डेटा सेंटर के लिए निम्न-वोल्टेज वितरण प्रणाली में पृथ्वी दोष संरक्षण का विश्लेषण

पृथ्वी दोष सुरक्षा के लिए सामान्य आवश्यकताएँ

• पृथ्वी दोष सुरक्षा प्रणाली को व्यक्तियों के लिए अप्रत्यक्ष विद्युत चुंबकीय दोष, विद्युत आग और तारों की क्षति जैसी दुर्घटनाओं को प्रभावी रूप से रोकने के लिए डिजाइन किया जाना चाहिए।
• विद्युत उपकरणों के खुले चालक भागों को प्रणाली की विशिष्ट स्थितियों के अनुसार संरक्षण चालक (PE चालक) से विश्वसनीय रूप से जोड़ा जाना चाहिए। बाहर से संपर्क किए जा सकने वाले चालक भागों, जिन्हें एक साथ स्पर्श किया जा सकता है, को एक ही ग्राउंडिंग प्रणाली से जोड़ा जाना चाहिए ताकि विभव समानता सुनिश्चित की जा सके।
• जहाँ विद्युत संस्थापन की पृथ्वी दोष सुरक्षा निर्धारित समय के भीतर दोष परिपथ को स्वचालित रूप से विच्छेदित करने की आवश्यकता को पूरा नहीं कर सकती, वहाँ स्थानीय क्षेत्र में अतिरिक्त समान विभव जोड़ लागू किया जाना चाहिए ताकि स्पर्श विभव को कम किया जा सके और सुरक्षा में सुधार किया जा सके।

TN प्रणालियों में पृथ्वी दोष सुरक्षा

TN प्रणालियों में, वितरण परिपथों के लिए पृथ्वी दोष सुरक्षा की संचालन विशेषताएँ निम्न स्थिति को संतुष्ट करनी चाहिए:

Zs × Ia ≤ Uo

जहाँ:

• Zs — पृथ्वी दोष लूप का कुल प्रतिरोध (Ω);
• Ia — निर्धारित समय के भीतर दोष परिपथ को स्वचालित रूप से विच्छेदित करने के लिए आवश्यक धारा (A);
• Uo — फेज और पृथ्वी के बीच का नामित वोल्टेज (V)।

नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जब फेज L3 पर ग्राउंड दोष होता है, तो दोष धारा (Id) L3 फेज चालक, उपकरण के धातु आवरण, और PE संरक्षण चालक से गुजरती है, एक बंद लूप बनाती है। Zs फेज-संरक्षण चालक लूप का कुल प्रतिरोध दर्शाता है, और Uo 220V है।

TN प्रणालियों में पृथ्वी दोष सुरक्षा के लिए विच्छेदन समय की आवश्यकताएँ

220V नामित फेज-पृथ्वी वोल्टेज वाले TN प्रणाली वितरण परिपथों के लिए, पृथ्वी दोष सुरक्षा को दोष परिपथ को विच्छेदित करने के लिए आवश्यक समय निम्न आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए:

• स्थिर विद्युत उपकरणों को आपूर्ति करने वाले वितरण परिपथ या अंतिम परिपथों के लिए, विच्छेदन समय 5 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए;
• हस्त-प्रेरित या चलने वाले उपकरणों, या सोकेट-आउटलेट परिपथों को आपूर्ति करने वाले परिपथों के लिए, विच्छेदन समय 0.4 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए।

TN प्रणालियों में पृथ्वी दोष सुरक्षा विधियों का चयन:

a. जब ऊपर वर्णित विच्छेदन समय की आवश्यकताएँ पूरी की जा सकती हैं, तो ओवरकरंट सुरक्षा का उपयोग पृथ्वी दोष सुरक्षा के रूप में भी किया जा सकता है;
b. जब ओवरकरंट सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती, लेकिन शून्य-अनुक्रम धारा सुरक्षा कर सकती है, तो शून्य-अनुक्रम धारा सुरक्षा का उपयोग किया जाना चाहिए। सुरक्षा सेटिंग मान सामान्य संचालन स्थितियों के अधिकतम असंतुलित धारा से अधिक होना चाहिए;
c. जब ऊपर वर्णित कोई भी विधि आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती, तो अवशिष्ट धारा संचालित सुरक्षा (RCD, या "रिसाव धारा सुरक्षा") का उपयोग किया जाना चाहिए।

TT प्रणालियों में पृथ्वी दोष सुरक्षा

TT प्रणाली वितरण परिपथों के लिए पृथ्वी दोष सुरक्षा की संचालन विशेषताएँ निम्न स्थिति को संतुष्ट करनी चाहिए:

RA × Ia ≤ 50 V

जहाँ:

• RA — खुले चालक भागों के पृथ्वी इलेक्ट्रोड प्रतिरोध और न्यूट्रल (N) चालक पृथ्वी प्रतिरोध का योग (Ω);
• Ia — सुरक्षा उपकरण को विश्वसनीय रूप से दोष परिपथ को विच्छेदित करने के लिए आवश्यक धारा (A)।

नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जब फेज L3 पर ग्राउंड दोष होता है, तो दोष धारा (Id) L3 चालक, उपकरण के धातु आवरण, उपकरण के पृथ्वी इलेक्ट्रोड प्रतिरोध, पृथ्वी, और न्यूट्रल बिंदु पृथ्वी प्रतिरोध के माध्यम से स्रोत तक वापस फ्लो करती है, दोष लूप बनाती है। 50 V का मान स्पर्श विभव की सुरक्षा सीमा दर्शाता है, जो सुनिश्चित करता है कि दोष के दौरान व्यक्ति को एक्सपोज होने वाला वोल्टेज खतरनाक नहीं होता।