Зошто е земјиштето на компактна подстанција обично ≤4Ω

Како клучна опрема за дистрибуција на енергија, безбедната работа на компактна подстанција се заснова на надежни мери за поврзување на маса. Луѓето често се прашаат: Зошто се бара да не превиши 4Ω поврзувачкиот отпор на компактната подстанција? Заедно со оваа вредност, постојат строги технички основи и ограничувања во примената. Всушност, барането да е ≤4Ω не е обврзувачко во сите случаи. Ова главно се однесува на сценарија каде што високонапонски систем користи методи „без поврзување на маса“, „резонансно поврзување на маса“ или „поврзување на маса со голем отпор“. Бидејќи при овие начини на поврзување, кога се случи једнофазен дефект на маса на високонапонската страна, дефектниот струја е релативно мал (обично не надминува 10A). Ако поврзувачкиот отпор се контролира под 4Ω, напонот на дефектот може да се ограничи до релативно сигурен опсег (како на пример 40V), што ефективно го избегнува ризикот од електрично ударување поради повишениот потенцијал на PE жичка на нисконапонската страна. Следниов текст ќе дубоко анализира принципите и логиката зад оваа техничка потреба.

Зошто поврзувачкиот отпор на компактна подстанција обично се бара да не надминува 4Ω? Всушност, барането дека поврзувачкиот отпор треба да е ≤ 4Ω има услови на примена и не важи за сите ситуации. Овој стандард главно се однесува на сценарија каде што високонапонскиот систем користи методи без поврзување на маса, резонансно поврзување на маса или поврзување на маса со голем отпор, а не на ситуациите каде што високонапонскиот систем користи ефективно поврзување на маса.

При горенаведените три методи на поврзување на маса (без поврзување, резонансно поврзување и поврзување со голем отпор), једнофазната дефектна струја на високонапонскиот систем е релативно мала, обично не надминува 10 A. Кога таква дефектна струја протече низ поврзувачкиот отпор R_b на компактната подстанција, ќе се генерира пад на напон низ него. Ако R_b е 4Ω, падот на напонот е:U=I×R=10A×4Ω=40V

Бидејќи заштитното поврзување на маса на високонапонскиот систем и системот за поврзување на маса на нисконапонската дистрибутивна мрежа често споделуваат иста поврзувачка електрода, потенцијалот на PE жичката на нисконапонската страна кон масата исто така ќе се повиши до 40 V. Овој напон е помал од границата за безопасност за електрично ударување на луѓето (границата за контактниот напон обично се смета дека е 50 V), што значително го намалува ризикот од лични инциденти со електрично ударување на нисконапонската страна кога се случи дефект на маса на високонапонската страна.

Според соодветните стандарди (како „Правила за дизајнирање на поврзување на маса на алтернативни електрични инсталации“ GB/T 50065-2014), Член 6.1.1 одредува:
За високонапонска дистрибутивна опрема која работи во системи без поврзување на маса, резонансно поврзување на маса и поврзување на маса со голем отпор, и доставува енергија до нисконапонски електрични уреди од 1kV и подолу, поврзувачкиот отпор на заштитното поврзување на маса треба да ги исполнува следниве услови и не треба да надминува 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Разгледувајќи го максималниот поврзувачки отпор со оглед на сезонски варијации (&Ω); 

• I: Једнофазната дефектна струја за пресметка. Во систем со резонансно поврзување на маса, остаточната струја на местото на дефектот се користи како основа за преводот.

Во закључок, ограничувањето на поврзувачкиот отпор на компактната подстанција до 4Ω е наменето да се ефективно контролира контактниот напон во сигурен опсег и да се осигура личната безопасност кога се случи дефект на маса на високонапонската страна. Оваа потреба е резултат на дизајн на безопасност базиран на специфични системи за поврзување на маса и нивоа на дефектна струја.