Zašto se u pretvorima koriste kamenje, šljunk, kamenčići i drobljeni kamen?
U pretvorima, oprema poput transformatora snage i distribucije, prijenosnih linija, transformatora napona, transformatora struje i prekidača za odjednom sve zahtijevaju zemljanje. Osim zemljanja, sada ćemo detaljnije istražiti zašto se u pretvorima često koristi šljunk i drobljeni kamen. Iako oni izgledaju obično, ovi kameni igraju ključnu ulogu u pitanju sigurnosti i funkcionalnosti.
U dizajnu zemljanja u pretvorima - posebno kada se koristi više metoda zemljanja - drobljeni kamen ili šljunk se stavlja na površinu dvorišta iz nekoliko ključnih razloga.
Primarni cilj raspodjele šljunka na dvorištu pretvorne je smanjenje podizanja potencijala tla (GPR), također poznatog kao naponska razlika pri hodanju i dodirni napon, definiranih sljedeće:
Podizanje potencijala tla (GPR): Maksimalni električni potencijal koji mreža zemljanja pretvorne može dostići u odnosu na udaljenu referentnu točku koja se smatra tačkom s potencijalom nula. GPR jednak je umnošku maksimalnog strujnog greškog toka koji ulazi u mrežu i otpora mreže.
Naponska razlika pri hodanju (Eₛ): Maksimalna naponska razlika koja može postojati između dva stopala (obično razmaknutih 1 metar) kada strujni greškov tok teče u sustav zemljanja. Poseban slučaj je transferirani napon (Etransfer), gdje se napon pojavljuje između zemljenog konstrukta unutar pretvorne i udaljene točke vani - često se procjenjuje na udaljenosti od 1 metar od metalnih konstrukcija do točaka površine tla.
Dodirni napon (Eₜ): Maksimalna naponska razlika između zemljenog metalnog konstrukta (npr. oklopa opreme) i točke na površini tla kada osoba tijekom toka struje greške dodirne opremu.
Tijekom događaja kratkog spoja, naponske razlike pri hodanju i dodirni naponi znatno porastu. U usporedbi s uobičajenim materijalima poput tla, trave ili betona, šljunk i drobljeni kamen imaju relativno visok otpor. Ovaj visoki površinski otpor ograničava protok struje kroz ljudsko tijelo, time smanjujući rizik od električnog udara tijekom održavanja ili operacije blizu energizirane opreme.
Stoga se šljunk i drobljeni kamen namjerno koriste u pretvorima kako bi se povećao otpor površinske slojeva, efektivno smanjujući opasne naponske razlike pri hodanju i dodirne napon, te poboljšavajući sigurnost osoblja tijekom zemljanih greški.
Tablica ispod pokazuje otpornost različitih materijala poput kamenja, pješčana itd.
| Materijal | Specifični otpor (Ω·m) |
| Glina i zasićena blata | <100 |
| Pješčana glina i vlažni silt | 100–250 |
| Pješčanična glina i zasićeni pesak | 250–500 |
| Pesak | 500–1500 |
| Izgrijedjena stijena | 1000–2000 |
| Sitnograni kamen | 1500–5000 |
| Šljunak | 1500–10000 |
Razlozi za korištenje kamena u pretvoriteljima i električnim prekidačkim dvorištima
Ispod su specifični razlozi i faktori za korištenje kamena umjesto drugih materijala:
Trava i ostali mali biljci ili vegetacija mogu doista uzrokovati probleme. Tijekom kiše ili vlažnih uvjeta, rast biljaka može činiti tlo klizanim, stvarajući potencijalne opasnosti za osoblje i opremu. Nadalje, suha trava može zapaliti se tijekom operacija prekidača ili uzrokovati kratke spojeve, negativno utječući na opremu i pouzdanost mreže. Stoga pretvoritelji obično primjenjuju mjere za kontrolu rasta vegetacije kako bi se osigurala sigurna i stabilna operacija.
Korištenje kamena oko prekidačkih dvorišta pomaže u sprječavanju ulaska divljih životinja, poput zmija, guštera, gryzunova i drugih malih životinja, u područje pretvoritelja.
Površina od šljunca sprečava formiranje bazena i akumulaciju vode u prekidačkom dvorištu, što je neželjeno za opremu visokog napon.
Kamenčići i drobljeni kamen imaju veću otpornost na udarce od trave ili pješčana, pomažući u prigušenju vibracija transformatora (uzrokovanih magnetostrukcijom jezgra) i smanjujući pomicanje tijekom sejsmičkih događaja.
Korištenje kamena i šljunca povećava otpornost površinskog sloja, smanjujući opasnosti od dodira i korak napona. Također, ono potiskuje rast malih biljaka i zličara, koji, ako prisutni, mogu sniziti otpornost površine i povećati rizik od strujnog udara tijekom redovitog održavanja i operacija.
Ukratko, kameni materijal korišten u prekidačkim dvorištima poboljšava radne uvjete, podržava stabilnu operaciju i unapređuje učinkovitost postojećeg sustava zemljanja u zaštiti od strujnih udara.
