पृथ्वीकरण की विधियाँ

पीडिंग विधियाँ और पीडिंग मैट

विद्युत प्रणालियों में कई पीडिंग विधियाँ उपलब्ध हैं, जिनमें तार या स्ट्रिप पीडिंग, रोड पीडिंग, पाइप पीडिंग, प्लेट पीडिंग, और पानी के मुख्य पाइपों के माध्यम से पीडिंग शामिल हैं। इनमें से, पाइप पीडिंग और प्लेट पीडिंग सबसे अधिक प्रयोग की जाने वाली हैं, और उनका विस्तार से विवरण नीचे दिया गया है।

पीडिंग मैट

एक पीडिंग मैट को कई रोडों को तांबे के चालकों से जोड़कर बनाया जाता है। यह व्यवस्था पीडिंग प्रतिरोध को प्रभावी रूप से कम करती है और भू-पोटेंशियल को सीमित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह विशेष रूप से उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जहाँ बड़ी दोष धाराओं की अपेक्षा की जाती है। पीडिंग मैट की डिजाइन करते समय कई महत्वपूर्ण कारकों पर ध्यान देना आवश्यक होता है:

सुरक्षा के परिणामस्वरूप

दोष की स्थिति में, भू और भू सतह के बीच का वोल्टेज अंतर ऐसा रखा जाना चाहिए जो व्यक्तियों के लिए खतरनाक न हो, जो विद्युत प्रणाली की गैर-धारा-वाहक चालक सतहों से संपर्क में आ सकते हैं। यह विद्युत संस्थापन के आसपास काम करने वाले या निकटवर्ती व्यक्तियों की सुरक्षा को सुनिश्चित करता है।

सुरक्षात्मक रिले कार्य

पीडिंग मैट को ऐसी अविच्छिन्न दोष धाराओं को संभालने की क्षमता होनी चाहिए जो सुरक्षात्मक रिले को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त हों। एक कम भू प्रतिरोध आवश्यक है ताकि दोष धारा मैट के माध्यम से स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सके, सुरक्षात्मक रिले को तुरंत कार्य करने और विद्युत प्रणाली के दोषपूर्ण भाग को अलग करने में सक्षम बनाए।

घातक धाराओं को रोकना

पीडिंग मैट का प्रतिरोध ऐसा डिजाइन किया जाना चाहिए कि दुर्घटनाग्रस्त संपर्क के दौरान व्यक्ति के शरीर के माध्यम से घातक धाराएँ प्रवाहित न हों। यह मानव जीवन की सुरक्षा के लिए एक मौलिक सुरक्षा आवश्यकता है।

चरण वोल्टेज सीमा

पीडिंग मैट की डिजाइन ऐसी होनी चाहिए जो भू सतह पर दो बिंदुओं के बीच के वोल्टेज अंतर (चरण वोल्टेज) को परमिटेबल मान से नीचे रखे। यह परमिटेबल मान विभिन्न कारकों, जैसे मिट्टी की प्रतिरोधकता और दोष की स्थिति, पर निर्भर करता है, जो दोषपूर्ण उपकरण को जीवित विद्युत प्रणाली से अलग करने के लिए आवश्यक हैं। चरण वोल्टेज को सुरक्षित सीमा के भीतर रखकर, भूमित संस्थापन के पास चलने वाले व्यक्तियों को विद्युत झटके का जोखिम कम किया जाता है।

पीडिंग इलेक्ट्रोड
पीडिंग इलेक्ट्रोड का अर्थ है कोई भी तार, रोड, पाइप, प्लेट, या चालकों का एक समूह जो मिट्टी में, या आधार पर या ऊर्ध्वाधर रूप से डाला जाता है। विद्युत वितरण प्रणालियों में, एक सामान्य रूप से प्रयोग किया जाने वाला भू इलेक्ट्रोड एक रोड होता है, जो आमतौर पर 1 मीटर लंबाई का होता है, जो ऊर्ध्वाधर रूप से मिट्टी में डाला जाता है। यह सरल लेकिन प्रभावी डिजाइन विद्युत प्रणाली और भू के बीच एक विश्वसनीय कनेक्शन स्थापित करने में मदद करता है, दोष धाराओं को सुरक्षित रूप से विसर्जित करने में सहायता प्रदान करता है।

इसके विपरीत, उत्पादन सबस्टेशनों में, एकल इलेक्ट्रोडों के उपयोग के बजाय एक पीडिंग मैट अक्सर उपयोग किया जाता है। एक पीडिंग मैट कई चालकों से जुड़कर एक नेटवर्क बनाता है। यह दृष्टिकोण एकल इलेक्ट्रोडों के उपयोग से कई लाभ प्रदान करता है। पीडिंग मैट का बड़ा सतह क्षेत्र और जुड़े हुए स्वभाव पूर्ण प्रतिरोध को कम करता है, इसलिए यह अधिक दोष धाराओं को अधिक प्रभावी रूप से संभालने में सक्षम होता है। इसके अलावा, यह सबस्टेशन क्षेत्र में विद्युत पोटेंशियल को अधिक समान रूप से वितरित करता है, जिससे खतरनाक चरण और स्पर्श वोल्टेज का खतरा कम होता है, जो व्यक्तियों और उपकरणों के लिए खतरा हो सकता है।

पाइप पीडिंग
विभिन्न पीडिंग विधियों में, जो समान मिट्टी और आर्द्रता की स्थितियों में लागू होती हैं, पाइप पीडिंग एक सबसे व्यापक और प्रभावी प्रणाली में से एक है। इस दृष्टिकोण में, एक जिंक किया गया इस्पात पाइप, जिसमें छेद होते हैं, और लंबाई और व्यास के मानक विनिर्देशों का पालन करता है, निरंतर आर्द्र मिट्टी में ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित किया जाता है, जैसा कि अनुगामी चित्र में दिखाया गया है।

पाइप के आकार का चयन एक महत्वपूर्ण परिगणना है, क्योंकि यह दो मुख्य कारकों पर निर्भर करता है: पीडिंग प्रणाली द्वारा चालाने की आवश्यकता वाली धारा का परिमाण और मिट्टी की विशेषताएँ। उच्च दोष धाराओं को संभालने के लिए एक बड़े व्यास वाला पाइप या एक लंबा पाइप की आवश्यकता हो सकती है, जिससे विद्युत आवेश को सुरक्षित और प्रभावी रूप से मिट्टी में विसर्जित किया जा सके। इसके अलावा, विभिन्न मिट्टी के प्रकारों में विद्युत प्रतिरोधकता भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, उच्च प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में बड़े आकार का पाइप आवश्यक हो सकता है ताकि भू के साथ अपेक्षित कम-प्रतिरोध कनेक्शन प्राप्त किया जा सके। यह विश्लेषित आकार की प्रक्रिया पाइप पीडिंग प्रणाली की विश्वसनीयता और सुरक्षा को सुनिश्चित करती है, जिससे विभिन्न विद्युत संस्थापनों के लिए यह एक पसंदीदा विकल्प बन जाता है।

पाइप पीडिंग के लिए, मानक प्रथा के अनुसार पीडिंग पाइप के लिए विशिष्ट आयाम होते हैं, जो मिट्टी की स्थिति पर निर्भर करते हैं। आमतौर पर, साधारण मिट्टी में, 40 मिमी व्यास और 2.5 मीटर लंबाई का एक पाइप उपयोग किया जाता है। हालांकि, सूखी और चट्टानी मिट्टी में, भू के साथ प्रभावी कनेक्शन की सुनिश्चितता के लिए एक लंबा पाइप आवश्यक होता है। पाइप को दफनाने की गहराई मिट्टी की आर्द्रता से सीधे संबंधित होती है, क्योंकि एक अधिक आर्द्र वातावरण बेहतर विद्युत चालकता को सुनिश्चित करता है।

एक सामान्य संस्थापन में, पाइप को 3.75 मीटर की गहराई पर स्थापित किया जाता है। इसके प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, पाइप के निचले भाग को छोटे-छोटे कोक या चारकोल टुकड़ों से घिरा रखा जाता है, जो लगभग 15 सेमी दूरी पर रखे जाते हैं। कोक और नमक के बारी-बारी से लेयर इस्तेमाल किए जाते हैं, जो विभिन्न उद्देश्यों को पूरा करते हैं। कोक भू के साथ प्रभावी संपर्क क्षेत्र को बढ़ाता है, जबकि नमक भू प्रतिरोध को कम करता है, जिससे पीडिंग प्रणाली की दक्षता को बेहतर बनाया जाता है।
एक अतिरिक्त पाइप, 19 मिमी व्यास और कम से कम 1.25 मीटर लंबाई का, जिंक किया गया लोहा (GI) पाइप के शीर्ष पर एक रिड्यूसिंग सॉकेट के माध्यम से जुड़ा होता है। यह द्वितीयक पाइप, विशेष रूप से अनुकूल मौसमी परिस्थितियों में, प्रणाली की कार्यक्षमता को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

गर्मी के महीनों में, मिट्टी की आर्द्रता प्राकृतिक रूप से कम हो जाती है, जिससे भू प्रतिरोध बढ़ जाता है। इसका विरोध करने के लिए, एक सिमेंट कंक्रीट संरचना बनाई जाती है ताकि नियमित पानी की आपूर्ति सुनिश्चित की जा सके। एक प्रभावी भू कनेक्शन बनाए रखने के लिए, 3 से 4 बक्सों का पानी 19 मिमी व्यास के पाइप से डाला जाता है, जो मुख्य GI पाइप से जुड़ा होता है। भू तार, जो या तो एक GI तार हो सकता है या एक GI तार स्ट्रिप, जिसका पर्याप्त क्रॉस-सेक्शन दोष धाराओं को सुरक्षित रूप से ले जाने के लिए हो, लगभग 60 सेमी गहराई पर दफनाए गए 12 मिमी व्यास के GI पाइप के माध्यम से ले जाया जाता है।
प्लेट पीडिंग
प्लेट पीडिंग में, एक पीडिंग प्लेट को मिट्टी में दफनाया जाता है। प्लेट को तांबे से बनाया जा सकता है, जिसके आयाम 60 सेमी × 60 सेमी × 3 मिमी होते हैं, या जिंक किया गया लोहा, जिसके आयाम 60 सेमी × 60 सेमी × 6 मिमी होते हैं। प्लेट को ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित किया जाता है, जिसका शीर्ष भू सतह से कम से कम 3 मीटर की गहराई पर होता है। यह गहराई विश्वसनीय विद्युत पीडिंग के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्लेट को मिट्टी के साथ पर्याप्त संपर्क करने की अनुमति देता है, जिससे दोष की स्थिति में विद्युत धाराओं को सुरक्षित रूप से विसर्जित किया जा सकता है।

प्लेट पीडिंग
प्लेट पीडिंग को लागू करते समय, पीडिंग प्लेट को कोक और नमक के औपचारिक लेयरों में डाला जाता है, जिनकी न्यूनतम मोटाई 15 सेमी होती है। यह संयोजन प्लेट के आसपास की मिट्टी की प्रतिरोधकता को कम करता है, पीडिंग प्रणाली की दक्षता को बढ़ाता है। एक भू तार, जो या तो जिंक किया गया लोहा (GI) या तांबा से बना हो सकता है, नट और बोल्ट के माध्यम से पीडिंग प्लेट से मजबूत रूप से जोड़ा जाता है। तांबे की अधिक विद्युत चालकता के बावजूद, तांबे की प्लेट और तार भूमित के लिए अधिकांशतः उपयोग नहीं किए जाते, क्योंकि उनकी लागत GI विकल्पों की तुलना में बहुत अधिक होती है। यह लागत-प्रभावशीलता GI सामग्रियों को अधिकांश प्रायोगिक पीडिंग अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है।
पानी के मुख्य पाइपों के माध्यम से पीडिंग
पानी के मुख्य पाइपों के माध्यम से पीडिंग भू के साथ विद्युत कनेक्शन स्थापित करने की एक अन्य विधि है। इस दृष्टिकोण में, एक GI या तांबे का तार पानी के मुख्य पाइपों से जोड़ा जाता है। कनेक्शन को स्टील बाइंडिंग वायर के माध्यम से सुरक्षित किया जाता है, जो तांबे के लीड से जुड़ा होता है। यह विधि पानी के मुख्य पाइपों के विस्तृत धातु नेटवर्क का लाभ उठाती है, जो आमतौर पर भू के साथ अच्छा संपर्क रखते हैं,