🔹 لماذا نؤرض النيوترال؟
تأريض النيوترال (Neutral Grounding) هو ربط النقطة المحايدة (Neutral) للمحول بالأرض لعدة أسباب رئيسية:
- حماية الأشخاص والمعدات 🛡️
- يوفر مسارًا آمنًا لتيار العطل الأرضي (Fault Current) بدلًا من المرور عبر الأجسام المعدنية، مما يقلل خطر الصعق الكهربائي.
- يمنع ارتفاع الجهد غير المتوقع على الأجهزة.
- سرعة تفعيل أجهزة الحماية ⚡
- عند حدوث عطل أرضي، يساعد التأريض على كشف التيار بسهولة، مما يجعل القواطع (Circuit Breakers) وأجهزة الحماية (Relays) تعمل بسرعة لفصل الدائرة.
- الحماية من الصواعق والتفريغ الاستاتيكي 🌩️
- يوفر مسارًا لتفريغ الشحنات العالية الناتجة عن الصواعق أو الشحنات الساكنة، مما يحمي المحولات والمعدات.
- استقرار جهد الشبكة ⚖️
- يثبت جهد النيوترعند الصفر (جهد الأرض)، مما يحافظ على توازن الجهود بين الأطوار (Phases) ويقلل التذبذب.
🔹 ما هو النيوترال العائم (Floating Neutral) أو المعزول (Isolated Neutral)؟
في بعض الأنظمة، لا يتم تأريض النيوترال، ويُترك “عائمًا” أو معزولًا عن الأرض.
✅ مميزات النظام المعزول:
- تيار العطل الأرضي صغير جدًا أو معدوم → تقليل تلف المعدات.
- عدم فصل الدائرة عند حدوث عطل أرضي واحد → يستخدم في المستشفيات والصناعات الحساسة (مثل أشباه الموصلات).
- تقليل ارتفاع الجهد المفاجئ على الأطوار السليمة.
❌ عيوب النظام المعزول:
- صعوبة اكتشاف الأعطال الأرضية (لأن التيار ضعيف جدًا).
- عدم استقرار الجهد (قد يحدث اختلال في توازن الجهود بين الأطوار).
- خطر حدوث عطل مزدوج (Double Ground Fault) → يؤدي إلى تيار قوي جدًا قد يتلف الشبكة.
🔹 أنواع تأريض النيوترال
1️⃣ التأريض الصلب (Solid Grounding)
- الوصف: توصيل النيوترال مباشرة بالأرض بدون مقاومة أو ملف حثي.
- المميزات:
- سهل التصميم.
- يستجيب بسرعة لأعطال الأرض.
- العيوب:
- تيار العطل قد يكون عاليًا جدًا → خطر على المعدات.
- يُستخدم في: شبكات الجهد المنخفض والمتوسط (مثل محطات التوزيع).
2️⃣ التأريض بالمقاومة (Resistance Grounding – NGR)
- الوصف: توصيل النيوترال عبر مقاومة (NGR) للحد من تيار العطل.
- LRG (Low Resistance): للتحكم في تيار العطل مع السماح للوقاية بالعمل.
- HRG (High Resistance): يحد من تيار العطل لدرجة لا تسمح للقواطع بالعمل (يُكتفى بإنذار).
- المميزات:
- يقلل خطر تلف المعدات.
- يحد من ارتفاع الجهد أثناء العطل.
- العيوب:
- فقد طاقة على المقاومة.
- قد يتأخر عمل أنظمة الحماية.
- يُستخدم في: الأنظمة الصناعية والمستشفيات.
3️⃣ التأريض بالملف الحثي (Reactance Grounding)
- الوصف: توصيل النيوترال عبر ملف حثي (Inductor) بدلًا من المقاومة.
- المميزات:
- أكثر كفاءة من المقاومة (يقلل الفقد الحراري).
- يوفر تحكمًا دقيقًا في تيار العطل.
- العيوب:
- أكثر تعقيدًا في التصميم.
- يُستخدم في: محطات التوليد الكبيرة.
4️⃣ النظام المعزول (Ungrounded / Isolated System)
- الوصف: عدم توصيل النيوترال بالأرض مطلقًا.
- المميزات:
- يستمر التشغيل حتى مع وجود عطل أرضي.
- العيوب:
- خطر العطل المزدوج (Double Fault) → تيار قوي جدًا قد يدمر الشبكة.
- يُستخدم في: التطبيقات الحرجة التي تحتاج استمرارية التشغيل (مثل المنشآت الطبية).
🎯 الخلاصة:
- التأريض الصلب: الأكثر شيوعًا في التوزيع العادي.
- التأريض بالمقاومة/الحث: للأماكن التي تحتاج تحكمًا في تيار العطل.
- النظام المعزول: للتطبيقات الخاصة التي لا تتحمل انقطاع التيار.
💡 الاختيار يعتمد على:
✔️ مستوى الجهد.
✔️ طبيعة الحمل (صناعي، طبي، منزلي).
✔️ متطلبات السلامة والكفاءة.
