ما هو التأريض والترابط لأنظمة الاتصالات

كما هو الحال مع التأريض الكهربائي التقليدي يجب تأريض شبكات ومعدات الاتصالات بالخدمة الكهربائية، ومع ذلك، فإنّ مجرد التأريض للصلب الهيكلي لا يكفي عند التعامل مع أنظمة الاتصالات، بحيث تتطلب حساسية المعدات الإلكترونية أن تكون كابلات الاتصالات والطاقة معادلة بشكل فعال لمنع الحلقات أو العبور التي يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات، وهذا يعني تصميم نظام تأريض وربط كامل يتجاوز منهجية “السلك الأخضر” الأساسية.

ما هو التأريض

التأريض (grounding): هو اتصال موصل سواء كان مقصودًا أو غير مقصود بين الدوائر الكهربائية أو المعدات والأرض أو جسم موصل يعمل في مكان الأرض.

يجب توصيل الأنظمة الكهربائية وأنظمة كابلات الاتصالات المطلوب تأريضها بالأرض، كما يجب أن توفر آلية التأريض وسيلة موثوقة لإجراء الفولتية، والتي تفرضها الصواعق أو ارتفاعات الخطوط أو الاتصال غير المقصود بخطوط الجهد العالي أو المعدات على الأرض بأمان.

ما هو الترابط

الترابط (bonding): هو الربط الدائم للأجزاء المعدنية الموصلة للمعدات وحاويات الموصلات لضمان مسار موصل كهربائيًا بينهما يضمن الاستمرارية الكهربائية، ولديه قدرة كافية لإجراء أي تيار غريب بأمان من المحتمل أن يتم فرضه على الأرض.

1- خصائص الترابط

• الترابط مطلوب لأنّ المواد الموصلة كهربيًا مثل: الفولاذ الإنشائي وصواني الكابلات المعدنية والهياكل المعدنية الداعمة، قد تصبح نشطة في حالة الاتصال بالبرق أو ارتفاع الخطوط أو الاتصال غير المقصود بخطوط الجهد العالي.

• تتمثل ممارسة إنشاء الترابط الفعّال في إنشاء مسار موثوق به لتيارات الأعطال هذه إلى أرضية النظام الكهربائي.

• تساعد ممارسات الترابط الفعّالة على معادلة الإمكانات الناتجة عن أعطال الصواعق والأنظمة الكهربائية التي من شأنها أن تلحق الضرر بالمعدات وتضر بالأفراد.

• تتطلب (NEC) أن يتم ربط مجاري المياه المعدنية أو صواني الكابلات أو الأرفف أو العبوات أو تدريع الكابلات المعدنية بشكل فعال لضمان القدرة على توصيل أي تيار عطل إلى الأرض.

ملاحظة: “NEC” هي اختصار لـ “National Electronics Conference”.

2- كيف يعمل الترابط

• يقع قضيب الربط الأساسي (PBB) في أدنى مستوى من المبنى وهو متصل بنظام التأريض الذي يتم تركيبه بواسطة فني الكهرباء.

• من (PBB) يدير العمود الفقري لربط الاتصالات السلكية واللاسلكية (TBB)، وهو عبارة عن سلك نحاسي بقطر سميك يمر عبر كل طابق من المبنى؛ لتقليل التباين بين أنظمة الاتصالات في الطوابق المختلفة.

• يحتوي كل طابق من المبنى على قضيب ربط ثانوي (SBB) يعمل بشكل مستمر لربط جميع (SBBs) بـ (PBB) على أدنى مستوى.

• يتم توصيل نظام حماية الكابلات بوحدات (SBB) و(TBBs) في نظام التأريض.

• إذا كان المبنى يحتوي على معدات تعمل على كل جانب، فإنّ نفس السيناريو ينطبق على الجانب الآخر من المبنى.

ملاحظة:“PBB” هي اختصار لـ “primary bonding busbar”.

ملاحظة:“TBB” هي اختصار لـ “Telecom bonding backbone”.

ملاحظة:“SBB” هي اختصار لـ “Secondary Bonding Busbar”.

التعرض الكهربائي في حالة التأريض والترابط للاتصالات

تتعرض كابلات الاتصال للتيارات الكهربائية، وتحدد المادة (800-2) من (NEC) كبل الاتصال على أنّه “مكشوف” عندما يكون الكابل أو الدائرة في هذا الوضع، في حالة فشل الدعامات أو العزل قد ينتج عن ذلك ملامسة لكابل أو دائرة أخرى.

تعتبر جميع كابلات الاتصالات معرضة للتيار الكهربائي بسبب مكان تركيب هذه الكابلات في المبنى أو في تكوين الحرم الجامعي، ويتم تركيب كابلات الاتصالات على مقربة شديدة من الموصلات الكهربائية على الجدران والأسقف العلوية، كما يتم تحديد درجة التعريض أيضًا حسب مكان تركيب الكابل ويمكن تحديد التعرض في المجالين التاليين:

1- التعرض الخارجي للمبنى

• جميع كابلات الاتصالات النحاسية أو أي كابلات عازلة للكهرباء لها عنصر موصل وهي موصلات للطاقة الكهربائية.

• عندما يتم تشغيل هذه الأنواع من الكابلات بين المباني، فإنّها تتعرض كهربائيًا للصواعق.

• ستحمل هذه الكابلات صاعقة على طول الكابل وفي أي كابلات متصلة بهذه الكابلات.

2- التعرض الداخلي للمبنى

• تتعرض كابلات الاتصالات للمخاطر الكهربائية داخل المبنى.

• يتم تثبيت كابلات الاتصالات النحاسية في نفس المنطقة المجاورة لموصلات الطاقة الكهربائية.

• هذه هي إمكانية الاتصال العرضي بموصلات الطاقة، ممّا قد يتسبب في حدوث خطأ في الطاقة.

معيار التأريض والترابط للاتصالات السلكية واللاسلكية

معيار (ANSI / EIA / TIA-607): هو متطلبات تأريض المباني التجارية وربطها للاتصالات السلكية واللاسلكية.

• الهدف الأساسي من هذا المعيار هو تقديم إرشادات حول مسألة الترابط والتأريض من حيث صلتها ببناء البنية التحتية للاتصالات.

• يحدد معيار (ANSI / EIA / TIA-607) نظام التأريض والترابط للاتصالات والتوصيلات بنظام التأريض الكهربائي للمبنى.

• لا تأخذ التوصيات المتوفرة في هذه المواصفة الأساسية والمطلوبة مكان متطلبات الترابط والتأريض التابعة للكود الكهربائي الوطني والمحلي.

ملاحظة:“ANSI / EIA / TIA-607” هي اختصار لـ “American National Standards Institute Electronic Industries Alliance Telecommunications Industry Association”.

الشروط الاساسية للترابط والتأريض

• يعني الترابط الانضمام الدائم للأجزاء المعدنية بغرض تشكيل مسار موصل كهربائيًا لضمان الاستمرارية الكهربائية والقدرة على إجراء أي تيار يحتمل فرضه بأمان.

• موصل التوصيل للاتصالات السلكية واللاسلكية هو موصل يستخدم لربط البنية التحتية لربط الاتصالات السلكية واللاسلكية بأرض معدات الخدمة (الطاقة) للمبنى.

• يشير التأريض الفعال إلى اتصال متعمد بالأرض من خلال اتصال أرضي بمقاومة قليلة بدرجة مناسبة.

• يجب أن يكون لديها قدرة تحمل تيار كافية لتكون قادرة على منع تراكم الفولتية التي يمكن أن تؤدي إلى مخاطر غير ضرورية على المعدات أو الأشخاص المتصلين.

• الأرض عبارة عن اتصال توصيل متعمد أو عرضي بين دائرة كهربائية أو معدة وبين الأرض أو جسم موصل يعمل في مكان الأرض.

• موصل القطب الأرضي هو موصل يستخدم لتوصيل قطب التأريض بموصل تأريض المعدات والموصل الأرضي للدائرة في معدات الخدمة ومصدر نظام منفصل.

مكونات نظام التأريض للاتصالات

يشرع نظام التأريض والترابط لـ (wired and wireless communication) باتصال مادي بنظام إلكترود تأريض (grounding electrode) المبنى وينتشر إلى كل غرفة اتصالات (TR) في المبنى، وبشكل عام يحتوي نظام تأريض الاتصالات المحدد بواسطة معايير (ANSI / TIA / TIA-607) على المكونات التالية:

• موصل ربط الاتصالات.

• قضيب التوصيل الأرضي الرئيسي للاتصالات (TMGB).

• العمود الفقري لربط الاتصالات (TBB).

• قضيب التوصيل الأرضي للاتصالات (TGB).

• موصل ربط العمود الفقري لربط الاتصالات (TBBIBC).

تأريض الاتصالات السلكية واللاسلكية والترابط هو أسس إضافية وربط تم اعتماده خصيصًا للاتصالات السلكية واللاسلكية، وهذا ليس بديلاً عن التأريض والترابط المحدد بواسطة الكود الكهربائي الوطني (NEC) ولكنّه عادةً ما يكون إضافيًا لمعالجة أداء نظام الاتصالات.

ملاحظة:“TR” هي اختصار لـ “Telecommunication room”.

ملاحظة:“TBBIBC” هي اختصار لـ “Telecom bonding backbone interconnecting bonding conductor”.

ملاحظة:“TGB” هي اختصار لـ “Telecommunications Grounding Busbar”.

ملاحظة:“TMGB” هي اختصار لـ “Telecommunications Main Grounding Busbar”.