لماذا لا يوجد مسار عودة في التأريض الكهربائي؟
في الأنظمة الكهربائية، تُستخدم التأريض (الترابي) بشكل أساسي لتوفير مسار آمن للتغلب على التيارات العابرة وإرسالها إلى الأرض، مما يحمي المعدات والموظفين. ومع ذلك، فإن التأريض ليس المسار العائد الطبيعي للتيار لأن هناك اختلافات واضحة في الوظيفة والتصميم بين التأريض والمسار العائد الطبيعي. فيما يلي بعض الأسباب الرئيسية:
1. الغرض الأمني
1.1 تشتت تيار العطل
حماية من العطل: الهدف الأساسي للتأريض هو توفير مسار ذو مقاومة منخفضة لتيارات العطل لتتدفق بسرعة نحو الأرض، مما يثير أجهزة الحماية (مثل قواطع الدائرة أو المصهر) لتقطع الدائرة المعيبة، ومنع تلف المعدات والصدمات الكهربائية.
تأريض الأمان: من خلال تأريض غلاف المعدات وأجزاء المعدن، يتم ضمان أن يكون الغلاف عند الجهد الأرضي حتى إذا حدث عطل داخلي، وبالتالي حماية الموظفين.
2. المسار التشغيلي العادي
2.1 المسار العائد الطبيعي للتيار
الموصل المحايد: في الأنظمة ثلاثية الطور أو أحادية الطور العادية، يكون المسار العائد للتيار عبر الموصل المحايد (المحايد). يتصل الموصل المحايد بنقطة المحايد للمصدر الكهربائي، ليشكل حلقة مغلقة لضمان أن يمكن للتيار أن يتدفق مرة أخرى إلى المصدر.
غرض التصميم: تم تصميم الموصل المحايد لتوفير مسار ذي مقاومة منخفضة لضمان تدفق التيار بسلاسة تحت ظروف التشغيل العادية، وتجنب انخفاضات جهد كبيرة أو خلل في توزيع التيار.
3. تقليل التداخل الكهرومغناطيسي
3.1 تقليل التداخل الكهرومغناطيسي
سلامة الإشارة: في الأجهزة الإلكترونية وأنظمة التحكم، يستخدم التأريض بشكل أساسي لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والتداخل الراديو كهربائي (RFI)، مما يحمي سلامة واستقرار الإشارات.
نقطة المرجع: يقدم التأريض جهد مرجعي مستقر لضمان أن تكون الإشارات غير متأثرة بالتشويش الخارجي أثناء النقل.
4. تجنب خلل توزيع التيار
4.1 توازن التيار
أنظمة ثلاثية الطور: في الأنظمة ثلاثية الطور، يقوم الموصل المحايد بتوازن التيار بين الثلاثة أطوار، مما يضمن توزيع التيار بشكل موحد ويمنع تيار محايد زائد، والذي قد يؤدي إلى انخفاضات في الجهد وتلف المعدات بسبب الحرارة الزائدة.
أنظمة أحادية الطور: في الأنظمة أحادية الطور، يعمل الموصل المحايد أيضًا كمسار عائد، مما يضمن حلقة مغلقة بين الحمل والمصدر الكهربائي.
5. اللوائح والمعايير
5.1 المتطلبات التنظيمية
الكود الكهربائي: تحدد الأكواد والمعايير الكهربائية الوطنية والدولية (مثل NEC، IEC) بشكل واضح استخدام ومتطلبات تصميم الموصلات الأرضية والمحايدة لضمان سلامة وموثوقية الأنظمة الكهربائية.
الالتزام: الالتزام بهذه الأكواد والمعايير يضمن الامتثال والأمان للأنظمة الكهربائية، وتجنب المخاطر والحوادث المحتملة.
ملخص
يُستخدم التأريض في الأنظمة الكهربائية بشكل أساسي للحماية الأمنية وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي، وليس كمسار عائد طبيعي للتيار. يتم توفير المسار العائد الطبيعي للتيار بواسطة الموصل المحايد، والذي تم تصميمه لضمان تدفق التيار بشكل مستقر تحت ظروف التشغيل العادية، وتجنب خلل توزيع التيار وانخفاضات الجهد. للتأريض والموصل المحايد وظائف وأنماط تصميم مختلفة تعمل معًا لضمان التشغيل الآمن والاستقرار للأنظمة الكهربائية.
