چرا مقاومت زمین‌گیری سوپر استاتیون فشرده معمولاً ≤۴Ω است

به عنوان تجهیزات کلیدی توزیع برق، عملکرد ایمن جعبه تبدیل کوچک به وجود داشتن تدابیر زمین‌بندی قابل اعتماد وابسته است. اغلب مردم می‌پرسند: چرا مقاومت زمین‌بندی یک جعبه تبدیل کوچک معمولاً نباید بیش از ۴Ω باشد؟ پشت این مقدار، پایه‌های فنی دقیق و محدودیت‌های سناریوهای کاربردی وجود دارد. در واقع، نیاز به ≤4Ω در همه موارد الزامی نیست. این عمدتاً در مواردی که سیستم فشار بالا روش‌های "نازمین‌بندی"، "زمین‌بندی هماهنگ" یا "زمین‌بندی با مقاومت بالا" را به کار می‌برد، اعمال می‌شود. زیرا در این روش‌های زمین‌بندی، وقتی خطای یک‌فازی در سمت فشار بالا رخ می‌دهد، جریان خطا نسبتاً کم (معمولاً حداکثر ۱۰A) است. اگر مقاومت زمین‌بندی در ۴Ω کنترل شود، ولتاژ خطا می‌تواند در محدوده‌ای نسبتاً ایمن (مانند ۴۰V) محدود شود، که باعث می‌شود خطر شوک الکتریکی ناشی از افزایش پتانسیل سیم PE در سمت فشار پایین به طور مؤثری جلوگیری شود. متن زیر به تحلیل عمیق اصول و منطق پشت این نیاز فنی می‌پردازد.

چرا مقاومت زمین‌بندی یک جعبه تبدیل کوچک معمولاً نباید بیش از ۴Ω باشد؟ در واقع، نیاز به ≤4Ω شرایط قابل اجرا دارد و به همه موارد اعمال نمی‌شود. این استاندارد عمدتاً در مواردی که سیستم فشار بالا روش‌های نازمین‌بندی، زمین‌بندی هماهنگ یا زمین‌بندی با مقاومت بالا را به کار می‌برد، اعمال می‌شود و نه در مواردی که سیستم فشار بالا از زمین‌بندی موثر استفاده می‌کند.

در این سه روش زمین‌بندی (نازمین‌بندی، زمین‌بندی هماهنگ و زمین‌بندی با مقاومت بالا)، جریان خطا یک‌فازی سیستم فشار بالا نسبتاً کم است، معمولاً حداکثر ۱۰A. وقتی این جریان خطا از مقاومت زمین‌بندی R_b جعبه تبدیل کوچک عبور می‌کند، یک کاهش ولتاژ در آن ایجاد می‌شود. اگر R_b ۴Ω باشد، کاهش ولتاژ به صورت زیر است:U=I×R=10A×4Ω=40V

از آنجا که زمین‌بندی محافظ سیستم فشار بالا و زمین‌بندی سیستم توزیع فشار پایین معمولاً از یک الکترود زمین‌بندی مشترک استفاده می‌کنند، پتانسیل سیم PE در سمت فشار پایین نسبت به زمین نیز به ۴۰V افزایش می‌یابد. این ولتاژ کمتر از حد ایمن برای شوک الکتریکی انسان (حداکثر ولتاژ تماس معمولاً ۵۰V در نظر گرفته می‌شود) است، بنابراین خطر تصادفات شخصی در سمت فشار پایین زمانی که خطای زمین‌بندی در سمت فشار بالا رخ می‌دهد به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

بر اساس استانداردهای مرتبط (مانند "کد طراحی زمین‌بندی نصب‌های برق متناوب" GB/T 50065-2014)، بند ۶.۱.۱ می‌گوید:
برای تجهیزات توزیع برق فشار بالا که در سیستم‌های نازمین‌بندی، زمین‌بندی هماهنگ و زمین‌بندی با مقاومت بالا عمل می‌کنند و به دستگاه‌های برقی فشار پایین ۱kV و کمتر تغذیه می‌دهند، مقاومت زمین‌بندی زمین‌بندی محافظ باید مطابق با الزامات زیر باشد و نباید بیش از ۴Ω باشد: R ≤ 50 / I

• R: مقاومت زمین‌بندی ماکسیمم پس از در نظر گرفتن تغییرات فصلی (Ω);

• I: جریان خطا یک‌فازی برای محاسبه. در سیستم زمین‌بندی هماهنگ، جریان باقی‌مانده در نقطه خطا به عنوان مبنای ترجمه استفاده می‌شود.

به طور خلاصه، محدود کردن مقاومت زمین‌بندی یک جعبه تبدیل کوچک به ۴Ω به منظور کنترل مؤثر ولتاژ تماس در محدوده‌ای ایمن و تضمین ایمنی شخصی در زمان رخ دادن خطای زمین‌بندی در سمت فشار بالا است. این الزام نتیجه طراحی ایمنی بر اساس سیستم‌های زمین‌بندی خاص و سطح جریان خطا است.