اختيار موصل التأريض وطريقة الربط بقطب الأرضى
عند اختيار مادة موصل التأريض المدفون فى الأرضى يجب مراعاة المواءمة بين مادة قطب الأرضى والتآكل الذى تسببه الأرض كما يجب مراعاة جميع الاحتياطات التى تتبع عند اختيار مادة قطب الأرضى كما يوصى بعدم استخدام موصلات الألومنيوم أو النحاس المكسو بالألومنيوم فى الوصلات الأرضية أو فى الأماكن الرطبة أو لعمل الوصلات النهائية لقطب الأرضى .
ويجب مراعاة قدرة الموصل على تحمل كل من تيارات الخطأ الأرضى العالية وتيارات التسرب من الناحية الحرارية والميكانيكية عند اختبا مقطع موصل التأريض وعلى أن يتحمل هذه التأثيرات بدون انهيار ميكانيكى أو حرارى. ويوضح جدول رقم (10) أعلى درجة حرارة مسموح بها فى حالة الوصلات المكشوفة للموصل عند وجود تيارات خطأ أرضى عالية طبقا للظروف الجوية وطرق التوصيل أما فى حالة الوصلات المغطاة بغرض منع التآكل أو فى حالة الحماية الميكانيكية أو الموصلات المعزولة فإن درجة الحرارة العظمى تقل طبقا لطبقة الغطاء أو العزل.
كما يوضح جدول (10) كثافة التيار (أمبير / مم2) لمدة زمنية مقدارها ثانية واحدة لكل من موصلات النحاس والألومنيوم والصلب بفرض أن درجة حرارة الموصل الابتدائية 30م .
ويمكن حساب مقطع الموصل من العلاقة التالية :
(………….)S =
حيث :
S : مساحة مقطع الموصل (مم2)
I : متوسط القيمة الفعالة لتيار الخطأ الأرضى (أمبير)
T: فترة مرور تيار الخطأ الأرضى (ثانية)
K : ثابت يعتمد على نوع معدن الموصل المستخدم ودرجة حرارته الابتدائية والنهائية وقيمته معطاة فى جدول رقم (10) بفرض أن درجة حرارة الموصل الابتدائية هى 30م .
ويمكن حساب قيمة هذا الثابت عند قيم درجات حرارة أخرى لمدة 1 ثانية من العلاقة التالية :
K =
حيث تكون :
T1 : درجة الحرارة الابتدائية م .
T2 : درجة الحرارة النهائية م .
ß و K1 : ثابتان معطيان فى جدول رقم (13). ويوضح الجدولان رقم (11) ورقم (12) كيفية اختيار مساحة مقطع شرائح النحاس والالومنيوم لفترات مرور تيار الخطأ الأرضى مقدارها 1 و 3 ثونى على الترتيب
كما يمكن حساب مساحة المقطع المناسب عند فترات أخرى لمرور تيار الخطأ الأرضى غير الواردة بهذين الجدولين من العلاقة :
I = (….)
I = (…….)
حيث :
I : هى القيمة المتوسطة للقيمة الفعالة لتيار الخطأ الأرضى بالأمبير لمدة ثانية واحدة (جدول رقم (11) للشرائح النحاسية وجدول رقم (12) للشرائح من الالومنيوم) .
S : مساحة مقطع الموصل (مم2)
37
(1) تعنى أن الوصلة تستخدم عند درجات حرارة حتى ومتضمنة الدرجة المذكورة
(2) يجب ملاحظة أن المواد الموجودة فى نفس المكان لا تتلف بسبب مخاطر حريق عند درجات الحرارة المختارة .
(3) يجب عند درجات حرارة تزيد عن 200 م أن يكون الموصل ظاهرا بكاملة وأن يحمل على قواعد من السيراميك أو المعدن ولا يوجد بجوار مادة عضوية لخطورتها بسبب الحريق ولا يوصى بدرجات أعلى من 500 م
(4) تقل الشدة الميكانيكية لموصل الألومنيوم عند درجات الحرارة العالية .
(5) فى الحالات العادية وعندما لا يكون مدفونا على طول مسارة .
(6) تسبب بعض المواد الداخلة فى المبانى والمجاورة أو الملاصقة للموصل مخاطر الحريق إذا زادت درجات الحرارة عن 150 م .
جدول رقم (10) كثافة تيار الخطأ الأرضى لمدة 1 ثانية فى مواصلات التأريض عن درجة حرارة ابتدائية 30 م
K : ثابت قيمته معطاة بجدول رقم (10) وحيث إن الثابت K يعتمد على درجة حرارة الموصل الابتدائية والنهائية فإنه يمكن حساب قيمة هذا الثابت لقيم أخرى من درجات الحرارة لمدة ثانية واحدة من العلاقة التالية :
K =
T2 : درجة الحرارة النهائية
T1 : درجة الحرارة الابتدائية
ß – K : ثوابت معطاة بجدول رقم (13)
ويجب التأكد فى حالة استمرار مرور تيار التسرب للأرض من مقدرة الموصل على تحمل هذا التيار وبحيث ألا تزيد درجة حرارته عن درجة الحرارة العظمى المسموح بها سواء للموصل أو للمادة المعزول بها.
تكون قدرة الموصل على تحمل مثل هذا التيار كافية بحيث لا تزيد درجة حرارته عن درجة الحرارة العظمى المسموح بها للعزل أو للمواد المستخدمة عزل للموصلات .
كما يجب ألا تزيد درجة حرارة الموصل فى حالة الموصلات المكشوفة والمعرضة للمس عن 70 م علما بأن تيار التسرب لمدة طويلة قبل مرور تيار الخطأ الأرضى يؤدى إلى رفع درجة حرارة الوصلات الابتدائية التى يجب مراعاتها عند اختبار مساحة المقطع المناسب لموصل التأريض .
أما من ناحية الحماية الميكانيكية فيجب ألا تقل مساحة مقطع الموصل النحاسى عن 5,2 مم2 ومن ناحية الحماية من التآكل فيجب ألا تقل هذه المساحة عن 4 مم2 .
وعند استخدام موصل التأريض مدفونا تحت سطح الأرض فيجب حمايته من التآكل بطلائه ويوصى بألا تقل مساحة مقطع الموصل من النحاس أو الصلب المغطى بالنحاس عن 16 مم2 .
وفى حالة عدم حماية الموصلات من التآكل يجب أن لا تقل مساحة مقطع الموصل عن 25 مم2 للنحاس وعن 50 مم2 للصلب وألا يقل سمك الشرائح عن 3 مم .
وتستخدم مواد مصنعة من سبيكة نحاس لا تتعدى نسبة الزنك بها عن 15% لعمل الوصلات بين موصل التأريض وقطب الأرضى بحيث يكون التآكل الجلفانى أقل ما يمكن وأن تكون الشدة الميكانيكية لهذه الوصلات قوية ومربوطة بشدة ومقاومة للتآكل كما يمكن استخدام وصلات مثبته بالبرشام بحيث لا يقل عزمها الميكانيكى عن 20 نيوتن . متر .
ويجب التأكد فى المنشآت الكبيرة (محطات القوى الكهربائية) من سلامة التوصيل بين أقطاب الأرضى المكونة والموصلات المتصلة بها وكذلك مجموعة أقطاب الأرضى المكونة من عدد من الأقطاب المدفونة رأسيا والمتصلة بشبكة التأريض باستخدام وصلة مثبتة بالأقطاب باستخدام البرشام أو ملحومة بها وتكون مغمورة فى صندوق خرسانى ويمكن استخدام طرق أخرى بسيطة ولكن بشرط ضمان سلامة التوصيل والأداء .
