دليل الامتثال للتأريض والربط لأنظمة كابلات المعادن

في ممارسة الهندسة الكهربائية، يظل تأريض وربط صواني الكابلات المعدنية اعتبارًا هامًا للسلامة. سواء كانت هذه التدابير ضرورية - وكيفية تنفيذها بشكل صحيح - تؤثر بشكل مباشر على السلامة الكهربائية وموثوقية النظام. يدرس هذا التحليل متطلبات التأريض والربط لصواني الكابلات المعدنية عبر تطبيقات مختلفة، مما يوفر إرشادات واضحة للمهندسين والفنيين الكهربائيين لضمان الامتثال للمعايير ذات الصلة.

ضع في اعتبارك هذا السيناريو: يرسل عطل كهربائي غير متوقع تيارًا يتدفق عبر صينية كابلات معدنية. بدون تأريض مناسب، تصبح هذه الصينية خطرًا خفيًا، مما قد يتسبب في صدمة كهربائية. ولكن هل التأريض أو الربط إلزامي دائمًا لصواني الكابلات المعدنية؟ تعتمد الإجابة على عوامل متعددة بما في ذلك الغرض من الصينية، ونوع الكابلات التي تحملها، وبيئة تركيبها.

لتقييم المتطلبات بشكل صحيح، يجب أولاً توضيح هذه المصطلحات الأساسية:

• التأريض (التأريض): توصيل الغلاف المعدني أو الأجزاء الموصلة للمعدات بالأرض، مما يخلق مسارًا منخفض المعاوقة لتدفق تيار الخطأ، مما يتيح لأجهزة الحماية فصل الطاقة ومنع الصدمات الكهربائية.
• الربط: ربط الأجزاء المعدنية التي قد تتطور فيها اختلافات في الجهد أو تقديم جهود خارجية، مما يؤدي إلى معادلة جهودها لتقليل خطر الصدمة.
• الجزء الموصل المكشوف: الأجزاء الموصلة التي يمكن لمسها من المعدات والتي لا يتم تنشيطها عادةً ولكنها قد تصبح حية أثناء الأعطال (مثل الأغلفة المعدنية).
• الجزء الموصل الغريب: العناصر الموصلة التي ليست جزءًا من التركيب الكهربائي ولكنها قادرة على إدخال جهد (مثل الأنابيب المعدنية وهياكل المباني).

وفقًا لمعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، يعتمد ما إذا كانت صواني الكابلات المعدنية بحاجة إلى التأريض على ما إذا كانت تشكل أجزاء موصلة مكشوفة:

إذا تم تصميمها للعمل كموصلات واقية (PE) تحمل تيار الخطأ، فيجب تأريض الصواني بشكل موثوق. يجب أن تفي بمتطلبات PE بما في ذلك المقطع العرضي المناسب لتيار الخطأ المتوقع والاستمرارية الكهربائية المناسبة، كما هو محدد في IEC 60364-5-54.

بالنسبة للصواني التي تدعم الكابلات فقط، تختلف المتطلبات حسب نوع الكابل:

• الكابلات ذات الغلاف المعدني: مع كابلات مثل MICC (معزولة معدنيًا)، يتدفق تيار الخطأ في المقام الأول عبر الغلاف المعدني للكابل. لا تعتبر الصينية عادةً موصلة مكشوفة وعادةً لا تتطلب التأريض - على الرغم من أنه يجب تأريض الغلاف بشكل صحيح.
• الكابلات غير المعدنية: بالنسبة للكابلات المعزولة PVC أو XLPE التي توفر حماية تعادل معدات الفئة الثانية، لن يتدفق تيار الخطأ عبر الصينية حتى أثناء تعطل العزل. وبالتالي، فإن التأريض غير ضروري بشكل عام وفقًا للمعيار IEC 60364-4-41.

يعتمد الربط على ما إذا كانت الصواني قد تقدم جهودًا خارجية:

لا تتطلب معظم الصواني الداخلية للمباني، التي ليس لديها اتصال بالأرض، الربط.

قد تقدم الصواني الممتدة من الخارج أو التي تلامس الأرض (مثل الأقسام المدفونة) جهودًا خارجية. تتطلب هذه الربط بالمحطة الأرضية الرئيسية (MET) لمنع اختلافات الجهد الخطرة.

قد تؤثر العوامل الإضافية على المتطلبات:

• البيئات المسببة للتآكل: تتطلب مواد/طلاءات مقاومة للتآكل والفحص المنتظم لوصلات التأريض.
• متطلبات EMC: قد تحتاج المرافق الحساسة (المستشفيات والمختبرات) إلى تأريض الصواني للحماية الكهرومغناطيسية.
• الحماية من الصواعق: قد تحتاج الصواني إلى التكامل مع أنظمة الحماية من الصواعق وفقًا للمعيار IEC 62305.

يتطلب التنفيذ السليم:

• اختيار موصلات التأريض/الربط ذات الحجم المناسب (عادةً النحاس/الألومنيوم مع الحماية من التآكل)
• ضمان توصيلات منخفضة المقاومة (عبر البراغي واللحام) بأسطح نظيفة ومعجون موصل
• إجراء عمليات تفتيش دورية للتآكل أو الوصلات السائبة أو تغيرات المقاومة

تشمل وثائق المرجع الرئيسية:

• سلسلة IEC 60364 (التركيبات الكهربائية ذات الجهد المنخفض)
• سلسلة IEC 61557 (معدات اختبار التدابير الوقائية)
• سلسلة IEC 62305 (الحماية من الصواعق)
• المعايير الوطنية مثل GB 50054 (رمز تصميم الجهد المنخفض في الصين)

متطلبات التأريض والربط لصواني الكابلات المعدنية ليست عالمية ولكنها تتطلب تقييمًا لكل حالة على حدة مع مراعاة الوظيفة وأنواع الكابلات والبيئة والمعايير المعمول بها. يضمن هذا النهج الدقيق السلامة الكهربائية للأفراد والمعدات.