क्यों कॉम्पैक्ट सबस्टेशन की ग्राउंडिंग प्रतिरोध आमतौर पर ≤4Ω होता है
एक प्रमुख विद्युत वितरण उपकरण के रूप में, एक संक्षिप्त सबस्टेशन की सुरक्षित संचालन पर निर्भर करता है विश्वसनीय ग्राउंडिंग उपायों पर। लोग अक्सर सोचते हैं: क्यों एक संक्षिप्त सबस्टेशन का ग्राउंडिंग प्रतिरोध आमतौर पर 4Ω से अधिक नहीं होना चाहिए? इस मान के पीछे गंभीर तकनीकी आधार और अनुप्रयोग स्थिति की सीमाएँ होती हैं। वास्तव में, ≤4Ω की आवश्यकता सभी मामलों में अनिवार्य नहीं है। यह मुख्य रूप से उन स्थितियों में लागू होती है जहाँ उच्च-वोल्टेज प्रणाली "अग्राह्य", "रिझोनेंट ग्राउंडिंग", या "उच्च-प्रतिरोध ग्राउंडिंग" विधियों का उपयोग करती है। क्योंकि इन ग्राउंडिंग विधियों के तहत, जब उच्च-वोल्टेज पक्ष पर एकल-फेज ग्राउंडिंग फ़ॉल्ट होता है, तो फ़ॉल्ट धारा सामान्य रूप से छोटी (आमतौर पर 10A से कम) होती है। यदि ग्राउंडिंग प्रतिरोध 4Ω के भीतर नियंत्रित किया जाता है, तो फ़ॉल्ट वोल्टेज को एक अपेक्षाकृत सुरक्षित सीमा (जैसे 40V) में सीमित किया जा सकता है, जिससे निम्न-वोल्टेज पक्ष पर PE तार के वोल्टेज वृद्धि के कारण होने वाले दूषण जोखिम को प्रभावी रूप से रोका जा सकता है। निम्नलिखित पाठ इस तकनीकी आवश्यकता के पीछे के सिद्धांत और तर्क का गहरा विश्लेषण करेगा।
क्यों एक संक्षिप्त सबस्टेशन का ग्राउंडिंग प्रतिरोध आमतौर पर 4 Ω से अधिक नहीं होना चाहिए? वास्तव में, ग्राउंडिंग प्रतिरोध ≤ 4 Ω होना चाहिए यह आवश्यकता लागू होने की शर्तें होती हैं और यह सभी स्थितियों पर लागू नहीं होती। यह मानक मुख्य रूप से उन स्थितियों पर लागू होता है जहाँ उच्च-वोल्टेज प्रणाली अग्राह्य, रिझोनेंट ग्राउंडिंग, या उच्च-प्रतिरोध ग्राउंडिंग विधियों का उपयोग करती है, बजाय इसके कि उच्च-वोल्टेज प्रणाली प्रभावी ग्राउंडिंग का उपयोग करती हो।
उपरोक्त तीन ग्राउंडिंग विधियों (अग्राह्य, रिझोनेंट ग्राउंडिंग, और उच्च-प्रतिरोध ग्राउंडिंग) में, उच्च-वोल्टेज प्रणाली का एकल-फेज ग्राउंडिंग फ़ॉल्ट धारा सामान्य रूप से छोटी, आमतौर पर 10 A से कम, होती है। जब ऐसी फ़ॉल्ट धारा संक्षिप्त सबस्टेशन के ग्राउंडिंग प्रतिरोध Rb से गुजरती है, तो इसके पर एक वोल्टेज ड्रॉप होता है। यदि Rb 4 Ω है, तो वोल्टेज ड्रॉप होता है:U=I×R=10A×4Ω=40V
क्योंकि उच्च-वोल्टेज प्रणाली की सुरक्षा ग्राउंडिंग और निम्न-वोल्टेज वितरण प्रणाली की प्रणाली ग्राउंडिंग अक्सर एक ही ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड साझा करती है, निम्न-वोल्टेज पक्ष पर PE तार का भूमि से वोल्टेज भी 40 V तक बढ़ जाएगा। यह वोल्टेज मानव दूषण (संपर्क वोल्टेज सीमा आमतौर पर 50 V मानी जाती है) की सुरक्षा सीमा से कम है, जिससे उच्च-वोल्टेज पक्ष पर ग्राउंडिंग फ़ॉल्ट होने पर निम्न-वोल्टेज पक्ष पर व्यक्तिगत दूषण दुर्घटनाओं का जोखिम बहुत कम हो जाता है।
संबंधित मानकों (जैसे "AC विद्युत स्थापनाओं के ग्राउंडिंग डिज़ाइन कोड" GB/T 50065-2014) के अनुसार, अनुच्छेद 6.1.1 में निर्दिष्ट किया गया है:
अग्राह्य, रिझोनेंट-ग्राउंडिंग और उच्च-प्रतिरोध ग्राउंडिंग प्रणालियों में संचालित उच्च-वोल्टेज वितरण उपकरणों और 1kV या उससे कम के निम्न-वोल्टेज विद्युत उपकरणों को विद्युत से आपूर्ति करने वाले लिए, सुरक्षा ग्राउंडिंग का ग्राउंडिंग प्रतिरोध निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए और 4Ω से अधिक नहीं होना चाहिए: R ≤ 50 / I
R: सीजनल विकारों को ध्यान में रखते हुए अधिकतम ग्राउंडिंग प्रतिरोध (Ω);
I: गणना के लिए एकल-फेज ग्राउंडिंग फ़ॉल्ट धारा। रिझोनेंट ग्राउंडिंग प्रणाली में, फ़ॉल्ट बिंदु पर अवशिष्ट धारा का उपयोग गणना के आधार के रूप में किया जाता है।
सारांश में, एक संक्षिप्त सबस्टेशन के ग्राउंडिंग प्रतिरोध को 4Ω के भीतर सीमित करने का उद्देश्य उच्च-वोल्टेज पक्ष पर ग्राउंडिंग फ़ॉल्ट होने पर संपर्क वोल्टेज को एक सुरक्षित सीमा में प्रभावी रूप से नियंत्रित करना और व्यक्तिगत सुरक्षा की गारंटी देना है। यह आवश्यकता विशिष्ट ग्राउंडिंग प्रणालियों और फ़ॉल्ट धारा स्तरों पर आधारित सुरक्षा डिज़ाइन का परिणाम है।
