[ معلومة كهربية ] الفرق بين خط النيوترال (Neutral) و خط الأرضي (Earth/Ground) في للتيار المتردد AC ؟

[محمد ابو العز]

ما الفرق بين خط النيوترال (Neutral) و خط الأرضي (Earth/Ground) في الشبكات الكهربائية للتيار المتردد AC ؟

هناك فرق جوهري من حيث الوظيفة و طريقه التوصيل بين خط النيوترال/ او التعادل وخط الارضي

اولاً: خط النيوترال (Neutral) وظيفته :

هو الخط الذي يعود من خلاله التيار المسحوب من الحمل الي مصدر الجهد (مثل المحول) مره اخري ، وبذلك يكتمل المسار بين الحمل والمصدر

طريقه توصيله:

خط النيوترال بيكون متصل مباشرة بنقطة التعادل/ النيوترال لمصدر الجهد (أي متصل بنقطه النيوترال للمولد أو المحول)، وغالباً بيتم تأريض نقطه النيوترال عند المصدر

( يعني ربط نقطه النيوترال للمحول او المولد بشبكه الارضي )

جهد النيوترال:

نظرياً بيكون جهد النيوترال يساوي صفر ، و ذلك في حالة وجود إتزان مثالي بين الفازات الثلاثه (يعني تيار الحمل متساوي علي الفازات الثلاثه) وبالتالي التيار الراجع من الفازات الثلاثه

بيلاشي بعضهم بعض بسبب اختلاف زاويه الفاز Phase angle

تيار النيوترال:

مثلما ذكرنا فإن خط النيوترال بيمر به تيار كهربي راجع من الحمل الي المصدر .

في حاله الأحمال الأحاديه (سنجل فاز Single Phase) بيكون تيار النيوترال بيساوي تيار الفاز

اما في حاله الأحمال الثلاثيه المتوازنه 3Ph فبيكون تيار النيوترال يساوي صفر لأن التيارات الراجعه من الفازات الثلاثه مختلفه في الإتجاه وستلاشي بعضها

لكن نظراً لعدم وجود اتزان مثالي بين الفازات فبيكون هناك تيار صغير علي خط النيوترال عائد الي نقطه النيوترال للمحول


ثانياً: خط التأريض او الأرضي (Earth/Ground) وظيفته :

هي الحمايه للأشخاص والمعدات من الأعطال الكهربيه ، علي عكس النيوترال الذي يعمل كجزء من دائره التيار الكهربي الطبيعيه

طريقه الحمايه :-

خط الأرضي بيحمي من خطرين مختلفين:

أولاً تفريغ الشحنات الإستاتيكيه الساكنه التي تتجمع علي الأسطح المعدنيه القريبه من مصدر الكهرباء ، مثل سطح اللوحهات الكهربيه و الموزعات و المحولات و حوامل الكابلات و

حتي الاسطح المعدنيه القريبه منها مثل السلالم و الابواب الحديديه وخلافه. كل هذه الأسطح بتكون عرضه لتجمع شحنات كهربيه عليها نتيجه المجالات الكهرومغناطيسية المتولده

من الجهد و التيار.

ماذا لو لم يتم تسريب هذه الشحنات الي الأرض؟!

ستقوم بتكوين جهد إستاتيكي عالي يصعق اي شخص يلمسه أو ستنتقل من سطح الي أخر نتيجه فرق الجهد و ستحدث شرر كهربي أثناء تفريغها في الهواء يؤدي الي حرائق و تلفيات خطيره.

ثانياً خط الأرضي بيعمل مسار لتيار العطل الأرضي.

هذه الاعطال تحدث نتيجه انهيار العزل بين الفازات و الارض او الاسطح المعدنيه ، فيقوم خط الارضي بعمل مسار رجوع لتيار العطل الي المصدر (عوضاً عن النيوترال)، وبالتالي بتشعر أجهزه الحمايه بوجود تيار راجع من خلال خط الارضي خلاف التيار الطبيعي الراجع في خط النيوترال وبالتالي تكتشف وجود عطل و تقوم أجهزه الحمايه بفصل فوري للدائره لحمايه الاشخاص و المعدات.

ماذا لو لم يتم تأريض الأسطح المعدنيه وتوصيلها بخط الأرضي ؟!

لن يجد تيار العطل مسار للمرور خلاله الي المصدر (دائره مفتوحه) وبالتالي لن يمر تيار عطل او سيمر من خلال مقاةمه عاليه للأرض محاولاً الوصول للمصدر (تيار عطل صغير جداً) ، و بالتالي لن يتم إكتشافه بواسطه أجهزه الحمايه EF (عطل خفي) ، وسينخفض جهد الفازه التي بها عطل مع الارض ، وسيرتفع جهد الفازات السليمه عن جهد العزل المقنن مما يؤدي لإنهيار العزل للنظام.

التوصيل:

يكون خط الارضي متصل بالأرض فعلياً من خلال شبكة تأريض (عباره عن كابلات عاريه - غير معزوله - وقضبان نحاسيه كلها مدفونه بالأرض ولها مقاومه أقل من او تساوي واحد اوم).
جهد خط الارضي:
دائماً صفر فولت (حقيقي) لأنه مربوط فعليا بالأرض.

وجود تيار:

لا يمر بخط الارضي تيار إلا في حالات العطل (مثل تسرب أرضي أو قصر كهربي ناتج عن ضعف او إنهيار للعزل). ولكن لأنه لا يوجد شئ مثالي فلا يوجد عزل مثالي، لذلك فإننا سنجد تيار تسريب أرضي صغير جداً يمر في خط الأرضي في الظروف الطبيعيه (بدون عطل) ، ويتم أخذه في الإعتبار أثناء ضبط حساسيه أجهزه الحمايه Earth Fault بحيث تتفادي هذا التسريب الطبيعي.​