अर्थिंग उपकरणांचे ऑपरेटिंग आणि इलेक्ट्रिकल संरक्षणात्मक वैशिष्ट्ये

ग्राउंडेड फ्रेम किंवा ग्राउंडवर इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनचे थेट भाग बंद करण्यासाठी रिले संरक्षण सर्किटच्या ऑपरेशनसाठी पुरेशी चालकता प्रदान करणे हे अर्थिंग उपकरणांचे मुख्य कार्य आहे.

म्हणून, ग्राउंडिंग उपकरणाचे सर्वात महत्त्वाचे विद्युत वैशिष्ट्य म्हणजे ग्राउंडिंग चालकता Gzy किंवा त्याचे व्यस्त मूल्य Rz — ग्राउंडिंग उपकरणाचा प्रतिकार Rzy = Rs + Rzp च्या बरोबरीचा आहे, जेथे Rz हा विद्युत् प्रवाहाचा प्रतिकार आहे जो ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडपासून ते विद्युत् प्रवाहापर्यंत पसरतो. ग्राउंड (ग्राउंडेड इलेक्ट्रोडचा प्रतिकार), RZp — ग्राउंडिंग वायर्सचा प्रतिकार.

ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडपासून जमिनीवर पसरणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाचा प्रतिकार संपूर्ण विद्युत् प्रसार क्षेत्राद्वारे तयार होतो — जमिनीचा आकारमान, ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागापासून सुरू होणारा विद्युत क्षमता φ जो विद्युत् विद्युत् विद्युत् क्षमता φ मध्ये प्रवाहित होत असताना ग्राउंड φ3 आहे, आणि ज्या झोनमध्ये φ व्यावहारिकपणे शून्य आहे (शून्य संभाव्यतेचा झोन).

च्या अनुषंगाने ओमचा कायदा ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स हे ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडच्या वर्तमान परिचयाच्या बिंदूवर नोड्सच्या संभाव्यतेच्या गुणोत्तराच्या बरोबरीचे आहे जे वर्तमान Azz ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडला जमिनीत सोडते Rs = φsmax /Азс

लक्षात घ्या की संभाव्य φ लहर अंकीयदृष्ट्या ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड Uz च्या व्होल्टेजच्या समान आहे. म्हणून, सूत्र सहसा Rs = Uc /Azc या स्वरूपात लिहिले जाते

अर्थिंग यंत्राच्या विद्युत संरक्षणात्मक कार्यामध्ये व्होल्टेजला परवानगी असलेल्या मर्यादेपर्यंत मर्यादित करणे समाविष्ट आहे ज्या दरम्यान एखादी व्यक्ती विद्युत प्रतिष्ठापनाच्या ग्राउंड बॉडीच्या संपर्कात येऊ शकते (विद्युत स्थापनेच्या मेटल स्ट्रक्चरल भागांसह जे सामान्यत: ऊर्जावान नसतात). बंदिस्त किंवा जमिनीवर फेज बंद करणे.

1 kV वरील इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये केस शॉर्ट सर्किटचा विचार करा प्रभावीपणे ग्राउंड केलेल्या तटस्थ सह (उच्च ग्राउंड फॉल्ट करंट्ससह, अंजीर 1). इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये पुरवठा ट्रान्सफॉर्मरचा टप्पा, पुरवठा वायरचा कंडक्टर, पुरवठा केलेल्या ट्रान्सफॉर्मरचा मुख्य भाग, त्याचे अर्थिंग डिव्हाइस, पृथ्वी, पुरवठा ट्रान्सफॉर्मरचे अर्थिंग डिव्हाइस समाविष्ट आहे.

वर्तमान स्प्रेडिंग झोनमध्ये पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील संभाव्य φ चे वितरण पुरवठा ट्रान्सफॉर्मरच्या अर्थिंग उपकरणातून पृथ्वीवर प्रवेश करणार्‍या वर्तमान Azz साठी सामान्यतः स्वीकारल्या जाणार्‍या सकारात्मक दिशेशी संबंधित आहे. ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडच्या मध्यवर्ती इलेक्ट्रोडपैकी एकाच्या वर स्थित असलेल्या बिंदूवर पृथ्वी संभाव्यतेचे सर्वात मोठे सकारात्मक मूल्य φmax आहे.

तांदूळ. १.प्रभावी तटस्थ ग्राउंडिंगसह 1 kV पेक्षा जास्त व्होल्टेज असलेल्या नेटवर्कमधील घरांसाठी शॉर्ट सर्किटचे इलेक्ट्रिकल आकृती: 1 — पॉवर ट्रान्सफॉर्मर; 2 - इलेक्ट्रिक रिसीव्हर; 3 - ग्राउंडिंग वायर; 4 - ग्राउंड इलेक्ट्रोड; A — B आणि A ' — B' — वर्तमान फैलाव झोन; a, b — ग्राउंड हाउसिंग आणि ग्राउंड असलेल्या व्यक्तीच्या एकाच वेळी संभाव्य संपर्काचे बिंदू; b, b'- वर्तमान स्प्रेडिंग झोनमधील बिंदू, ज्यावर एखादी व्यक्ती एकाच वेळी पाऊल ठेवू शकते

ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडपासून अंतरासह, जमिनीतील संभाव्यता तुलनेने लवकर कमी होते आणि ग्राउंडिंग उपकरणाच्या समोच्चच्या 20 मोठ्या कर्णांच्या बरोबरीच्या अंतरावर, ते ग्राउंडिंग संभाव्य φmax च्या 2% पेक्षा कमी होते. ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोडपासून इतक्या अंतरावर, संभाव्यता सामान्यतः शून्य मानली जाते.

त्याचप्रमाणे, पुरवठा ट्रान्सफॉर्मरच्या अर्थिंग यंत्राजवळ संभाव्य बदल. विद्युत् प्रवाहाच्या गृहित दिशेच्या संबंधात, त्याची संभाव्यता नकारात्मक मानली जाते.

दोन मुख्य धोकादायक परिस्थिती आहेत ज्यामध्ये वर्तमान वितरणाच्या क्षेत्रातील व्यक्ती उत्साही होऊ शकते. पहिली परिस्थिती - एखादी व्यक्ती ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन, स्विचबोर्ड आणि इतर उपकरणांमध्ये जमिनीवर उभी असते आणि इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनच्या मेटल ग्राउंड भागांना स्पर्श करते.

खरं तर, φmax सह वर्तमान स्प्रेडिंग झोनमध्ये पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील बिंदूंच्या संभाव्यतेची परिपूर्ण मूल्ये, विद्युत स्थापनेच्या ग्राउंडेड धातूच्या भागांपेक्षा नेहमीच कमी असतात, ज्याची क्षमता, जर आपण व्होल्टेजकडे दुर्लक्ष केले तर कॉम्प्लेक्स ग्राउंडिंग सिस्टीमच्या क्षैतिज इलेक्ट्रोडमध्ये ड्रॉप, एक φ लहर आहे.

म्हणून, जेव्हा एखादी व्यक्ती वर्तमान वितरणाच्या क्षेत्रात उभी असते, उदाहरणार्थ बी बिंदूवर (चित्र.1) आणि इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनच्या ग्राउंड बॉडीला स्पर्श करत नाही, नंतर शरीराच्या दरम्यान (चित्र 1 मधील बिंदू a) आणि बिंदू b तथाकथित टच व्होल्टेजUdp, ज्याला सक्रिय दोन-चे ओपन सर्किट व्होल्टेज मानले जाऊ शकते. ज्ञात अंतर्गत प्रतिकार (Fig. 2) असलेले टर्मिनल नेटवर्क, दोन मानवी पायांपासून जमिनीवर पसरणार्‍या विद्युत् प्रवाहाच्या प्रतिकाराप्रमाणे संख्यात्मकदृष्ट्या समान आहे.

तांदूळ. 2. व्याख्येनुसार Un: a आणि b — आकृती 1 नुसार बिंदू ज्याला एखादी व्यक्ती हाताने (पाम) आणि पायाने स्पर्श करते (सोल)

जर एखादी व्यक्ती बिंदू b"स्पर्श बिंदू a वर उभी असेल, तर तो स्पर्श व्होल्टेज Up च्या खाली येतो, ओहमच्या नियमानुसार Azt पास होतो, परंतु त्याचे शरीर, त्याच्या शरीराच्या प्रतिकारशक्तीवर RT: Un = Azt x RT.

वर्तमान Azm हे Rt आणि Rnp च्या रेझिस्टन्सच्या Udp गुणोत्तराच्या बरोबरीचे आहे: Azt = Udp /(Rt +Rnp), Upp = (UdpNS RT)/(Rt + Rnp)

म्हणजे RT/(Rt + Rnp) हे सहसा βp या अक्षराने दर्शविले जाते... नंतर Upp = Udp x βp. लक्षात घ्या की βp नेहमी एकापेक्षा कमी असतो आणि म्हणून Up Udp पेक्षा कमी असतो.

दुसरी धोकादायक परिस्थिती या वस्तुस्थितीशी संबंधित आहे की सध्याच्या प्रसाराच्या क्षेत्रात, एखादी व्यक्ती सहसा उभी राहते किंवा चालते जेणेकरून त्याचे पाय वेगवेगळ्या क्षमता असलेल्या बिंदूंवर असतात, उदाहरणार्थ, अंजीरमधील बी आणि बी' बिंदूंवर. 1. दुसरी धोकादायक परिस्थिती दर्शवण्यासाठी, आम्ही स्टेप व्होल्टेज आणि स्टेप व्होल्टेजच्या संकल्पना सादर करतो.

तांदूळ. 3. UNC व्याख्येनुसार: b, b'- अंजीर नुसार गुण. 1., ज्यावर व्यक्ती उभी आहे.

स्टेप व्होल्टेज Udsh हा वर्तमान वितरणाच्या क्षेत्रामध्ये जमिनीवरील दोन बिंदूंमधील संभाव्य फरक आहे, ज्यावर एखादी व्यक्ती एकाच वेळी पाऊल टाकू शकते.

पहिल्या धोकादायक परिस्थितीशी साधर्म्य करून, Udsh मूल्य ज्ञात अंतर्गत प्रतिकार (Fig. 3) असलेल्या सक्रिय दोन-टर्मिनल नेटवर्कचे ओपन सर्किट व्होल्टेज म्हणून समजले जाऊ शकते. जेव्हा एखादी व्यक्ती Udsh ने कृती केलेल्या बिंदूंवर पाऊल ठेवते तेव्हा मानवी शरीराचा Rtsh "पाय - फूट" मार्गावरील प्रतिकार द्विध्रुवीय सर्किटमध्ये समाविष्ट केला जातो.

या प्रकरणात, सक्रिय दोन-टर्मिनल नेटवर्कचा अंतर्गत प्रतिकार हा स्टेप करंट डिसिपेशन रेझिस्टन्स Rtsh आहे, ज्याला प्रत्येक मानवी पायातून जमिनीवर पसरणाऱ्या करंटच्या दोन समान प्रतिकारांची बेरीज म्हणून सरलीकृत केले जाऊ शकते.

स्टेप व्होल्टेज खालीलप्रमाणे परिभाषित केले आहे: Uw = Azt x Rtsh.

स्पर्श आणि पायरीवरील ताण या संकल्पना प्राण्यांनाही लागू होतात. या प्रकरणात, स्पर्श व्होल्टेज हा नाकाचा आरसा किंवा मान आणि पाय यांच्यातील संभाव्य फरक समजला जातो आणि पाऊल व्होल्टेज पुढील आणि मागील पायांमधील आहे.

मुख्य वैशिष्ट्ये ज्याद्वारे ग्राउंडिंग डिव्हाइसेसचे ऑपरेशनल आणि इलेक्ट्रिकल संरक्षणात्मक गुण स्थापित करणे शक्य आहे ते म्हणजे ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड (आरझेड), टच व्होल्टेज (अप) आणि स्टेप व्होल्टेज (उश) ची प्रतिकारशक्ती. वर्तमान Azz चे गणना केलेले मूल्य.

Up आणि Ush ची मूल्ये व्यक्तीचे पाय जमिनीवर सोडणाऱ्या वर्तमान क्षेत्राच्या वर्णाच्या गुणांकांवर आणि व्यक्तीच्या शरीराचा प्रतिकार, जो त्याच्या शरीरातून विद्युतप्रवाहाचे कार्य आहे, आणि प्रतिकार यावर अवलंबून असतात. Rz म्हणून, करण्यासाठी ग्राउंडिंग डिव्हाइसच्या प्रतिकाराची गणना करा आणि टच आणि स्टेप व्होल्टेज, जमिनीत ग्राउंड इलेक्ट्रोड सोडून विद्युत् प्रवाहांच्या विद्युत क्षेत्रांची गणना करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.