Bakit Karaniwang ≤4Ω ang Resistance ng Grounding ng Compact Substation

Bilang isang pangunahing kagamitan sa pagkakahati ng enerhiya, ang ligtas na operasyon ng isang kompak na substation ay nakadepende sa maasintas na mga hakbang sa grounding. Madalas nagsusugo ang mga tao: Bakit karaniwang kinakailangan na ang resistance ng grounding ng isang kompak na substation ay hindi lumampas sa 4Ω? Sa likod ng halagang ito, mayroong mahigpit na teknikal na pundamento at limitasyon sa aplikasyon. Sa katotohanan, ang pangangailangan na ≤4Ω ay hindi obligatoryo sa lahat ng kaso. Ito ay pangunahing naglalapat sa mga sitwasyon kung saan ang high - voltage system ay gumagamit ng "ungrounded", "resonant grounding", o "high - resistance grounding" methods. Dahil sa ilalim ng mga paraan ng grounding na ito, kapag may nangyaring single - phase grounding fault sa high - voltage side, ang fault current ay mas maliit (karaniwang hindi lumampas sa 10A). Kung kontrolado ang grounding resistance sa loob ng 4Ω, ang fault voltage ay maaaring i-limit sa isang mas ligtas na range (tulad ng 40V), na efektibong nag-iwas sa panganib ng electric shock dahil sa pagtaas ng potential ng PE wire sa low - voltage side. Ang sumusunod na teksto ay malalim na mag-aanalisa ng mga prinsipyong at logika sa likod ng teknikal na pangangailangan na ito.

Bakit karaniwang kinakailangan na ang resistance ng grounding ng isang kompak na substation ay hindi hihigit sa 4 Ω? Talaga, ang pangangailangan na ang grounding resistance ay dapat ≤ 4 Ω ay may kondisyon ng paggamit at hindi naglalapat sa lahat ng sitwasyon. Ang pamantayan na ito ay pangunahing naglalapat sa mga sitwasyon kung saan ang high-voltage system ay gumagamit ng ungrounded, resonant grounding, o high-resistance grounding methods, at hindi sa mga sitwasyon kung saan ang high-voltage system ay gumagamit ng effective grounding.

Sa tatlong paraan ng grounding (ungrounded, resonant grounding, at high-resistance grounding) na nabanggit, ang single-phase ground fault current ng high-voltage system ay mas maliit, karaniwang hindi lumampas sa 10 A. Kapag dumaraan ang ganitong fault current sa grounding resistance R_b ng kompak na substation, magiging may voltage drop ito. Kung ang R_b ay 4 Ω, ang voltage drop ay:U=I×R=10A×4Ω=40V

Dahil ang protective grounding ng high-voltage system at ang system grounding ng low-voltage distribution system madalas ay nagbabahagi ng parehong grounding electrode, ang potential ng PE wire sa low-voltage side patungo sa lupa ay aataas din hanggang 40 V. Ang voltage na ito ay mas mababa kaysa sa safety limit para sa electric shock sa tao (ang contact voltage limit ay karaniwang inaasahan na 50 V), kaya napakitaan ng malaking pagbawas sa panganib ng personal na electric shock accidents sa low-voltage side kapag may ground fault sa high-voltage side.

Ayon sa mga kaugnay na pamantayan (tulad ng "Code for Grounding Design of AC Electrical Installations" GB/T 50065-2014), Article 6.1.1 nagsasaad: 
Para sa high-voltage power distribution equipment na gumagana sa non-grounded, resonant-grounded and high-resistance-grounded systems at nagbibigay ng power sa low-voltage electrical devices na 1kV at ibaba, ang grounding resistance ng protective grounding ay dapat matugunan ang mga sumusunod na pangangailangan at hindi dapat lumampas sa 4Ω: R ≤ 50 / I

• R: Isaalang-alang ang pinakamataas na grounding resistance pagkatapos isaalang-alang ang seasonal variations (Ω); 

• I: Ang single-phase grounding fault current para sa kalkulasyon. Sa isang resonant grounding system, ang residual current sa fault point ay ginagamit bilang batayan para sa translation.

Sa kabuuan, ang paglimita ng grounding resistance ng isang kompak na substation sa loob ng 4Ω ay layunin upang epektibong kontrolin ang contact voltage sa isang ligtas na range at tiyakin ang personal na kaligtasan kapag may ground fault sa high-voltage side. Ang pangangailangan na ito ay resulta ng disenyo ng seguridad batay sa tiyak na grounding systems at antas ng fault current.