شرح التأريض ونظام الأرضى وأنواعه ومكوناته وطرق قياس مقاومة الأرضي وتقليل قيمتها

                 شرح لوحات التوزيع الرئيسية للجهد المنخفض والبيلرات ومواصفاتها وأنواعها وتصميمها

لوحات التوزيع الرئيسية للجهد المنخفض

لوحه التوزيع هي عبارة عن صندوق معدني  يحتوي بداخلة علي بارات نحاسية طويلة يطلق عليها قضبان التوزيع  وهذه القضبان تعتبر  من أهم المكونات الأساسية بداخل اللوحة  لما لها من أهمية كبيرة لضمان استمرارية عمل اللوحة حيث تعتبر لوحة التوزيع هي الرابط بين المحول والمستهلك فلابد إن تكون ذات جودة عالية تحقق متطلبات الارتفاع الحراري لقضبان التوزيع وشدة تيار القصر لذلك تكون جميع قضبان التوزيع داخل اللوحة مصنوعة من النحاس وتصميم  اغلب قضبان التوزيع  على الوضع الأفقي وأحيانا الوضع الراسي وتوجد بعض القواعد الهامة في تصميم لوحات التوزيع  منها  .

• عند مرور تيار في موصلين متوازيين في اتجاهين مختلفين ينتج عنهما قوة تجاذب
• عند مرور تيار في موصلين متوازيين في نفس الاتجاه ينتج عنهما قوة تنافر
• هذه القوة تتناسب طرديا مع شده التيار وعكسيا مع مربع المسافة بين الموصلين

ومن هنا لابد من مرعاه المسافة بين قضبان التوزيع وبعضها لتفادى قوة التجاذب الذي ممكن يعمل على وجود قصر بين قضبان التوزيع

تتكون لوحات توزيع الجهد المنخفض من 5 بارات نحاسيه حيث يتم تقسيمها كالأتي

• عدد 3 بارات نحاسيه تمثل الطرف الحي ويرمز لهم بالرمز  R Y B
• عدد بارة واحده خاص بخط التعادل  الطرف البارد ويرمز له بالرمز N
• عدد بارة واحده خاص بالتأريض ويرمز لها بالرمزE

وأحيانا يتم عمل وصله بين بارة التعادل وبارة الأرضي  وفقا لنوع التأريض المستخدم

وتثّبت تلك البارات على حمالات خاصة تتحمل إجهاد ديناميكي عالية أثناء لحظه القصر

ويتم تصنيع حاملات البارات من مواد عالية الجودة والتي تؤمن العزل الكهربائي  للقضبان النحاسية وأيضا تتحمل الإجهاد الحراري والميكانيكية الناتجة عن تيارات القصر كما تتحمل التغييرات الحرارية الناتجة عن التشغيل. 

وتزود اللوحة بعداد لقياس الطاقة الكهربائية kwh   حيث يتم تركيب عدد 3 محولات تيار لتغذية العداد ولا ننسي إن يتم تأريض محولات التيار من جهة واحدة للحماية وتزود أيضا اللوحة بفولتميتر ومفتاح لاختبار الفولت بين الفازات وبعضها ولا ننسي إن يتم تركب 3 فيوزات لحماية جهاز الفولتميتر وأيضا تزود اللوحة بعدادات لقياس الأمبير حيث تزود اللوحة بثلاث محولات تيار لتحويل الأمبير من  قدرة اللوحة إلي 5 أمبير وطبعا تزود اللوحة بلمبة بيان تضئ عند فتح الباب وتزود اللوحة بوصلة للربط بين قضيب  خط التعادل وقضيب خط التأريض حيث يكون PEN وتزود لوحات التوزيع بجلا ند يعمل على ربط الكابلات بلوحة التوزيع حيث يستخدم ذلك الجلاند لسببين وهما تثبيت الكابل والسبب الثاني هو استخدامه لتأريض الكابل ويوجد منة أنواع مختلف منها الصغير ويرمز له بالرمز  s ومنها الكبير ويرمز له بالرمز  lويتحدد حجمه وفقا لحجم الكابل وأيضا لابد من توافر تسليح بالكابل حيث يستخدم الجلاند في حالة الكابلات التي تعمل على جهد ما بين 600 إلي 1000 فولت بعزلpvc – xlpe  

 والجدول القادم  يوضح  مقاس الجلاند وفقا لحجم الكابل

حجم الكابل	الجلاند	حجم الكابل	الجلاند	حجم الكابل	الجلاند
4*10مم2	25مم	4*70مم2	40مم	4*240مم2	63مم
4*16مم2	25مم	4*95مم2	50مم	4*300مم2	75مم
4*25مم2	32مم	4*120مم2	50مم	4*400مم2	75مم
4*35مم2	32مم	4*150مم2	50مم	1*630مم2	50مم
4*50مم2	40مم	4*185مم2	63مم	1*500مم2	50مم

والشكل القادم يوضح صورة للوحة توزيع رئيسية من الداخل

الشكل القادم يوضح رسم تفصيلي لمكونات لوحة التوزيع من الداخل

كيفية حساب قدرة لوحات التوزيع

قدرة لوحات التوزيع المقصود بها  هو حجم قضبان التوزيع بداخل لوحات التوزيع الرئيسية  والتي يجب إن تتحمل كمية التيار القادم من المحول وتعتمد قدرة لوحات التوزيع علي قدرة المحول وبالأخص حجم التيار في الملف الثانوي لمحول التوزيع وألان سوف نقوم بحساب قدرة لوحات التوزيع لعدد من المحولات ويجب مرعاة الاتي عند تركيب لوحات التوزيع

ان تترك مسافة 80 سم على الاقل بينها و بين اى حائط و 1.2 متر امامها لفتح الباب و 1 متر خلفها على الاقل لعمل الصيانه من الخلف أيضا

1- محول بقدرة 1500 ك ف ا ما هي قدرة لوحات التوزيع المناسبة له

يتم الحصول علي قيمة التيار المار بالملف الثانوي للمحول كالأتي .

القدرة = الجهد * التيار * 3√

التيار =( القدرة /  الجهد *3√ )= 1500 / 0.415 *1.732 = 2086 أمبير

بعد الحصول علي قيمة التيار الكلي للمحول وهو 2086 أمبير يتم ضرب في معامل أمان 1.5

للحصول علي قيمة تصميم التيار المار بقضبان توزيع لوحات التوزيع من العلاقة الآتية

تيار المار بقضيب التوزيع = تيار الملف الثانوي للمحول * 1.5

تيار المار بقضيب التوزيع = 2086 * 1.5  = 3000 أمبير

ولحساب عدد مخارج لوحة التوزيع يكون كالأتي

 كما نعرف إن لوحات التوزيع الرئيسية يركب بها كابلات  مساحة مقطعها 300 مم2  كحد أقصي  ومن خلال جدول الكابلات نجد إن ذلك الكابل يحمل 400 أمبير  فيتم حساب وصلة اللينك التي سوف تثبت بقضيب التوزيع من جهة ومن الجهة الأخرى سوف يتم ربطها بالكابل 

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = أقصي تيار يمر بالكابل * 1.5

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = 400 * 1.5 = 600 أمبير

ولكن لا توجد وصلة بقيمة 600 أمبير ولذلك نأخذ اقرب قيمة لها وهي تكون بقيمة تيار 630

عدد مخارج لوحة التوزيع تحسب من العلاقة الآتية

N= (Ibusbar /Ilink ) * 1.5+1 =( 3000/630) *1.5+1 = 8

بعد الانتهاء من تلك الحسابات السابقة نجد إن عدد مخارج اللوحة هي 8  مخارج و المقصود بذلك إن عدد كابلات الخدمات8 و قدرة كل مخرج 630 أمبير وهذه اللوحة ترتبط بمحول التوزيع قدرته هي 1500 ك ف ا  وكما عرفنا سابقا إن قيمة التيار الثانوي للمحول هو 2086 أمبير وعند توصيل الجانب الثانوي للمحول بصندوق التوزيع الرئيسي يتم من خلال الكابلات حيث يوجد نوعين من الكابلات وهما كابلات جهد منخفض متعددة الأوجه وكابلات جهد منخفض أحادية الأوجه

أولا في حالة استخدام كابلات جهد منخفض متعددة الأوجه

فعند استخدام كابل رباعي الأوجه  مساحة مقطعة 300 مم2 وهذا الكابل وفقا للموصفات الدولية  يحمل تيار قيمته 400 أمبير فيتم حساب عدد  الكابلات من خلال العلاقة الآتية .

عدد الكابلات المطلوبة = التيار الكلي للمحول / تيار الكابل  = 2086 / 300 = 7 كابلات

فنجد إننا نحتاج إلي عدد 7 كابلات مساحة مقطع كل كابل 300 مم2 و طبعا  عند ربط 7 كابلات متعددة الأوجه بين المحول وصندوق التوزيع الرئيسي  توجد صعوبة  في ربط  أو ثني تلك الكابلات عند الحاجة .

ثانيا في حالة كابلات جهد منخفض أحادية الوجه

كابل أحادي الوجه يعني وجود موصل واحد ويفضل استخدام تلك الكابلات عند زيادة التيار عن 500 أمبير ولذلك نجد إن أفضل حل هو أن يتم التوصيل بين اللوحة والمحول من خلال كابلات أحادية الوجه  ويتم حساب عدد تلك الكابلات كالأتي .

حيث وفقا لشركة دوكاب نجد إن كابل سنجل كور بحجم 630 مم2 يحمل تيار 800 أمبير

ولتحديد عدد كابلات أحاديه الوجه يتم قسمه أمبير المحول على أمبير الكابل لتحديد عدد الكابلات المطلوبة 2089/800=2.6 =3 كابلات أي كل فاز يوصل بيه 3 كابلات سنجل كور أما خط التعادل فيحسب وفقا إلي القاعدة التي تقول إن خط التعادل يكون نصف مساحة مقطع الوجه فنجد إن 3 فاز يحملون تيار بقيمة 800*3=2400 أمبير ثم بقسمة على 2 يكون 2400/2=1200 أمبير وبما إن الكابل الواحد يحمل 800 أمبير فيكون تقريبا عدد كابلات خط التعادل 2 كابل  فيكون العدد الكلى للكابلات المستخدمة هو 11 كابل سنجل كور مساحة مقطعه630 مم 2حيث يقسم 3 كابلات لكل فاز و2 كابل لخط التعادل كما موضح

 وتكون مساحة قضيب التوزيع داخل لوحة التوزيع لكل فازه هي عدد 2 بارة مساحة كل بارة عرضها 100مم2 وسمكها هو 10مم2 وأيضا بارة التعادل تكون عدد 2 بارة مساحة كل بارة عرضها يكون 100 مم2 وسمكها هو 10مم2 وأخير بارة التأريض تكون عدد 2 بارة مساحة كل بارة يكون عرضها هو 50مم2 وسمكها هو 10مم2 ويوجد أيضا وصلة لربط بارة التأريض مع بارة التعادل مساحتها هي  عدد وصلة مساحة كل وصلة هي 50مم*10مم2 كما بالشكل القادم

 الشكل السابق يوضح مكونات لوحات التوزيع الرئيسية من الداخل حيث تتكون من جزئين جزء يمثل مصدر التغذية والجزء الأخر يمثل الأحمال ويفصل بينهما سكينة عزل

أولا جزء مصدر التغذية

يتكون من 4 بارات نحاسية ومركب علي الثلاث بارات الحية (R Y B  ) 3 محولات تيار 3000/5 لتغذية عداد الطاقة المركبة علي اللوحة وطبعا تلك الدوحة  تحتاج إلي مصدر تغذية ومصدر إنارة عند الحاجة لفتحها إثناء الليل ولذلك يتم تركيب لمبة بيان تأخذ التغذية من خلال احد البارات حيث كما بالشكل تم تغذيتها من البارة R  ويتم حمايتها بفيوز 16 أمبير

ثانيا وصلة الربط ( السكينة )

هي عبارة عن بارات نحاسية  تتحرك للربط بين بارات مصدر التغذية  وبارات الأحمال في عدم وجود الحمل وتكون قدرة تلك السكينة هي 3000 أمبير

ثالثا بارات الأحمال

بارات الأحمال هي تلك البارات التي تنتهي بالكابل الذي يغذي  الأحمال ونظر لان تلك البارات مرتبطة بالأحمال  فقد نحتاج إلي معرفة الجهد بين البارات وبعضها ولذلك يتم تركيب جهاز لقياس الجهد ويتم تحديد الجهد عن طريق مفتاح متغير ونظر لأننا نتعامل مع الجهد فيتم تركيب 3 فيوز بقدرة 2 أمبير وكما تعرفنا علي قياس الجهد بين البارات وبعضها فنحتاج أيضا إلي معرفة التيار المار في كل بارة ولذلك يتم تركيب محول تيار3000/5 لتغذية ثلاث عدادات لقياس التيار حيث كل عداد يختص بقياس بارة منفصلة

2- محول بقدرة 1000 ك ف ا ما هي قدرة لوحات التوزيع المناسبة له

يتم الحصول علي قيمة التيار المار بالملف الثانوي للمحول كالأتي

التيار =( القدرة /  الجهد *3√ )= 1000 / 0.415 *1.732 = 1391 أمبير

تيار المار بقضيب التوزيع = 1391 * 1.5  = 2000 أمبير

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = أقصي تيار يمر بالكابل * 1.5

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = 400 * 1.5 = 600 أمبير

ولكن لا توجد وصلة بقيمة 600 أمبير ولذلك نأخذ اقرب قيمة لها وهي تكون بقيمة تيار 630

عدد مخارج لوحة التوزيع تحسب من العلاقة الآتية

N= (Ibusbar /Ilink ) * 1.5+1 =( 2000/630) *1.5+1 = 6

نجد إن عدد مخارج اللوحة هي 6 مخارج و قدرة كل مخرج 630 أمبير وهذه اللوحة ترتبط بمحول التوزيع الذي  قدرته هي 1000 ك ف ا  وكما عرفنا سابقا إن قيمة التيار الثانوي للمحول هو 1391 أمبير وهو اكبر من 500 أمبير ولذلك يفضل عند توصيل الجانب الثانوي للمحول بصندوق التوزيع الرئيسي من خلال كابل أحادي الوجه ويتم حساب عدد تلك الكابلات كالأتي .

حيث وفقا لشركة د وكاب نجد إن كابل سنجل كور بحجم 630 مم2 يحمل تيار 800 أمبير ولتحديد عدد كابلات سنجل كور يتم قسمه أمبير المحول على أمبير الكابل لتحديد عدد الكابلات المطلوبة 1391/800=1.7 تقريبا بيكون عدد 2 كابلات أي كل فاز يوصل بيه 2 كابل سنجل كور أما خط التعادل فيحسب وفقا إلي القاعدة التي تقول إن خط التعادل يكون نصف مساحة مقطع الوجه فنجد إن 3 فاز يحملون تيار بقيمة 800*2=2400 أمبير ثم بقسمة على 2 يكون 1600/2=800 أمبير وبما إن الكابل الواحد يحمل 800 أمبير فيكون تقريبا عدد كابلات خط التعادل 1 كابل  فيكون العدد الكلى للكابلات المستخدمة هو 7 كابل سنجل كور مساحة مقطعه630 مم 2حيث يقسم 2 كابل لكل فاز و1 كابل لخط التعادل ويوجد وصلة لربط بارة التأريض مع بارة التعادل كما بالشكل القادم .

وتكون مساحة قضيب التوزيع داخل لوحة التوزيع لكل فازه هو عدد 2 بارة مساحة كل بارة  عرضها 50مم2 وسمكها هو 10مم2 وأيضا بارة التعادل تكون عدد 1 بارة عرضها يكون 50 مم2 وسمكها هو 10مم2 وأخير بارة التأريض تكون عدد 1 عرضها هو 30مم2 وسمكها هو 10مم2 ويوجد أيضا وصلة لربط بارة التأريض مع بارة التعادل عرضها 30مموسمكها هي 10مم2 كما بالشكل القادم.

3- محول بقدرة 500 ك ف ا  ما هي قدرة لوحات التوزيع المناسبة له

التيار =( القدرة /  الجهد *3√ )= 500 / 0.415 *1.732 = 695 أمبير

تيار المار بقضيب التوزيع = تيار الملف الثانوي للمحول * 1.5

تيار المار بقضيب التوزيع = 695 * 1.5  = 1000 أمبير

ولكن لا توجد لوحة توزيع رئيسية يقيمه 1000 أمبير ولذلك نأخذ القيمة 1600 أمبير

ولحساب عدد مخارج لوحة التوزيع يكون كالأتي

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = أقصي تيار يمر بالكابل * 1.5

أقصي تيار يمر بوصلة ( اللينك )  = 400 * 1.5 = 600 أمبير

ولكن لا توجد وصلة بقيمة 600 أمبير ولذلك نأخذ اقرب قيمة لها وهي تكون بقيمة تيار 630

عدد مخارج لوحة التوزيع تحسب من العلاقة الآتية

N= (Ibusbar /Ilink ) * 1.5+1 =( 1600/630) *1.5+1 = 4

نجد إن عدد مخارج اللوحة 4 و قدرة كل مخرج 630  

ونجد إن تيار الملف الثانوي 695 اكبر من 500 أمبير ولذلك يفضل عند توصيل الجانب الثانوي للمحول بصندوق التوزيع الرئيسي من خلال كابل أحادي الوجه ويتم تحديد عدد تلك الكابلات  وفقا لشركة د وكاب نجد إن كابل سنجل كور بحجم 630 مم2 يحمل تيار 800 أمبير ولتحديد عدد كابلات سنجل كور يتم قسمه أمبير المحول على أمبير الكابل لتحديد عدد الكابلات المطلوبة 695/800=0.8 تقريبا بيكون عدد 1 كابل لكل فاز أما خط التعادل فيحسب وفقا إلي القاعدة التي تقول إن خط التعادل يكون نصف مساحة مقطع الوجه فنجد إن 3 فاز يحملون تيار بقيمة 800*1=800 أمبير ثم بقسمة على 2 يكون 800/2=400 أمبير وبما إن الكابل الواحد يحمل 800 أمبير فيكون تقريبا عدد كابلات خط التعادل 1 كابل  فيكون العدد الكلى للكابلات المستخدمة هو 4 كابل سنجل كور مساحة مقطعه630 مم 2حيث يقسم 1 كابل لكل فاز و1 كابل لخط التعادل ويوجد وصلة لربط بارة التأريض مع بارة التعادل كما بالشكل القادم

وتكون مساحة قضيب التوزيع داخل لوحة التوزيع لكل فازه هو عدد 2 باره عرض كل بارة هو 50مم2 وسمكها هو 10مم2 وأيضا بارة التعادل تكون عدد 1 بارة عرضها يكون 50 مم2 وسمكها هو 10مم2 وأخير بارة التأريض تكون عدد 1 عرضها هو 30مم2 وسمكها هو 10مم2 ويوجد أيضا وصلة لربط بارة التأريض مع بارة التعادل عرضها 30مموسمكها هي 10مم2 كما بالشكل القادم

صناديق التوزيع الفرعية للجهد المنخفض (صندوق خدمات أو البيلر )

هو عبارة عن صندوق توزيع خدمات مشابه في الشكل  لصندوق التوزيع الرئيسي ولكن بدون أجهزة بيان كالعدادات للجهد والتيار ولمبات البيان حيث تقوم صناديق التوزيع الفرعية باستلام التغذية من صندوق التوزيع الرئيسي  ونقلها إلي المستهلك و تصنع صناديق توزيع الجهد المنخفض من هيكل وتغلف بألواح من الصاج السميك بسمك2مم تقريبا وتقفل من جميع الجوانب وتزود تلك اللوحات بلمبة بيان وأيضا تزود بسوكت  ويكون مساحة قضبان التوزيع بها هو عدد 4 بارة  ( R Y B  N )عرض كل بارة هو 40مم2 وسمكها هو 10مم2 وأما بارة خط التأريض يكون عرضها هو 30مم2 وسمكها هو 10مم2 ويوجد منها أنواع وأحجام مختلف ونذكر منها :

1- صندوق خدمات بقدرة 630 أمبير بعدد 6 لينك (1 دخول 630 أمبير +5 حروج400 أمبير)

2- صندوق خدمات بقدرة 630 أمبير بعدد 6 لينك(2 دخول 630 أمبير +4 حروج400 أمبير)

3- صندوق خدمات بقدرة 630 أمبير بعدد10 لينك(1 دخول 630 أمبير +9 حروج400 أمبير)

4- صندوق خدمات بقدرة 630 أمبير بعدد 10لينك(2 دخول 630 أمبير +8 حروج400 أمبير)

الرسم القادم  يوضح مكونات صندوق التوزيع الثانوي( البلير)

جدول يوضح أنواع الفيوز وحجم الكابل المناسب لتغذية صناديق التوزيع الفرعية( البلير)

حجم الكابل	الأمبير	الفيوز	الوضع
4c*300mm2	400	MJ-NH	كابل رئيسي
4C*185MM2	300	MJ-NH	كابل فرعى
4c*150mm2	250	MJ-NH	كابل خدمات صناعية
4c*95mm2	200	MJ-NH	كابل خدمات سكنيه
4C*50mm2	160	MJ-NH	كابل خدمات سكنيه
4c*35mm2	100	MJ-NH	كابل خدمات سكنيه
4c*25mm2	80	MJ-NH	كابل خدمات سكنيه
4c*16mm2	60	MJ-NH	كابل خدمات سكنيه

الجدول القادم  يوضح مساحة مقطع الكابلات المستخدمة للربط بين مكونات المحطة الفرعية  

المنطقة	نوع العزل	الكابل
بين الوحدة الحلقية و المحول	XLPE PILC	وفقا لقدرة المحول وغالبا 3*95mm2
بين المحول و صندوق التوزيع الرئيسي	XLPE	N *1C*630mm2
بين صندوق التوزيع الرئيسي وصندوق توزيع  الخدمات	XLPE	4c*300 mm2
صندوق توزيع الخدمات و صندوق توزيع خدمات آخر	XLPE	4c*185 mm2