التأريض
تعريف التأريض الوقائى هو ايجاد اتصال بلأرض مع الاجزاء المعدنية الغير حاملة للتيار عادة ويطلق على هذا
النوع تأريض الاجهزة .
أبتداء يمكن اعتبار الكرة الأرضية بأنها آتلة هائلة جدا لاتحمل جهدا آهربائيا اي ان جهدها هو صفر. أما أجزاء
Live ) المنظومة الكهربائية فيمكن ان تكون ذات جهد معين مقارنة بجهد الارض ،إن الموصلات الحية
للأجزاء المنظومة الكهربائية تحمل عادة جهدا آهربائيا خلال أشتغالها الأعتيادي، أما الأجزاء (Conductors
المعدنية الاخرى آهياآل وحاويات للأجهزة الكهربائيةفهي لا تحمل جهدا خلال أشتغالها الأعتيادي لكنها يمكن ان
تكون ذات جهد عند حدوث عطب آهربائي مما يعرض المنشآت والعاملين الى الخطر إن لم يتم أتخاذ إجراءات
وقائية من بينها إيصال تلك الأجزاء إلى الشبكة الأرضية.
لكى نفهم فكرة التأريض فالنأخذ جهاز منزلى بسيط مثل السخان الكهربى يتكون من سلك حرارى معزول عن جسم
السخان المعدنى الخارجى ، نقترض الان حدوث انهيار او تلف فى عزل السلك الكهربى ينتج عن هذا ارتفاع جهد
الجسم المعدنى الى جهد الخط فاذا لمس اى شخص الجسم المعدنى فأنه يأخذ صدمة آهربية لهذا الشخص.
ولكن عند توصيل جسم السخان الى الارض فان التيار سيسرى من السخان الى باطن الارض وفى الحالة المثالية
عندما تكون المقاومة مساوية للصفر فان الشخص الملامس للسخان لان يتعرض لاذى
الاهداف الرئيسية من عملية التأريض :
1. حماية الاشخاص المجاورة والنتعاملة مع الاجهزة الكهربية.
2. ايجاد وسيلة لحمل تيار الخطأ دون وقوع حرائق او انفجرات .
3. تحسين اداء المنظومة الكهربية.
تتكوم منظومة التأريض بشكل عام من :
1. الارض التربة التى يوضع فيها الالكترود.
2. الكترودات التأريض.
3. آابلات التأريض .
4. تجهيزات الربط والوصل.
ان المقاومة التى تظهر بعد عملية وضع الالكترود فى الارض
تتألف من ثلاث عوامل رئيسية :
1. مقاومة الالكترود المعدنى.
2. مقاومة التلامس بين الالكترود والارض.
3. مقاومة التربة.
يمثل العامل الاول والثانى جزء بسيط من المقاومة الكلية للتأريض ، ولكى نفهم طبيعة مقاومة الارض فمن المفيد
معرفة ان المنطقة المدفون بها الالكترود تعرفة بأسم منطقة المقاومة او منطقة انحدار الجهد وذلك لأن التيار المار
فى التأريض يحاول الخروج من الالكترود فى جميع الاتجاهات من منطقة ذات جهد عالى الى منطقة ذات جهد
منخفض ، وتجدر الاشارة الى حقيقة علمية وهى ان المنطقة المؤثرة على مقاومة التربة لا تتجاوز الثمانية امتار
والسبب فى هذا هو ظهور مقاومة التربة على هيئة مقاومات متتالية فى الارض .
من الامور التى يجب اتباعها الاهتمام بدراسة مقاومة التربة ويجب ملاحظة ان مقاومة التربة تتغير بتغير العمق آما
انها تعتمد على آمية الاملاح ودرجة ترآيزها وبالاضافة الى آمية الرطوبة ودرجة الحرارة ومن المفيد ان نذآر ان
وجود مياه سطحية او التربة مبللة ليس شرطاً بأن المقاومة منخفضة اذ ان الماء بطبيعته غير مو صل للتيار
الكهربى مجمل القول ان مقاومة التربة تعتمد على مقاومة المحلول الالكتروليتى الموجود فى التربة.
قياس مقاومة التربة :
يجب ان تتم قياس مقاومة التربة على اعماق مختلفة نظرا لأختلاف المقاومة بأختلاف العمق ولأنه من غير المنطقى
ادخال الكترود على اعماق آبيرة لقياس المقاومة فنستخدم طريقة (فنير) والتى تحتاج الى :
.(null balance meter) 1. مقياس اتزان صفرى
2. اربعة قضبان صلب 600 مم وقطر 13 مم.
3. اربعة آابلات معزولة.
ليس من وجهة النظر الاقتصادية دفع الالكترود للاعماق آبيرة فى الارض لقياس مقاومة التربة ولكن يمكن
الاستغناء عن ذلك بدفع 4 الكترودات على عمق 30 سم على خط مستقيم وتؤخذ المسافات بينهم متساوية ويكون
هما طرفى التيار والالكترودان المتوسطان هما طرفى الجهد (C1 ,C الالكترودان الموجودان على الاطراف ( 2
يمر التيار خلال طرفى التيار ويقياس الجهاز فرق الجهد بين طرفى الجهد ويعط المقاومة من العلاقة ، (P1 , P2)
التيار) . ÷ (الجهد
(D) ان المقاومة التى قراءها الجهاز هى المقاومة المتوسطة لطبقات التربة من سطح الارض وحتى عمق يساوى
هى المسافة بين الالكترودات. (A) حيث ان (D=3/4 A) حيث ان
يمكن بعد ذلك تحويل قراءة الجهاز الى مقاومية التربة (اوم.متر) بأستخدام العلاقة :
يمكن استخدام الدراسة السابقة فى تحديد قيمة العمق المطلوب لدفن الالكترود بأستخدام العلاقة :
الكترودات التأريض :
يمكن تقسيم الالكترودات الى :
1. الكترودات موجودة فى المبنى وهى آمثل :
• انابيب المياه والغاز المعدنية.
• الهيكل المعدنى للمبنى.
• الاعمدة الحديدية.
• الاعمدة الخراسنية التى تحتوى على حديد تسليح .
• جميع المنشأت المعدنية الموجودة تحت الارض .
2. الالكترودات التى تصنع وترآب لغرض التأريض وهى آمثل :
• القضبان المدفونة فى باطن الارض .
• شبكات التأريض.
• قطع الكبلات المدفونة فى التربة .
• الصفائح المدفونة فى الارض.
تعتبر القضبان المدفونة أنسب وارخص انواع الالكترودات،وذلك ان امكن دفنها الى اآثر من 3 امتار وتكون عادة
من الصلب او الحديد او الحديد الملبس بالنحاس ويدفع رأسا بواسطة الدق ، يمكن دفن الالكترود آاملا او ترك جزء
على سطح الارض ويكون محميا بصندوق لكى لا يتعرض للتلف
تعتبر القضبان المدفونة أنسب وارخص انواع الالكترودات،وذلك ان امكن دفنها الى اآثر من 3 امتار وتكون عادة
من الصلب او الحديد او الحديد الملبس بالنحاس ويدفع رأسا بواسطة الدق ، يمكن دفن الالكترود آاملا او ترك جزء
على سطح الارض ويكون محميا بصندوق لكى لا يتعرض للتلف.
فى بعض الاحيان تكون الارض صخرية ولا يمكن دفع الالكترود رأسيا فيمكن دفع الالكترود بزاوية لاتقل عن 45
درجة وان يدفن آله فى الارض ، اما فى حالة وجود الصخر بالقرب من سطح الارض فيمكن دفن الالكترود افقيا
على عمق حوالى مت من سطح الارض .
يجدر الاشارة الى انه توجد بعض انواع التربة التى تسبب تآآل سريع للالكترود لذلك يجب الكشف الدورى على
الالكترود وقياس مقاومته آل فترة.
ان الاحجام القياسية للالكترود تتراوح من متر الى 3 امتار بقطر 16 مم ويكون على شكل قضبان من الصلب ، فى
حالة دفع الالكترود مسافات عميقة يفضل ان يكون الالكترود مفكك وآلما دفع جزء يضاف الاخر بواسطة وصلة
ميكانيكية لضمان استمرارية التوصيل
اذا لم تتحقق قيمة مقاومة الارضى المطلوبة فيمكن :
1. زيادة طول الالكترود.
2. زيادة قطر الالكترود(ويكون تأثيرها ضعيف).
3. زيادة عدد الالكترودات على ان لاتقل المسافة بين اى الكترودان عن 2 متر.
4. المعالجة الكيميائية للتربة
يمكن زيادة عدد الالكترودات لتخفيض المقاومة على ان لاتقل المسافة بين اى الكترودان عن 2 متر ويمكن زيادة
الالكترودات الى ثلاثة او اربعة.
يمكن استخدام العلاقات التالية لمعرفة النسبة بين مقاومة مجموعة الكترودات على التوازى ومقاومة الكترود واحد :
هى النسبة بين مقاومة المجموعة الى مقاومة الكترود واحد. (P) حيث النسبة بين مقاومة المجموعة الى مقاومة الكترود واحد.
تستخدم المعالجة الكيميائية اذا لم نتمكن من خفض المقاومة بالطرق السابقة ويمكن عمل تلك الطريقة عن طريق
عمل حفر على بعد 10 سم من الالكترود وبعمق 30 سم تملئ بمادة معالجة التربة (آبريتات المغنسيوم،آبريتات
النحاس ، آلوريد الصوديوم(ملح الطعام)) عند وضع الملح لأول مرة يجب غمره بالماء لينتشر خلال التربة ويمر
عليه آل سنتين او ثلاثة لزيادة الملح اذا تطلب الامر .
