دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

المحولىتأریض نقطة التعادل فNeutral point Earthing

دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم

زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

تم بواسطتھا :الشبكة األرضیة .1 التاریض عملیة يتعاریف و مالحظات مھمة ف ي ی ھي مجموعة الموصالت التین د ب ائي جی صال كھرب اد ات زاء و الھ إیج ة األرض األج ین كتل شوفة وب ة المك ل المعدنی .یاك

ي (Electrodes) الموصالت أو األقطاب ھو مجموعة من :(Earth Pit) األرضي .2 رز ف دفن أو تغ ي ت التین و بأقل مقاومة ممكنة مع التربة المحیطة بھا و ب األرض بحیث توفر تماسا جیدا صال ب شكل واسطة االت ذلك ت

زا رى ءأج یة األخ شبكة األرض ة األرضال . وكتلسي .3 سي :(Main Earting Lead) موصل األرضي الرئی دات و الموصل الرئی ربط مجموعة المع ذي ی ال

ة الموصل:(Bonding Lead) موصل الربط .4.األجھزة الكھربائیة إلى األرضي ل أو حاوی ین ھیك الذي یربط ب .الرئیسي لى موصل األرضيالجھاز أو المعدة الكھربائیة إ

وظیفي .5. أریض ال ادي :(Functional Earthing) الت أریض نقطة الحی (Neutral Point) وھو تاط المشتركة أریض النق درة و ت ك (Common Points) لمحوالت الق ار وذل شغیلیة لمحوالت التی .ألسباب ت

ستخدم لغرض ضمان :(Static Earthing) التأریض الستاتیكي .6 د ت وی ي تتول شحنات المستقرة الت سرب الصادم ات نتیجة ت ة و الخزان ات و األوعی ي الحاوی ة ف ات واألوعی ك الحاوی ة بجدران تل سوائل الھیدروكاربونی ال

ى األرض والخزانات أثناء التحمیل أو دة إل شحنات المتول سرب ال ى ت ؤدي إل د ی التفریغ حیث إن توفر تأریض جی .وعیة و الخزانات و الحاویاتجھد خطر على تلك األ وعدم تكون

صواعق .7. ن ال ة م رض الحمای أریض لغ رض :(Lightening Protection Earting) الت ستخدم لغ ویي دا الت ة ج ارات العالی سریب التی ة ت تم حمای ذلك ت صواعق وب ن ال اتج ع ائي ن غ كھرب دوث تفری د ح تج عن تن

ة من الحریق و الدمار الذي یمكن أن ینتج عن المنشآت من أخطار ادئ .الصواعق د عدم وجود حمای ة المب العاما واألرض تقلیل فرق الجھد .1 :الشبكة األرضیة لتصمیم ذلك بینھ بین األجزاء المعدنیة المكشوفة المتجاورة وك

ون ة أخرى ویك د من ناحی ساوي الجھ الربط مت ك ب ة (Equi Potential Bonding) ذل ین األجزاء المعدنی بذ المتجاورة ة وك ان من ناحی در اإلمك ة ق ة واطئ ة كھربی شبكة أرضیة ذات مقاوم شبكة أرضیة ب ا ب من لك ربطھ

Touch) ناحیة أخرى حیث یؤدي ذلك إلى تقلیل جھد التماس وكذلك جھد الخطوة

) :Isolated system( النظام المعزول : أوًال ة ىوف ف ھذا النظام ال یوجد إتصال بین نقطة التعادل واألرض وتمثل المعاوق ین أى موصل واألرض بمكث ب

وتمثل المكثفات بین الموصالت مجموعة دلتا أما المكثفات بین الموصالت . وبین أى موصلین بمكثف أیضاً ام ال .واألرض تثمل مجموعة نجمة ى الخصائص األرضیة للنظ دلتا عل ات ال وحیث أن تأثیر مجموعة مكثف

.تذكر حیث أنھا متصلة باألرض فیمكن إھمالھا ة ) (Ic (R), Ic (S), Ic (T)بالمنسبة لمجموعة النجمة فان التیارات السعویة تتساوى أما ا زاوی فیكون بینھم

ساوى 120° دھا ی ادل للمحول جھ ون نقطة التع الى تك د األرض وبالت ات ھو جھ ادل للمكثف وحیث أن نقطة التع ) .CR , CS , CT(عة مكثفات جھد األرض وبذلك یمكن إعتبار أن المحول فى ھذه الحالة مؤرض خالل مجمو

ممیزات نظام نقطة التعادل معزولة عن األرض:

تیار القصر یكون صغیر جدًا ویمر خالل مكثفات واألرض. أمبیر /فولت (تكون قیمةKV.A S.C ( وقت القصر صغیر جدًا)Short Circuit Level. (

دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

عیوب ھذا النظام: ین وجھ واألرض یرت د الخطى في حالة حدوث قصر ب ة الجھ ان اآلخران بقیم ى الوجھ د عل ع الجھ ف

.فإذا إستمر ھذا الجھد على العوازل لمدة طویلة تنھار العوازل ) من قیمة الجھد على الوجھ 1.73( قیمة تیار القصر بین الوجھ واألرض صغیر جدًا وال یكفي لتشغیل أجھزة الوقایة. یمكن نشوء جھود عابرة مرتفعة)Transients ( ین تكون لھا آثار تدمیریة فى حالة وجود عطل ب

.أضعاف من جھد الوجھ مع األرض (6 (4وجھ واألرض قد تصل إلى

Isolated system

:)Earthed system( النظام المؤرضً:ثانیا

الممیزات:- قصر أرضى تأریض نقطة التعادل یضمن أكبر تأثیر على أجھزة الوقایة لحظة حدوث . ال یحدث إرتفاع فى الجھد. حیث أن تیار القصر یمر فى دائرة القصر من الخط إلى نقطة التعادل خالل األرض لذلك یمكن التخلص

من القوس األرضى المستمر الذى یحدث عندما تكون الشبكة غیر مؤرضة وتحت جمیع حالة التأریض المباشر فان الجھد بین الخط و الخط ال یزید عنىف

No Floating( الظروف یكون جھد نقطة التعادل صفر فال یكون ھناك جھد عائم غیر محددVoltage ( وھذا یسمح لتقلیل العزل لنقاط التعادل للمحوالت والمكونات األخرى.

نظام تأریض نقطة التعادل أكثر أمانا لألشخاص والمعدات.

phV*3

دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

قطة التعادل یجب فصل أرضى نقطة التعادل عن أرضى جسم المحول عند تأریض ن :ملحوظة .حتى ال یرتفع الجھد على جسم المحول أثناء حدوث قصر بین وجھ واألرض

النظام المؤرض

) ك ف٢٢كف أو ١١(المتوسط لمحوالت القدرة یتم تأریض نقطة التعادل الموجودة على جانب الجھد

تیارات القصر نظرًا الرتفاع قیمة الجھدمن خالل مقاومة للحد من قیمة

مقاومة مائیة ویتم التأریض من خالل

الذى یكون فى االصل مادة( لتر ماء مقطر ثم یضاف الى الماء المقطر٦٠٠برمیل بھ حوالى وھى عبارة عن

: المقطر الى كمین من مادة كربونات الصودیوم او البوتاسیوم لتخفیض قیمة مقاومة الماء) عازلة ك ف١١الجھد الثانوى للمحول اوم اذا كان 12 ك ف٢٢اوم اذا كان الجھد الثانوى للمحول 20

مجدولة او (من النحاس وتوصل مع بعضھا بموصالت) شبكة أرضى(یتم عمل مجموعة من آبار االرضى

اوم٠٫٥ بحیث ال تزید عن) التأریض وھى مقاومة تضاف الى مقاومة(لتقلیل مقاومة االرضى ) مصمتة

آبار االرضى للوصول او استخدام فى حالة ارتفاع قیمة مقاومة االرضى یتم عمل معالجة للتربة وزیادة عدد ) اوم٠٫٥حوالى (مقاومة االرضى القیاسیة الكترودات تاریض معالجة كیمیائیًا للوصول لقیمة

التاریض فال یحدث تأثیر على اومةفى حالة حدوث قصر على مغذیات الخروج فى حالة انقطاع او تلف مق * المحول

تلف مقاومة التاریض فإن ولكن حالة حدوث عطل تسرب أرضى على مغذیات الخروج فى حالة انقطاع او * . ذلك یؤدى الى تحول الشبكة الكھربیة الى شبكة معزولة

دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

على مغذیات الخروج فى الشبكة الكھربیة المعزولة فتكون معاوقة العطل ما حالة حدوث عطل تسرب أرضى * ال نھایة

ال یساوى الصفر بسبب وجود تیارات سعویة غیر (العطل الى الصفر تقریبًا مما یسبب انخفاض قیمة تیار * االرضى مما یسبب عدم عمل اجھزة الوقایة ضد زیادة التیار والتسرب) المغذیات متزنة على

انخفاض جھد الوجھ العاطل الى الصفر تقریبًا وارتفاع الجھد على االوجھ الغیر عاطلة كما یؤدى ذلك الى *

)عدم اتزان الجھد(الى حوالى الضعف

ف ك٢٢ اوم لجھد ٢٠ك ف و ١١ اوم لجھد ١٢تكون (earthing resistor)مقاومة التاریض اوم٠٫٥تعدى یجب اال ت (earth resistance) مقاومة االرضى

تختلف باختالف نوعیة التربة فتكون كما ذكرت منخفضة فى (soil resistivity)للتربة المقاومة النوعیة االرض الطینیة وعالیة فى االرض الرملیة وعالیة جدا فى االرض الصخریة

تؤثر المقاومة النوعیة للتربة على مقاومة االرضى وبالطبع

ل البار االرضى وعمل شبكة االرضى لخفض مقاومة االرضى الى الحدود المسموح بعم لذا یجب معالجة التربة .للتربة وبالتالى یتم استخدام نفس القیم لمقاومة التاریض لالنواع المختلفة بھا

التأریض من خالل ممانعة

اریض خالل ملف التأریض المباشر لنقطة التعادل والت یعد التأریض من خالل ممانعة إحدي حاالت الوسط بین . بتوصیل معاوقة بین نقطة التعادل واألرض التأریض من خالل ممانعة تعرف

صورة محول تأریض والذي یستخدم في حالة المحوالت الموصلة دلتا والمراد تأریضھا وغالبا تكون في . وتوصیلھم زیجزاج١ :١والمحول عبارة عن ملفین بنسبة تحویل

؟ماھي مواصفات محول التأریض : كالتالي مواصفات محول التأریض

- CLASS OA - 3-PHASE - 50 HZ - VOLTAGE RATING 11000 V ZIG ZAG - DESIGNED TO INTRODUCE 22.29 OHM IMPEDANCE BETWEEN EACH LINE TERMINAL AND NEUTRAL . - TO CARRY 850 AMP. THROUGH THE NEUTRAL BUSHING TO GROUND FOR 10 SEC. WITHOUT EXCEEDING A FINAL TEMPERATURE OF 218 C

: ملحوظة

عن معدة تعمل لفترة قصیرة أي یعمل لمدة زمنیة مقیدة وھو زمن العطل فقط ولذلك محول التأریض عبارة . حجمھ وتكالیفھ تنقص كثیرا عن محول لھ نفس القدرة ولكنھ یعمل بشكل مستمر فإن

دكتور مھندس عالء بیومي عبد العظیم زمیل جمعیة المھندسین األمریكیة

تأریض المحوالت الموصلة دلتا

قدرة أحد ملفاتھا موصلة دلتا ففي ھذه الحالة أحیانا یكون من المرغوب تأریض شبكة مغذاة من محوالتاجھزة معدة خصیصا لھذا الغرض وھذه األجھزة عادة تأخذ شكل تكون نقطة التجمیع تتم صناعیا من خالل

دلتا / ستار داخلیة أو محول ستارتركیبھ محول ثالثي األوجھ ذو قلب حدیدي ولكن یشابھ فيفمحول التأریض ذو التوصیلة ستار داخلیة

ینقسم الملف إلي جزئین ومتصل داخلیا ویكون عادة مغمورا یحتوي علي ملف واحد فقط علي كل فرع حیث بینما الجھد بین كل خط واألرض ١ : ١المحول یشابھ محول ذاتي بنسبة تحویل في الزیت وعلي ھذا فإن

. التشغیل العادیةعند حاالت یكون ثابتمقاومة المحول تكون أقل مقاومة یمر خاللھا تیار القصر األرضي كما یحدث في أما في حالة حدوث قصر فإن

. قصر في شبكة تحتوي علي نقطة تجمیع مؤرضة حالة حدوثغنطة الم التشغیل العادیة فإن التیار المار خالل ملفات محول التأریض یكون عبارة عن تیار أما في حالة

. ثانیة 30 وعادة تكون الملفات مصممة بحیث تتحمل مرور أقصي تیار قصر مصممة علیھ ولمدةثالثي األوجھ ذو قلب حدیدي یحتوي علي ملفین ستار ھناك نوع آخر من محوالت التأریض عبارة عن محول

ھ والمحتوي علي موصل ستار ویوصل علي أطراف المحول المراد تأریض ودلتا حیث یكون الملف اإلبتدائي . الثانوي دلتا فإنھ یوصل دلتا مغلقة ملف دلتا أما الملف العادیة یكون التیار المار في الملف اإلبتدائي لمحول التأریض عبارة عن تیار المغنطة ففي حالة التشغیل

علي تیار القصر ولكن في حالة حدوث قصر أرضي فإن الدلتا المغلقة في محول التأریض تعمل علي توزیعلفة في الملفین یكون متزنا وبالتالي ال - الثالثة أوجھ للملف اإلبتدائي لمحول التأریض وعلي ذلك فإن األمبیر

. یحدث أي تأثیر للصدمات العابرة .. القدرة ویمكن تمثیل مقاومة محول التأریض بممانعة كما في محوالت

حدود قیم تیار القصر األرضي للشبكة الكھربائیة لتخفیض إذا كانت قیمة ممانعة محول التأریض غیر مناسبةمناسبة مع محول التأریض لتخفیض حدود قیم تیار القصر األرضي وفي ھذه الحالة فإنھ یمكن إضافة مقاومة

التأریض توضع ھذه المقاومة إما بین نقطة تجمیع محول التأریض واألرض أو بین أطراف محول یمكن أنالتجمیع واألرض فیجب أن تصمم بحیث یمر بھا تیار مقاومة واحدة بین نقطةوإذا ماتم إستخدام . والخط

ناحیة أخري بإعتبار حالة قصرالعزل مساویا لجھد وجھ النظام ومن القصر األرضي بینما یجب أن یكون جھد مساویا إلنخفاض الجھد علي( لملفات محول التأریض سوف ترتفع لجھد أعلي من جھد الرض نقطة التجمیع

. أما عزل ملفات محول التأریض یجب أن یتحمل جھدا مساویا لجھد الوجھ) المقاومة من المستحب تعریض ملفات محول التأریض إلي وعلي أي حال فإنھ في حالة إختبار الحالة األخیرة فإنھ لیس

ء في یتحملھا حیث أن ھذه الملفات المعزولة ھي أضعف جز موجة جھد مفاجئة أعلي من التي یمكن أنالمقاومات المناسبة لتوضع بین أطراف محول التأریض والخطوط بدال من أن المعدة ولذلك فغن إستخدام

.. التجمیع واألرض تماما لخدمة نفس الغرض وذلك لتخفیف حدود قیم تیار القصر توضع بین نقطةالي فإن الملفات ال جھد األرض دائما وبالت ھذا باإلضافة إلي أن جھد نقطة تجمیع محول التأریض یظل

جھد العزل للمقاومات یجب أن یكون الجھد الكامل للخط ولكن ألي جھود عالیة ومن ناحیة أخري فإن تتعرضإذا ما أخذنا في اإلعتبار قیمة تیار القصر واإلنخفاض في الجھد خالل ھذا یعد أسھل نسبیا وأرخص

قیمة محول التأریض والخط تصل إلي ثالث أمثالقیمة المقاومة باألوم المركبة بین أطراف المقاومات فإنالمقنن للمرور في المقاومة في المقاومة باألوم لو كانت مركبة بین نقطة التجمیع واألرض ولكن قیمة التیار

أنھ في حاالت العطل فإن المقاومات الثالثة في األوجھ الحالة األولي ثلث قیمة التیار في الحالة الثانیة حیث . الحمایة المطلوبة التوازي للحصول عليتعمل علي