ہائی-وولٹ کیبل گراؤنڈنگ سرکلیشن کے غیر معمولی اسباب کا تجزیہ اور نمونہ کیسز

I. کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کا تعارف

110 کیلو وولٹ سے اوپر ریٹڈ کیبلز میں ایکل کोئر ساخت استعمال کی جاتی ہے۔ آپریشنل کرنٹ کے ذریعہ پیدا ہونے والے متبادل میگناٹک فیلڈ نے میٹلک شیت پر وولٹیج کو مند کرتا ہے۔ اگر شیت زمین کے ذریعہ بند دائرہ بناتی ہے تو میٹلک شیت پر گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ بہنے لگتا ہے۔ زیادہ گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ (50 A سے زیادہ، لاڈ کرنٹ کا 20% سے زیادہ، یا زیادہ سے زیادہ فیز کرنٹ کا تناسب زیادہ سے کم 3 سے زیادہ) صرف کیبل کی کیری کیپیسٹی اور خدمات کے عرصے کے ساتھ ساتھ متاثر ہوتا ہے، بلکہ کرنٹ کی شدت سے گراؤنڈنگ تار یا گراؤنڈنگ باکس جلن سکتے ہیں۔ ایسے مسائل کو فوراً درست نہ کرنے سے سنگین طاقت کے شبکے کے حادثات کا خطرہ ہو سکتا ہے۔

II. کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو متاثر کرنے والے عوامل

کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو متاثر کرنے والے اہم عوامل درج ذیل ہیں:

• کیبل کا کنٹیکٹ ریزسٹنسکمزور ویلڈنگ یا بد کنکشن کی وجہ سے ایک فیز میں کنٹیکٹ ریزسٹنس میں اضافہ ہوتا ہے تو اس فیز میں گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کم ہوجاتا ہے۔ لیکن دوسری دو فیزوں میں لوپ کرنٹ کا نیCESSARILY کم ہونا ضروری نہیں ہے۔ ریزسٹنس میں اضافہ کے ساتھ کل گراؤنڈنگ کرنٹ کا نیCESSARILY کم ہونا ضروری نہیں ہے۔

• گراؤنڈنگ ریزسٹنسزمین واپسی راستے کے ریزسٹنس کے ساتھ گراؤنڈنگ ریزسٹنس کا مجموعہ بڑھنے کے ساتھ ہر فیز میں گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کم ہوجاتا ہے۔ لیکن بہت زیادہ گراؤنڈنگ ریزسٹنس کی وجہ سے گراؤنڈنگ نقطہ پر کنٹیکٹ کمزور ہوسکتا ہے، جس سے گرمی اور طاقة کی نقصان ہوتا ہے۔

• کیبل گراؤنڈنگ طریقہبہت زیادہ ولٹیج کی کیبلز میں عام طور پر میٹلک شیت یا سکرین کے لیے ایک نقطہ گراؤنڈنگ، دونوں سرے گراؤنڈنگ یا کراس بانڈنگ جیسے گراؤنڈنگ طریقوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ لمبی ولٹیج کی کیبل لائن کے لیے کراس بانڈنگ طریقہ گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو محدود کرنے میں موثر ثابت ہوتا ہے۔

اس میں Ia، Ib، اور Ic کیلے کے میٹلک شیت کے ذریعہ فیز A، B، اور C کے ولٹیج کیبلز کے ذریعہ بہنے والے کرنٹ کی قدریں ہیں؛ Ie زمین واپسی راستے کے ذریعہ بہنے والا 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 کیبلز کے آپریشنل کرنٹ کو حجم کے لحاظ سے برابر سمجھا جاسکتا ہے۔ تین فیز کرنٹ کے درمیان فیز کا فرق استعمال کرتے ہوئے مکمل کراس بانڈنگ سیکشن کے اندر میٹلک شیت پر محرک ولٹیج کو منسوخ کیا جاسکتا ہے، جس سے گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو کم کرنے کا مقصد حاصل کیا جاسکتا ہے۔

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

کیبلز عام طور پر گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کو کم کرنے کے لیے کراس بانڈنگ گراؤنڈنگ کا طریقہ استعمال کرتے ہیں۔ کیبل ڈکٹ کی انجینئرنگ کے عمل میں، کراس بانڈنگ کے میٹلک شیت کے فردی سیکشن کی مختلف لمبائیوں اور مختلف ترتیب کی کنفیگریشن کا استعمال عام ہے۔ ایک ہی کنڈکٹر کرنٹ کے تحت افقی یا عمودی ترتیب کی کیبل کے میٹلک شیت پر پرواز کی گئی ولٹیج کی لمبائی کے لحاظ سے زیادہ ہوتی ہے جس سے دائیں مثلث کی ترتیب کی کیبل کی نسبت۔ لہذا، نامساوی لمبائی کے سیکشن کی کیبلوں میں، لمبے کیبل سیکشن کے لیے مثلث کی ترتیب (جو کم محرک ولٹیج پیدا کرتی ہے) اور کم لمبائی کے سیکشن کے لیے افقی یا عمودی ترتیب (جو زیادہ محرک ولٹیج پیدا کرتی ہے) کا استعمال کرنا معاون ہے کل محرک ولٹیج کو کم کرنے کے لیے لمبے سیکشن میں۔ ہر ذیلی سیکشن کی ترتیب کا مناسب انتخاب کرتے ہوئے، کیبل کی لمبائی کے فرق کی وجہ سے پیدا ہونے والی ولٹیج کی عدم مساوات کو متعادل کیا جاسکتا ہے، جس سے شیت لوپ کرنٹ کو کم کیا جاسکتا ہے۔

III. غیر معمولی کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کا تجزیہ

ایک ترانسفر کی ناکامی کی وجہ سے ایک سمت میں کرنٹ کے ویکٹر کا نقصان ہوتا ہے، جس سے شیت گراؤنڈنگ کرنٹ میں محسوس طور پر اضافہ ہوتا ہے، جس سے آخر کار آپریشنل خرابی کا خطرہ ہوتا ہے۔ مختلف ترانسفر کی ناکامی کی صورتحالوں میں تین فیز کرنٹ کی مقدار اور فیز میں بہت زیادہ اختلاف ہوتا ہے۔ ترانسفر کی ناکامی کو عام طور پر دو فیز کے گراؤنڈنگ کرنٹ کے متعلقہ مشابہ ہونے کے ساتھ ساتھ دوسری فیز کا کرنٹ نسبتاً کم ہوتا ہے - عام طور پر دوسری دو فیز کے چھوٹے سے گراؤنڈنگ کرنٹ کا تقریباً آدھا ہوتا ہے۔

(1) باکس میں پانی کا داخلہ

جب پانی کراس بانڈنگ جنکشن باکس میں داخل ہوتا ہے، تو باکس کے اندر پانی کم گراؤنڈنگ ریزسٹنس پیدا کرتا ہے، اور باہر کے پانی کے درمیان کنکشن کارآمد طور پر کرنٹ کے لیے مستقیم گراؤنڈنگ راستہ فراہم کرتا ہے۔ نیچے دیے گئے شکل میں دکھایا گیا ہے کہ نقطہ a، b، یا c پر مستقیم گراؤنڈنگ ہوتا ہے۔

لامتناہی بارش کی وجہ سے کیبل ٹرینچ کراس بانڈنگ باکس میں لمبے عرصے تک پانی کا تجمع ہو سکتا ہے۔ خاص طور پر جب دونوں باکس بھیگے ہوں تو گراؤنڈنگ کرنٹ آسانی سے سینچنز کا میٹر ہو سکتا ہے، جس سے شیت کرنٹ میں ایک محسوس طور پر اضافہ ہوتا ہے اور کیبل کے اندر کی درجہ حرارت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ جب صرف ایک باکس بھیگا ہوا ہو تو متاثرہ لوپ میں تین فیز کرنٹ کے درمیان کم اختلاف ہوتا ہے اور نامنظم حالات کے مقابلے میں تقریباً 2.5 گنا بڑھ جاتا ہے۔

(2) کواکسل کیبل کا ٹوٹنا

کراس بانڈنگ گراؤنڈنگ کا استعمال کرنے والی لائنیں عام طور پر 1 کلومیٹر سے لمبی ہوتی ہیں۔ اگر کواکسل کیبل ٹوٹ جائے تو ٹوٹنے کے نقطہ پر سینچنز کا ولٹیج پیدا ہو سکتا ہے، جو لائن کے لیے بہت بڑا خطرہ ہوتا ہے۔ یہ متعلقہ میٹلک شیت کو بند لوپ بنانے سے روکتی ہے، جس سے شیت میں لوپ کرنٹ کا بہاؤ روک دیا جاتا ہے۔

IV. غیر معمولی کیبل گراؤنڈنگ لوپ کرنٹ کے مثالی مطالعات

ایک 110 kV لائن ایک ملکیتی اوورہیڈ-کیبل لائن ہے۔ کیبل کا ماڈل YJLW03-64/110-1×800 mm² ہے۔ لائن ستمبر 2014 میں کمیشن کی گئی تھی اور تقریباً 1220 میٹر لمبی ہے۔ 27 دسمبر 2016 کو کیبل گراؤنڈنگ سسٹم کو کراس بانڈنگ گراؤنڈنگ کا طریقہ استعمال کرنے کے لیے تبدیل کر دیا گیا تھا۔ مکمل کراس بانڈنگ سیکشن کو سب سٹیشن، باکس #1، باکس #2، اور بیرونی ٹرانسمیشن ٹاور سے ملا دیا گیا ہے۔ باکس #1 اور #2 کراس بانڈنگ باکس ہیں، جبکہ باقی تمام نقاط مستقیم گراؤنڈ ہیں۔ میسنگ گراؤنڈ لوپ کرنٹ کے نتائج نیچے دیے گئے جدول میں دکھائے گئے ہیں:

Q/GDW 11316 "پاور کیبل لائن ٹیسٹ ریگولیشنز" کے مطابق کلوز 5.2.3 کے مطابق: گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا لاڈ کرنٹ کے ساتھ تناسب 20% سے کم ہونا چاہئے؛ زیادہ سے کم سینگل فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ کا تناسب 3 سے کم ہونا چاہئے۔ جب لاڈ کرنٹ 57.8 A ہے تو اسٹیشن کے مستقیم گراؤنڈنگ باکس، باکس #1، اور باکس #2 پر فیز A، B، اور C کے شیت کرنٹ سبھی ریگولیشنز کے مطابق کی مطلوبات کو بہت زیادہ عبور کرتے ہیں۔ علاوہ ازیں، زیادہ سے کم سینگل فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ (37.6/9.7 = 3.88) کا تناسب 3 سے بھی زیادہ ہے۔

بالا دیے گئے میسنگ گراؤنڈ لوپ کرنٹ کے ڈیٹا کے تجزیہ کے مبنی پر: مینہول #1 پر فیز A کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 38.2 A ہے، جو مینہول #2 پر فیز C کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 37.6 A کے مطابق ہے؛ مینہول #1 پر فیز B کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 28.5 A ہے، جو مینہول #2 پر فیز A کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 32.7 A کے مطابق ہے؛ مینہول #1 پر فیز C کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ 10.2 A ہے، جو مینہول #2 پر فیز B کے گراؤنڈ لوپ کرنٹ 9.7 A کے مطابق ہے۔ تین فیز گراؤنڈ لوپ کرنٹ کرنٹ کے ذریعہ گزرے گا: فیز A کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز B کے آرمروں کے ذریعہ نہیں گذرتا ہے، فیز B کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز C کے آرمروں کے ذریعہ نہیں گذرتا ہے، اور فیز C کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ فیز A کے آرمروں کے ذریعہ نہیں گذرتا ہے، جس کی تصویر اور جدول میں دکھایا گیا ہے۔

مقامی جائزہ کے دوران کیبل مینٹیننس مینہول #1 کے گراؤنڈنگ باکس کی داخلی کراس بانڈنگ کی کنفیگریشن "ABC to BCA" ہے، فیز ترتیب A، B، C ہے۔ مینہول #2 کے گراؤنڈنگ باکس کی داخلی کراس بانڈنگ کی کنفیگریشن "ABC to CAB" ہے، فیز ترتیب A، B، C ہے۔ کیبل شیت کے پروٹیکٹرز یا انسولیٹنگ کمپوننٹس پر نمی یا جلن کی کوئی علامت نہیں ملتی۔ یہ مندرجہ ذیل شکل میں دکھائی گئی ہے:

لہذا، یہ 110 kV XX لائن کی کیبل سیکشن میں غیر معمولی گراؤنڈ لوپ کرنٹ کی وجہ کراس بانڈنگ باکس کے اندر کپر بس بار کی غلط وائرنگ ہے، جس سے کیبل کے بیرونی شیت کو حقیقی کراس بانڈنگ حاصل نہیں ہو سکا۔ یہ نتیجہ ظاہر کرتا ہے کہ مقامی کراس بانڈنگ سیکشن میں زیادہ گراؤنڈ لوپ کرنٹ پیدا ہوا ہے۔

وائرنگ کی کنفیگریشن کو درست کرنے کے بعد، کیبل کا گراؤنڈ لوپ کرنٹ Q/GDW 11316-2014 "پاور کیبل لائن ٹیسٹ ریگولیشنز" کے مطابق مطابقت رکھتا ہے۔