Γιατί οι υποσταθμοί χρησιμοποιούν πέτρες, βράχια, πεζούλες και συντριμμένο πέτρωμα;
Στους υποσταθμούς, εξοπλισμός όπως μετατροπείς ενέργειας και διανομής, γραμμές μεταφοράς, μετατροπείς τάσης, μετατροπείς ρεύματος και αποδιαστολείς ρεύματος απαιτούν αρδότηση. Πέρα από την αρδότηση, θα εξερευνήσουμε τώρα λεπτομερώς γιατί τα βράχια και το συντριμμένο πέτρωμα χρησιμοποιούνται συχνά σε υποσταθμούς. Αν και φαίνονται συνηθισμένα, αυτά τα βράχια παίζουν κρίσιμο ρόλο ασφάλειας και λειτουργικότητας.
Στη σχεδίαση αρδότησης υποσταθμίων—ειδικά όταν χρησιμοποιούνται πολλαπλές μεθόδους αρδότησης—το συντριμμένο πέτρωμα ή τα βράχια εκτείνονται στην περιοχή του υποσταθμίου για πολλούς κύριους λόγους.
Ο πρωταρχικός σκοπός της εκτάσεως των βραχίων στην περιοχή του υποσταθμίου είναι να μειώσει την Αύξηση Ποτεντιαλικού Στο Εδάφος (GPR), επίσης γνωστή ως τάση βήματος και τάση άγγιγματος, ορισμένη ως εξής:
Αύξηση Ποτεντιαλικού Στο Εδάφος (GPR): Το μέγιστο ηλεκτρικό ποτέντιαλ που μπορεί να φθάσει το πλέγμα αρδότησης του υποσταθμίου σε σχέση με έναν απομακρυσμένο σημειακό αναφοράς στο εδάφος που θεωρείται ότι έχει πραγματικό μηδενικό ποτέντιαλ. Η GPR ισούται με το γινόμενο του μέγιστου ρεύματος σφάλματος που εισέρχεται στο πλέγμα και την αντίσταση του πλέγματος.
Τάση Βήματος (Eₛ): Η μέγιστη διαφορά ποτεντιαλικού που μπορεί να υπάρξει μεταξύ δύο ποδιών (συνήθως αποστάσεις 1 μέτρο) όταν το ρεύμα σφάλματος εισέρχεται στο σύστημα αρδότησης. Ένα ειδικό περίπτωση είναι η μεταφερόμενη τάση (Etransfer), όπου η τάση εμφανίζεται μεταξύ μιας αρδοτού μονάδας μέσα στον υποσταθμό και ενός απομακρυσμένου σημείου εκτός—συχνά αξιολογείται σε απόσταση 1 μέτρο από μεταλλικές κατασκευές σε σημεία στην επιφάνεια του εδάφους.
Τάση Άγγιγματος (Eₜ): Η μέγιστη διαφορά ποτεντιαλικού μεταξύ μιας αρδοτού μεταλλικής κατασκευής (π.χ., κάλυψη εξοπλισμού) και ενός σημείου στην επιφάνεια του εδάφους όταν ένας άνθρωπος την αγγίζει κατά τη διάρκεια ροής ρεύματος σφάλματος.
Κατά τη διάρκεια γεγονότων μικρού κύκλου, και οι τάσεις βήματος και άγγιγματος αυξάνονται σημαντικά. Σε σύγκριση με κοινά υλικά όπως εδάφος, γάζα ή σκυρόδεμα, τα βράχια και το συντριμμένο πέτρωμα έχουν σχετικά υψηλή αντίσταση. Αυτή η υψηλή επιφανειακή αντίσταση περιορίζει τη ροή ρεύματος μέσα από το ανθρώπινο σώμα, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο ηλεκτροσοκ κατά την συντήρηση ή λειτουργία κοντά σε ενεργοποιημένο εξοπλισμό.
Επομένως, τα βράχια και το συντριμμένο πέτρωμα χρησιμοποιούνται εντελώς σκοπιμά στους υποσταθμούς για να αυξήσουν την αντίσταση του επιφανειακού στρώματος, αποτελεσματικά μειώνοντας τις επικίνδυνες τάσεις βήματος και άγγιγματος και ενισχύοντας την ασφάλεια του προσωπικού κατά τη διάρκεια σφαλμάτων αρδότησης.
Ο πίνακας παρακάτω δείχνει την αντίσταση διάφορων υλικών όπως πέτρες, άμμος κλπ.
| Υλικό | Αντίσταση (Ω·m) |
| Άρδη και βεβυρωμένο ιλύο | <100 |
| Άρδης πέσσος και υγρός σίλτος | 100–250 |
| Πέσσος με άρδη και βεβυρωμένος πέσσος | 250–500 |
| Πέσσος | 500–1500 |
| Εξαχθείς πέτρες | 1000–2000 |
| Συντριμμένος πέτρωμα | 1500–5000 |
| Πετρώδης λάσπη | 1500–10000 |
Λόγοι Χρήσης Πέτρας σε Υποσταθμίες και Ηλεκτρικά Σταθμά
Κάτω από τους συγκεκριμένους λόγους και παράγοντες για τη χρήση πέτρας αντί άλλων υλικών:
Το χόρτο και άλλες ζιζανιές ή μικρή βλάστηση μπορεί πράγματι να προκαλέσει προβλήματα. Κατά τη διάρκεια των βροχών ή υγράς κατάστασης, η ανάπτυξη φυτών μπορεί να κάνει το έδαφος διασκεδαστικό, δημιουργώντας δυνητικά επικίνδυνες συνθήκες για το προσωπικό και την εξοπλισμό. Επιπλέον, ο ξηρός χόρτος μπορεί να ανάψει κατά τη διάρκεια των επιχειρήσεων σύρρεσης ή να προκαλέσει σύνδεση, επιδεινώνοντας τη λειτουργία της εξοπλισμού και της αξιοπιστίας του δικτύου. Συνεπώς, οι υποσταθμίες συνήθως εφαρμόζουν μέτρα για τον έλεγχο της ανάπτυξης της βλάστησης για να εξασφαλίσουν ασφαλή και σταθερή λειτουργία.
Η χρήση πέτρας γύρω από τα σταθμά βοηθά να αποτραπεί η είσοδος ζωής, όπως φίδια, αγάμια, ροδάκια και άλλα μικρά ζώα, στην περιοχή της υποσταθμίδας.
Ένα επιφάνεια από βράχια εμποδίζει τη συσσώρευση νερού και τη δημιουργία λίμνης στο σταθμό, το οποίο είναι ανεπιθύμητο για υψηλής τάσης εξοπλισμό.
Τα πέτρωμα και τα βράχια είναι πιο ανθεκτικά σε χτύπημα από το χόρτο ή την άμμο, βοηθώντας στην εξασφάλιση της αναστολής των δονήσεων από τους μετατροπείς (λόγω της μαγνητοστρίξης του πυρήνα) και την περιορισμό της κίνησης κατά τη διάρκεια σεισμών.
Η χρήση πέτρας και βράχιων αυξάνει την αντίσταση του επιφανειακού στρώματος, μειώνοντας έτσι τους κινδύνους από άγγιγμα και βήμα. Επιπλέον, αναστέλλει την ανάπτυξη μικρών φυτών και ζιζανιών, οι οποίες, αν υπάρχουν, μπορούν να μειώσουν την αντίσταση της επιφάνειας και να αυξήσουν τον κίνδυνο ηλεκτροσοκ κατά τη διάρκεια της συνηθισμένης διατήρησης και λειτουργίας.
Συνολικά, το υλικό πέτρα που χρησιμοποιείται στα σταθμά βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας, υποστηρίζει σταθερή λειτουργία και ενισχύει την αποτελεσματικότητα του υπάρχοντος συστήματος εδάφους στην προστασία από το ηλεκτροσοκ.
