يوضح هذا التقرير آثار الصاعقة المباشرة على محطة هوائية مثبتة أعلى مبنى متصل بنظام تأريض مدفون.

تشمل أنظمة التأريض منخفضة الجهد TN-S و TN-C-S و TT و IT و DC. ويشمل تأريض الجهد العالي التأريض الصلب وغير المؤرض والمقاوم والمفاعل والرنيني.

توضح هذه المقالة تأثيرات مقاومة التربة وسُمك الطبقات على مقاومة الشبكة لأنظمة التأريض في التربة متعددة الطبقات. تميل زيادة المقاومة النوعية لطبقات التربة إلى زيادة مقاومة الشبكة، بغض النظر عن طبقة التربة. كما أن زيادة سُمك أي طبقة تربة ذات مقاومة عالية تزيد أيضًا من مقاومة الشبكة، وإذا زاد سُمك طبقة التربة لطبقة ذات مقاومة منخفضة فإن مقاومة الشبكة ستنخفض. يتم إجراء النمذجة البرمجية ومقارنة النتائج وإظهار تطابقها بشكل جيد مع نتائج برنامج CDEGS.

تعمل قضبان التأريض على تحسين أنظمة التأريض عند دفعها في طبقات التربة منخفضة المقاومة. نظرًا لتأثير القرب، فإن القاعدة الأساسية هي أن قضبان التأريض يجب أن يفصل بينها على الأقل طولها المدفوع. يمكن تغليف القضبان بالخرسانة لخفض مقاومتها. يتم توفير معادلات للحسابات اليدوية وقد تم التحقق من صحتها باستخدام برنامج رقمي.

تختلف المقاومة الكهربائية للتربة بناءً على عدة عوامل. استخدم هذه الجداول للتحقق من صحة قياسات التربة أو ابتكار نموذج للتربة دون وجود قياسات لتصميمات التأريض/التأريض الأولية.

توفر هذه المقالة قيمًا نموذجية لمقاومة الطبقة السطحية لاستخدامها في حسابات التأريض والكهرباء الأرضية لجهد اللمس والجهود المتدرجة.

نحن نقارن أفضل وأحدث برامج تصميم أنظمة التأريض والتأريض بما في ذلك SafeGrid وCDEGS وXGSLab وETAP وغيرها استناداً إلى الميزات التقنية ومقارنة الأسعار.

تعتبر مقاومة التربة أحد أهم العوامل التي تؤثر على أداء وسلامة نظام التأريض والتأريض. في المناخات الباردة، قد تتجمد طبقات التربة العلوية خلال فصلي الشتاء أو الربيع، وقد تزيد المقاومة الأرضية إلى ما يصل إلى 10000 Ω.m في طبقات التربة المتجمدة. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى مخاطر جهد التلامس الكبيرة أثناء حدوث صدع أرضي.

كيفية تصميم ونمذجة أنظمة التأريض لمزرعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وفقًا لأحدث الممارسات والمعايير. يتم تغطية مقاومة التربة ومستويات الأعطال والسلامة.

هل يجب ربط السياج المعدني بالشبكة الأرضية للمحطة الفرعية؟ تعمل الأسوار المعدنية حول المحطات الفرعية على إبعاد الناس ولكنها تشكل تحديات تتعلق بالسلامة في التأريض. يجب أن تكون هذه الأسوار المعدنية، التي يسهل على الجمهور والعاملين الوصول إليها، مؤرضة بشكل كافٍ ويجب ألا تتجاوز الفولتية الملامسة لها أثناء حدوث عطل كهربائي الحدود الآمنة.

تكون مقاومة قضبان التأريض المعدنية المغلفة داخل الخرسانة أقل. وتتراوح المقاومة الكهربائية النموذجية للخرسانة بين 30 أوم.م إلى 200 أوم.م.

لقد قمنا بمقارنة نتائج برنامج SafeGrid Earthing Software لشبكة بمساحة 60 × 60 مترًا مع البرنامجين المعروفين XGSLab™ وCDEGS™. أظهرنا أن نتائج مقاومة الشبكة في التربة متعددة الطبقات حتى 5 طبقات متطابقة تقريبًا.

تتسبب الصواعق المباشرة للمحطات الفرعية في حدوث أضرار مادية وتشكل مخاطر على الأشخاص.

يحتوي الملحق H في المواصفة القياسية IEEE 80-2013 على نتائج حالة معيارية لمقارنة وتقييم أدوات البرمجيات والمنهجيات المستخدمة لتحليل تأريض المحطات الفرعية. تقارن النتائج المعادلات البسيطة الواردة في المعيار IEEE Std 80 مع النتائج التي تقدمها بعض البرمجيات المتاحة تجاريًا مثل CDEGS وETAP وSGW وSDWorkstation وWINIGS.

يوفر إجراءات الاختبار استنادًا إلى طريقة سقوط الجهد وقياسات الجهد الفعلي باللمس والخطوة الفعلية بغرض التحقق من صحة تصميم التأريض الآمن. يتضمن إجراءات لكل من أنظمة التأريض الكبيرة أو الصغيرة، ومتطلبات السلامة (لإجراء الاختبارات) ومعدات الاختبار الموصى بها.

مفاهيم تصميم التأريض الرئيسية التي تمت تغطيتها بما في ذلك ارتفاع الجهد المحتمل للشبكة، والتصميم لتقليل جهد التلامس والجهود المتدرجة، وتوزيع تيار العطل، وتأثيرات مقاومة التربة واستخدام القضبان لتحسين السلامة إلى جانب أمثلة حسابية ونمذجة.

يهدف تصميم نظام التأريض الآمن إلى تحقيق هدفين؛ توفير وسيلة لحمل التيار العادي وتيار الأعطال دون تجاوز حدود المعدات أو التأثير سلبًا على استمرارية الخدمة وتقليل خطر تعرض الشخص الموجود بالقرب من منشأة مؤرضة لخطر الصدمة الكهربائية الحرجة.

يتم تركيب مجموعة المفاتيح الكهربائية في المحطات الفرعية فوق ألواح خرسانية تحتوي على كميات كبيرة من حديد التسليح الصلب. وغالباً ما يتم ربط حديد التسليح الفولاذي المدمج بنظام التأريض الرئيسي ويستخدم لتحسين الأداء الكهربائي للتأريض والسلامة الكهربائية بشكل فعال من حيث التكلفة.

والغرض من تأريض خط النقل هو توفير أداء مناسب للصواعق للخط؛ وتبديد تيار العطل بفعالية لتجنب تراكم جهد الخطوة واللمس غير الآمن حول قاعدة البرج.

تم تصميم هذا البرنامج التعليمي لمساعدة مستخدمي برنامج SafeGrid Earthing Software على التعرف على مبادئ التشغيل القوية وممارستها وتطبيقها.