Kāpēc kompakta transformatoru stacijas zemes resistence parasti ≤4Ω?

Kā galvenais elektroenerģijas sadalīšanas iekārtu elements, kompakta pārveidotāja droša darbība atkarīga no uzticamiem zemeslīnijas pasākumiem. Bieži rodas jautājums: Kāpēc kompakta pārveidotāja zemeslīnijas pretestībai parasti tiek prasīts būt ne vairāk kā 4Ω? Aiz šīs vērtības slēpjas stingri tehniski pamati un lietošanas scenāriju ierobežojumi. Faktiski, ≤4Ω prasība nav obligāta visos gadījumos. Tā galvenokārt attiecas uz tādiem scenārijiem, kad augstsprieguma sistēma izmanto "nezemētas", "rezonanses zeme" vai "augstās pretestības zeme" metodes. Jo šajās zemeslīnijas metodēs, ja notiek vienfazu zemeslīnijas kļūda augstsprieguma pusē, kļūdas strāva ir salīdzinoši maza (parasti ne vairāk kā 10A). Ja zemeslīnijas pretestību var kontrolēt līmenī līdz 4Ω, tad kļūdas spriegumu var ierobežot līdz salīdzinoši drošam līmenim (piemēram, 40V), efektīvi izvairot elektriskā šoka risku, ko rada PE vada potenciāla pieaugums zemsprieguma pusē. Nākamo rindkopu tekstā tiks gļubāk analizēti šīs tehniskās prasības princips un loģika.

Kāpēc kompakta pārveidotāja zemeslīnijas pretestībai parasti tiek prasīts būt ne vairāk kā 4Ω? Faktiski, prasība, ka zemeslīnijas pretestība jābūt ≤ 4Ω, ir piemērojamās nosacījumi un neatbilst visiem apstākļiem. Šis standarts galvenokārt attiecas uz tādiem scenārijiem, kad augstsprieguma sistēma izmanto nezemētas, rezonanses zemeslīniju vai augstās pretestības zemeslīniju metodes, nevis situācijām, kad augstsprieguma sistēma izmanto efektīvu zemeslīniju.

Šajās trim zemeslīnijas metodēs (nezemētas, rezonanses zemeslīniju un augstās pretestības zemeslīniju) augstsprieguma sistēmas vienfazu zemeslīnijas kļūdas strāva ir salīdzinoši maza, parasti nepārsniedzot 10 A. Kad šāda kļūdas strāva plūst cauri kompakta pārveidotāja zemeslīnijas pretestībai R_b, to virsū tiks radīts sprieguma pazeminājums. Ja R_b ir 4Ω, tad sprieguma pazeminājums ir:U=I×R=10A×4Ω=40V

Jo augstsprieguma sistēmas aizsardzības zemeslīnija un zemsprieguma sadalīšanas sistēmas sistēmas zemeslīnija bieži koplieto vienu un to pašu zemeslīnijas elektrodu, zemsprieguma pusē PE vada potenciāls pret zemi arī palielināsies līdz 40 V. Šis spriegums ir zemāks par cilvēka elektriskā šoka drošības robežvērtību (kontakta sprieguma robeža parasti tiek uzskatīta par 50 V), tādējādi ļoti samazinot personiskā elektriskā šoka risku zemsprieguma pusē, kad notiek zemeslīnijas kļūda augstsprieguma pusē.

Saskaņā ar atbilstošajiem standartiem (piemēram, "Apmaiņas strāvas instalāciju zemeslīnijas projektēšanas noteikumi" GB/T 50065-2014), 6.1.1. pants norāda: 
Augstsprieguma elektroenerģijas sadalīšanas iekārtām, kas darbojas nezemētas, rezonanses zemeslīnijas un augstās pretestības zemeslīnijas sistēmās un nodrošina enerģijas piegādi zemsprieguma elektrotehniskajām ierīcēm līdz 1kV, aizsardzības zemeslīnijas pretestība jāatbilst šādiem prasībām un tai nedrīkst pārsniegt 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Ņemot vērā sezonālas izmaiņas, maksimālā zemeslīnijas pretestība (Ω); 

• I: Aprēķina vienfazu zemeslīnijas kļūdas strāva. Rezonanses zemeslīnijas sistēmā kļūdas punktā atlikusī strāva tiek izmantota kā aprēķina pamats.

Kopumā, ierobežojot kompakta pārveidotāja zemeslīnijas pretestību līdz 4Ω, mērķis ir efektīvi kontrolēt kontakta spriegumu līdz drošam līmenim un nodrošināt personiskā drošību, kad notiek zemeslīnijas kļūda augstsprieguma pusē. Šī prasība ir drošības dizaina rezultāts, balstoties uz konkrētām zemeslīnijas sistēmām un kļūdas strāvas līmeņiem.