التسرب الارضي وتامين الافراد


(system) #1

نظراً لأهمية الطاقة الكهربائية باعتبارها أحد العناصر الأساسية للتطور الاقتصادي والاجتماعي فقد قدمت الكثير من الدول الدعم لقطاع الكهرباء والمتمثل في إنجاز مشاريع الكهرباء الضخمة المنتجة للطاقة الكهربائية مما نتج عنه التوسع الكبير في استعمال الوسائل العصرية في المعيشة والعمل وما يتطلبه من استخدام أجهزة وآلات تعتمد في تشغيلها على الكهرباء .

وعلى الجانب الآخر فهناك ما قد تسببه الكهرباء من أخطار كالحرائق أو صعق الكهرباء للإنسان ، لذا من المهم الإشارة إلى ضرورة استخدام القواطع ذات الحساسية للحماية من التسرب الأرضي للتيار وهى ما يطلق عليها :
(Earth Leakage Circuit Breakers )
لما في ذلك من أهمية في منع حدوث تسرب التيار الكهربائي .

إن تحقيق أكبر قدر من السلامة أمر يرتبط بالالتزام بتنفيذ كل ما من شأنه حماية التركيبات الكهربائية من تيار التسرب الأرضي والحرص على ذلك سواء من قبل المختصين بالأمانات والبلديات أو أصحاب الشأن من القطاع الخاص .

:::: التأريض GROUNDING ::::

تعريف/ يعرف التأريض بأنه توصيل متعمد لجزء من نظام أو معدة توصيلا مباشرا بالأرضبدون وجود فيوز أو مفتاح أو قاطع في هذا الاتصال الأرضي.[FONT=Akhbar MT]

[/font]

* أهمية التأريض :

يتم تأريض دوائر الأجهزة المختلفة للحد من ارتفاع الجهد الناتج من تأثير الصواعق أو تلامس موصلات الدوائر مع موصلات ذات جهد أعلى . كما يستخدم التأريض في المحافظة على ثبات الجهد أثناء التشغيل العادي وتسهيل عمل قواطع الوقاية من التسرب الأرضي .

* أدوات التأريض :

1- موصل التأريض (GROUNDING CONDUCTOR):

موصل التأريض هو موصل من النحاس أو الألمنيوم معزول باللون الأخضر أو اللون الأخضر/الأصفر ويتم تمديده مع موصلات الدوائر الكهربائية فيما بين لوحة التوزيع الفرعية والمخرج الكهربائي أما موصل تأريض اللوحات الفرعية والعمومية فيتم تمديده عن موصلات النحاس أو الألمنيوم وإما أن يكون عارياً أو معزولاً مصمتاً أو مجدولاً يربط اللوحات الفرعية مع اللوحات العمومية من جهة ويربط اللوحات العمومية مع قطب التأريض من الجهة الأخرى. ويوضح الجدول التالي مقاطع موصلات التأريض بالنسبة لمقطع الموصل الحامل للتيار :

[CENTER]مقطع أكبر موصل نحاس حامل للتيار (مم2)

مقطع موصل الأرضي الرئيسي (مم2)

1

1

1.5

1.5

2.5

2.5

4

4

6

6

10

10

16

16

25

16

35

16

50

25

70

35

95

50

120

70

150

70

185

95

240

120

300

150

400

185

[/center]

* المعدات والأجهزة الواجب تأريضها في المباني :

لعمل شبكة تأريض جيدة للمبنى فإنه من الضروري أن يتم تأريض العناصر التالية :
- كل الأجسام المعدنية رأسياً ويزيد طولها عن 240سم أو الممدة أفقياً ويزيد طولها عن 150سم والمعرضة للملامسة .
- كل الأجهزة الكهربائية .
- جميع مخارج البرايز ووحدات الإناره.

2- قطب التأريض (GROUNDING ELECTRODE) :

يمكن استخدام أحد الوسائل التالية كقطب للتأريض وهى :
1- تمديدات المواسير المعدنية للمياه .
2- أسياخ التسليح للمبنى.
3- موصل معدني يتم تمديده حول المبنى وعلى لا يقل عن 75سم من سطح الأرض.

كما يمكن استخدام أقطاب التأريض الصناعية التالية :
قطب تأريض صناعي (MADE ELECTRODE) :
وهو عبارة عن قضيب أو ماسورة معدنية لا يقل طولها 240سم تدفن رأسياً ملامسة للتربة إلا إذا كانت الأرض صخرية فيمكن وضعها مائلة 45 درجة على المستوى الرأسي أو تدفن في خندق على عمق 75سم من سطح الأرض على الأقل.
لوح التأريض (PLATE ELECTRODE):
وهو عبارة عن لوح معدني قد يكون من النحاس يسمك 1.5 مم أو من الحديد بسمك لا يقل عن 6.35 مم . ويجب ألا تقل المساحة المعرضة للتربة عن 0.186م2.
وعموماً يجب أن يكون قطب التأريض الملامس للتربة خالياً من الشحوم أوالزيوت لأنها تضعف خصائص قابلية التأريض للتوصيل الكهربائي .

* الطرق المختلفة لخفض مقاومة التأريض :

بعد الانتهاء من تأريض المبنى واللوحات العمومية والفرعية يتم قياس مقاومة التأريض بواسطة أجهزة خاصة بذلك فإذا لوحظ أنها تزيد عن الحد المسموح به وهو 25 أوم فإنه يلزم خفض هذه القيمة باستخدام طريقة أو أكثر من الطرق التالية :
* زيادة قطر قضيب التأريض :
زيادة قطر قضيب التأريض لتزيد المساحة المعرضة لملامسة التربة إلا أن زيادة قطر القضيب لا يتبعها خفض ملموس في مقاومة التأريض بالإضافة إلى أنه لا يفضل استخدام أقطار أكبر من 18مم.
* زيادة طول قضيب التأريض :
يمكن أن يتم ربط أكثر من قضيب عن طريق جلبه وصل من نفس المعدن للحصول على الطول المناسب ورغم أن الطول الموصى باستخدامه في (NEC) هو 240سم للتربة العادية إلا أنه يمكن زيادة هذا الطول إلى 15 متر لأنواع التربة الرديئة.
* زيادة عدد قضبان التأريض :
يمكن استخدام أكثر من قضيب مدفون في الأرض على مسافات لا تقل عن 240سم بين القضيب والآخر وذلك للحصول على أفضل قيمة ممكنة لمقاومة التأريض.
* معالجة التربة كيميائياً :
تعالج التربة المحيطة بقضيب التأريض كيميائياً للحصول على مقاومة للتأريض بأحد الطرق التالية:-
أ) تعمل حفره مجاورة لقضيب التأريض وتبعد عنه بمسافة لا تزيد عن 10سم وتملاً بأملاح كبريتات المغنيسيوم أو كبريتات النحاس أو ملح صخري حتى منسوب 30سم من سطح الأرض ويصعب تنفيذ هذه الطريقة في حالة عدم توفر فراغ كافي بجوار قضيب التأريض .
ب) أو يتم عمل خندق دائري حول قضيب التأريض بحيث لا يقل القطر الداخلي للخندق عن 45سم وعمق 30سم . ويملأ هذا الخندق بالمواد الكيميائية السابق ذكرها . ويجب ألا يكون هناك اتصال مباشر بين المواد الكيمائية وقضيب التأريض حتى لا يتسبب في تكوين طبقة من الصدأ على ذلك القضيب . والكمية التي يفضل وضعها تكون في حدود 18 إلى 40 كيلو جرام من مادة كبريتات النحاس لرخص ثمنها وجودة توصيلها الكهربائي ويستمر مفعول هذه الكمية لمدة سنتين ثم يكرر وضعها مرة أخرى .ويتم غمر بئر التأريض في بادئ الأمر بالماء حتى يساعد على تسرب المواد الكيميائية للتربة أما بعد ذلك فإن مياه الأمطار كافية للقيام بهذه العملية.

* المقاومة النوعية للتربة :

تختلف المقاومة النوعية للتربة حسب نوعها ودرجة الرطوبة وفق ما يتضح من الجدول التالي :

[CENTER][CENTER]نوع التربة

المقاومة النوعية

القيمة التقريبيةأوم . متر

القيمة الوسطيةأوم . متر

تربة رطبة

10 – 50

30

تربة طينية زراعة

20 – 200

100

تربة رملية رطبة عمق 2 متر

200 – 600

450

تربة رملية جافة

500-1500

1000

صخر جامد عمق 2 متر

200-2000

1500

تربة حجرية

300 – 800

3000

تربة صخرية

مقاومة عالية جداً[/center]

[/center]

* التيار الكهربائي المسموح بمروره في موصل التأريض :

[CENTER][CENTER]مقطع موصل التأريض (مم2)

التيار المسموح بمروره مدة طويلة بالأمبير

التيار اللحظي المسموح بمروره خلال ثانية واحدة بالأمبير

نحاس

ألمنيوم

نحاس

ألمنيوم

16

150

-

2500

-

25

200

160

4000

2700

35

280

200

5500

3700

50

480

250

8000

5300

70

590

320

11500

7400

95

780

430

11600

10500

185

1380

760

32500

21000[/center]
[/center]

* الحماية من تيار التسرب الأرضي :
1- قواطع الحماية من تيار التسرب الأرضي :
يتم حماية الدوائر الكهربائية الفرعية بقواطع فرعية عادية سعة 15 أمبير أو 20 أمبير إلا أنها قيمة مرتفعة جداً بمقارنتها بما ينتج عنها من أخطار حيث أن مرور تيار كهربائي صغير في حدود 60 مللي أمبير في جسم الإنسان يسبب وفاته.
ولهذا يفضل استخدام قواطع الحماية من تيار التسرب الأرضي ، وهذه القواطع مماثلة للقواطع العادية من حيث الشكل إلا أنها حساسة جداً لمرور التيار الكهربائي (مهما صغرت قيمته) في أي مسار يختلف عن الموصل المحدد لمروره كان يكون هذا المسار من خلال جسم الإنسان مثلاً. وفي هذه الحالة ، عند مرور تيار بسيط قد يصل إلى جزء من المللي أمبير فإن هذا النوع من القواطع يفصل الدائرة .
2- أنواع قواطع الحماية من تيار التسرب الأرضي :
لهذه القواطع نوعان :
النوع الأول : يستطيع فصل الدائرة عندما تكون قيمة التيار المار فيها بحدود 6 مللي أمبير.
النوع الثاني :يصلح لفصل الدوائر التي يزيد تيارها عن 20 مللي أمبير ويوصي (NEC) باستخدام قواطع الحماية من تيار التسرب الأرضي في بعض الدوائر الكهربائية للمباني التجارية والسكنية وخاصة الموجودة في الأماكن المبتلة.
3- العلاقة بين شدة تيار التسرب الأرضي ومدة سريانه في جسم الإنسان .
فيما يلي جدول يوضح تأثير مرور تيار التسرب الأرضي في جسم الإنسان :

[CENTER][CENTER]تيار التسربمللي أمبير

مدة سريان التيار

التأثير البيولوجي على جسم الإنسان

0 – 0.5

مستمر

التيار غير محسوس وليس له تأثير

0.5 – 5

مستمر

يبدأ الجسم بالإحساس بالتيار ويمكن للإنسان التخلص من المصدر إلا أنه يترك آثاراً في مكان التلامس

5 – 30

عدة دقائق

يصعب الانفصال عن مصدر الكهرباء ويسبب ارتفاع ضغط الدم وضيق تنفس

30 – 50

بضع ثواني

عدم انتظام نبض القلب – يرتفع ضغط الدم مع إغماء

50 – عدة مئات

أقل من مدة النبضة

الشعور بصدمة قوية

أطول من مدة النبضة

إغماء مع ظهور آثار عند نقط التلامس

أكثر من عدة مئات

أقل من مدة النبضة

إغماء مع ظهور آثار عند نقط التلامس

أطول من مدة النبضة

إغماء – موت أو حريق[/center]
[/center]

4- أماكن تركيب قواطع الحماية ضد التسرب الأرضي (Elcb) :
أ) يمكن أن يوضع قاطع (Elcb) على الخط الرئيسي للوحة التوزيع وفي هذه الحالة تكون حمايته شاملة لجميع الدوائر .

ومن مساويء هذه الطريقة أنه لو كان هناك أي تسرب للأرض من وحدة إضاءة مثلاً فإن ذلك يتسبب في قطع التيار الكهربائي عن كل اللوحة.

ب) أن يكون هناك لوحتان متجاورتان إحداهما للإضاءة والأخرى للقوى ويوضح قاطع (Elcb) قبل لوحة القوى بحيث يحمي فقط الأجهزة والآلات الكهربائية التي تتصل بدوائر القوى.

ج) يمكن أن يستخدم قاطع (Elcb) لحماية جهاز معين فقط كغسالة مثلاً ويتم ذلك بتوصيلة قبل المآخذ الكهربائية (البريزة) والغسالة أو أي جهاز آخر يراد حمايته بشرط أن يتم توصيل الجهاز بالأرض .

كما يمكن أن يستخدم لحماية جزء من سكن أو مبنى أو فراغات معينة