Waarom is die grondweerstand van 'n kompakte transformatorstasie gewoonlik ≤4Ω

As 'n sleutelverdelingsuitrusting, is die veilige operasie van 'n kompak substasie afhanklik van betroubare grondmaatreëls. Mense vra dikwels: Waarom word daar in die algemeen vereis dat die grondweerstand van 'n kompak substasie nie meer as 4Ω mag wees? Agter hierdie waarde lê streng tegniese gronde en toepassingskontekse. In werklikheid is die vereiste van ≤4Ω nie in alle gevalle verpligtend nie. Dit geld hoofsaaklik vir scenario's waar die hoëspanningsistem "ongegrond", "resonante grond" of "hoë weerstand grond" metodes gebruik. Omdat onder hierdie grondmetodes, wanneer 'n enkele fase grondfout op die hoëspanningskant voorkom, die foutstrooitreltief klein is (gewoonlik nie meer as 10A). As die grondweerstand binne 4Ω beheer word, kan die foutspanning tot 'n relatief veilige bereik (soos 40V) beperk word, wat effektief die elektriese skokrisiko veroorsaak deur die potensiaalverhoging van die PE draad aan die laagspanningskant vermy. Die volgende teks sal die beginsels en logika agter hierdie tegniese vereiste diep ontleed.

Waarom word die grondweerstand van 'n kompak substasie gewoonlik vereis om nie groter as 4 Ω te wees? In werklikheid het die vereiste dat die grondweerstand ≤ 4 Ω moet wees, toepaslike voorwaardes en dit geld nie vir alle situasies nie. Hierdie standaard geld hoofsaaklik vir scenario's waar die hoëspanningsistem ongegrond, resonante grond, of hoë weerstand grond metodes gebruik, eerder as vir situasies waar die hoëspanningsistem doeltreffende grond gebruik.

In die bogenoemde drie grondmetodes (ongegrond, resonante grond, en hoë weerstand grond), is die enkele fase grondfoutstrooitrel van die hoëspanningsistem relatief klein, gewoonlik nie meer as 10 A. Wanneer so 'n foutstrooitrel deur die grondweerstand R_b van die kompak substasie vloei, word 'n spanningsdaling oor dit gegenereer. As R_b 4 Ω is, is die spanningsdaling:U=I×R=10A×4Ω=40V

Omdat die beskermende grond van die hoëspanningsistem en die sisteemgrond van die laagspanningsverdelingsistem dikwels dieselfde grondelektrode deel, sal die potensiaal van die PE draad aan die laagspanningskant ook na 40 V styg. Hierdie spanningsvlak is laer as die veiligheidslimiet vir menslike elektriese skok (die kontakspanningslimiet word gewoonlik as 50 V beskou), wat daartoe lei dat die risiko van persoonlike elektriese skokongelukke aan die laagspanningskant grootliks verminder word wanneer 'n grondfout op die hoëspanningskant voorkom.

Volgens die relevante standaarde (soos "Kode vir Grondontwerp van AC Elektriese Installasies" GB/T 50065-2014), stel artikel 6.1.1 voor: 
Vir hoëspanningsverdelingsuitrusting wat in ongegronde, resonante-gegronde en hoë weerstand-gegronde sisteme bedryf en stroom verskaf aan laagspannings-elektriese toestelle van 1kV en onder, moet die grondweerstand van die beskermende grond die volgende vereistes bevredig en nie meer as 4Ω wees: R ≤ 50 / I

• R: Beskou die maksimum grondweerstand na seisoenale variasies (Ω); 

• I: Die enkele fase grondfoutstrooitrel vir berekening. In 'n resonante-gegronde sisteem, word die resyduele strooitrel by die foutpunt as basis vir die vertaling gebruik.

Tot slot, die beperking van die grondweerstand van 'n kompak substasie tot binne 4Ω is bedoel om die kontakspanning effektief binne 'n veilige bereik te hou en persoonlike veiligheid te verseker wanneer 'n grondfout op die hoëspanningskant voorkom. Hierdie vereiste is die resultaat van veiligheidsontwerp gebaseer op spesifieke grondsisteme en foutstrooitrelvlakke.