Waarom is de aardingweerstand van een compacte transformatorpost meestal ≤4Ω

Als belangrijk elektriciteitsverdelingapparatuur is de veilige werking van een compacte transformatorhuis afhankelijk van betrouwbare aardingsmaatregelen. Mensen vragen zich vaak af: Waarom wordt de aardingweerstand van een compacte transformatorhuis in het algemeen vereist om niet meer dan 4Ω te zijn? Achter deze waarde liggen strenge technische gronden en toepassingsbeperkingen. In feite is de eis van ≤4Ω niet in alle gevallen verplichtend. Het geldt voornamelijk voor scenario's waarbij het hogespanningsysteem "ongeëerde", "resonante aarding" of "hoog-ohmige aarding" methoden gebruikt. Omdat bij deze aardingsmethoden, wanneer er een enkelefasig aardingsfout optreedt aan de hoogspanningskant, de foutstroom relatief klein is (meestal niet meer dan 10A). Als de aardingweerstand binnen 4Ω wordt gehouden, kan de foutspanning beperkt worden tot een relatief veilig bereik (zoals 40V), waarmee effectief het risico op elektrische schokken door de potentiaalstijging van de PE-lijn aan de laagspanningskant wordt voorkomen. De volgende tekst zal diepgaand de principes en logica achter deze technische eis analyseren.

Waarom wordt de aardingweerstand van een compacte transformatorhuis meestal vereist om niet groter te zijn dan 4 Ω? Eigenlijk heeft de eis dat de aardingweerstand ≤ 4 Ω moet zijn, toepasselijke voorwaarden en geldt deze niet voor alle situaties. Deze norm geldt voornamelijk voor scenario's waarbij het hogespanningsysteem ongeëerd, resonant aangesloten of met hoge weerstand aangesloten is, en niet voor situaties waarbij het hogespanningsysteem effectief geaard is.

Bij de bovengenoemde drie aardingsmethoden (ongeëerd, resonant aangesloten en met hoge weerstand aangesloten) is de enkelefasig aardingsstroom van het hogespanningsysteem relatief klein, meestal niet meer dan 10 A. Wanneer zo'n foutstroom door de aardingweerstand R_b van de compacte transformatorhuis stroomt, ontstaat er een spanningdaling over deze weerstand. Als R_b 4 Ω is, is de spanningdaling:U=I×R=10A×4Ω=40V

Omdat de beschermende aarding van het hogespanningsysteem en de systeemaarding van het laagspanningsverdeelsysteem vaak dezelfde aardingelektrode delen, zal de potentiaal van de PE-lijn aan de laagspanningskant ten opzichte van de aarde ook stijgen tot 40 V. Deze spanning is lager dan de veiligheidslimiet voor elektrische schokken (de contactspanningslimiet wordt meestal beschouwd als 50 V), waardoor het risico op persoonlijke elektrische ongevallen aan de laagspanningskant bij een aardingsfout aan de hoogspanningskant sterk wordt verminderd.

Volgens de relevante normen (zoals "Regels voor aarding van wisselspanningsinstallaties" GB/T 50065-2014), bepaalt artikel 6.1.1:
Voor hoogspanningsverdeelinrichtingen die werken in ongeëerde, resonant aangesloten en met hoge weerstand aangesloten systemen en elektrische apparaten van 1kV en lager van stroom voorzien, moet de aardingweerstand van de beschermende aarding voldoen aan de volgende eisen en mag deze 4Ω niet overschrijden: R ≤ 50 / I

• R: Overweeg de maximale aardingweerstand na rekening houdend met seizoensvariaties (Ω); 

• I: De enkelefasig aardingsfoutstroom voor berekening. In een resonant aangesloten systeem wordt de resterende stroom op de foutlocatie gebruikt als basis voor de vertaling.

Samenvattend is het beperken van de aardingweerstand van een compacte transformatorhuis tot 4Ω bedoeld om de contactspanning effectief binnen een veilig bereik te houden en de persoonlijke veiligheid te garanderen bij een aardingsfout aan de hoogspanningskant. Deze eis is het resultaat van een veiligheidsontwerp op basis van specifieke aardingsystemen en foutstroomniveaus.