Miksi alijohdantoasemat käyttävät kiviä, sora, pelloja ja murskausta?
Alijohdantoasemissa laitteet, kuten voima- ja jakelumuuntimet, siirtolinjat, jännite- ja virtamuuntimet sekä erottimet, vaativat maanpäähdyksen. Maanpäähdyksen lisäksi tutkimme nyt syvällisemmin, miksi sora ja murskaus ovat yleisiä alijohdantoasemissa. Vaikka ne näyttävät tavallisilta, nämä kivet pelaavat kriittisen turvallisuuden ja toiminnallisen roolin.
Alijohdantoaseman maanpäähdyssuunnittelussa – erityisesti kun käytetään useita maanpäähdyksentapoja – murskausta tai soraa levitetään pihaan useista avainasioista.
Soran levittämisen päärakennuspihalla tarkoitus on vähentää maanjännitteen nousua (GPR), myös tunnettu nimellä askeleet jännite ja kosketusjännite, määritellään seuraavasti:
Maanjännitteen nousu (GPR): Alijohdantoaseman maanpäähdysharjan saavuttama suurin sähköinen potentiaali verrattuna etäiseen maapintareferenssipisteeseen, joka oletetaan olevan todellisessa nollapotentiassa. GPR on maksimivirran, joka menee harjaan, ja harjan vastustuksen tulo.
Askeleet jännite (Eₛ): Suurin potentiaeroksi, joka voi olla olemassa kahden jalan välillä (yleensä 1 metrin välein) kun virranvirtaus menee maanpäähdykseen. Erityistapaus on siirtovirtaus (Etransfer), jossa jännite ilmenee alijohdantoaseman sisällä olevan maanjäristyspuun ja ulkopuolisen pisteen välillä – usein arvioidaan 1 metrin etäisyydeltä metallirakenteiden ja maan pinnan pisteiden välillä.
Kosketusjännite (Eₜ): Suurin potentiaeroksi, joka voi olla olemassa maanjäristysrakenteen (esimerkiksi laiterunkon) ja maan pinnan pisteen välillä, kun henkilö koskettaa sitä virranvirtauksen aikana.
Lyhytkiertoreissujen aikana askeleet ja kosketusjännitteet kasvavat merkittävästi. Vertailtuna yleisiin materiaaleihin, kuten multa, ruohoa tai betonia, soran ja murskaus kiven pinta-arvo on suhteellisen korkea. Tämä korkea pintaresistanssi rajoittaa sähkövirran kuljettautumista ihmiskehon läpi, mikä vähentää sähköiskun riskiä huollossa tai operaatiota lähellä energisoituneita laitteita.
Näin ollen soraa ja murskausta käytetään tarkoituksella alijohdantoasemissa pinnan kerroksen vastustuksen lisäämiseksi, mikä tehokkaasti vähentää vaarallisia askeleet ja kosketusjännitteitä ja parantaa henkilöstön turvallisuutta maanpäähdyssä.
Alla oleva taulukko näyttää eri materiaalien, kuten kiven, hiekan jne., resistanssit.
| Materiaali | Vastus (Ω·m) |
| Savi ja sivuinen muta | <100 |
| Saviainen hiekka ja kostea lims | 100–250 |
| Hiekkaainen savi ja sivuinen hiekka | 250–500 |
| Hiekka | 500–1500 |
| Vuotava kivi | 1000–2000 |
| Pulveröity kivi | 1500–5000 |
| Kivi | 1500–10000 |
Syyt kivien käytölle alijammeissa ja sähköasemissa
Alla on tiettyjä syitä ja tekijöitä, jotka selittävät, miksi kiviä käytetään muun materiaalin sijaan:
Ruoho ja muu pientalouskasvu voivat aiheuttaa ongelmia. Sateen tai kosteuden aikana kasvillisuus voi tehdä maasta liukasta, mikä asettaa henkilöstön ja laitteet turvallisuusriskiin. Lisäksi kuiva ruoho voi syttyä palamaan kytkentätoimintojen aikana tai aiheuttaa lyhytkiertot, mikä vaikuttaa haitallisesti laitteisiin ja verkon luotettavuuteen. Siksi alijammissa yleensä toteutetaan toimenpiteitä kasvillisuuden hallintaan varmistaakseen turvallisen ja vakauden.
Kiven käyttö sähköaseman ympärillä auttaa estämään villieläinten, kuten käärmeiden, murskien, rotujen ja muiden pienten eläinten pääsyn alijammen alueelle.
Kivikatainen pinta estää veden kertymisen sähköasemalle, mikä ei ole haluttua korkean jännitteen laitteille.
Kivet ja kivikataiset ovat vastustuskykyisempiä iskuille kuin ruoho tai hiekoja, mikä auttaa vaimentamaan kappaleiden (esimerkiksi muuntajan magneettokieroutumisesta johtuvia) aiheuttamia vibraatioita ja lievittämään liikettä maanjäristysten aikana.
Kiven ja kivikataisen käyttö lisää pintakerroksen vastusta, mikä vähentää kosketus- ja askeljännitevaaroja. Lisäksi se hillitsee pienten kasvien ja ruohonkasvun, joiden läsnäolo voisi alentaa pintakerroksen vastusta ja lisätä sähköiskun riskiä ylläpidon ja toiminnon aikana.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kiven käyttö sähköasemissa parantaa työoloja, tukee vakautta ja parantaa olemassa olevan maanjohtosuunnitelman tehokkuutta suojatakseen sähköiskuilta.
