Чому опір заземлення компактної підстанції зазвичай ≤4Ω
Як ключове обладнання для розподілу електроенергії, безпечна робота компактної підстанції залежить від надійних захисних заземлень. Люди часто задають питання: чому опір заземлення компактної підстанції, як правило, повинен бути не більше 4Ω? За цим значенням стоять строгі технічні підвалини та обмеження застосування. Насправді, вимога ≤4Ω не є обов'язковою у всіх випадках. Вона головним чином стосується сценаріїв, коли високовольтова система використовує методи "беззаземленого", "резонансного" або "високорезистивного" заземлення. Оскільки при цих методах заземлення, коли виникає однофазова аварія на стороні високого напруги, аварійний струм є відносно невеликим (зазвичай не більше 10А). Якщо опір заземлення контролюється в межах 4Ω, аварійне напруга може бути обмежена до відносно безпечного діапазону (наприклад, 40В), що ефективно уникне ризику електротравматизмів, спричинених підвищенням потенціалу PE-проводу на стороні низької напруги. Нижче буде глибоко проаналізована логіка та принципи за цією технічною вимогою.
Чому опір заземлення компактної підстанції, як правило, повинен бути не більше 4Ω? Насправді, вимога, що опір заземлення має бути ≤ 4Ω, має умови застосування і не стосується всіх ситуацій. Цей стандарт головним чином стосується сценаріїв, коли високовольтова система використовує методи беззаземленого, резонансного або високорезистивного заземлення, а не ситуації, коли високовольтова система використовує ефективне заземлення.
У вищевказаних трьох методах заземлення (беззаземленого, резонансного і високорезистивного) однофазовий аварійний струм високовольтової системи є відносно невеликим, зазвичай не перевищує 10 А. Коли такий аварійний струм проходить через опір заземлення Rb компактної підстанції, він створює напругу на його кінцях. Якщо Rb дорівнює 4Ω, напруга становить:U=I×R=10A×4Ω=40V
Оскільки захисне заземлення високовольтової системи та системне заземлення низьковольтової розподільчої системи часто використовують одну і ту ж заземлювальну електроду, потенціал PE-проводу на стороні низької напруги до землі також підвищиться до 40 В. Ця напруга нижча за граничне значення безпеки для людського електротравматизмів (межа контактної напруги зазвичай вважається 50 В), що значно зменшує ризик особистих електротравматизмів на стороні низької напруги при виникненні аварії заземлення на стороні високого напруги.
Згідно з відповідними стандартами (наприклад, "Правила проектування заземлення об'єктів постійного струму" GB/T 50065-2014), пункт 6.1.1 встановлює:
Для високовольтового обладнання, що працює в системах беззаземленого, резонансного та високорезистивного заземлення і забезпечує живлення низьковольтових електроприладів напругою 1кВ і нижче, опір заземлення захисного заземлення повинен відповідати наступним вимогам і не повинен перевищувати 4Ω: R ≤ 50 / I
R: Розглядається максимальний опір заземлення з урахуванням сезонних змін (Ω);
I: Однофазовий аварійний струм для розрахунку. У резонансній системі заземлення за основу береться залишковий струм в точці аварії.
Отже, обмеження опору заземлення компактної підстанції до 4Ω призначено для ефективного контролю контактної напруги в межах безпечного діапазону та забезпечення особистої безпеки при аварії заземлення на стороні високого напруги. Ця вимога є результатом безпечного проектування з урахуванням конкретних систем заземлення та рівнів аварійного струму.
