Чому підстанції використовують камінь гравій галузdrok та дрібний щебінь
Чому на підстанціях використовують каміння, гравій, гальку та дроблену породу?
На підстанціях таке обладнання, як силові та розподільні трансформатори, лінії електропередачі, трансформатори напруги, трансформатори струму та роз’єднувачі, потребує заземлення. Крім заземлення, тепер ми детально розглянемо, чому гравій та дроблена порода широко використовуються на підстанціях. Хоча вони виглядають звичайними, ці камені відіграють критичну роль у забезпеченні безпеки та функціональності.
У проектуванні заземлення підстанцій — особливо коли застосовують кілька методів заземлення — дроблену породу або гравій укладають по всій території підстанції з кількох ключових причин.
Основною метою розсипання гравію на території підстанції є зниження підвищення потенціалу землі (GPR), також відомого як крокова напруга та дотикова напруга, які визначаються таким чином:
Підвищення потенціалу землі (GPR): максимальний електричний потенціал, до якого може піднятися заземлювальна сітка підстанції щодо віддаленої опорної точки землі, що вважається має справжній нульовий потенціал. GPR дорівнює добутку максимальної аварійної струмової складової, що надходить у сітку, та опору сітки.
Крокова напруга (Eₛ): максимальна різниця потенціалів, яка може виникнути між двома ступнями (зазвичай розташованими на відстані 1 метра одна від одної), коли аварійний струм проходить через заземлювальну систему. Особливим випадком є передана напруга (Etransfer), при якій напруга виникає між заземленою конструкцією всередині підстанції та віддаленою точкою поза нею — часто оцінюється на відстані 1 метра від металевих конструкцій до точок поверхні ґрунту.
Дотикова напруга (Eₜ): максимальна різниця потенціалів між заземленою металевою конструкцією (наприклад, корпусом обладнання) та точкою на поверхні ґрунту, коли людина торкається її під час протікання аварійного струму.
Під час короткого замикання як крокова, так і дотикова напруги значно зростають. Порівняно з типовими матеріалами, такими як ґрунт, трава або бетон, гравій та дроблена порода мають відносно високий опір. Цей високий поверхневий опір обмежує проходження струму через людське тіло, тим самим зменшуючи ризик електричного удару під час технічного обслуговування або експлуатації поблизу ввімкненого обладнання.
Отже, гравій та дроблена порода спеціально використовуються на підстанціях для підвищення опору поверхневого шару, що ефективно зменшує небезпечні крокову та дотикову напруги й підвищує безпеку персоналу під час земних аварій.
У таблиці нижче наведено питомий опір різних матеріалів, таких як камінь, пісок тощо.
| Матеріал | Опір (Ω·м) |
| Глина та насичена багна | <100 |
| Піщано-глиняна суміш та вологий іл | 100–250 |
| Піщано-глиняна суміш та насичений пісок | 250–500 |
| Пісок | 500–1500 |
| Відносно розчеплена скала | 1000–2000 |
| Дроблений камінь | 1500–5000 |
| Щебінь | 1500–10000 |
Причини використання каменю в підстанціях та електричних комутаційних спорудах
Нижче наведено конкретні причини та фактори, які обґрунтовують використання каменю замість інших матеріалів:
Трава та інші бур'яни або мала рослина можуть дійсно створювати проблеми. Під час дощу або вологих умов рост рослин може зробити грунт склизьким, що становить потенційну загрозу безпеці персоналу та обладнання. Крім того, суха трава може запалитися під час комутаційних операцій або спричинити короткі замикання, що негативно впливає на надійність обладнання та мережі. Тому підстанції зазвичай приймають заходи для контролю росту рослин, щоб забезпечити безпечну та стабільну роботу.
Використання каменю навколо комутаційних споруд допомагає запобігти проникненню тварин, таких як змії, ящірки, гризуні та інші малі тварини, до території підстанції.
Щебневий шар запобігає утворенню луж та збору води в комутаційній споруді, що небажано для високовольтного обладнання.
Галька та дрібний камінь більш стійкі до вібрацій, ніж трава або пісок, що допомагає зменшити вібрації від трансформаторів (спричинених магнетострикцією сердечника) та знизити рухи під час сейсмічних подій.
Використання каменю та щебеню збільшує опір поверхневого шару, що зменшує ризики від торкальних та крокових напруг. Додатково, це пригнічує ріст маленьких рослин та бур'янів, які, якщо вони присутні, могли б знизити опір поверхні та збільшити ризик електричного удару під час планових ремонтів та операцій.
Загалом, матеріали з каменю, використовувані в комутаційних спорудах, покращують умови роботи, підтримують стабільну роботу та підвищують ефективність існуючої системи заземлення у захисті від електричного удару.
Рекомендоване
