لماذا يتم تأريض كابلات الجهد العالي دائمًا؟

تشبيه الكابل بالمحول الكهربائي:

• يمكن تشبيه كابل الجهد العالي بالمحول الكهربائي:
  • الموصل النحاسي الأساسي (Core Conductor): يمثل الملف الابتدائي.
  • الغلاف المعدني (Metallic Sheath): يمثل الملف الثانوي.
• عند مرور تيار الحمل في الموصل الأساسي، يتولد فيض مغناطيسي يقطع الغلاف المعدني للكابل، مما يسبب توليد جهد بالحث المغناطيسي (Induced Voltage) على الغلاف.
• هذا الجهد الناتج يزداد مع طول الكابل، تمامًا كما يزداد جهد الملف الثانوي للمحول مع زيادة عدد لفاته.

---

سبب المشكلة مع الكابلات أحادية القلب (Single Core):

• كابلات الجهد العالي غالبًا تكون من نوع Single Core.
• في هذا النوع:
  • لا يحدث إلغاء للفيض المغناطيسي بين الفازات الثلاث (كما يحدث في الكابلات متعددة القلوب Multi Core).
  • الفيض المغناطيسي الناتج عن التيار في كل فازة يقطع الغلاف المعدني الخاص بها على حدة، مما يؤدي إلى تراكم الجهد على الغلاف.

---

المخاطر الناتجة عن الجهد المستحث (Induced Voltage):

1. جهد خطير على الغلاف المعدني:
   • يمكن أن يصل الجهد إلى قيم خطيرة حتى في الظروف الطبيعية.
   • قد يسبب صعقة كهربائية لأي شخص يلمس الكابل.
   • قد يؤدي إلى انهيار العزل واندلاع الحرائق في الكابل.
2. مشكلات العزل وسلامة الكابل:
   • الجهد المتراكم قد يتجاوز الحدود المسموح بها، مما يعرض العزل للتلف ويزيد من احتمالية الأعطال.

---

أهمية تأريض الغلاف المعدني:

1. ضبط الجهد المستحث (Sheath Touch Voltage):
   • الهدف الرئيسي هو التحكم في الجهد الناتج على الغلاف المعدني.
   • يجب أن يبقى هذا الجهد ضمن الحدود الآمنة (50 فولت كحد أقصى)، لضمان سلامة الأشخاص والكابل.
2. منع الأعطال والحرائق:
   • يقلل التأريض من مخاطر تراكم الجهد الذي قد يؤدي إلى انهيار العزل أو حرائق.

---

طرق تأريض كابلات الجهد العالي:

1. التأريض من جهة واحدة:
   • يُستخدم مع الكابلات القصيرة.
   • يُلاحظ أن الجهد المتراكم يكون في أعلى قيمة عند الطرف الآخر غير المؤرض.
   • لضمان عدم تجاوز الجهد الحدود المسموح بها، يتم تركيب جهاز يسمى Sheath Voltage Limiter (SVL) عند الطرف الآخر.
2. التأريض من الجهتين:
   • يُستخدم مع الكابلات الأطول، لكن يحتاج لمراجعة دقيقة لتجنب الأخطاء.
   • إذا لم يُنفذ بشكل صحيح، قد يؤدي إلى تيارات دائرية غير مرغوبة على الغلاف المعدني.

---

استخدام تيار الغلاف (Sheath Current):

• يمكن تحليل تيار الغلاف المعدني (Sheath Current) لمراقبة وتشخيص الأعطال في مراحلها المبكرة.
• يُعد التيار المار بالغلاف انعكاسًا للتيار المار بالموصل الأساسي (تشابه مع فكرة CT).
• ولكن، هذه الميزة تضيع إذا تم تأريض الكابل بشكل خاطئ، مما يؤدي إلى صعوبة اكتشاف الأعطال وتحليلها.

---

الخلاصة:

• تأريض كابلات الجهد العالي ضروري لضمان سلامة الأشخاص والمعدات.
• يعمل التأريض على ضبط الجهد المستحث الناتج عن الفيض المغناطيسي، مما يمنع حدوث صدمات كهربائية أو أعطال خطيرة.
• الطريقة الصحيحة للتأريض (من جهة أو من الجهتين) تعتمد على طول الكابل وظروف تشغيله، مع ضرورة تركيب أجهزة مثل SVL عند الحاجة.
• يساهم تيار الغلاف المعدني في تشخيص الأعطال، لكن ذلك يتطلب تصميم نظام تأريض دقيق لتجنب التيارات غير المرغوبة.