هل عملية توصيل جسم مشحون بالأرض تسمى التأريض ( صواب أو خطأ)

مخزن

عملية توصيل جسم مشحون بالأرض تسمى التأريض

نعم، صحيح عملية توصيل جسم مشحون بالأرض تُسمى “التأريض” (أو الأرضية في بعض الأحيان)، وفيما يلي إليكم أهم الجوانب الخاصة بتلك العملية:

• تجدر الإشارة إلى أن التأريض هو عملية توصيل جسم مشحون إلى الأرض الكهربائية لتفريغ الشحنات الكهربائية الزائدة بأمان.
• يُستخدم التأريض في العديد من الأنظمة والأجهزة لحماية المستخدمين والأجهزة من حدوث صدمات كهربائية أو أضرار ناجمة عن تراكم الشحنات الكهربائية.
• عندما يكون جسم ما مشحونًا بشحنة كهربائية، يمكن أن تتراكم هذه الشحنات على سطحه وتسبب صدمة كهربائية إذا لامس الشخص سطحه.
• لكن عندما يتم توصيل هذا الجسم بالأرض، تتدفق الشحنات الكهربائية بسرعة إلى الأرض، مما يقلل من فرصة حدوث صدمة كهربائية.
• تستخدم عملية التأريض في العديد من الأماكن والأجهزة مثل المباني والأجهزة الكهربائية والإلكترونية وأجهزة الحماية الكهربائية.
• هذا يساعد في الحفاظ على سلامة المستخدمين والممتلكات من أي زيادة غير مرغوبة في التيار الكهربائي.

ما معنى كلمة التأريض؟

كلمة “التأريض” تشير إلى عملية توصيل جسم ما بالأرض الكهربائية بهدف تفريغ أو تبديد الشحنات الكهربائية الزائدة أو الغير مرغوب فيها، وتتضح أبرز جوانب تلك الكلمة في التالي:

• تأتي هذه الكلمة من الجذر الفعلي “أَرَضَ” في اللغة العربية، والذي يعني “جعل شيئًا على الأَرْضِ”، أو “وضعه على الأرض بحيث لا يهمه”
• في سياق الكهرباء والإلكترونيات، يتم التأريض عادة لأغراض السلامة والحماية عندما يكون جسمًا مشحونًا بالشحنات الكهربائية، مثل جسم معدني أو جهاز إلكتروني.
• قد يحدث تراكم لهذه الشحنات وتسبب صدمة كهربائية للأشخاص أو أضرارًا للأجهزة المتصلة به لذلك، يُستخدم التأريض لتوجيه هذه الشحنات الزائدة بطريقة آمنة إلى الأرض.
• وتُعد الأرض في هذا السياق كمنظومة ذات بُعد كهربائي صفري، حيث يُفترض أن لها شحنة كهربائية متعادلة.
• عند توصيل الجسم المشحون بالأرض، تنسحب الشحنات الكهربائية الزائدة من الجسم إلى الأرض لتعود إلى التوازن الكهربائي، مما يحمي المستخدمين والأجهزة من الأضرار الناجمة عن التيارات الكهربائية الخطرة.

أنواع التأريض الكهربائي

يوجد عدة أنواع من التأريض الكهربائي تستخدم في مختلف التطبيقات والصناعات، وهذه بعض الأنواع الشائعة للتأريض الكهربائي:

• التأريض الوقائي (Protective Grounding): يتم استخدامه لحماية الأفراد والمعدات من التعرض للصدمات الكهربائية عند حدوث أعطال أو تسرب تيار كهربائي عادةً ما يُستخدم في الأجهزة المنزلية والصناعية والأدوات الكهربائية القابلة للحمل.
• التأريض العام (System Grounding): يتم توصيل نقطة معينة من نظام الكهرباء بالأرض، ويسمح بتحقيق استقرار التوازن الكهربائي للنظام وتوزيع الشحنات الكهربائية الزائدة خلال أجزاء النظام يستخدم عادةً في نظم الطاقة الكهربائية والتوزيع.
• التأريض الفرعي (Equipment Grounding): يتم استخدامه لتوصيل أجزاء معينة من الأجهزة والمعدات الكهربائية بالأرض للحماية من الصدمات الكهربائية عند حدوث تسرب للتيار، عادةً ما يتم توصيل ملفات التأريض في الأجهزة بالأجزاء المعدنية للحماية.
• التأريض المركب (Combined Grounding): يستخدم في الأنظمة التي تتطلب توصيل مزيج من التأريض الوقائي والتأريض العام لضمان الحماية الكهربائية الكاملة.
• التأريض الصاعد (Uplift Grounding): يستخدم في المناطق المعرضة للاضطرابات الكهربائية الشديدة مثل العواصف الرعدية، حيث يتم توصيل أجزاء معينة بالأرض لتفريغ شحنات التفريغ الكهربائي الناتجة من هذه العواصف.

فوائد التأريض

التأريض له العديد من الفوائد والأهمية في الأنظمة الكهربائية والإلكترونية، إليكم بعض الفوائد الرئيسية للتأريض:

• تُعد الحماية من الصدمات الكهربائية أحد أهم فوائد التأريض عند حدوث عطل كهربائي أو تسرب للتيار في أجهزة كهربائية، يتم توجيه الشحنات الكهربائية الزائدة بأمان إلى الأرض عبر النظام التأريضي بدلاً من أن تمر عبر الجسم البشري، مما يحمي المستخدمين من التعرض للصدمات الكهربائية الخطرة.
• حيث يساعد التأريض على حماية الأجهزة والمعدات الكهربائية من التلف الناجم عن التيارات الزائدة أو الصواعق الكهربائية، عندما يتم توجيه الشحنات الزائدة إلى الأرض، يمكن تجنب حدوث أضرار كبيرة للأجهزة والتأكد من أدائها بشكل صحيح.
• كما يساعد التأريض في توفير التوازن الكهربائي للنظام الكهربائي، مما يؤدي إلى زيادة استقراره وتقليل التشويش الكهرومغناطيسي الناجم عن تيارات التسرب.
• يمكن للتأريض أن يساهم في الكشف المبكر عن أعطال الكهرباء في النظام وتحديد موقعها فعند حدوث تيار تسرب، يتم توجيهه عبر النظام التأريضي ما يؤدي إلى حدوث انخفاض في الجهد الكهربائي وبالتالي يتم الكشف عن العطل وإيقافه في مرحلة مبكرة قبل أن يتسبب في مشاكل أكبر.
• يستخدم التأريض لتوجيه التيارات الكهربائية الضخمة التي تنشأ نتيجة الصواعق إلى الأرض، مما يقلل من الأضرار التي قد تحدث في الأنظمة الكهربائية والمعدات.
• يمكن أن يساهم التأريض في تحسين أداء الأنظمة الكهربائية عن طريق الحد من الضوضاء والتداخلات الكهرومغناطيسية التي قد تؤثر على عمل الأجهزة والمعدات.

بديل التأريض

في بعض الحالات، قد يكون هناك بدائل للتأريض يتم استخدامها في بعض الأنظمة الكهربائية بدلاً من الاتكال على التأريض التقليدي، وبعض البدائل الشائعة تشمل:

• العزل الكهربائي: في بعض التطبيقات الخاصة، يمكن استخدام العزل الكهربائي لتجنب توصيل الأجهزة والمعدات بالأرض وبهذه الطريقة، يتم تفصيل الدوائر الكهربائية بحيث لا يتم توصيل أي جزء منها بالأرض، مما يسمح بعزلها تمامًا عن الموجب والسالب.
• التأريض العزلي (Isolated Grounding): هذا النوع من التأريض يُستخدم في بعض المنشآت الحساسة مثل المستشفيات والمختبرات الطبية، يتم فيه توصيل الأجهزة والمعدات إلى نقطة تأريض منفصلة عن نقاط التأريض الأخرى في النظام، مما يساهم في منع تداخلات الضوضاء الكهرومغناطيسية وتحسين جودة الطاقة.
• نظام التأريض النشط (Active Grounding System): يستخدم هذا النظام في بعض التطبيقات الحساسة مثل محطات الطاقة والمنشآت الصناعية الكبيرة، يتم فيه استخدام جهاز تحكم ذكي يقوم بتحليل التيار الناتج عن التسرب ويولد تيارًا متعاكسًا لتعويض التيار الناتج عن التسرب ومنع حدوث ارتفاع في الجهد الكهربائي.
• استخدام الأجهزة والمعدات المزودة بالحماية العزلية: في بعض الأحيان، يمكن استخدام أجهزة ومعدات تحتوي على حماية عزلية مدمجة، وهذا يسمح بتجنب الحاجة إلى التأريض.

كيفية حساب مقاومة التأريض

حساب مقاومة التأريض يتطلب معرفة بعض المعلومات حول نظام التأريض والمكونات المرتبطة به عمومًا، هناك عدة طرق لحساب مقاومة التأريض، وسأوضح لك طريقتين شائعتين:

• طريقة قياس المقاومة باستخدام جهاز قياس المقاومة (Ohmmeter):
  • قم بفصل جميع المصادر الكهربائية المتصلة بالنظام.
  • اجعل جسم التأريض غير موصول بأي مصادر كهربائية أخرى.
  • اختر وصلة مناسبة على جهاز قياس المقاومة للقياس.
  • قم بتوصيل وصلة القياس بجسم التأريض.
  • ستظهر قراءة المقاومة على شاشة جهاز القياس، وهي قيمة مقاومة التأريض.
• طريقة حساب مقاومة التأريض باستخدام معادلة بودين:
  • تستند هذه الطريقة إلى قياس التوتر الناتج عن تمرير تيار صغير جدًا عبر جسم التأريض وحساب المقاومة بناءً على هذا التوتر والتيار المار في النظام.
  • تحتاج إلى جهاز خاص لقياس التوتر والتيار الأرضي.
• يجب الانتباه إلى أنه يفضل أن يتم حساب مقاومة التأريض بواسطة مهندس كهربائي مؤهل للتأكد من أن العملية تتم بشكل صحيح وأن النظام يتوافق مع المعايير الكهربائية المعمول بها في المنطقة.

مكونات نظام التأريض

نظام التأريض هو نظام مهم في الأنظمة الكهربائية ويتكون من مجموعة من المكونات التي تعمل معًا لتوصيل جسم معدني بالأرض الكهربائية بشكل آمن، ومن أهم مكونات نظام التأريض:

• قضيب تأريض (Grounding Rod): يعتبر قضيب التأريض جزءًا أساسيًا في نظام التأريض وهو عبارة عن قضيب معدني طويل مدفون بعمق في الأرض وعادة ما يكون مصنوعًا من النحاس أو الفولاذ المجلفن، تقوم هذه القضبان بنقل الشحنات الكهربائية إلى التربة.
• موصلات التأريض (Grounding Conductors): هي الكابلات الموصلة المستخدمة لربط مصادر التيار بجسم التأريض، وكذلك لربط أجزاء النظام الكهربائي المختلفة بالتأريض يتم تصنيعها من مواد موصلة عالية الجودة مثل النحاس أو الألمنيوم.
• برغي تأريض (Grounding Clamp): هو جهاز يستخدم لتثبيت الكابلات الموصلة على القضبان التأريضية أو على أجزاء أخرى من النظام الكهربائي المراد تأريضها يسمح هذا البرغي بتوصيل الموصل بشكل آمن وثابت.
• حلقة تأريض (Grounding Loop): تستخدم في الأنظمة الكهربائية المعقدة، حيث يتم ربط أجزاء مختلفة من النظام بالتأريض لتوزيع التيار الكهربائي بشكل متجانس.
• صناديق التأريض (Grounding Enclosures): قد تستخدم للحفاظ على الموصلات والمكونات المرتبطة بنظام التأريض بشكل آمن ومؤمن.
• أجهزة قياس التأريض (Grounding Measurement Devices): تستخدم لقياس مقاومة التأريض والتحقق من فعالية نظام التأريض.