ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਕੈਬਲ ਗਰੌਂਡਿੰਗ ਸਰਕੁਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਅਨੋਖੇ ਕਾਰਨਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਅਤੇ ਟਾਈਪੀਕਲ ਕੇਸਾਂ

I. کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کا تعارف

110 kV سے اوپر ریٹڈ کیبلز میں اکیلے کोئر کی ساخت استعمال کی جاتی ہے۔ آپریشنل کرنٹ کے ذریعے پیدا ہونے والے متبادل میگناٹک فیلڈ نے میٹلک شیت پر وولٹیج کو مند کیا ہے۔ اگر شیت زمین کے ذریعے بند سرکٹ بناتی ہے، تو میٹلک شیت پر گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ بہے گا۔ بہت زیادہ گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ (لوپ کرنٹ 50 A سے زیادہ ہو، لوڈ کرنٹ کا 20% سے زیادہ ہو، یا زیادہ سے کم فیز کرنٹ کا تناسب 3 سے زیادہ ہو) صرف کیبل کی امپیکٹیٹی اور خدمات کی مدت کے لئے ہی نہیں بلکہ شدید گرمی کے باعث گراؤنڈنگ تار یا گراؤنڈنگ بکس کو جلا سکتا ہے۔ ایسے مسائل کو فوراً درست نہ کرنے سے سیریوس پاور گرڈ کے حادثات کا خطرہ ہو سکتا ہے۔

II. کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ پر متاثر کرنے والے عوامل

کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ پر متاثر کرنے والے اہم عوامل یہ ہیں:

• کیبل کا کنٹیکٹ ریزسٹنسکمزور ہیٹنگ یا بد کنیکشن کی وجہ سے ایک فیز میں کنٹیکٹ ریزسٹنس میں اضافہ ہوگا تو اس فیز میں گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کم ہو جائے گا۔ لیکن دوسری دو فیز میں لوپ کرنٹ کا نیچے گرنا ضروری نہیں ہے۔ ریزسٹنس میں اضافہ ہوتے ہوئے کل گراؤنڈنگ کرنٹ کم ہونا ضروری نہیں ہے۔

• گراؤنڈنگ ریزسٹنسگراؤنڈنگ ریزسٹنس اور زمین واپسی راستے کے ریزسٹنس کے مجموعے کے اضافے کے ساتھ ہر فیز میں گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کم ہو جائے گا۔ لیکن بہت زیادہ گراؤنڈنگ ریزسٹنس کا پتہ گراؤنڈنگ نقطہ پر کم کنٹیکٹ کا باعث ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے گرمی اور طاقت کا نقصان ہو سکتا ہے۔

• کیبل گراؤنڈنگ طریقہبہت زیادہ ولٹیج کی کیبلز عام طور پر کیبل کی میٹلک شیت یا اسکرین کے لئے ایک نقطہ گراؤنڈنگ، دونوں انتہاؤں پر گراؤنڈنگ یا کراس بونڈنگ جیسے گراؤنڈنگ طریقوں کا استعمال کرتے ہیں۔ لمبی ولٹیج کی کیبل لائن کے لئے کراس بونڈنگ طریقہ گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو محدود کرنے میں موثر ہے۔

اس میں Ia، Ib، اور Ic کے مطابق A، B، اور C فیز کے بالکل ولٹیج کی کیبلز کی میٹلک شیت کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کی قدر ہیں؛ Ie زمین واپسی راستے کے ذریعے بہنے والے کرنٹ ہے؛ Rd زمین واپسی راستے کا معادل ریزسٹنس ہے، اور Rd1 اور Rd2 کیبل شیت کے دونوں سرے پر گراؤنڈنگ ریزسٹنس ہیں۔ عام طور پر، تین فیز کی کیبلز کے آپریشنل کرنٹ کو مقدار کے لحاظ سے برابر سمجھا جا سکتا ہے۔ تین فیز کرنٹ کے درمیان فیز کے فرق کو استعمال کرتے ہوئے، مکمل کراس بونڈنگ سیکشن کے اندر میٹلک شیت پر مند وولٹیج کو کنسل کیا جا سکتا ہے، جس سے گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو کم کرنے کا مقصد حاصل کیا جا سکتا ہے۔

(1) کیبل سیکشن کی لمبائی، کیبل کی ترتیب کا طریقہ، اور فیز کے درمیان فاصلہ

کیبلز عام طور پر گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو کم کرنے کے لئے کراس بونڈنگ گراؤنڈنگ کا طریقہ استعمال کرتے ہیں۔ کیبل ڈکٹ کی نصب کے انجینئرنگ عمل میں، کراس بونڈنگ شیت کے الفردہ سیکشن کی مختلف لمبائیوں اور مختلف ترتیبوں کا استعمال عام ہے۔ ایک ہی کنڈکٹر کرنٹ کے تحت، افقی یا عمودی ترتیب کے کیبلز کی میٹلک شیت کے ذریعے مند وولٹیج کا یونٹ لمبائی کے لحاظ سے دائروی ترتیب کے کیبلز کے مقابلے میں زیادہ ہوتا ہے۔ اس لئے، نامساوی لمبائی کے سیکشن کے کیبلز میں، لمبے کیبل سیکشن کے لئے مثلثی ترتیب (جو کم وولٹیج پیدا کرتی ہے) اور کم لمبائی کے سیکشن کے لئے افقی یا عمودی ترتیب (جو زیادہ وولٹیج پیدا کرتی ہے) کا استعمال کرکے، لمبے سیکشن کے کل مند وولٹیج کو کم کیا جا سکتا ہے۔ ہر سب سیکشن کی مناسب ترتیب کے ذریعے، کیبل کی لمبائی کے فرق کی وجہ سے ہونے والے وولٹیج کے عدم توازن کو متعادل کیا جا سکتا ہے، جس سے شیت لوپ کرنٹ کم ہو جاتا ہے۔

III. غیر معمولی کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کا تجزیہ

ٹرانسبوزن کی کمزوری کی وجہ سے ایک سمت میں کرنٹ کا ویکٹر گم ہو جائے گا، جس کی وجہ سے شیت گراؤنڈنگ کرنٹ میں شدید اضافہ ہوگا، جس کی وجہ سے آپریشنل خرابی کا خطرہ ہو سکتا ہے۔ مختلف ٹرانسبوزن کی کمزوری کی صورتحالوں میں، تین فیز کرنٹ کی مقدار اور فیز کافی حد تک مختلف ہوتی ہیں۔ ٹرانسبوزن کی کمزوری عام طور پر دو فیز کی نسبتاً مشابہ گراؤنڈنگ کرنٹ کے ساتھ، جبکہ دوسری فیز کا کرنٹ نسبتاً کم ہوتا ہے—عام طور پر دوسری دو فیز کے کم سے کم گراؤنڈنگ کرنٹ کا تقریباً نصف ہوتا ہے۔

(1) باکس میں پانی کا داخلہ

جب پانی کراس بونڈنگ جوائنٹ باکس میں داخل ہوتا ہے، تو باکس کے اندر پانی کم گراؤنڈنگ ریزسٹنس بناتا ہے، اور باکس کے اندر اور باہر کے پانی کے درمیان کنکشن کرنٹ کے لئے مستقیم گراؤنڈنگ راستہ فراہم کرتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر کے مطابق، a، b یا c پر مستقیم گراؤنڈنگ ہوتا ہے۔

لامتناہی بارش کی وجہ سے کیبل گریٹ کراس بونڈنگ باکس میں لمبے عرصے تک پانی کا جمع ہو سکتا ہے۔ خاص طور پر جب دونوں باکس پانی سے بھرے ہوں تو گراؤنڈنگ کرنٹ آسانی سے سینچوں آمپیئرز تک پہنچ سکتا ہے، جس کی وجہ سے شیت کرنٹ میں ناگہانی اضافہ ہو سکتا ہے اور کیبل کی درونی درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہو سکتا ہے۔ جب صرف ایک باکس پانی سے بھرا ہو تو متاثرہ لوپ میں تین فیز کرنٹ کے درمیان نسبتاً کم اختلاف ہوتا ہے اور عام، غیر خرابی کی صورتحال کے مقابلے میں تقریباً 2.5 گنا بڑھ جاتا ہے۔

(2) کواکسیل کیبل کی تکسیم

کراس بونڈنگ گراؤنڈنگ استعمال کرنے والی لائنیں عام طور پر 1 کلومیٹر سے زیادہ لمبی ہوتی ہیں۔ اگر کواکسیل کیبل تکسیم ہو جائے تو تکسیم کے نقطہ پر سو سے زائد ولٹیج پیدا ہو سکتا ہے، جو لائن کے لئے کافی خطرہ ہے۔ یہ متعلقہ میٹلک شیت کو بند لوپ بنانے سے روک دیتا ہے، جس کی وجہ سے شیت میں لوپ کرنٹ کا بہاؤ بند ہو جاتا ہے۔

IV. غیر معمولی کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کے مثالی مطالعات

ایک 110 kV لائن ہوائی-کیبل ہائبرڈ لائن ہے۔ کیبل کا ماڈل YJLW03-64/110-1×800 mm² ہے۔ لائن ستمبر 2014 میں کمیشن کی گئی تھی اور یہ تقریباً 1220 میٹر لمبی ہے۔ 27 دسمبر 2016 کو کیبل گراؤنڈنگ نظام کو کراس بونڈنگ گراؤنڈنگ کے طریقہ کار میں تبدیل کر دیا گیا۔ مکمل کراس بونڈنگ سیکشن سبسٹیشن، باکس #1، باکس #2، اور بیرونی ٹرانسمیشن ٹاور پر مشتمل ہے۔ باکس #1 اور #2 کراس بونڈنگ باکس ہیں، جبکہ تمام دیگر نقاط مستقیماً گراؤنڈ ہیں۔ میسنگ گراؤنڈ لوپ کرنٹ کے نتائج نیچے دیے گئے جدول میں ظاہر ہیں:

Q/GDW 11316 "پاور کیبل لائن ٹیسٹ ریگولیشنز" کے مطابق کلوز 5.2.3 کے مطابق: گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا لوڈ کرنٹ کے ساتھ تناسب 20% سے کم ہونا چاہئے؛ ایک سنگل فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا زیادہ سے کم تناسب 3 سے کم ہونا چاہئے۔ جب لوڈ کرنٹ 57.8 A ہو تو اسٹیشن کے ڈائریکٹ گراؤنڈنگ باکس، باکس #1، اور باکس #2 پر فیز A، B، اور C کے شیت کرنٹ تمام ریگولیشنز کے مطابق کی تقاضوں سے شدید طور پر زیادہ ہوتے ہیں۔ علاوہ ازیں، ایک سنگل فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا زیادہ سے کم تناسب (37.6/9.7 = 3.88) بھی 3 سے زیادہ ہے۔

اوپر دیے گئے جدول میں میسنگ گراؤنڈ لوپ کرنٹ کے ڈیٹا کے تجزیہ کے مطابق: مینہول #1 میں فیز A کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 38.2 A ہے، جو مینہول #2 میں فیز C کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 37.6 A کے مطابق ہے؛ مینہول #1 میں فیز B کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 28.5 A ہے، جو مینہول #2 میں فیز A کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 32.7 A کے مطابق ہے؛ مینہول #1 میں فیز C کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 10.2 A ہے، جو مینہول #2 میں فیز B کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 9.7 A کے مطابق ہے۔ تین فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ کی گذر گاہیں یہ ہیں: فیز A کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز B کے آرمور کے ذریعے نہیں گذرتا، فیز B کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز C کے آرمور کے ذریعے نہیں گذرتا، اور فیز C کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز A کے آرمور کے ذریعے نہیں گذرتا، جو نیچے دی گئی تصویر اور جدول میں ظاہر کی گئی ہے۔

مقامی تفتیش کے مطابق، کیبل مینٹینس مینہول #1 کے گراؤنڈنگ باکس کا اندری کراس بونڈنگ ترتیب "ABC to BCA" ہے، فیز کا ترتیب A، B، C ہے۔ مینہول #2 کے گراؤنڈنگ باکس کا اندری کراس بونڈنگ ترتیب "ABC to CAB" ہے، فیز کا ترتیب A، B، C ہے۔ کیبل شیت کے پروٹیکٹرز یا انسلیٹنگ کمپوننٹس پر نمی یا جلنے کے نشانات نہیں پائے گئے۔ یہ تصویریں نیچے دی گئی ہیں:

لہذا، یہ 110 kV XX لائن کی کیبل سیکشن میں غیر معمولی گراؤنڈ لوپ کرنٹ کی وجہ کراس بونڈنگ باکس کے اندر کپر بس بار کی غلط کنکشن ہے، جس کی وجہ سے کیبل کے باہری شیت کو حقیقی کراس بونڈنگ حاصل نہیں ہو سکا۔ یہ نتیجہ میں محلی کراس بونڈنگ سیکشن میں بہت زیادہ گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا باعث ہو گیا۔

کنکشن کی کنفیگریشن کو درست کرنے کے بعد، کیبل کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ Q/GDW 11316-2014 "پاور کیبل لائن ٹیسٹ ریگولیشنز" کی تقاضوں کے مطابق ہو گیا ہے۔