Perché la resistenza di terra della sottostazione compatta è solitamente ≤4Ω？

Come equipaggiamento chiave per la distribuzione dell'energia elettrica, il funzionamento sicuro di una sottostazione compatta dipende da misure di messa a terra affidabili. Spesso ci si chiede: Perché la resistenza di terra di una sottostazione compatta è generalmente richiesta di non superare i 4Ω? Dietro questo valore, vi sono basi tecniche rigorose e limitazioni di scenario applicativo. In effetti, il requisito di ≤4Ω non è obbligatorio in tutti i casi. Si applica principalmente a scenari in cui il sistema ad alta tensione adotta metodi di messa a terra "non terra", "terra risonante" o "alta resistenza". Poiché, con questi metodi di messa a terra, quando si verifica un guasto a terra monofase sul lato ad alta tensione, la corrente di guasto è relativamente piccola (solitamente non superiore a 10A). Se la resistenza di terra viene controllata entro 4Ω, la tensione di guasto può essere limitata a un intervallo relativamente sicuro (come 40V), evitando efficacemente il rischio di shock elettrico causato dall'aumento del potenziale del filo PE sul lato a bassa tensione. Il testo seguente analizzerà approfonditamente i principi e la logica dietro questo requisito tecnico.

Perché la resistenza di terra di una sottostazione compatta è solitamente richiesta di non superare i 4 Ω? In realtà, il requisito che la resistenza di terra debba essere ≤ 4 Ω ha condizioni di applicabilità e non si applica a tutte le situazioni. Questo standard si applica principalmente a scenari in cui il sistema ad alta tensione adotta metodi di messa a terra non terra, risonante o ad alta resistenza, piuttosto che a situazioni in cui il sistema ad alta tensione utilizza una messa a terra efficace.

Nei tre metodi di messa a terra sopra menzionati (non terra, risonante e ad alta resistenza), la corrente di guasto a terra monofase del sistema ad alta tensione è relativamente piccola, solitamente non superiore a 10 A. Quando tale corrente di guasto scorre attraverso la resistenza di terra R_b della sottostazione compatta, si genera una caduta di tensione su di essa. Se R_b è 4 Ω, la caduta di tensione è:U=I×R=10A×4Ω=40V

Poiché la messa a terra protettiva del sistema ad alta tensione e la messa a terra del sistema di distribuzione a bassa tensione spesso condividono lo stesso elettrodo di terra, il potenziale del filo PE sul lato a bassa tensione rispetto al terreno salirà anche a 40 V. Questa tensione è inferiore al limite di sicurezza per lo shock elettrico (il limite di tensione di contatto è generalmente considerato 50 V), riducendo così notevolmente il rischio di incidenti di shock elettrico personale sul lato a bassa tensione quando si verifica un guasto a terra sul lato ad alta tensione.

Secondo gli standard pertinenti (come il "Codice per la progettazione della messa a terra delle installazioni elettriche a corrente alternata" GB/T 50065-2014), l'articolo 6.1.1 stabilisce:
Per l'equipaggiamento di distribuzione ad alta tensione che opera in sistemi non terra, terra risonante e ad alta resistenza e fornisce energia a dispositivi elettrici a bassa tensione fino a 1kV, la resistenza di terra della messa a terra protettiva deve soddisfare i seguenti requisiti e non deve superare i 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Considera la massima resistenza di terra tenendo conto delle variazioni stagionali (Ω); 

• I: La corrente di guasto a terra monofase per il calcolo. In un sistema di terra risonante, la corrente residua al punto di guasto viene utilizzata come base per la traduzione.

In sintesi, limitare la resistenza di terra di una sottostazione compatta a 4Ω è inteso a controllare efficacemente la tensione di contatto entro un intervallo sicuro e garantire la sicurezza personale quando si verifica un guasto a terra sul lato ad alta tensione. Questo requisito è il risultato di una progettazione di sicurezza basata su specifici sistemi di terra e livelli di corrente di guasto.