Γιατί η αντίσταση συμπύκνωσης υποσταθμίου είναι συνήθως ≤4Ω

Ως βασικό εξοπλισμό διανομής ρεύματος, η ασφάλεια λειτουργίας ενός συμπαγούς υποσταθμίου εξαρτάται από αξιόπιστα μέτρα εδάφωσης. Οι άνθρωποι συχνά αναρωτιούνται: Γιατί η αντίσταση εδάφωσης ενός συμπαγούς υποσταθμίου είναι συνήθως απαιτούμενη να μην υπερβαίνει τα 4Ω; Πίσω από αυτή την τιμή, υπάρχουν αυστηρές τεχνικές βάσεις και περιορισμοί εφαρμογών. Στην πραγματικότητα, η απαίτηση ≤4Ω δεν είναι υποχρεωτική σε όλες τις περιπτώσεις. Εφαρμόζεται κυρίως σε περιπτώσεις όπου το σύστημα υψηλής τάσης χρησιμοποιεί τις μεθόδους "ανεδάφωση", "συντονική εδάφωση" ή "εδάφωση με υψηλή αντίσταση". Διότι, σε αυτές τις μεθόδους εδάφωσης, όταν συμβαίνει ένας μονοφασικός συνδυασμός στην πλευρά υψηλής τάσης, ο ρευστός συνδυασμού είναι σχετικά μικρός (συνήθως μην υπερβαίνει τα 10Α). Αν η αντίσταση εδάφωσης ελέγχεται μέσα στα 4Ω, η τάση συνδυασμού μπορεί να περιοριστεί σε μια σχετικά ασφαλή γωνία (όπως 40Β), αποτελεσματικά αποφεύγοντας τον κίνδυνο ηλεκτροσοκ από την αύξηση της δυναμικής του καλωδίου PE στην πλευρά χαμηλής τάσης. Το εξής κείμενο θα αναλύσει εξ ανάλυσης τους προσανατολισμούς και τη λογική πίσω από αυτή την τεχνική απαίτηση.

Γιατί η αντίσταση εδάφωσης ενός συμπαγούς υποσταθμίου είναι συνήθως απαιτούμενη να μην υπερβαίνει τα 4Ω; Στην πραγματικότητα, η απαίτηση ότι η αντίσταση εδάφωσης πρέπει να είναι ≤ 4Ω έχει προϋποθέσεις εφαρμογής και δεν εφαρμόζεται σε όλες τις περιπτώσεις. Αυτός ο πρότυπος εφαρμόζεται κυρίως σε περιπτώσεις όπου το σύστημα υψηλής τάσης χρησιμοποιεί τις μεθόδους ανεδάφωση, συντονική εδάφωση ή εδάφωση με υψηλή αντίσταση, αντίθετα με περιπτώσεις όπου το σύστημα υψηλής τάσης χρησιμοποιεί αποτελεσματική εδάφωση.

Στις παραπάνω τρεις μεθόδους εδάφωσης (ανεδάφωση, συντονική εδάφωση και εδάφωση με υψηλή αντίσταση), ο μονοφασικός ρευστός συνδυασμού του συστήματος υψηλής τάσης είναι σχετικά μικρός, συνήθως μην υπερβαίνει τα 10Α. Όταν ένας τέτοιος ρευστός συνδυασμού διαρρέει την αντίσταση εδάφωσης R_b του συμπαγούς υποσταθμίου, παράγεται μια πτώση τάσης σε αυτή. Αν R_b είναι 4Ω, η πτώση τάσης είναι:U=I×R=10A×4Ω=40V

Επειδή η προστατευτική εδάφωση του συστήματος υψηλής τάσης και η εδάφωση του συστήματος κατανομής χαμηλής τάσης συχνά μοιράζονται τον ίδιο ηλεκτρόδο εδάφωσης, η δυναμική του καλωδίου PE στην πλευρά χαμηλής τάσης θα αυξηθεί επίσης σε 40Β. Αυτή η τάση είναι χαμηλότερη από το όριο ασφάλειας για ηλεκτροσοκ (το όριο επαφής τάσης συνήθως θεωρείται 50Β), έτσι μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο ατυχημάτων ηλεκτροσοκ στην πλευρά χαμηλής τάσης όταν συμβαίνει συνδυασμός στην πλευρά υψηλής τάσης.

Σύμφωνα με τα σχετικά πρότυπα (όπως το "Κώδικας Σχεδίασης Εδάφωσης Συναλλαγμάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας AC" GB/T 50065-2014), η άρθρο 6.1.1 προβλέπει: 
Για εξοπλισμό διανομής ρεύματος υψηλής τάσης που λειτουργεί σε συστήματα μη εδάφωση, συντονική εδάφωση και εδάφωση με υψηλή αντίσταση και παρέχει ρεύμα σε ηλεκτρικά συστήματα χαμηλής τάσης 1kV και κάτω, η αντίσταση εδάφωσης της προστατευτικής εδάφωσης πρέπει να εκπληρώνει τις παρακάτω απαιτήσεις και δεν πρέπει να υπερβαίνει 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Υπολογίζεται η μέγιστη αντίσταση εδάφωσης μετά την προσθήκη των περιοδικών μεταβολών (Ω); 

• I: Ο μονοφασικός ρευστός συνδυασμού για τον υπολογισμό. Σε συστήματα συντονικής εδάφωσης, ως βάση για τον υπολογισμό χρησιμοποιείται ο υπόλοιπος ρευστός στο σημείο συνδυασμού.

Συνοπτικά, η περιορισμός της αντίστασης εδάφωσης ενός συμπαγούς υποσταθμίου μέσα στα 4Ω είναι στόχος να ελέγξει αποτελεσματικά την επαφή τάσης μέσα σε μια ασφαλή γωνία και να εξασφαλίσει την προσωπική ασφάλεια όταν συμβαίνει συνδυασμός στην πλευρά υψηλής τάσης. Αυτή η απαίτηση είναι το αποτέλεσμα της σχεδίασης ασφάλειας με βάση συγκεκριμένα συστήματα εδάφωσης και επίπεδα ρευστών συνδυασμού.