Zašto je otpor zemljanja kompaktne transformatorne stanice obično ≤4Ω

Kao ključna oprema za distribuciju struje, sigurno funkcioniranje kompaktnog pretvoravnika ovisi o pouzdanim mjerama zemljanja. Ljudi često pitaju: Zašto se opće traži da otpor zemljanja kompaktnog pretvoravnika ne prelazi 4Ω? Iznad ovog brojčanog podatka leže stroga tehnička osnova i ograničenja u primjeni. U stvari, zahtjev ≤4Ω nije nužan u svim slučajevima. Primarno se odnosi na scenarije gdje visokonaponski sustav koristi metode "nezemljanja", "rezonantnog zemljanja" ili "visokootporne zemljanje". Budući da se pri ovim metodama zemljanja, kada dođe do jednofaznog greškog stanja na visokonaponskoj strani, struja greške relativno malena (obično ne prelazi 10A). Ako se otpor zemljanja kontrolira unutar 4Ω, naponska greška može biti ograničena na relativno siguran razine (kao što je 40V), efektivno izbjegavajući rizik od električnih udaraca uzrokovanih potencijalnim porastom PE voda na niskonaponskoj strani. Sljedeći tekst će duboko analizirati principi i logiku iza ovog tehničkog zahtjeva.

Zašto se opće traži da otpor zemljanja kompaktnog pretvoravnika ne bude veći od 4 Ω? U stvari, zahtjev da bi trebao biti ≤ 4 Ω ima uvjete primjene i ne vrijedi u svim situacijama. Ovaj standard se primarno odnosi na situacije gdje visokonaponski sustav koristi metode nezemljanja, rezonantnog zemljanja ili visokootporne zemljanje, a ne na situacije gdje visokonaponski sustav koristi efektivno zemljanje.

U gornjim tri metode zemljanja (nezemljanje, rezonantno zemljanje i visokootporne zemljanje), jednofazna struja greške visokonaponskog sustava relativno mala, obično ne prelazi 10 A. Kada takva struja greške prođe kroz otpor zemljanja R_b kompaktnog pretvoravnika, nastaje pad napona preko njega. Ako je R_b 4 Ω, pad napona iznosi:U=I×R=10A×4Ω=40V

Budući da se zaštita zemljanja visokonaponskog sustava i zemljanje sistema niskonaponske distribucije često dijele isti elektrod zemljanja, potencijal PE voda na niskonaponskoj strani do tla također poraste na 40 V. Ovaj napon je niži od granice sigurnosti za električni udar ljudi (granica kontakt napon obično smatra se 50 V), time veliko smanjujući rizik od osobnih električnih udaraca na niskonaponskoj strani kada dođe do greškog stanja zemljanja na visokonaponskoj strani.

Prema relevantnim standardima (kao što je "Pravilnik o projektiranju zemljanja za AC-električne instalacije" GB/T 50065-2014), Članak 6.1.1 navodi: 
Za visokonaponsko opremu za distribuciju struje koja radi u sustavima bez zemljanja, rezonantnog zemljanja i visokootpornog zemljanja i snabdijevanje niskonaponskim električnim uređajima od 1kV i ispod, otpor zemljanja zaštite treba zadovoljavati sljedeće zahtjeve i ne smije prelaziti 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Razmatrajući maksimalni otpor zemljanja uzimajući u obzir sezonske varijacije (Ω); 

• I: Jednofazna struja greške za izračun. U rezonantnom sustavu zemljanja, ostatak struje na mjestu greške koristi se kao temelj za izračun.

Ukratko, ograničavanje otpora zemljanja kompaktnog pretvoravnika unutar 4Ω namijenjeno je da efektivno kontrolira kontakt napon unutar sigurnih granica i osigurava osobnu sigurnost kada dođe do greškog stanja zemljanja na visokonaponskoj strani. Ovaj zahtjev je rezultat sigurnosnog dizajna temeljen na specifičnim sistemima zemljanja i razinama struje greške.