Mga Paraan ng Grounding

Mga Paraan ng Grounding at Mga Mat ng Grounding

Sa mga sistema ng kuryente, maraming paraan ng grounding ang magagamit, kasama ang wire o strip grounding, rod grounding, pipe grounding, plate grounding, at grounding sa pamamagitan ng water mains. Sa mga ito, ang pipe grounding at plate grounding ang pinakakaraniwang ginagamit, at sila ang lalalim na pag-aaralan sa ibaba.

Mat ng Grounding

Ang isang mat ng grounding ay binubuo sa pamamagitan ng pag-ugnay ng maraming mga rod gamit ang mga copper conductor. Ang konfigurasyon na ito ay epektibong nagbabawas ng kabuuang resistance ng grounding at may mahalagang papel sa paghahadlang sa ground potential. Ito ay partikular na angkop para sa mga lugar na inaasahan ang malaking fault current. Sa pagdidisenyo ng isang mat ng grounding, maraming kritikal na faktor ang kailangang masusing isaalamin:

Pagsasaalang-alang sa Kaligtasan

Sa panahon ng isang kondisyon ng fault, ang voltage difference sa pagitan ng ground at ang ibabaw ng ground ay kailangang ipanatili sa isang antas na hindi nakapanganib sa mga tao na maaaring makontak sa mga non-current-carrying conductive surfaces ng sistema ng kuryente. Ito ang naglalayong siguruhin ang kaligtasan ng mga tauhan na nasa paligid o malapit sa installation ng kuryente.

Operasyon ng Protective Relay

Ang mat ng grounding ay dapat maging handa na tanggapin ang walang pagkakahiwalay na fault currents na sapat upang mapabilis ang protective relay. Mahalaga ang mababang ground resistance upang payagan ang fault current na malayang tumakbo sa pamamagitan ng mat, na nagbibigay-daan sa protective relay na mabilisan na gumana at hiwalayin ang may problema na bahagi ng sistema ng kuryente.

Pag-iwas sa Lethal Currents

Ang resistance ng mat ng grounding ay dapat masusing disenyan upang iwasan ang pagtakbo ng lethal currents sa katawan ng tao sa kaso ng accidental contact sa live parts. Ito ang pundamental na pagsasaalang-alang sa kaligtasan upang protektahan ang buhay ng tao.

Limitasyon ng Step Voltage

Ang disenyo ng mat ng grounding ay dapat siguruhin na ang step voltage - ang potential difference sa pagitan ng dalawang punto sa ibabaw ng ground na may tiyak na layo - ay mananatiling mas mababa sa permissibleng halaga. Ang permissibleng halaga na ito ay depende sa iba't ibang mga factor, tulad ng resistivity ng lupa at ang fault conditions na kinakailangan upang hiwalayin ang may problema na equipment mula sa live electrical system. Sa pamamagitan ng pagpanatili ng step voltage sa ligtas na limit, ang panganib ng electric shock sa mga tao na naghahakbang malapit sa earthed installation ay minimisa.

Grounding Electrodes
Ang grounding electrode ay tumutukoy sa anumang wire, rod, pipe, plate, o grupo ng mga conductor na itinatanim sa lupa, horizontal o vertical. Sa mga sistema ng power distribution, ang karaniwang anyo ng earth electrode ay isang rod, tipikal na nasa haba ng 1 metro, na itinatanim vertical sa lupa. Ang simpleng pero epektibong disenyo na ito ay tumutulong upang mabuo ang isang maasahang koneksyon sa pagitan ng sistema ng kuryente at ang lupa, na nagpapahintulot sa ligtas na pagdissipate ng fault currents.

Sa katunayan, sa mga generating substations, sa halip na umasa sa mga individual na rods, madalas na ginagamit ang isang mat ng grounding. Ang mat ng grounding ay binubuo ng maraming mga conductor na interconnect upang bumuo ng isang network. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng ilang mga benepisyo sa halip na gumamit ng single electrodes. Ang mas malaking surface area at interconnected nature ng mat ng grounding ay nagbibigay ng mas mababang kabuuang resistance, na nagbibigay-daan nito na mas epektibong tanggapin ang mas mataas na fault currents. Bukod dito, ito ay tumutulong sa mas pantay na distribusyon ng electrical potential sa buong lugar ng substation, na nagbabawas ng panganib ng dangerous step at touch voltages na maaaring maging banta sa mga tauhan at equipment.

Pipe Grounding
Sa iba't ibang paraan ng grounding na applicable sa parehong soil at moisture conditions, ang pipe grounding ay isa sa pinakakaraniwan at epektibong sistema. Sa pamamaraang ito, isang galvanized steel pipe na may perforations, sumasang-ayon sa aprubadong specifications hinggil sa haba at diameter, ay itinatanim vertical sa lupa na permanenteng basa, tulad ng ipinapakita sa kasamaang illustration.

Ang pagpili ng laki ng pipe ay isang kritikal na pagsasaalang-alang, dahil ito ay determinado ng dalawang pangunahing factor: ang magnitude ng current na kailangan ng sistema ng grounding upang ma-conduct at ang characteristics ng lupa. Ang mas malaking diameter na pipe o mas mahaba na pipe ay maaaring kinakailangan upang tanggapin ang mas mataas na fault currents, na nagbibigay-daan sa ligtas at epektibong pagdissipate ng electrical charge sa lupa. Bukod dito, ang iba't ibang uri ng lupa ay may iba't ibang electrical resistivities; halimbawa, ang lupa na may mas mataas na resistivity ay maaaring nangangailangan ng mas malaking pipe upang makamit ang desired low-resistance connection sa lupa. Ang masusing sizing process na ito ay nagtaguyod ng reliabilidad at kaligtasan ng pipe grounding system, kaya ito ang pinili sa maraming uri ng installation ng kuryente.

Para sa pipe grounding, ang standard practice ay nagbibigay ng tiyak na dimensions para sa pipe ng grounding, na nag-iiba-iba ayon sa soil conditions. Karaniwan, sa ordinaryong lupa, ang pipe na may diameter na 40 mm at haba na 2.5 meters ang ginagamit. Gayunpaman, sa dry at rocky soil, ang mas mahaba na pipe ay kinakailangan upang matiyak ang epektibong koneksyon sa lupa. Ang lalim kung saan itinatanim ang pipe ay direktang nauugnay sa moisture content ng lupa, dahil ang mas basa na environment ay nagpapahusay ng electrical conductivity.

Sa typical na installation, ang pipe ay naka-position sa lalim na 3.75 meters. Upang mapataas ang kanyang performance, ang ilalim ng pipe ay pinapaligid ng small pieces ng coke o charcoal, na inilalagay nasa layo ng humigit-kumulang 15 cm. Ang alternating layers ng coke at salt ay ginagamit, na may iba't ibang mga layunin. Ang coke ay nagpapataas ng effective contact area sa lupa, samantalang ang salt ay nagbabawas ng earth resistance, na kolektibong nagi-optimize ng efficiency ng sistema ng grounding.
Isang additional na pipe, na may diameter na 19 mm at minimum length na 1.25 meters, ay konektado sa itaas ng galvanized iron (GI) pipe sa pamamagitan ng reducing socket. Ang secondary na pipe na ito ay may mahalagang papel sa pagpanatili ng functionality ng sistema, lalo na sa mga adverse weather conditions.

Sa panahon ng summer months, ang moisture content sa lupa ay natural na bumababa, na nagdudulot ng pagtaas ng earth resistance. Upang labanan ito, isang cement concrete structure ay itinayo upang siguruhin ang consistent water supply. Upang mapanatili ang epektibong earth connection, 3 hanggang 4 buckets ng tubig ay inilalagay sa pamamagitan ng funnel na nakakabit sa 19 mm-diameter pipe, na konektado sa main GI pipe. Ang earth wire, na maaaring isang GI wire o GI wire strip na may sapat na cross-section upang ligtas na i-conduct ang fault currents, ay inilalagay sa loob ng 12-mm-diameter GI pipe na inilalibing nasa layo ng humigit-kumulang 60 cm mula sa ibabaw ng lupa.
Plate Grounding
Ang plate grounding ay kasama ang pagbubury ng isang plate ng grounding sa lupa. Ang plate ay maaaring gawa ng copper, na may dimensions na 60 cm × 60 cm × 3 mm, o galvanized iron, na may dimensions na 60 cm × 60 cm × 6 mm. Ang plate ay inilalagay vertical, na ang itaas nito ay hindi bababa sa 3 meters mula sa ibabaw ng lupa. Ang lalim na ito ay kritikal para sa reliable electrical grounding, dahil ito ay nagbibigay-daan sa plate na makuha ang sapat na contact sa lupa, na nagpapahusay ng ligtas na pagdissipate ng electrical currents sa kaso ng fault.

Plate Grounding
Kapag inilapat ang plate grounding, ang plate ng grounding ay inilalagay sa auxiliary layers ng coke at salt, na may minimum thickness na 15 cm para sa mga layer na ito. Ang kombinasyon na ito ay tumutulong sa pagbawas ng soil resistivity sa paligid ng plate, na nagpapahusay ng effectiveness ng sistema ng grounding. Isang earth wire, na gawa ng either galvanized iron (GI) o copper, ay saka na konektado sa plate ng grounding gamit ang nuts at bolts. Bagama't ang copper ay may mas mahusay na electrical conductivity, ang mga copper plates at wires ay hindi karaniwang ginagamit para sa grounding dahil sa kanilang mas mataas na cost kumpara sa mga alternatibong GI. Ang cost-effectiveness na ito ay nagpapabor sa mga materyales ng GI bilang piniliang materyal para sa karamihan ng praktikal na aplikasyon ng grounding.
Grounding Through Water Mains
Ang grounding through water mains ay isa pa sa mga paraan ng pag-establish ng electrical connection sa lupa. Sa pamamaraang ito, isang GI o copper wire ay konektado sa water mains. Ang koneksyon ay secured gamit ang steel binding wire, na inilalagay sa isang copper lead. Ang pamamaraang ito ay nag-uugnay sa malaking metal network ng water mains, na karaniwang may mabuting contact sa lupa, upang magbigay ng low-resistance path para sa electrical current sa kaso ng fault. Ngunit, ang paraan ng grounding na ito ay dapat sumunod sa relevant safety regulations at plumbing codes upang masiguro ang electrical safety at integrity ng water supply system.

Ang mga water pipes ay karaniwang gawa ng metal at inilalibing sa ilalim ng ibabaw ng lupa, na nagbibigay ng direct connection sa lupa. Sa kaso ng fault, ang current na tumatakbo sa pamamagitan ng galvanized iron (GI) o copper wire na ginagamit para sa grounding ay direkta na inilalabas sa lupa sa pamamagitan ng water pipe. Ito ang nagbibigay ng convenient at maaaring epektibong pathway para sa pagdissipate ng fault currents, na naglalayong gamitin ang extensive underground network ng water pipe at ang inherent conductivity nito bilang isang metal structure.