مقدمة في تأريض الأنظمة الكهربائية

أنظمة التأريض الكهربائية مجال واسع جداً يدخل فيه تأريض مولدات التيار الكهربائي، طرق تأريض المحولات الكهربائية، تأريض الإلكترونيات لضمان عدم تعرضها للتشويش من التأريض الرئيسي، وكذلك علاقة أنظمة التأريض بأجهزة الحماية الكهربائية المختلفة. على الرغم من إتساع هذا المجال إلا أن المؤلفات فيه عادة ما تقدمه من خلال شرح طرق تأريض المحولات المختلفة وتوصيل نقطة التأريض منها للأحمال. يرجع التركيز على أنظمة التأريض إبتداءا من الطرف الثاني لمحول التوزيع لأن ما قبل هذه النقطة من الطرف الأولي للمحول وصولاً للمولدات الكهربائية تكون معزولة كهربائية (لكنها متصلة مغناطيسياً) عن الطرف الثانوي لمحول التوزيع ما يجعل من الممكن التغاضي عنها تبسيطاً للموضوع. كما أن الطرف الثانوي لمحولات التوزيع قليلة الجهد هو ما يُغذي الأحمال في نهاية المطاف ما يجعل العلاقة بين تأريض الأحمال وبين هذه المحول علاقة وثيقة.

عادة ما يُقدم مجال أنظمة التأريض الكهربائية من خلال معايير IEC 60364 و IEEE 80/81 وما نتج عنهما من مؤلفات في المجال. لذا فإن هذا المقال سينطلق من نفس القاعدة ويعطي مقدمة مختصرة في هذا المجال من خلال هاذين المعيارين (دون تعمق في معايير IEEE) مع إضافات متعددة، أهمها مرجع شنايدر Electrical Installation Guide الشهير.

يُمكن تلخيص الهدف من وجود أنظمة التأريض الكهربائية في نقطتين أساسيتين:

أ- الحماية الأرضية:-

توصيل الأسطح الموصلة للتيار ونقاط تأريض المقابس وغيرها بالأرض يحمينا من التعرض للصعق الكهربائي Electric Shock وذلك عن طريق التأكد من إبقاء جهد الأسطح الموصلة للتيار مساوي لجهد الأرض. فعد فشل العزل الكهربائي لأي من الأسلاك وتلامسها مع أي سطح معدني فسيمر التيار مباشرة للأرض بدلاً من المرور خلال جسم أي إنسان ملامس لذلك السطح، أو المرور من خلال أي مادة قابلة للإشتعال والتسبب بحريق، أو المرور من خلال أجهزة غير مخصصة لمثل هذا التيار العالي ما يستبب بإضرارها.

ب- التأريض الوظيفي:-

المقصود بالتأريض الوظيفي هو خط التأريض الحامل للتيار العائد لمصدر التيار كما هو مُتبع في بعض أنظمة التأريض المعروضة في هذا المقال. وأحد أنظمة نقل الطاقة المعتمدة على عودة التيار من خلال الأرض هو نظام السلك الواحد Single-Wire Earth Return

أ – المتطلبات الأساسية لتأريض الأنظمة الكهربائية:

تٌعرف أجزاء أنظمة التأريض الكهربائية على النحو التالي:

1- (رقم 1 في الصورة فوق) – القطب الأرضي Earth Electrode وهو عبارة عن موصل (كابل نحاسي بلا عازل) واحد، أو مجموعة من الموصلات المتصلة معاً والمتواجدة تحت الأرض (تحت التربة) مع إمكانية وجود قضبان Rode مزروعة في الأرض ومتصلة مع الموصلات لتشكيل شبكة تأريض تحت التربة. ويتم زرع القضبان في الأرض على مسافات كافية بحيث تكون أقصى قيمة للتيار المار في أحدها لا تؤثر أو ترفع جهد البقية. الصورة التالية تقدم توضيح أكثر تفصيلا لشكل شبكة التأريض الموضوعة تحت التربة.

2 – الموصل الأرضي Earthing Conductor هو موصل (كابل)، أو مجموعة موصلات، تقوم بتوصيل خط التأريض الرئيسي (رقم 6 في الصورة فوق) للأقطاب الأرضية Earth Electrodes (رقم 1). يبدوا تصميمه العملي كما هو ظاهر في الصورتي هنا:

3 – موصل الحماية Protective Conductor أو Protective Earthing (PE) المسؤول عن توصيل جميع الأسطح المعدنية للأجهزة الكهربائية معاً في المنشأة وتوصيلهم في نفس خط التأريض الرئيسي (رقم 6). من الأمثلة على موصل الحماية هذا هو خط القابس/الفيش الثالث (غالباً الأطول والمتوسط للأعلى) الموجود في المنازل. كذلك خطوط التأرض لأجهزة التكييف وغيرها من الأحمال المتصلة في جسد لوحة التوزيع. وعادة ما تحمل اللونين الأصفر والأخضر.

4 – الأجزاء الموصلة الخارجية Extraneous Conductive Part ويُعرفها المعيار البريطاني BS 7671 بأنها الأجهزة التي تحقق الشروط الثلاثة معاً:

• 1- أن تكون مصنوعة من مادة موصلة للتيار
• 2- أن تكون عرضة لأن تحمل جهد الأرض (كأن يكون سطحها ملامس للأرض)
• 3- ألا تكون جزء من أي نظام كهربائي

كما ترى من التعريف، لا يلزم أن تقوم بتأريض كل معدن في منشأتك أو منزلك لأن الشرط الثاني هو أن يكون هذا المعدن عرضة لأن يحمل جهد كهربائي. السبب في وجود هذا الشرط هو أنه في حال ملامسة أي من الأسلاك الحية لسطح أي جهاز كهربائي (كسطح المايكرويف مثلاُ) فإنه عند ملامسة الإنسان لسطح المايكرويف من جهة وسطح أي جسم معدني آخر يحمل جهد الأرض من جهة أخرى فإن التيار سيمر من خلال جسده وهو ما يجب منعه. ومن هذه القاعدة يمكنك إستثناء جميع الأجسام التي لا يمكن أن تحمل جهد الأرض كمقابض الأبواب (للأبواب الخشبية) وإطار النوافذ وغيره. هناك أيضاً شرط أخر بديهي غير مذكور في القائمة أعلاه ألا وهو إمكانية الوصول وملامسة الجهاز. لذلك يمكنك إستثناء الأنابيب المدفونة تحت الأرض أو خلف الجدار من القائمة. كذلك تستثنى الأسطح المعدنية المغطاة بعازل كهربائي كالبلاستيك وغيره.

من نفس المنطلق وبناءاً على طريقة تركيب وتوصيل الأجهزة المختلفة، فإنه يمكن إستثناء قطع مثل درابزين الدرج والطاولات المعدنية وغيره. كقاعدة عامة، يجب تأريض القطع التي تحمل مقاومة كهربائية مع الأرض تساوي أو تزيد عن التالي:

R < Vo/Ib

حيث أن الجهد Vo هو جهد النظام الكهربائي في المنشأة (230V مثلاً) و Ib هو حد التيار المسموح به دون حصول أذى للبشر (30mA حسب معايير IEC). كمثال على 230V فإن أي قطعة تحمل مقاومة أعلى من 230/0.030 = 7.66OHM بينها وبين الأرض فإنه يجب تأريضها بكابل منفصل.

5 – وصلة الربط Bonding Conductor التي تهدف لتوصيل جميع الأجزاء المعدنية معاً لضمان ألا يتكون فرق جهد بين أي منها وبين الأرض وتنشىء ما يُعرف بالربط متعادل الجهد Equipotential Bonding. وتستخدم لربط القطع المختلفة التي تم شرحها في النقطة السابقة.

كما أن ربط جميع القطع المعدنية معاً يُعرف بنظام الربط متعادل الجهد Equipotential Bonding حسب معايير IEC وقد تم إنشاءه بهدف أنه في حال ما تلامست أي من الأسطح المعدنية المختلفة في المنشاءة (كأنابيب المياه أو الغاز) مع أي من خطوط الجهد الكهربائي الحية فإن الجهد على جميع هذه السطوح يكون متساوي (لأنها ستصبح كجسد معدني واحد بلا أي مقامة كهربائية بين أجزائه) فلا يحدث أي تفريغ للتيار في أي مكان لآخر حفظاً لحياة البشر والأجهزة حتى تقوم أجهزة الحماية بإلتقاط الخطأ وفصل الدائرة.

6 – وصلة التأريض الرئيسية Main Earthing Terminal وهي البارة Bar أو الشريط المعدني الذي تتصل به جميع نقاط التأريض في المنشأة من وصلات الربط (الرقم 5) وموصلات الحماية (الرقم 3) كما تم توضيحه في النقاط السابقة. وعادة ما يتواجد داخل لوحة التوزيع من Distribution Boards (كالصورة التالية) أو Switchboard وغيره، لكن بعض التصاميم والمعايير المحلية تتطلب تواجده خارج المنشأة أو المبنى كما هو ظاهر في بعض الصور السابقة. كما أنه قد تكون هناك عدة بارات Bars في عدة لوحات توزيع مختلفة فتكون جميعها أيضاً متصلة مع بعضها البعض.

7- قطعة فصل نظام التأريض Removable Link من أجل إختبار مقاومة القضبان الأرضية وصلاحيتها.

ب – أنواع أنظمة التأريض الكهربائية:

بعد تقديم طرق توصيل الأحمال والقطع المختلفة بنقاط التأريض في المنشأة يجب أن تعرف العلاقة بين نقاط التأريض تلك ومحول التوزيع الكهربائي، وهو ما سيتم شرحه في هذه الجزئية من المقالة.

هناك أنواع مختلفة لأنظمة التأريض وإختيار أي نظام منها هو ما يحدد نوع أو متطلبات الحماية اللازمة للنظام الكهربائي وكيفية توصيله بالأحمال. وتندرج هذه الأنواع المختلفة تحت ثلاث أنواع رئيسية مختلفة عن بعضها ويقوم مصمم الشبكة بإختيار أي منها أثناء تصميمه لنظام التوزيع الكهربائي حسب إحتياجاته ووفقاً للمعايير والإشتراطات المتبعة في بلاده. إختيار نوع نظام التأريض من قبل مصمم الشبكة سينتج عنه ثلاث قرارات مهمة ومستقلة عن بعضها:

• طريقة توصيل خط المحايد في الشبكة وعلاقته بالأجزاء والقطع الظاهرة من الأحمال.
• إستخدام خط/كابل حماية Protective Earthing (PE) منفصل أم دمجه مع خط المحايد وإستخدام كابل واحد فقط.
• كيفية إستخدام أجهزة الحماية من الأخطاء الأرضية (من قصر للدائرة مع الأرض أو تسرب التيار للأرض) لفصل الدائرة أو إعطاء إنذار بوجود خطأ أرضي.

تُعرف أنظمة التأريض المختلفة أيضاً بـ “توزيعات أنظمة التأريض Earthing System Arrangements” وهي تصف طريقة تأريض الجزء السفلي من الشبكة على الطرف الثانوي من محولات القدرة الكهربائية MV/LV Transformers (تحديداً توصيل المحايد Neutral للمحول) وكيفية تأريض الأجزاء الظاهرة من التوصلات الكهربائية المتصلة بالشبكة. كذلك تصف طرق التأريض ما إذا كان المحايد للمحول (N) وموصل الحماية (PE) منفصلان أم متصلان معاً. أخيراً إختيار ما إذا كان إستخدام جهاز حماية للزيادة في التيار كافي أم أن هنالك حاجة لوجود حماية خاصة لقراءة وفصل الدائرة عند فشل عزل الموصلات ووجود تيار متسرب للإرض. جميع هذه النقاط تم دمجها معاً وتغطيتها بالمعيار كما هو موضح خلال هذا المقال.

يقوم المعيار IEC 60364 بتصنيف أنظمة التأريض المختلفة بحرفين، الحرف الأول منهما يحدد طريقة التوصيل بين الأرض والمعدة الموفرة للتيار (سواءا كانت محول كهربائي أو مولد أو غيره)، بينما يحدد الحرف الثاني طريقة التوصيل بين الأرض أو الشبكة الكهربائية والمعدات الكهربائية المختلفة (منها الأحمال) التي يتم تغذيتها. الحروف المتاحة حسب المعيار هي كالتالي:

• الحرف T: يرمز لتوصيل مباشر مع الأرض، وهو إختصار لكلمة تيريخ Terre الفرنسية التي تعني “أرض”
• الحرف I: ويعني عدم وجود أي إتصال مع الأرض، أو وجود إتصال ذو مقاومة عالية، وهو إختصار لكلمة isole بالفرنسية وتعي “عزل”
• الحرف N: ويرمز لتوصيلة المحايد القادم من المحول، وهو إختصار لكلمة Neutre الفرنسية والتي تعني “محايد”

يمكن للحرف الأول لنظام التأريض أن يكون إما T أو I فقط، كذلك يمكن للحرف الثاني أن يكون إما T أو N فقط. وهذا يعطينا فقط التركيبات التالي:

• TT
• IT
• TN
• IN (وهي صيغة غير موجودة لأنها متضمنة في IT كما سترى لاحقاً)

كما أن المعيار يسمح بتواجد حروف فرعية تتلو نظام التأريض TN كالتالي:

• TN-C
• TN-S
• TN-C-S

حيث أن الحرف C إختصار لكلمة Combined أي مجتمعة، والحرف S إختصار لكلمة Separate أي منفصلة. ومن هنا نقدم جميع تراكيب أنظمة التأريض في صورة واحدة كما ترى هنا:

ب 1 – نظام التأريض TT

نبدأ أولا بالحديث عن نظام التأريض TT، كما يشير نوع هذا النظام، فإن طرف المحايد في الجهة الموفرة للتيار (كالمحول) تكون متصلة في الأرض مباشرة T عن طريق قضيب أرضي Electrode. كذلك فإن نقطة التأريض من طرف الحمل تكون متصلة بتأريض مختلف وخاص بها مباشرة عن طريق قضيب أرضي أخر، وهذا التأريض يشمل تأريض موصل الحماية Protective Conductor والأجزاء الموصلة الخارجية Extraneous Conductive Part. كما أن نقطة المحايد الخارجة من المحول تذهب وتتصل بالأحمال عن طريق كابل منفصل. العلاقة الوحيدة بين التأريض ومحايد المحول هي أن الإثنين متصلان معاً في طرف المحول فقط. دقق في صورة نظام TT لتتعرف عليه أكثر.

الطريقة المستخدمة لحماية البشر من التيار المتسرب للأرض في هذا النظام تكون بإستخدام جهاز لإلتقاط التيار المتسرب Residual Current Device (RCD) والذي ما يتم عادة (وحسب المعايير لكل دولة) بضبطه ليقوم بفصل القاطع عند إزدياد كمية التيار المتسرب للأرض عن 30mA. أنظمة التأريض TT تفصل بين خط التأيض والمحايد ما يسمح بإستخدام قواطع تيار ذات أربع أطوار، لكن من الضروري ضمان جودة التربة بين الأحمال والمحول لأن المسار الوحيد المتوفر للتيار المتسرب للأرض كي يعود للمحول هو من خلال تربة الأرض. إذا كانت الأحمال متأرضة في أكثر من نقطة (كما في الصورة) فيجب توفير حماية للتيار المتسرب RCD عند كل نقطة من هذه النقاط.

أهم خواص هذا النظام يمكن تلخيصها كالتالي:

• يُعد الأسهل من ناحية التصميم والتركيب.
• لا يحتاج إلى رقابة دائمة لحالة التأريض أثناء عمل الشبكة، لكن يجب القيام بفحص دوري لأجهزة الحماية من تسرب التيار.
• الحماية من التيار المتسرب مضمونة بإستخدام أجهزة RCD والتي تحد أيضاً من مخاطر الحرائق.
• أي تسرب تيار للأرض (كفشل عوازل الكيابل ما يجعلها تتصل بالأرض أو بالأجسام المعدنية المحيطة بها) سينتج عنه فصل الدائرة وخسارة الحمل للتيار. لكن هذا الفصل سيكون محدود للحمل الذي حصلت فيه المشكلة وفقاً لإعدادات وتوقيت فصل قواطع ال RCD المتصلة بالتوالي في الدائرة.
• بعض الأحمال التي بطبيعتها تُتنج تيار متسرب للأرض (كآلات اللحام) ستقوم بفصل القاطع بشكل متكرر وغير مرغوب أثناء عملها، لذا ستحتاج هذه الأحمال إلى محول عزل منفصل خاص بها، أو أن يتم إستخدام أجهزة RCD متخصصة لها.

ب 2 – نظام التأريض TN

نظام TN يشابه نظام TT في نقطة تأريض مصدر التيار (المحول أو المولد) من حيث إتصال نقطة المحايد مباشرة في الأرض، لكنه يختلف في تأريض طرف الأحمال. ففي هذا النظام لا يتم إنشاء أقضاب أرضية مزروعة أو متصلة بالتربة من طرف الحمل (إلا في بعض الإستثناءات كما سترى في الأسفل)، بل يُكتفى بإستخدام كابل المحايد و/أو الأرضي القادم من المحول في أغراض التأريض المختلفة. وينقسم هذا النظام إلى ثلاث أنواع بحسب وصول كابل المحايد من مصدر التيار للأحمال كالتالي:

نظام TN-S

في هذا النظام يخرج من المحول خمسة كيابل، منهم كابل واحد يُستخدم كنقطة محايد للأحمال بينما يستخدم الثاني ككابل تأريض (Protective Earthing (PE)). وهو من أشهر الأنظمة والتي يكثر إستخدامها. هذا النظام إجباري حسب معيار IEC للدوائر التي يقل مقطع عرض الكابل فيها عن 10 ميليميتر (mm2) أو عند إستخدام أجهزة محمولة (كتلك التي تتصل بالمقابس). يمكن إستخدام التغليف أو التسليح المعدني للأسلاك الممدودة تحت الأرض لتوصيل خط الحماية PE وهو المعمول به بشكل عام.

مثال لإستخدام هذا النظام في المقابس الكهربائية هو أن يتم توصيل أحد الكابلان بالأرضي PE والآخر بنقطة الخط البارد N كما في الصورة:

يوفر هذا النظام تكاليف إنشاء شبكة تأريض لكل حمل أو منشأة على حدى، لكنه يحتاج إلى كابل إضافي للأرضي من المحول (خلال محطة التوزيع) حتى الأحمال.

نظام TN-C

وهو مشابه تماماً للنظام السابق عدا أنه بدلاً من إستخدام كابلان منفصلان للمحايد والأرضي يتم إستخدام كابل واحد فقط من أجل الغرضين معاً كما في الصورة في الأسفل، ويسمى هذا الكابل بكابل المحايد وحماية الأرضي Protective Earth and Neutral (PEN). يعيب هذا النظام أنه في حال ما دعت الحاجة لفتح قواطع التيار للأحمال فإن القاطع سيفصل خطي المحايد والأرضي معاً (من أجل ضمان عزل إيجابي Positive Isolation للحمل)، وهذا الأمر غير آمن لأن نقطة التأريض ستخسر الهدف من وجودها. كما أن فصل الخطوط الحارة فقط دون فصل خط المحايد غير محبذ لأنه ليس فصل إيجابي، بمعنى أنه لن يفصل جميع الخطوط أو الكيابل التي من الممكن أن يمر فيها تيار القصر.

لا يمنع المعيار من توفير نقطة/أقضاب تأريض منفصلة على طرف الحمل وتوصيلها بخط التأريض القادم من مصدر التيار، وهذا ينطبق أيضاً على النظام TN-S كذلك. كذلك فإنه يُمنع إستخدام نظام TN-C مع موصل محايد وأرضي بمقطع عرضي أقل من 10 ميليميتر مربع (mm2) ويُمنع إستخدامه مع الأجهزة المحمولة (كالتي تتصل في المقابس).

عند إستخدام هذا النظام فإنه يجب الحرص على وجود بيئة ذات جهد متساوي Equipotential في الشبكة وذلك يتم بزرع أقضاب تأريض متوزعة بمسافات متساوية قدر الإمكان وذلك لأن الخط PEN سيحمل تيار المحايد وتيارات التوافقية الثالثة 3rd Harmonic. لذلك فإنه من الضروري توصيل الخط PEN بأقضاب أرضية.

نظام TN-C-S

نجمع هنا النظامين السابقين معاً حيث يخرج من المحول كابل واحد فقط جامع للأرضي والمحايد ثم يتم تقسيمه في أحد لوحات التوزيع لكابلين منفصلين كما في الصورة.

في هذا النظام يُمنع إستخدام خط الأرضي PE كنقطة محايد N لتغذية الحمل بعد نقطة فصل كابل المحايد عن الأرضي كما توضح الصورة للأسفل. كذلك يُمنع وصل خطي الأرضي والمحايد معاً بعد إنفصالهما لأنه أي فصل غير مقصود لكابل المحايد في أعلى الدائرة عندها سينتج عنه فصل خط الحماية الأرضية PE في أسفل الدائرة وهو أمر خطير وغير مقبول.

يمكنك أن ترى في الأسفل كيفية فصل القاطع للتيار في كل من النظامين TN-C و TN-S. ففي النظام TN-C لن يتم فصل التيار عن نقطة المحايد الخاصة بالحمل وذلك لأن هذه النقطة هي نفسها توصل خط الحماية الأرضية للأحمال PE ولا يجب قطعها تحت أي ظرف، بينما يمكن فعل ذلك في النظام TN-S لأن خط المحايد منفصل عن خط الأرضي.

على الرغم من تحديد مرشد شنايدر Electrical Installation Guide لطريقة حماية الدائرة فقط بإستخدام قواطع للزيادة في التيار، إلا أنه من الممكن إستخدام قواطع للحماية من التيار المتسرب لكن بعد دراسة لكل حمل على حدى وبشكل حذر، ولن يتم مناقشة هذه النقطة في هذه المقالة.

خواص نظام التأريض TN تُلخص كالتالي:

• يحتاج تمديد هذا النظام مستقبلاً بعد تركيبه إلى الحذر والدراسة من قبل كهربائيين متخصصين لكي لا يتم الخلط بين طرق التأريض المختلفة.
• نظام التأريض TN-C أرخص نسبياً من النوعان الآخران، كما يُمنع إستخدامه في المنشأت التي تزداد فيها خطورة الحرائق (كمحطات الغاز) ويُمنع إستخدامه في الأنظمة التي تكثر فيها أجهزة الكمبيوتر لما ستسببه من توافقيات Harmonics محمولة على خط المحايد.
• يتميز نظام TN-S بإمكانية إستخدامه مع الموصلات صغيرة الحجم. كما يُفضل إستخدامه في الشبكات التي تكثر فيها أجهزة الكمبيوتر لأنه سيوفر خط حماية أرضية PE نظيف Clean (على عكس Dirty) ما سيمنع أي تشويش أو أعطال في أجهزة الكمبيوتر والسيرفرات الحساسة.

ب 3 – نظام التأريض IT

يدل الحرف الأول I على أن نظام التأريض هذا لا يتم فيه توصيل نقطة المحايد من المحول أو المولد للأرض، أي أنه معزول عن الأرض. لكن يسمح هذا النظام بتوصيل نقطة المحايد إلى الأرض بشكل غير مباشرة وذلك من خلال مقاومة إلى الأرض، لذا يسمى أيضاً نظام تأريض المحايد بمقاومة Impedance-Earthed Neutral. أما من طرف الحمل فيتم توصيل نقطة التأريض في الأرض وهو ما يدل عليه الحرف T. وقد تتساءل عن سبب توصيل الحمل في الأرض (التربة) مباشرة دون فعل ذلك في الطرف المولد للتيار ما لن يوفر مسار لعودة التيار لمصدره عند حدوث أي خطأ أرضي في الدائرة. الجواب هو أن نقطة التأريض على طرف الحمل للأنظمة التي لا يتم تأريض المصدر فيها بتاتاً تعمل كنقطة لضمان تساوي الجهد على سطوح المواد للأجهزة الكهربائية المختلفة عند حدوث أي خطأ Equipotential Bonding .

كما يمكن توصيل مقاومة بين نقطة المحايد للمحول والأرض كما في الصورة التالية. تبلغ قيمة هذه المقاومة ما بين 1000 و 2000 أوم. تقوم معايير IEEE بتصنيف هذه المقاومة إلى نوعين، الأول هو مقاومة عالية القيمة High Impedance Grounding والثاني هو مقاومة منخفضة القيمة Low Impedance Grounding لكن هذه المقالة لن تخوض أكثر في هذه التفرقة بين النظامين. يتم هنا توصيل نقطة التأريض للأحمال (والتي تشمل جميع الأجزاء الموصلة الخارجية Extraneous Conductive Part) إلى أقضاب تأريض. ويرجع السبب لإستخدام مثل هذه المقاومة هو لضبط مقدار الجهد بالنسبة للأرض في خطوط التيار خصوصاً عند حدوث إرتفاع غير مقبول في خطوط الجهود المتوسطة القادمة من الشبكة وغيره.

تستخدم أنظمة IT الغير مؤرضة جهاز لمراقبة حالة عزل محايد مصدر التيار (كالمحول) عن الأرض ويُعرف بجهاز مراقبة العزل Insulation Monitoring Device (IMD). في حال حدوث خطأ بين أحد خطوط الطاقة والأرض (فلنسمه الخطأ الأول) فلا يوجد داع لفصل الدائرة ويمكن الإكتفاء بإنذار لكي يقوم فريق الصيانة بالتحقيق ومعرفة موقع العطل. لكن في حال حدوث قصر آخر مع الأرض (الخطأ الثاني) فإنه يجب فصل الدائرة لتلامس الخطين العاطلين معاً.

خواص هذا النظام تُلخص كالتالي:

• يسمح هذا النظام بإستمرار عمل الدائرة وتوفر التيار لأطول فترة ممكنة حتى عند حدوث عطل أول
• يوفر إنذار عند حدوث أول عطل أرضي (أو تسرب للتيار) في الدائرة
• يتطلب وجود فريق صيانة لتحديد موقع العطل أثناء عمل الدائرة

الصورة التالي من IEEE تُظهر نوع نظام التأريض المستخدم في مختلف دول العالم. تجدر الإشارة إلى أن جميع الأنظمة لها إستخداماتها، فالأمر ليس أبيض وأسود ولا يوجد جواب صحيح وآخر خاطىء. لذلك قامت المعايير بتصنيف أنظمة التأريض المختلفة وتركت إختيار أي منها للمهندسين حول العالم.

إختيار أي من هذه الأنظمة لا يعتمد على أيها أكثر أماناً لأن جميعها متساوية من ناحية حماية البشر إذا ما تم تركيب الشبكة بشكل سليم ووفقاً للشروط الخاصة بكل نظام. لذا فإن إختيار أي من هذه الأنظمة يعتمد أولاً على المتطلبات القانونية في المنشأة أو البلاد التي يتم تركيب النظام فيها، ثانياً على أولوية إستمرار عمل الشبكة وخطورة إنقطاع التيار، ثالثاً على طريقة وكيفية تشغيل الشبكة وتواجد الأفراد لذلك، وأخيراً على نوع الأحمال المتصلة بالشبكة.

كما أن مصمم الشبكة يمكنه الإستعانة بالجدول التالي من مُرشد شنايدر ليرى الفرق بين الأنظمة المختلفة وتحديد ما يناسبه منها. لاحظ أن النظام IT مذكور مرتين في الجدول، المرة الأولى IT(1) خاص في حالة حدوث أول خطأ أرضي في الشبكة والمرة الثانية IT(2) خاص في حالة حدوث خطأ ثاني (في وجود الخطأ الأولى) في الشبكة.

كما أنك قد تحتاج إلى أن تستخدم أكثر من نظام تأريض في نفس المؤسسة أو الشبكة وفقاً لنوع الأحمال التي ستتصل بذلك النظام. ومن ذلك المنطلق يمكنك أن ترى الإستخدام الأنسب من حيث نوع الحمل لكل من أنظمة التأريض المختلفة موضحة في الجدول: