مقاوم تأريض النقطة المحايدة للمحول هو أحد أنواع الأدوات الحيوية للغاية، وهو منتج مقاومة جديد يُطبق في أنظمة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فهو متصل بين النقطة المحايدة لمحول نظام الطاقة والأرض. في حالة حدوث عطل أرضي في النظام، سيقوم نظام المقاومة بتحديد تيار العزل وإزالة الخط المعطوب أو إصدار إشارة إنذار بالعطل من خلال إشارة التيار المحول. يتم ذلك لأن النظام متصل بالمقاومة؛ مما يمكن من تجنب عزل الخط والمعدات وتقليل الخسائر الاقتصادية.
جوهر تأريض النقطة المحايدة للمحول هو إنشاء نقطة جهد مرجعية لتنظيم جهد النظام وضمان سلامة المعدات. يعتمد مبدأه على طريقة التأريض ومتطلبات الشبكة، ويمكن تصنيف وظائفه الأساسية إلى ثلاثة جوانب رئيسية:
1. استقرار جهد النظام وكبح الجهد الزائد
التأريض المباشر للنقطة المحايدة (نظام التأريض بتيار عالي): في شبكات الجهد العالي 110 كيلو فولت فأعلى، يتم توصيل النقطة المحايدة للمحول مباشرة بالأرض. عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، يتدفق تيار العطل مباشرة إلى الأرض عبر جهاز التأريض، مما يتسبب في انخفاض جهد الطور المعطوب بسرعة إلى ما يقارب الصفر. وفي الوقت نفسه، تبقى جهود الأطوار السليمة عند قيمتها المقننة للطور إلى الأرض (جهد الخط/√3)، وبالتالي منع الارتفاع المفرط في جهد الأطوار السليمة. على سبيل المثال، في نظام 220 كيلو فولت، أثناء عطل أرضي أحادي الطور، لن يتجاوز جهد الطور السليم 250 كيلو فولت، مما يمنع بشكل فعال انهيار العزل بسبب الجهد الزائد.
تأريض النقطة المحايدة للمحول بالمقاومة: هذه الطريقة هي شكل وسيط بين أنظمة التأريض المباشر والأنظمة غير المؤرضة، ويتم تحقيقها عن طريق إدخال مقاوم تأريض. دورها الرئيسي هو تحديد تيار العطل الأرضي أحادي الطور إلى 100–1000 أمبير، وبالتالي تجنب تأثير تيار العطل العالي للتأريض المباشر، وحل مشكلات حساسية الحماية في الأنظمة غير المؤرضة، وتشتيت طاقة العطل لكبح الجهد الزائد. يتم تطبيقها على نطاق واسع في شبكات التوزيع الحضرية (10 كيلو فولت/20 كيلو فولت)، وأنظمة الطاقة المساعدة للمصانع، وكذلك في مرافق التعدين والكيماويات، حيث تساعد في تقليل نطاق الانقطاع وحماية المعدات وتقليل مخاطر السلامة.
تأريض ملف إخماد القوس (نظام التأريض بتيار منخفض): في شبكات الجهد المتوسط مثل 35 كيلو فولت و10 كيلو فولت، يتم تأريض النقطة المحايدة للمحول عبر ملف إخماد القوس. عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، يولد الملف تيارًا تعويضيًا في الاتجاه المعاكس لتيار العطل، معادلًا تيار السعة الأرضي. هذا يخمد قوس العطل بسرعة (متجنبًا جهود الإعادة الزائدة المتكررة) ويحدد تيار العطل الأرضي إلى أقل من 5 أمبير. يمكن للنظام الاستمرار في العمل مع العطل لمدة 1–2 ساعة، مما يتيح وقتًا للصيانة.
2. تسهيل كشف الأعطال وتشغيل الحماية
مع تأريض النقطة المحايدة، يمكن للنظام استخدام حماية تيار التسلسل الصفري وحماية جهد التسلسل الصفري لتحديد الأعطال الأرضية بسرعة. على سبيل المثال، في نظام التأريض الصلب، يولد العطل الأرضي أحادي الطور تيارًا كبيرًا (يصل إلى عدة كيلو أمبير)، والذي يمكن كشفه فورًا بواسطة مرحلات تيار التسلسل الصفري، مما يؤدي إلى فصل قواطع الدائرة لعزل الخط المعطوب. في المقابل، في النظام غير المؤرض، يكون تيار العطل صغيرًا جدًا (فقط تيار السعة، عادةً عدة عشرات من الأمبيرات)، مما يصعب على أجهزة الحماية اكتشافه، وقد يؤدي إلى تصعيد العطل.
3. تقليل مخاطر جهد الخطوة وجهد اللمس
عندما يتعرض محول أو خط نقل لعطل أرضي، ينتج تيار الأرض تدرجًا في الجهد على سطح الأرض. يؤدي تأريض النقطة المحايدة، جنبًا إلى جنب مع شبكة التأريض، إلى تشتيت تيار العطل في الأرض، مما يقلل من فروق الجهد الأرضي:
جهد الخطوة: فرق الجهد بين قدمي الشخص أثناء المشي بالقرب من نقطة عطل أرضي. مع التأريض الفعال، يمكن التحكم في جهد الخطوة تحت 50 فولت (الحد الآمن)، مما يمنع الصعق الكهربائي.
جهد اللمس: فرق الجهد بين غطاء المعدة والأرض عندما يلمس الشخص المعدة أثناء حدوث عطل. يضمن التأريض المحايد مع تأريض المعدات (مثل تأريض الغطاء) بقاء جهد اللمس ضمن النطاق الآمن، حمايةً للأفراد من الصعق الكهربائي.
لماذا تحتاج النقاط المحايدة للمحولات إلى تأريض موثوق؟
أفضل 8 مصنّعين عالميين لمقاومات التأريض المحايدة (NGR)
التأريض الصلب مقابل التأريض المقاوم مقابل النقطة غير المؤرضة — أيهما أكثر أمانًا لشبكتك
ما هي التغيرات في الجهد والتيار والطور عند حدوث عطل أرضي في نظام غير مؤرض؟
