Zakaj podstanice uporabljajo kamen, grud, krike in drobljen kamen?
V podstanicah je za opremo, kot so prenosni in distribucijski transformatorji, prenosne linije, napetostni transformatorji, tokovni transformatorji in odskokne vložke, potrebno zemljenje. Poleg zemljenja bomo zdaj podrobneje raziskali, zakaj so gruda in drobljen kamen v podstanicah pogosto uporabljana. Čeprav izgledajo običajno, imajo ti kameni ključno vlogo za varnost in funkcionalnost.
V načrtovanju zemljenja podstanic—zlasti, ko se uporabljajo več zemljenjskih metod—se po dvorišču razstreže drobljen kamen ali gruda zaradi nekaj ključnih razlogov.
Glavni namen razstrežitve grude na dvorišču podstanice je zmanjšati Povečanje Potenciala Tla (GPR), tudi znano kot korakovska napetost in dodirsna napetost, definirana naslednje:
Povečanje Potenciala Tla (GPR): Najvišja električna potenciala, ki jo lahko doseže mreža zemljenja podstanice glede na oddaljeno referenčno točko, ki se jo privzame za resnično ničelni potencial. GPR je enak produktu največjega stržnega toka, ki vstopa v mrežo, in upornosti mreže.
Korakovska napetost (Eₛ): Največja možna razlika potencialov med dvema stopaloma (običajno razmaknjena 1 meter) ob pretoku stržnega toka v sistem zemljenja. Poseben primer je prenesena napetost (Etransfer), kjer napetost nastane med zemljenim objektom znotraj podstanice in oddaljeno točko zunaj—običajno ocenjeno na razdalji 1 metra od kovinskih struktur do točk površine tla.
Dodirsna napetost (Eₜ): Največja razlika potencialov med zemljenim kovinskim objektom (npr. omara opreme) in točko na površini tla, ko oseba ta dotakne med pretokom stržnega toka.
Med kratkimi spoji se korakovska in dodirsna napetost zelo povečata. V primerjavi s pogostimi materiali, kot so tla, trava ali beton, ima gruda in drobljen kamen relativno visoko upornost. Ta visoka površinska upornost omejuje pretok toka skozi človeško teleso, s tem pa zmanjšuje tveganje električnega šoka med vzdrževanjem ali delovanjem blizu podtlačenih naprav.
Torej se gruda in drobljen kamen v podstanicah uporabljata z namenom povečati upornost površinskega sloja, učinkovito zmanjšati nevarne korakovske in dodirsne napetosti ter izboljšati varnost osebila med stržnimi tokovi.
Spodnja tabela prikazuje upornost različnih materialov, kot so kamen, pesek itd.
| Material | Upornost (Ω·m) |
| Glinasto blato in navezana moka | <100 |
| Pesi glinasto blato in vlago silt | 100–250 |
| Pesi glinasto pesek in navezani pesek | 250–500 |
| Pesek | 500–1500 |
| Izročena skala | 1000–2000 |
| Drobna kamenina | 1500–5000 |
| Štrop | 1500–10000 |
Razlogi za uporabo kamenja v preobrazovalnem postaju in električnih preklopnih dvoriščih
Spodaj so navedeni specifični razlogi in dejavniki za uporabo kamenja namesto drugih materialov:
Trava in druga male rastline lahko resno povzročajo težave. V času dežev ali vlage lahko rast rastlin izvodi tla klizka, kar predstavlja potencialne varnostne tveganje za osebje in opremo. Poleg tega suha trava lahko med preklopom zapali ali povzroči kratkopovezave, s tem negativno vplivajo na opremo in zanesljivost omrežja. Zato preobrazovalne postaje običajno uvedejo ukrepe za nadzor rasti rastlin, da bi zagotovile varno in stabilno delovanje.
Uporaba kamenja okoli preklopnih dvorišč pomaga preprečiti, da bi se divja žival, kot so zmaji, legani, glodari in druge majhne živali, vstopile v območje preobrazovalne postaje.
Površina z drobljenim kamenjem preprečuje nastanek mokrih pruh in nakopičenja vode v preklopnem dvorišču, kar je neželeno za opremo visoke napetosti.
Kamne in drobljeno kamenje so bolj odporni na udarce kot trava ali pesek, kar pomaga utišati vibracije od transformatorjev (ki jih povzroča magnetostrukcija jedra) in zmanjša gibanje med sejsmičnimi dogodki.
Uporaba kamenja in drobljenega kamenja poveča upornost površinskega sloja, s tem zmanjša tveganja zaradi dodirne in korakne napetosti. Poleg tega preprečuje rast majhnih rastlin in trav, ki, če bi bile prisotne, bi znižale upornost površine in povečale tveganje električnega šoka med rednimi vzdrževalnimi in operativnimi deli.
V skladu s tem kamenje, uporabljeno v preklopnih dvoriščih, izboljša delovne pogoje, podpira stabilno delovanje in izboljša učinkovitost obstoječega sistema zemljanja pri zaščiti pred električnim šokom.
