مقدمة:
تُسْتخدم الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية بشكلٍ متكررٍ في التطبيقات التي لا يمكنها تحمُّل تكاليف إيقاف التشغيل، أو التي يجب أن تتحكَّم في جهد العطل الأرضي على المُعدَّات التي يتمُّ تشغيلها.
وعند حدوث عطلٍ أرضيٍّ، سوف يتدفَّق تيار العطل الأرضي من خلال قضيب التأريض، ولكن حجمه مقيد بشدة (إلى عدد قليل من الأمبيرات، عادةً 10 أو أقل) بواسطة المقاوم الأرضي المحايد. وهذا التيار المحدود له العديد من المزايا: فهو كافٍ لاكتشاف وتحديد الأعطال الأرضية، ولن يسبب ضررًا متصاعدًا لنقطة العطل، ولن يتصاعد إلى عطل أرضي مقوس، ويحدُّ من جهد اللمس (الجهد بين إطار المُعدَّات والأرض) على المعدات المحمولة؛ ممَّا يُعزِّز ويُحسِّن مستويات السلامة.
ومن المهم ملاحظة أنَّ جهد الخط إلى الأرض للمراحل السليمة (التي لم يُصِبْها أعطال)، سيزداد أثناء حدوث عطل أرضي، ممَّا يزيد من احتمال حدوث عطل أرضي ثانٍ. ويتطلَّب هذا نظامَ عزلٍ موثوقًا، ليس فقط من الخط إلى الأرض، ولكن أيضًا من الخط إلى الخط. ويُقلِّل التأريض بالمقاومة العالية من احتمالية حدوث قوس كهربائي عن أعطال الخط إلى الأرض ممَّا يجعل الأنظمة أكثر أمانًا، ولكنه لا يحدُّ من طاقة فلاش القوس الناجم عن أعطال خط إلى خط.
ولا يمكن أن تعتمد الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية على أجهزة حماية التيار الزائد؛ مثل: قواطع التيار الكهربائي، ومصهرات الحماية الكهربائية (الفيوز) للحماية من الأعطال الأرضية، ففي الواقع في كثيرٍ من الحالات يُسمَح للأعطال الأرضية بالبقاء على النظام حتى يُمْكن إصلاحها بطريقة منظمة وسليمة.
ومن الضروري تثبيت نظام الكشف عن الأعطال الأرضية نظرًا لعدم انقطاع تيار العطل الأرضي بسبب التيَّار الزائد، وعند تصميمها بشكل صحيح يمكن أن تسمح هذه الأنظمة أيضًا سريعًا بتحديد موقع وحدة التغذية الفرعية، أو مجموعة المفاتيح أو التحميل المَعيب، ومع ذلك تعتمد هذه الأنظمة على سلامة المقاوم الأرضي المحايد.
فوائد استخدام الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية:
يتمُّ استخدام تأريض المقاومة لعدة أغراض:
- التقليل من آثار الاحتراق أو الانصهار في المُعدَّات المَعيبة.
- التقليل من مخاطر الصدمات الكهربائية للأفراد.
- التقليل من جهد الخط أثناء التعامل مع الأعطال الأرضية.
- التقليل من الضغوط الميكانيكية في الدوائر التي تحمل تيارات العطل الأرضي.
- تجنُّب انقطاع التيار في حالة حدوث خطأٍ أرضيٍّ أوَّليٍّ.
- التقليل من احتمال ومضات القوس.
- يجعل الأفراد القريبين من العطل الأرضي أكثر أمانًا.
- يقلل من احتماليَّة تدمير المُعدَّات.
استخدامات الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية:
تُسْتخدم الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية في الأنظمة الكهربائية، وفي التطبيقات التجارية والصناعية، فالاستخدامات الرئيسة في العمليات الصناعية حيث إنَّ استمرار الخدمة أمرٌ حيوي، وكذلك حماية الآلات الدوَّارة؛ مثل: المُحرِّكات، والمُولِّدات. ويُقلِّل المقاوم من أضرار احتراق الحديد، ويُخْمد التذبذبات، ويُقلِّل الفولتية الزائدة العابرة بأقل من ضعفين ونصف ضعف الجهد القياسي بين الخط والمحايد.
وفي بعض العمليات الصناعية قد يؤدِّي انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ إلى خروج العملية عن السيطرة؛ ممَّا يؤدِّي إلى إطلاق مواد كيميائية سامَّة، أو حرائق، أو انفجارات. وقد يؤدِّي فقدان الإمداد الكهربائي إلى تعطيل بعض الآلات إذا تجمَّد المنتج الذي تتعامل معه في الداخل.
ويُعدُّ قطاع التعدين أحد أكثر الصناعات شيوعًا لاستخدام الأنظمة المؤرضة ذات المقاومة العالية. والجدير بالذِّكر أنَّ الأوساخ والرطوبة والاهتزازات ودرجات الحرارة العالية والأنظمة الكبيرة والآلات الثقيلة هي مصادر لإضعاف العزل والأضرار التي يمكن أن تُسبِّب مخاطر حَرِجةً، والعديد من التطبيقات في التعدين عبارة عن معدات وآلات متحركة.
