ما هي الوظيفة الرئيسية لقضيب التأريض وكيفية تحقيق المعادلة المحتملة؟

الدور الأساسي لقضبان الأرض في النظم الكهربائية
ال قضيب الأرض هو جزء لا غنى عنه ومهم من نظام التأريض الكهربائي. يستخدم بشكل أساسي لتوجيه تيار المعدات الكهربائية أو أنظمة الطاقة بأمان إلى الأرض. تتمثل وظيفتها الأساسية في توفير مسار منخفض المقاومة بحيث يمكن تفريغ التيار بسرعة على الأرض في حالة حدوث دائرة قصيرة أو ضربة صاعقة أو طفرة الجهد أو فشل النظام ، وبالتالي تجنب الأذى للموظفين أو المعدات أو المباني.
يتم دفن قضيب الأرض بعمق تحت الأرض ويشكل اتصالًا جيدًا بالتربة ، وبالتالي إنشاء نقطة مرجعية قريبة من إمكانات الأرض. سواء تم استخدامه للتأريض العاملة ، أو التأريض الوقائي لنظام الطاقة ، أو أساس حماية البرق لحماية البرق ، يمكن للقضيب الأرضي أن يلعب دورًا أساسيًا في النظام بأكمله. إنه يشكل مسارًا موصلًا مستمرًا مع التربة من خلال مواد معدنية لتحقيق الإخلاء والتوازن بين الطاقة الكهربائية غير الطبيعية.

مفهوم وأهمية معادلة الأرض المحتملة
يشير معادلة الأرض المحتملة إلى استخدام اتصالات التأريض المعقولة في النظام الكهربائي لجعل جميع الأغلفة والهياكل والموصلات والموصلات والمعدات الكهربائية ذات الصلة لها نفس الإمكانية تقريبًا لتجنب الانحناء أو الصدمة الكهربائية الناجمة عن اختلافات الجهد. هذا له أهمية كبيرة لضمان السلامة الشخصية ، ومنع تلف المعدات وتداخل الإشارة.
في أنظمة الطاقة أو الاتصالات أو الأتمتة الصناعية على نطاق واسع ، غالبًا ما توجد هياكل تأريض متعددة النقاط أو تأريض موزعة بين الأجهزة. إذا لم يكن هناك توازن محتمل في الأرض جيدًا ، عندما تتداخل التغييرات الحالية أو ضربات البرق ، فقد يكون هناك اختلاف محتمل لعشرات فولت أو حتى أعلى بين الأجهزة ، مما سيؤثر بشكل مباشر على انتقال الإشارة أو استقرار المكونات الإلكترونية ، وفي الحالات الشديدة قد تسبب حوادث النظام أو الحرائق.

دور قضبان الأرض في تحقيق التوازن المحتمل
يتمثل الدور الأساسي لقضبان الأرض في التوازن المحتمل في الأرض في بناء مسار تأريض منخفض الموثوق به ، وبالتالي يساعد على الحفاظ على قيم محتملة متسقة أو متسقة تقريبًا بين كل جهاز وموصل التأريض. من خلال توحيد ترتيب وتوصيل قضبان الأرض ، يمكن توصيل عقد متعددة في النظام بشكل فعال لتشكيل شبكة أرضية ذات إمكانات موحدة.
عادةً ما تكون قضبان أرضية متعددة مترابطة من خلال شرائط النحاس أو مكاوي المسطحة أو أسلاك التأريض ، وتتصل بأجزاء كهربائية مثل الغلاف المعدني للمعدات وطبقة التدريع الكابل لتشكيل نظام تأريض كامل. كلما انخفضت مقاومة التلامس بين قضيب الأرض والتربة ، زادت قدرة التوازن المحتملة للنظام بأكمله. في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي تخطيط الأساس المعقول أيضًا إلى قمع انتشار التيارات الضالة عالية التردد أو موجات التداخل وتحسين استقرار النظام.

تأثير مادة قضيب الأرض والأداء على معادلة إمكانية الأرض
قضبان أرضية من المواد المختلفة لها موصلية مختلفة ومقاومة للتآكل وكفاءة التأريض ، والتي سيكون لها أيضًا تأثير معين على تأثير معادلة الأرض المحتملة. تشمل مواد قضيب الأرض الشائعة النحاس النقي ، والفولاذ المغطى بالنحاس ، والفولاذ المجلفن الساخن ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، وما إلى ذلك ، من بينها ، تستخدم قضبان الأرض الصلب النحاسية على نطاق واسع بسبب حسن الموصلية ومقاومة التآكل.
يحدد استقرار المادة ما إذا كان قضيب الأرض يمكنه الحفاظ على حالة مقاومة منخفضة لفترة طويلة. بمجرد أن يتآكل قضيب الأرض أو زيادة المقاومة ، ستنخفض قدرة معادلة الأرض المحتملة ، وسوف تحدث اختلافات محتملة محتملة ومخاطر التداخل. لذلك ، عند الاختيار ، لا ينبغي النظر في الموصلية فحسب ، بل يجب أيضًا تقييم العوامل مثل الرقم الهيدروجيني والرطوبة ومقاومة التربة في الموقع لتحديد مجموعة المواد المناسبة وطريقة معالجة الطلاء.

تأثير تركيب قضيب الأرض والتخطيط على تأثير المعادلة
طريقة التثبيت وهيكل التصميم هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير معادلة قضيب الأرض. تتطلب الممارسة المعيارية عادةً قيادة قضيب الأرض رأسياً إلى الأرض بطول لا يقل عن 1.5 متر ، وما إذا كان يجب زيادة العدد أو استخدام المواد الموصلة الإضافية (مثل معززات التأريض) يجب تحديدها وفقًا لظروف التربة.
في النظام الكهربائي ، يجب وضع قضبان التأريض المتعددة على فترات متساوية وترابط في حلقة من خلال الموصلات ذات المقاومة المنخفضة لتشكيل شبكة أرضية مغلقة. لا سيما في معدات الاتصالات ، وغرف الكمبيوتر ، والمحطات الفرعية والمناسبات الأخرى ، يجب إنشاء نقاط التأريض المتعددة ويجب أن تتشكل حلقة تتكافئة الجهد من خلال بوسار التأريض لمنع تركيز الفرق الجهد في عقدة معينة. بالإضافة إلى ذلك ، ينبغي تجنب خلط قضبان التأريض وتأريض خط الجهد العالي لتقليل اقتران التداخل.

جدول التكوين الشائع في التطبيق العملي للتعادل المحتمل في الأرض
يلخص الجدول التالي طرق تكوين قضيب التأريض الشائعة وخصائص معادلة الأرض المحتملة في سيناريوهات مختلفة:

تكوينات قضبان الأرض المشتركة وتأثيرات المعادلة المحتملة

القيمة الشاملة لقضبان التأريض في سلامة النظام
بالإضافة إلى تحقيق معادلة إمكانية الأرض ، تلعب قضبان التأريض أيضًا أدوارًا وقائية متعددة في النظام الكهربائي بأكمله. الأول هو تقليل جهد غلاف المعدات لمنع التسرب والإصابة ؛ والثاني هو توفير قناة تصريف في حالة الإضرابات البرق أو الجهد الزائد المستحث لتجنب تراكم الطاقة الكهربائية ؛ والثالث هو توفير النقطة المرجعية للضوضاء منخفضة ومستقرة لمختلف المعدات الإلكترونية الحساسة لتحسين استقرار الإشارة.
يعد التنسيق المعقول لقضبان التأريض وأنظمة التأريض أساسًا للتشغيل الآمن على المدى الطويل للنظام. إن تجاهل المعادلة المحتملة الأرضية لن يؤثر فقط على أداء المعدات ، ولكن قد يتسبب أيضًا في الحوادث الكهربائية. لذلك ، يجب أن تكون جودة التثبيت واختيار المواد وترتيب اتصال قضبان الأرض اعتبارات مهمة عند تصميم أو الحفاظ على نظام كهربائي.