Hvorfor bruker transformatorstasjoner stein, grus, småstein og knust berg?
I transformatorstasjoner må utstyr som kraft- og distribusjonstransformatorer, transmisjonslinjer, spenningstransformatorer, strømtransformatorer og skillebrytere alle jordes. Ut over jordingen vil vi nå utforske grundig hvorfor grus og knust stein vanligvis brukes i transformatorstasjoner. Selv om de virker vanlige, spiller disse steinene en kritisk sikkerhets- og funksjonell rolle.
I jordingsdesign for transformatorstasjoner – spesielt når flere jordingsmetoder anvendes – legges knust stein eller grus ut over hele området av flere viktige årsaker.
Den primære grunnen til å spre grus på et transformatorstasjonsområde er å redusere jordpotensialheving (GPR), også kjent som trinnspenning og berøringspenning, definert som følger:
Jordpotensialheving (GPR): Den maksimale elektriske potensialen som en jordingsnettverk i en transformatorstasjon kan nå i forhold til et fjernt jordreferansepunkt som antas å ha det sanne nullpotensialet. GPR tilsvarer produktet av den maksimale feilstrømmen som går inn i nettverket og nettverkets motstand.
Trinnspenning (Eₛ): Den maksimale potensialforskjellen som kan oppstå mellom to føtter (vanligvis plassert 1 meter fra hverandre) når feilstrøm flyter inn i jordingsystemet. Et spesialtilfelle er overført spenning (Etransfer), der spenning opptrer mellom en jordet konstruksjon inne i transformatorstasjonen og et fjernt punkt utenfor – ofte vurdert over en avstand på 1 meter fra metallkonstruksjoner til punkter på bakkenivå.
Berøringspenning (Eₜ): Den maksimale potensialforskjellen mellom en jordet metallkonstruksjon (f.eks. utstyrsdrakt) og et punkt på bakkenivå når en person berører den under en feilstrøm.
Under kortslutningshendelser øker både trinnspenning og berøringspenning betydelig. I forhold til vanlige materialer som jord, gress eller betong har grus og knust stein relativt høy resistivitet. Denne høye overflate-resistiviteten begrenser strømflyten gjennom menneskekroppen og reduserer dermed risikoen for elektrisk støt under vedlikehold eller drift i nærheten av strømførende utstyr.
Derfor brukes grus og knust stein bevisst i transformatorstasjoner for å øke motstanden i overflatelaget, noe som effektivt reduserer farlige trinn- og berøringspenninger og forbedrer personell-sikkerheten under jordfeil.
Tabellen nedenfor viser resistiviteten til ulike materialer, som stein, sand osv.
| Materiale | Spesifik motstand (Ω·m) |
| Leire og mettet leire | <100 |
| Sandig leire og fuktig silt | 100–250 |
| Sandig leire og mettet sand | 250–500 |
| Sand | 500–1500 |
| Vedrokket stein | 1000–2000 |
| Krosset stein | 1500–5000 |
| Grus | 1500–10000 |
Årsaker til bruk av stein i understasjoner og elektriske switchyards
Her er de spesifikke grunnene og faktorene for å bruke stein i stedet for andre materialer:
Gress og andre ugress eller små planter kan virkelig forårsake problemer. Under regn eller fuktige forhold kan planteverkstrender gjøre bakken glatt, noe som kan representere potensielle sikkerhetsrisikoer for personell og utstyr. I tillegg kan tørt gress tennes under skifteoperasjoner eller forårsake kortslutninger, noe som kan påvirke utstyrets og nettvergets stabilitet negativt. Derfor implementerer understasjoner typisk tiltak for å kontrollere planteverkstning for å sikre trygg og stabil drift.
Bruk av stein rundt switchyards bidrar til å forhindre at vilt, som slanger, øglefisk, gnagere og andre små dyr, kommer inn i området rundt understasjonen.
En grusoverflate forhindrer puddler og vannakkumulering i switchyard, noe som er uønsket for høyspenningsutstyr.
Pebbler og knust stein er mer motstandsdyktig overfor påvirkning enn gress eller sand, og hjelper med å dempe vibrasjoner fra transformatorer (forårsaket av kjernemagnetorestruksjon) og redusere bevegelse under seismiske hendelser.
Bruken av stein og grus øker overflateskiktets resistivitet, noe som reduserer berøring- og trinnspenningsfarer. I tillegg hemmer det veksten av små planter og ugress – hvis disse er til stede, kunne de senke overflateskiktets resistivitet og øke risikoen for elektrisk støt under rutinemessig vedlikehold og operasjoner.
Generelt sett bidrar steinmaterialet som brukes i switchyards til å forbedre arbeidsforhold, støtte stabil drift og forbedre eksisterende jordingsystemets effektivitet i beskyttelsen mot elektrisk støt.
