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

أنواع كشافات الطوارئ

كشافات طوارئ نوع nonmaintained emergency luminaires

وهي كشافات تعمل وتضئ فقط في حالة الطوارئ أي في حالة إنقطاع التغذية الرئيسية للكهرباء عن المبني وذلك من خلال بطارية back up battery موجودة بداخل الكشاف حيث :-

• في الحالة العادية (وجود مصدر الكهرباء) : يكون كشاف الطوارئ في هذه الحالة لا يضئ وفي نفس الوقت يتم شحن البطارية بداخل الكشاف .
• في حالة الطوارئ (إنقطاع الكهرباء) : توجد وحدة تحكم control unit بداخل الكشاف تقوم بتحويل مصدر التغذية من العمومي إلي البطارية حيث تقوم البطارية بتفريغ شحنتها وتغذية كشاف الطوارئ فيضئ الكشاف ولكن بشدة إضاءة أقل من الحالة العادية .   
• يحتاج كشاف الطوارئ في هذه الحالة إلي ثلاثة أسلاك (فازة + نيوترال + أرضي)     

بالتالي :

• في الحالة العادية : لا يضئ الكشاف
• في حالة الطوارئ : يضئ الكشاف  

كشافات طوارئ نوع maintained emergency luminaires

وهي كشافات تعمل وتضئ طوال الوقت سواء في الحالة العادية أو في حالة الطوارئ وذلك من خلال بطارية back up battery موجودة بداخل الكشاف حيث :-

• في الحالة العادية :  يكون كشاف الطوارئ مضئ مثل بقية الكشافات وفي نفس الوقت يتم شحن البطارية .
• في حالة الطوارئ : تقوم البطارية بتفريغ شحنتها وتغذية كشاف الطوارئ فيضئ الكشاف 
• يحتاج الكشاف في هذه الحالة إلي أربعة أسلاك (فازة (سلكتين) + نيوترال + أرضي)
• الفازة مقسمه لسلكتين الأول (مباشر بدون مفتاح) متصل بشاحن البطارية داخل الكشاف ويستخدم لشحن البطارية من المصدر الرئيسي وإستشعار إنقطاع الكهرباء بينما الثاني متصل بمفتاح خارجي External switch للتحكم في فصل وتوصيل الكشاف سواء في الحالة العادية أو الطوارئ .

بالتالي :

• في الحالة العادية : يضئ الكشاف
• في حالة الطوارئ : يضئ الكشاف  

كشافات طوارئ نوع Sustained emergency luminaires

وهي كشافات تحتوي علي عدد (2) لمبة علي الأقل حيث :

• في الحالة العادية : تضئ لمبة واحدة فقط من اللمبتين بينما اللمبة الأخري لا تضئ ويتم شحن البطارية بداخل الكشاف .
• في حالة الطوارئ : تضئ اللمبة الثانية بإستخدام البطاريات التي تم شحنها بينما اللمبة الأولى لا تضئ .

وبالتالي تخصيص لمبة تعمل فقط في حالة الطوارئ يزيد من الإعتمادية ويقلل من إحتمال حدوث تلف للمبة الطوارئ وإنطفائها في حالة الطوارئ لأنها تعمل ساعات قليلة لحظات الطوارئ .

كشافات طوارئ نوع combined maintained emergency luminaires

وهي كشافات تحتوي علي عدد (2) لمبة علي الأقل حيث :

• في الحالة العادية : تكون كلا اللمبتين في حالة إضاءة ويتم شحن البطارية بداخل الكشاف .
• في حالة الطوارئ : تظل إحدى اللمبتين مضاءة بينما تنطفئ اللمبة الأخرى حيث يتم تغذية اللمبة المضاءة بواسطة تفريغ شحن البطاريات .

ويوضح الجدول التالي جميع الأنواع السابقة :

ملحوظة : في كل أنواع كشافات الطوارئ يلزم أن توفر البطاريات تغذية للكشاف بالكهرباء في حالة الطوارئ لمدة زمنية تصل إلي إما (ساعة واحدة) أو (ثلاث ساعات)

نظام البطاريات المركزي Central Battery System

يستخدم هذا النظام في المباني الإدارية والتعليمية والتجاري  والمستشفيات والمباني عالية الإرتفاع والمهمة وغيرها وذلك لتغذية كشافات الطوارئ بالمبني وعلامات الهروب Exit signs حيث في الحالة العادية (وجود مصدر الكهرباء) يتم التغذية من مصدر الكهرباء العادي وفي حالة إنقطاع مصدر الكهرباء العادي يتم التحويل آليا لتصبح التغذية من البطاريات المركزية CBS

مميزات نظام البطاريات المركزي

• يمكن نظام البطاريات المركزي من مراقبة جميع وحدات إنارة الطوارئ مركزيا .
• في حالة حدوث تلف لبعض البطاريات في النظام المركزي يمكن تغيير جميع البطاريات التالفة في نفس الوقت مركزيا مما يوفر الوقت والجهد أما في حالة تلف بعض البطاريات الموجودة داخل كشافات الطوارئ في النظام العادي فيتطلب ذلك وقتا للمرور علي كل كشاف وتغيير بطاريته التالفه .
• يمكن لنظام إدارة المباني BMS دمج أنظمة المراقبة المركزية لنظام البطاريات المركزى CBS في واجهة واحدة .
• يعتبر نظام البطاريات المركزي أقل تكلفة وفعالية من نظام كشافات الطوارئ التى تحوي بطاريات منفصلة .

مكونات نظام البطاريات المركزي

1) لوحة التوزيع والتحكم الرئيسية  : وهي عبارة عن لوحة معدنية تحتوي علي المكونات التالية :-

•  وحدة التحكم الرئيسية Control module : وهي تعتبر العقل المفكر وتحوي دوائر مايكروبروسيسور وتتحكم في جميع مكونات النظام وتقوم بمراقبة جميع وحدات إنارة الطوارئ المتصلة بالنظام .

• بطاريات Batteries : وهي من نوع Lead acid تكون متصلة معا علي التوالي لإنتاج الجهد المطلوب (عادة 220v dc) .
• وحدات تحويل الدوائر Circuit change over modules : وهي وحدات مسئولة عن تغذية دوائر الإنارة المتصلة بها وتحويل تغذيتها من المصدر العادي إلي البطاريات ويكون عددها مساويا لعدد دوائر الإنارة المطلوبة وكل وحدة module تغذي دائرة إنارة أو دائرتين أو أربعة أو اكثر وبحد أقصي 20 وحدة إنارة في الدائرة الواحدة .

وحدة تحويل تغذي 4 دوائر

• وحدة تحويل جهد التيار المستمر  DC/DC Converter : وتقوم بتحويل الجهد المستمر 220v) dc) الناتج من البطاريات إلي 24 فولت و 6 فولت dc لتغذية وحدة التحكم الرئيسية ووحدات تحويل الدوائر وجميع المديولات الأخرى .

• موديول الشحن Charger module : للتحكم في زمن وقيمة شحن البطاريات الموجودة باللوحة الرئيسية .

• قاطع خاص بتوصيل التغذية من مصدر الكهرباء العادي Load Break Switch for normal supply
• قاطع خاص بتوصيل التغذية من البطاريات Load break switch for battery supply 
• معزز الشحن Booster charger 
• حساس لقياس درجة الحرارة داخل الجزء الخاص بالبطاريات Temperature sensor for battery temperature 

2) لوحة توزيع الدور : وهي لوحة توزيع موجودة بكل دور وتحتوي علي وحدة تحويل دوائر مسئولة عن التحكم في تغذية كشافات الطوارئ وعلامات الهروب الموجودة بالدور سواء من المصدر العادي أو البطاريات وتتحكم في دائرة واحدة أو دائرتين أو أكثر للإنارة حسب التصميم

 ويتم تغذية وحدة تحويل الدوائر الموجودة بلوحة توزيع الدور بثلاث كابلات :

• الكابل الأول : كابل تغذية AC عبارة عن ( line+ neutral) قادم من لوحة توزيع كهرباء من نفس الدور ويقوم بتفذية اللوحة بجهد 220v AC
• الكابل الثاني : وهو كابل تغذية DC (+ ، -) مقاوم للحريق لمدة ساعة fire retardant  قادم من لوحة التوزيع والتحكم الرئيسية بالدور الأرضي ويقوم بتغذية الوحدة بجهد 220v dc
• الكابل الثالث : وهو كابل بيانات (RS 485) قادم أيضا من لوحة التوزيع والتحكم الرئيسية وهو خاص بمراقبة حالة جميع كشافات الطوارئ وعلامات الهروب من حيث أنها تعمل او لا مركبة فى مكانها أو لا وغيره وهذا الكابل يمر علي جميع لوحات التوزيع بكل الأدوار   

ملحوظة هامة : تكون كشافات الطوارئ دائما لها قابليه أن تعمل بالجهدين متردد AC ومستمر DC وذلك من خلال الكابح Ballast الموجود بداخل الكشاف

يتم توصيف وحدة تحويل الدوائر كالتالي :

• عدد دوائر الإنارة التي تقوم بتغذيتها والتحكم فيها : فمثلا لو وجدنا أن وحدة تحويل الدوائر مكتوبا عليها (A 3*2) معناها ان الوحدة تغذي دائرتي إنارة وحمل كل دائرة يجب ألا يتعدي 3 أمبير  .
• وقت التحويل من المصدر العادي الي البطاريات switching time : مثلا 450 مللي ثانية .

ملحوظة هامة : قد تحتوي لوحة توزيع الدور علي بطاريات خاصة بها وبالتالي لا تحتاج إلي كابل DC  من لوحة التحكم الرئيسية

3) كابلات من لوحة التوزيع إلي وحدات إنارة الطوارئ وعلامات الهروب : وتكون هذه الكابلات مقاومة للحريق لمدة ساعة تقريبا .

4) الكوابح الإليكترونية المعنونة Electronic Ballasts داخل كل وحدة إنارة .

نظرية عمل نظام البطاريات المركزي

• في الحالة العادية تكون دوائر الإنارة ومخارج الطوارئ وعلامات الهروب موصلة علي التيار المتردد لتغذية المصدر العادي وفي حالة حدوث إنقطاع لهذا المصدر العادي يتم التحويل آليا لتتم التغذية من البطاريات المركزية عن طريق وحدة تحويل الدوائر Circuit change over module وتكون اللوحة قادرة علي تغذية عدة دوائر إنارة علي حسب التصميم ويجب ألا يزيد عدد وحدات الإنارة بكل دائرة عن 20 وحدة إنارة 
• وتكون وحدات إنارة الطوارئ وعلامات الهروب تعمل بكابح إليكتروني معنون addressable Ballast حتي تتمكن وحدة التحكم من التعرف علي كل وحدة إنارة عن طريق هذا الكابح حيث يتم عنونته عن طريق pins موجودة بالكابح (كما بالشكل)

• ويمتاز هذا النظام بتوفير الوقت والجهد حيث يتم عمل فحص لوحدات الإنارة بواسطة وحدة التحكم لمعرفة وحدات الانارة التي تعمل أو الغير مركبة مما يسهل الصيانة والإصلاح. 
• يتم إختيار سعة البطاريات لتكفي إنارة الطوارئ وعلامات الهروب لمدة تتراوح من ساعة إلي ثلاثة ساعات .
• ويجب أن توضع اللوحة في غرفة مكيفة للمحافظة علي مكوناتها وإطالة عمر البطاريات .
• ويزود الجزء الخاص بالبطاريات داخل لوحة تحكم وتغذية النظام بحساس لقياس درجة الحرارة وذلك للتنبيه أو وقف الشحن أو التفريغ للبطاريات في حالة زيادة درجة الحرارة عن المسموح به .

ملحوظة : يوجد نظام مثل السابق شرحة ولكن يتم تغذية وحدات الإنارة وعلامات الهروب في الحالتين (العادي والطوارئ) بالتيار المتردد AC .