सबस्टेशन में क्यों पत्थर, ग्रेवल, पेबल और क्रश्ड रॉक का उपयोग किया जाता है?
सबस्टेशनों में, विद्युत और वितरण ट्रांसफॉर्मर, प्रसारण लाइनें, वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर, करंट ट्रांसफॉर्मर और डिसकनेक्ट स्विच जैसी उपकरणों के लिए ग्राउंडिंग की आवश्यकता होती है। ग्राउंडिंग के अलावा, अब हम गहराई से जानेंगे कि क्यों ग्रेवल और क्रश्ड स्टोन सबस्टेशनों में आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। यद्यपि वे सामान्य दिखते हैं, फिर भी ये पत्थर सुरक्षा और कार्यात्मक रोल में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
सबस्टेशन ग्राउंडिंग डिज़ाइन में—विशेष रूप से जब अनेक ग्राउंडिंग विधियों का उपयोग किया जाता है—कई महत्वपूर्ण कारणों से ग्रेवल या क्रश्ड रॉक को यार्ड पर फैलाया जाता है।
सबस्टेशन यार्ड में ग्रेवल फैलाने का प्राथमिक उद्देश्य ग्राउंड पोटेंशियल राइज (GPR) को कम करना है, जिसे निम्नलिखित रूप से परिभाषित किया गया है:
ग्राउंड पोटेंशियल राइज (GPR): सबस्टेशन ग्राउंडिंग ग्रिड को एक दूरस्थ पृथ्वी संदर्भ बिंदु के सापेक्ष प्राप्त होने वाला अधिकतम विद्युत पोटेंशियल, जिसे वास्तविक शून्य पोटेंशियल माना जाता है। GPR ग्रिड में प्रवेश करने वाले अधिकतम फ़ॉल्ट करंट और ग्रिड की प्रतिरोधकता के उत्पाद के बराबर होता है।
स्टेप वोल्टेज (Eₛ): ग्राउंडिंग सिस्टम में फ़ॉल्ट करंट प्रवाहित होने पर दो पैरों (आमतौर पर 1 मीटर की दूरी पर) के बीच मौजूद अधिकतम पोटेंशियल अंतर। एक विशेष मामला है ट्रांसफ़र्ड वोल्टेज (Etransfer), जहाँ वोल्टेज सबस्टेशन के अंदर की एक ग्राउंड स्ट्रक्चर और बाहर के एक दूरस्थ बिंदु—सामान्यतः 1 मीटर की दूरी पर धातु संरचनाओं से ग्राउंड सतह बिंदुओं तक—के बीच दिखाई देता है।
टच वोल्टेज (Eₜ): ग्राउंड सतह बिंदु और एक ग्राउंड संरचना (जैसे, उपकरण केसिंग) के बीच मौजूद अधिकतम पोटेंशियल अंतर, जब किसी व्यक्ति फ़ॉल्ट करंट प्रवाहित होने के दौरान उसे स्पर्श करता है।
शॉर्ट-सर्किट घटनाओं के दौरान, स्टेप और टच वोल्टेज बहुत बढ़ जाते हैं। मिट्टी, घास, या कंक्रीट जैसे सामान्य सामग्रियों की तुलना में, ग्रेवल और क्रश्ड स्टोन की सतह प्रतिरोधकता अपेक्षाकृत उच्च होती है। यह उच्च सतह प्रतिरोधकता विद्युत शॉक के जोखिम को कम करती है, क्योंकि यह मानव शरीर के माध्यम से करंट प्रवाह को सीमित करती है, जो ऊर्जा-युक्त उपकरणों के पास रखरखाव या संचालन के दौरान होता है।
इस प्रकार, ग्रेवल और क्रश्ड स्टोन का उपयोग सबस्टेशनों में उद्देश्यपूर्वक सतह परत की प्रतिरोधकता बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिससे खतरनाक स्टेप और टच वोल्टेज को कम किया जा सकता है और ग्राउंड फ़ॉल्ट के दौरान कर्मचारियों की सुरक्षा में सुधार किया जा सकता है।
नीचे दी गई तालिका में विभिन्न सामग्रियों जैसे पत्थर, रेत, आदि की प्रतिरोधकता दिखाई गई है।
| सामग्री | प्रतिरोधकता (Ω·m) |
| मिट्टी और संतृप्त मिट्टी | <100 |
| रेतीली मिट्टी और गीली नाल | 100–250 |
| रेतीली मिट्टी और संतृप्त रेत | 250–500 |
| रेत | 500–1500 |
| विकृत चट्टान | 1000–2000 |
| चुराई हुई चट्टान | 1500–5000 |
| कंकड़ | 1500–10000 |
सबस्टेशन और विद्युत स्विचयार्ड में पत्थर के उपयोग का कारण
नीचे पत्थर के उपयोग के लिए विशिष्ट कारण और कारक दिए गए हैं, अन्य सामग्रियों के बजाय:
घास और अन्य घास या छोटी वनस्पतियाँ निश्चित रूप से समस्याएँ पैदा कर सकती हैं। वर्षा या आर्द्र शर्तों के दौरान, पौधों की वृद्धि जमीन को फिसलने वाली बना सकती है, जो कर्मचारियों और उपकरणों के लिए संभावित सुरक्षा खतरों का कारण बन सकती है। इसके अलावा, सूखी घास स्विचिंग ऑपरेशन के दौरान जल सकती है या छोटे सर्किट का कारण बन सकती है, जो उपकरणों और ग्रिड की विश्वसनीयता पर नकारात्मक प्रभाव डालती है। इसलिए, सबस्टेशन आमतौर पर सुरक्षित और स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए वनस्पति वृद्धि को नियंत्रित करने के उपाय लागू करती हैं।
स्विचयार्ड के आसपास पत्थर का उपयोग करने से विभिन्न जानवरों, जैसे साँप, चिड़ियाँ, गधे और अन्य छोटे जानवरों को सबस्टेशन क्षेत्र में प्रवेश करने से रोका जा सकता है।
कंकड़ का सतह विद्युत स्विचयार्ड में गड्ढे और पानी के इकट्ठा होने से रोकता है, जो उच्च वोल्टेज उपकरणों के लिए अवांछनीय है।
पथरीली और चूर्णित पत्थर घास या रेत की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील होती है, जो ट्रांसफार्मरों (कोर मैग्नेटोस्ट्रिक्शन के कारण) से उत्पन्न झटकों को दबाने और भूकंप के दौरान आंदोलन को कम करने में मदद करती है।
पत्थर और कंकड़ का उपयोग सतह परत की प्रतिरोधकता बढ़ाता है, जिससे छूने और कदम वोल्टेज खतरों को कम किया जाता है। इसके अलावा, यह छोटे पौधों और घास के विकास को रोकता है—जो, यदि मौजूद हों, तो सतह परत की प्रतिरोधकता को कम कर सकते हैं और नियमित रखरखाव और संचालन के दौरान विद्युत दहशत का खतरा बढ़ा सकते हैं।
समग्र रूप से, स्विचयार्ड में पत्थर सामग्री का उपयोग काम की शर्तों को सुधारता है, स्थिर संचालन का समर्थन करता है और मौजूदा ग्राउंडिंग प्रणाली की प्रभावशीलता को बढ़ाता है, जो विद्युत दहशत से बचाव में सहायता करता है।
