Miért használják a kőzeteket, a sziklát, a kavicsokat és a törött kőt az átalakítóállomásokban?
Az átalakítóállomásokban, mint például a tápegységek, a terheléselosztó transzformátorok, a továbbítási vezetékek, a feszültségtranszformátorok, az áramerősség-transzformátorok és a kapcsolók összes eszközének meg kell kapcsolódnia a földdel. A földkapcsolódáson túl most részletesen ismertetjük, miért használják gyakran kavicsot és törött követ az átalakítóállomásokban. Bár ezek a kavicsok általánosnak tűnhetnek, lényeges biztonsági és funkcionális szerepet játszanak.
Az átalakítóállomások földkapcsolódási tervezésében – különösen akkor, amikor többféle földkapcsolódási módszer is alkalmazásra kerül – a törött kőt vagy a kavicsot több fontos okból helyezik el a telek területén.
A kavics elhelyezése egy átalakítóállomás telekén elsősorban a Földi Potenciális Emelkedés (GPR) csökkentését, valamint a léptét-feszültség és az érintési feszültség korlátozását szolgálja, amelyek definíciója a következő:
Földi Potenciális Emelkedés (GPR): Az átalakítóállomás földkapcsolódási hálózatának maximális elektromos potenciája, ami a távoli földreferencia pont (ami nullát jelent) szerint mérve elérhető. A GPR a hálózatba beáramló maximális hibajárati áram és a hálózat ellenállása szorzata.
Léptét-feszültség (Eₛ): Két láb közötti (általában 1 méter távolságban) lehetséges maximális potenciális különbség, amikor hibajárati áram folyik a földkapcsolódási rendszerbe. Egy speciális eset a továbbított feszültség (Etransfer), amikor feszültség jelenik meg egy belsően földre kapcsolt szerkezet és egy külső, távoli pont között – gyakran 1 méter távolságra fém szerkezetektől a talaj felületének pontjaiig mérve.
Érintési feszültség (Eₜ): Egy földre kapcsolt fém szerkezet (pl. berendezés háza) és a talaj felületének egy pontja közötti maximális potenciális különbség, amikor valaki érinti azt a hibajárati áram folyása közben.
Rövidzárlási események során mind a léptét-feszültség, mind az érintési feszültség jelentősen növekszik. A talaj, a fű, vagy a betonhoz képest a kavics és a törött kő viszonylag magas ellenállást mutat. Ez a magas felületi ellenállás korlátozza az áramot, ami a emberi testen keresztül halad, így csökkentve az elektrikus megrázás kockázatát az energiatároló berendezésekkel szomszédos karbantartás vagy működtetés során.
Tehát a kavics és a törött kő célzottan használható az átalakítóállomásokban a felületi réteg ellenállásának növelésére, hatékonyan csökkentve a veszélyes léptét- és érintési feszültségeket, és javítva a személyzet biztonságát a földhibák során.
A lenti táblázat különböző anyagok, mint például a kő, a homok stb. ellenállóságát mutatja.
| Anyag | Ellenállásosság (Ω·m) |
| Aggy és teljesen nedves agy | <100 |
| Sandy aggy és nedves silt | 100–250 |
| Homokos aggy és teljesen nedves homok | 250–500 |
| Homok | 500–1500 |
| Elavult szikla | 1000–2000 |
| Darabolt kő | 1500–5000 |
| Gránit | 1500–10000 |
Az űrakadályokban és villamos átjárókban használt kő okai
A következőkben megtalálhatók a kő használatának specifikus okaival és tényezőivel más anyagok helyett:
A fű és egyéb gyomlálás vagy kis növényzet valóban problémát jelenthet. Esős vagy nedves időjárás mellett a növények növekedése csúszós teheti a talajt, ami potenciális biztonsági kockázatot jelenthet a személyzet és a berendezések számára. Ezenkívül a száraz fű felgyulladhatsz az átkapcsolási műveletek során, vagy rövidzárlatot okozhat, ami negatívan befolyásolja a berendezések és a hálózat megbízhatóságát. Ezért az ősakadályok tipikusan bevezetnek intézkedéseket a növényzet növekedésének ellenőrzésére, hogy biztonságos és stabil működést biztosítsanak.
A kő használata az átjárók körül segít megelőzni, hogy a vadon élő állatok, mint például kígyók, gekék, emlősök és egyéb kis állatok belépjenek az ősakadály területére.
A kavicsfelszín megakadályozza a tanyák és a vízgyűjtők alakulását az átjáróban, ami nem kívánatos a magfeszültségű berendezések számára.
A kavicsok és a darabkák nagyobb ütőállók, mint a fű vagy a homok, ezáltal segítenek enyhíteni a transzformátorok (a magnetostriktív hatás miatt) által okozott rezgések hatását, valamint csökkenteni a seismikus események során bekövetkező mozgást.
A kő és a kavics használata növeli a felszíni réteg ellenállását, így csökkentve a tapogatási és léptetési feszültségi veszélyeket. Ezenkívül leküzdik a kis növényzet és a gyomlálás növekedését, amely, ha jelen van, csökkenthetné a felszíni ellenállást, és növelhetné az elektromos lövöldözés kockázatát a rendszeres karbantartás és műveletek során.
Összességében az átjárókban használt kőanyag javítja a munkafeltételeket, támogatja a stabil működést, és növeli a meglévő földelési rendszer hatékonyságát az elektromos lövöldözés elleni védelemben.
