Zašto je otpornost zemljanja kompaktnog transformatora obično ≤4Ω

Kao ključna oprema za distribuciju struje, bezbedan rad kompaktnog transformatora zavisi od pouzdanog merodavnog spoja. Ljudi često pitaju: Zašto se obično zahteva da otpornost merodavnog spoja kompaktnog transformatora ne prelazi 4Ω? Iznazad ovom vrednosti stojat su rigorozni tehnički osnovi i ograničenja u primeni. U stvari, zahtev ≤4Ω nije obavezan u svim situacijama. Pretežno se odnosi na situacije kada visokonaponski sistem koristi metode "bez merodavnog spoja", "rezonantni merodavni spoj" ili "visokouprsnog merodavnog spoja". Zbog ovih metoda merodavnog spoja, kada dođe do jednofazne greške merodavnog spoja na visokonaponskoj strani, struja greške je relativno mala (obično ne prelazi 10A). Ako se otpornost merodavnog spoja održava ispod 4Ω, naponska greška može biti ograničena na relativno siguran nivo (kao što je 40V), efektivno izbegavajući rizik od električnog udara uz usled potencijalnog povećanja PE žice na niskonaponskoj strani. Sledeći tekst će duboko analizirati principe i logiku iza ovog tehničkog zahteva.

Zašto se obično zahteva da otpornost merodavnog spoja kompaktnog transformatora ne bude veća od 4Ω? U stvari, zahtev da bi otpornost merodavnog spoja trebalo da bude ≤4Ω ima uvete primene i ne važi za sve situacije. Ovaj standard se pretežno odnosi na situacije kada visokonaponski sistem koristi metode bez merodavnog spoja, rezonantni merodavni spoj ili visokouprsnog merodavnog spoja, a ne na situacije kada visokonaponski sistem koristi efikasan merodavni spoj.

U gornjim tri metode merodavnog spoja (bez merodavnog spoja, rezonantni merodavni spoj i visokouprsnog merodavnog spoja), jednofazna struja greške visokonaponskog sistema je relativno mala, obično ne prelazi 10 A. Kada takva struja greške prođe kroz otpornost merodavnog spoja R_b kompaktnog transformatora, nastaje pad napona preko njega. Ako je R_b 4Ω, pad napona je:U=I×R=10A×4Ω=40V

Pošto merodavni spoj visokonaponskog sistema i sistemski merodavni spoj niskonaponskog raspodelnog sistema često dele isti elektrod, potencijal PE žice na niskonaponskoj strani u odnosu na zemlju takođe poraste na 40 V. Ovaj napon je niži od granice sigurnosti za ljudski električni udar (granica kontakt naponskog ograničenja se obično smatra 50 V), time znatno smanjuje rizik od osobnih električnih udara na niskonaponskoj strani kada dođe do greške merodavnog spoja na visokonaponskoj strani.

Prema relevantnim standardima (kao što je "Pravilnik o projektovanju zemljanih spojeva za AC-električne instalacije" GB/T 50065-2014), Članak 6.1.1 stipulira:
Za visokonaponsku distribucijsku opremu koja radi u sistemima bez merodavnog spoja, rezonantnom merodavnom spoju i visokouprsnom merodavnom spoju i snabdeva niskonaponskim električnim uređajima do 1kV, otpornost merodavnog spoja treba da zadovolji sledeće zahteve i ne treba da prelazi 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Uzmi u obzir maksimalnu otpornost merodavnog spoja uzimajući u obzir sezonske varijacije (Ω); 

• I: Jednofazna struja greške merodavnog spoja za izračunavanje. U rezonantnom sistemu merodavnog spoja, kao osnovu za prevođenje koristi se ostatak struje na mestu greške.

Kako bismo zaključili, ograničavanje otpornosti merodavnog spoja kompaktnog transformatora na 4Ω ima za cilj efektivno kontrolisanje kontakt napon na siguran nivo i obezbeđivanje lične bezbednosti kada dođe do greške merodavnog spoja na visokonaponskoj strani. Ovaj zahtev je rezultat sigurnosnog dizajna baziranog na specifičnim sistemima merodavnog spoja i nivoima struje greške.