محولات) ذات أساس محايد متين. وبعبارة أخرى، يتم تأريض الموصل المحايد على الجانب المصدر.

ومع ذلك، في نظام تكنولوجيا المعلومات، يكون مصدر الطاقة معزولًا تمامًا عن الأرض - سواء الطور الصفري أو (الطبيعي).

ونتيجة لذلك، ليس هناك أي إمكانات فيما يتعلق بالأرض. وإذا كان هناك ماس كهربائي إلى الأرض، فلن يحدث شيء، لأن التيار لن يتدفق، أو سيكون ضئيلاً.

لقد رأيت مثل هذه الأنظمة لتشغيل دوائر التحكم في المعدات الصناعية الخطيرة. ويستخدم هذا النظام أيضًا في المولدات المحمولة ومصادر الطاقة الأخرى، وكذلك في المؤسسات الطبية. إذا لم تكن إحدى المحطات الطرفية لهذا المصدر مؤرضة ومتصلة بالحمل، فستعمل وفقًا لنظام تكنولوجيا المعلومات.

الجانب السلبي لمثل هذا النظام هو أنه إذا تم قصره على الأرض، فسوف يتحول إلى TN-C-S مع تثبيت ضعيف، وقد لا تعرف عنه حتى إذا لم تتحقق منه. وسوف يصبح خطيرا.

وبهذا ينتهي الموضوع، أشكركم على صبركم، وأتطلع إلى آرائكم وأسئلتكم في التعليقات.