Por que as subestacións usan pedras guijos e rocha triturada
Por que as subestacións usan pedras, cascallo, guijos e rocha triturada?
Nas subestacións, equipos como transformadores de potencia e distribución, liñas de transmisión, transformadores de tensión, transformadores de corrente e interruptores de seccionamento requiren aterrado. Máis aló do aterrado, agora exploraremos en profundidade por que o cascallo e a rocha triturada son comúnmente utilizados nas subestacións. Aínda que parezan comúns, estas pedras desempeñan un papel crítico de seguridade e funcional.
No deseño do aterrado da subestación—especialmente cando se empregan múltiples métodos de aterrado—o cascallo ou a rocha triturada estase espallado polo patio por varias razóns clave.
O propósito principal de espallar o cascallo no patio dunha subestación é reducir o aumento de potencial do terreo (GPR), tamén coñecido como tensión de paso e tensión de contacto, definidos como segue:
Aumento de Potencial do Terreo (GPR): O máximo potencial eléctrico que a grella de aterrado dunha subestación pode alcanzar en relación cun punto de referencia remoto do terreo asumido como de verdadeiro potencial cero. O GPR é igual ao produto da máxima corrente de fallo que entra na grella e a resistencia da grella.
Tensión de Paso (Eₛ): A máxima diferenza de potencial que pode existir entre dous pés (xeralmente espaciados 1 metro) cando a corrente de fallo fluye ao sistema de aterrado. Un caso especial é a tensión transferida (Etransfer), onde aparece a tensión entre unha estrutura aterrada dentro da subestación e un punto remoto fóra—xeralmente avaliada sobre unha distancia de 1 metro desde estruturas metálicas ata puntos da superficie do terreo.
Tensión de Contacto (Eₜ): A máxima diferenza de potencial entre unha estrutura metálica aterrada (por exemplo, a carcasa do equipo) e un punto na superficie do terreo cando unha persoa a toca durante o flujo de corrente de fallo.
Durante eventos de curto circuito, tanto a tensión de paso como a de contacto aumentan significativamente. En comparación con materiais comúns como o solo, a herba ou o hormigón, o cascallo e a rocha triturada teñen relativamente alta resistividade. Esta alta resistividade superficial limita o fluxo de corrente a través do corpo humano, reducindo así o risco de descargas eléctricas durante a manutención ou operación preto de equipos energizados.
Así, o cascallo e a rocha triturada son intencionadamente utilizados nas subestacións para aumentar a resistencia da capa superficial, mitigando eficazmente as perigosas tensións de paso e de contacto e mellorando a seguridade do persoal durante os fallos de terreo.
A táboa a continuación mostra a resistividade de varios materiais como pedra, areia, etc.
| Materia | Resistividade (Ω·m) |
| Arcilla e lodo saturado | <100 |
| Arcilla arenosa e sílex húmido | 100–250 |
| Arena arcillosa e arena saturada | 250–500 |
| Arena | 500–1500 |
| Rocha alterada | 1000–2000 |
| Pedra britada | 1500–5000 |
| Grava | 1500–10000 |
Razóns para usar pedra nas subestacións e campos de conmutadores eléctricos
Abaixo están as razóns específicas e factores para usar pedra en lugar de outros materiais:
A xerminación e outras ervas ou pequena vegetación poden causar problemas. Durante a chuvia ou condicións húmidas, o crecemento da planta pode facer que o terreo sexa resbaladizo, supoñendo riscos potenciais de seguridade para o persoal e o equipo. Ademais, a xerminación seca pode incendiarse durante as operacións de conmutación ou causar cortocircuitos, afectando adversamente ao equipo e á fiabilidade da rede. Polo tanto, as subestacións implementan xeralmente medidas para controlar o crecemento da vegetación para asegurar unha operación segura e estable.
O uso de pedra arredor dos campos de conmutadores axuda a prevenir que a fauna—como serpeantes, lagartos, roedores e outros animais pequenos—entre na área da subestación.
Unha superficie de cascallo prevén que se formen charcos e acumulacións de auga no campo de conmutadores, algo indeseable para os equipos de alta tensión.
As pedras e o cascallo son máis resistentes aos impactos que a xerminación ou a areia, axudando a amortecer as vibracións dos transformadores (causadas pola magnetoestrictión do núcleo) e mitigar o movemento durante eventos sísmicos.
O uso de pedra e cascallo aumenta a resistividade da capa superficial, reducindo así os perigos de voltaxe de toque e paso. Ademais, suprime o crecemento de pequenas plantas e ervas—which, if present, could lower surface resistivity and increase the risk of electric shock during routine maintenance and operations.
En xeral, o material de pedra usado nos campos de conmutadores mellora as condicións de traballo, apoia a operación estable e aumenta a eficacia do sistema de aterramento existente na protección contra descargas eléctricas.
Recomendado
