અર્થિંગ ઉપકરણોની ઓપરેટિંગ અને ઇલેક્ટ્રિકલ રક્ષણાત્મક લાક્ષણિકતાઓ

અર્થિંગ ઉપકરણોનું મુખ્ય ઓપરેટિંગ કાર્ય રિલે પ્રોટેક્શન સર્કિટના સંચાલન માટે ગ્રાઉન્ડેડ ફ્રેમ અથવા ગ્રાઉન્ડ પર ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના જીવંત ભાગોને બંધ કરવા માટે પૂરતી વાહકતા પ્રદાન કરવાનું છે.

તેથી, ગ્રાઉન્ડિંગ ડિવાઇસની સૌથી મહત્વની વિદ્યુત લાક્ષણિકતા એ ગ્રાઉન્ડિંગ વાહકતા Gzy અથવા તેની વ્યસ્ત મૂલ્ય Rz છે — ગ્રાઉન્ડિંગ ડિવાઇસનો પ્રતિકાર Rzy = Rs + Rzp, જ્યાં Rz એ પ્રવાહનો પ્રતિકાર છે જે ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડથી પ્રસારિત થાય છે. ગ્રાઉન્ડ (ગ્રાઉન્ડેડ ઇલેક્ટ્રોડનો પ્રતિકાર), RZp — ગ્રાઉન્ડિંગ વાયરનો પ્રતિકાર.

ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી જમીનમાં પ્રસારિત થતા પ્રવાહનો પ્રતિકાર સમગ્ર વર્તમાન પ્રચાર ઝોન દ્વારા રચાય છે - જમીનનું વોલ્યુમ, ગ્રાઉન્ડેડ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીથી શરૂ થાય છે, ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત φ જે વર્તમાન Аз પસાર થવા દરમિયાન જમીન φ3 છે, અને તે ક્ષેત્રમાં જ્યાં φ વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય છે (શૂન્ય સંભવિત ક્ષેત્ર).

અનુસાર ઓહ્મનો કાયદો ગ્રાઉન્ડિંગ રેઝિસ્ટન્સ એ ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડને વર્તમાન Azz અને ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડને જમીનમાં છોડીને વર્તમાન પરિચયના બિંદુ પર નોડ્સના સંભવિત ગુણોત્તર સમાન છે Rs = φsmax /Азс

નોંધ કરો કે સંભવિત φ તરંગ સંખ્યાત્મક રીતે ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડ Uz ના વોલ્ટેજની બરાબર છે. તેથી, ફોર્મ્યુલા સામાન્ય રીતે Rs = Uc /Azc સ્વરૂપમાં લખવામાં આવે છે

અર્થિંગ ઉપકરણના વિદ્યુત રક્ષણાત્મક કાર્યમાં વોલ્ટેજને અનુમતિપાત્ર મર્યાદાઓ સુધી મર્યાદિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે કે જેમાં વ્યક્તિ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના ગ્રાઉન્ડેડ બોડીના સંપર્કમાં આવી શકે છે (વિદ્યુત ઇન્સ્ટોલેશનના મેટલ માળખાકીય ભાગો સાથે જે સામાન્ય રીતે એનર્જાઇઝ્ડ નથી) બિડાણ અથવા જમીન પર તબક્કાને બંધ કરવું.

1 kV ઉપરના ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્કમાં કેસ શોર્ટ સર્કિટનો વિચાર કરો અસરકારક રીતે ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલ સાથે (ઉચ્ચ ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટ કરંટ સાથે, ફિગ. 1). વિદ્યુત સર્કિટમાં સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મરનો તબક્કો, સપ્લાય વાયરનો વાહક, સપ્લાય કરેલ ટ્રાન્સફોર્મરનું શરીર, તેનું અર્થિંગ ઉપકરણ, પૃથ્વી, સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મરનું અર્થિંગ ઉપકરણ શામેલ છે.

વર્તમાન સ્પ્રેડિંગ ઝોનમાં પૃથ્વીની સપાટી પર સંભવિત φનું વિતરણ સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મરના અર્થિંગ ડિવાઇસમાંથી પૃથ્વીમાં પ્રવેશતા વર્તમાન Azz માટે સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત હકારાત્મક દિશાને અનુરૂપ છે. ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડના કેન્દ્રિય ઇલેક્ટ્રોડમાંથી એકની ઉપર સ્થિત બિંદુ પર પૃથ્વી સંભવિત φmax સૌથી વધુ હકારાત્મક મૂલ્ય ધરાવે છે.

ચોખા. 1.અસરકારક ન્યુટ્રલ ગ્રાઉન્ડિંગ સાથે 1 kV કરતા વધુ વોલ્ટેજ ધરાવતા નેટવર્કમાં હાઉસિંગ માટે શોર્ટ સર્કિટનું ઇલેક્ટ્રિકલ ડાયાગ્રામ: 1 — પાવર ટ્રાન્સફોર્મર; 2 - ઇલેક્ટ્રિક રીસીવર; 3 - ગ્રાઉન્ડિંગ વાયર; 4 - ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડ; A — B અને A ' — B' — વર્તમાન વિક્ષેપ ઝોન; a, b — ગ્રાઉન્ડ હાઉસિંગ અને જમીન સાથે વ્યક્તિના સંભવિત એક સાથે સંપર્કના બિંદુઓ; b, b'- વર્તમાન સ્પ્રેડિંગ ઝોનમાં બિંદુઓ, જેના પર વ્યક્તિ વારાફરતી પગલું ભરી શકે છે

ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડથી અંતર સાથે, જમીનમાં સંભવિત પ્રમાણમાં ઝડપથી ઘટાડો થાય છે, અને ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણના સમોચ્ચના લગભગ 20 મોટા કર્ણના સમાન અંતરે, તે ગ્રાઉન્ડિંગ સંભવિત φmax ના 2% કરતા ઓછું બને છે. ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડથી આવા અંતરે, સંભવિત સામાન્ય રીતે શૂન્ય ગણવામાં આવે છે.

એ જ રીતે, સપ્લાય ટ્રાન્સફોર્મરના અર્થિંગ ઉપકરણની નજીક સંભવિત ફેરફારો. વર્તમાનની ધારિત દિશાના સંબંધમાં, તેની સંભવિતતાને નકારાત્મક ગણવામાં આવે છે.

ત્યાં બે મુખ્ય ખતરનાક પરિસ્થિતિઓ છે જેમાં વર્તમાન વિતરણના ક્ષેત્રમાં વ્યક્તિ ઉત્સાહિત થઈ શકે છે. પ્રથમ પરિસ્થિતિ - વ્યક્તિ ટ્રાન્સફોર્મર સબસ્ટેશન, સ્વીચબોર્ડ અને અન્ય ઉપકરણોમાં જમીન પર ઉભી રહે છે અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના મેટલ ગ્રાઉન્ડેડ ભાગોને સ્પર્શે છે.

વાસ્તવમાં, φmax સહિત વર્તમાન સ્પ્રેડિંગ ઝોનમાં પૃથ્વીની સપાટી પરના બિંદુઓની સંભવિતતાના ચોક્કસ મૂલ્યો હંમેશા વિદ્યુત સ્થાપનના ગ્રાઉન્ડેડ મેટલ ભાગો કરતા ઓછા હોય છે, જેની સંભવિતતા, જો આપણે વોલ્ટેજને અવગણીએ તો જટિલ ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમના આડા ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં ઘટાડો એ φ તરંગ છે.

તેથી, જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ વર્તમાન વિતરણના ક્ષેત્રમાં ઉભી હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે બિંદુ બી પર (ફિગ.1) અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના ગ્રાઉન્ડ બોડીને સ્પર્શતું નથી, પછી શરીરની વચ્ચે (ફિગ. 1 માં બિંદુ a) અને બિંદુ b કહેવાતા ટચ વોલ્ટેજયુડીપી, જેને સક્રિય બેના ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ તરીકે ગણી શકાય. જાણીતા આંતરિક પ્રતિકાર સાથેનું ટર્મિનલ નેટવર્ક (ફિગ. 2), આંકડાકીય રીતે બે માનવ પગથી જમીન Rnp સુધી ફેલાતા પ્રવાહના પ્રતિકાર જેટલું.

ચોખા. 2. વ્યાખ્યા દ્વારા Un: a અને b — આકૃતિ 1 મુજબના બિંદુઓ કે જે વ્યક્તિ હાથ (હથેળી) અને પગ (એકમાત્ર) વડે સ્પર્શ કરે છે.

જો કોઈ વ્યક્તિ બિંદુ b"ટચિંગ પોઈન્ટ a પર ઉભી હોય, તો તે ટચ વોલ્ટેજ અપ હેઠળ આવે છે, જે ઓહ્મના નિયમ મુજબ એઝટ પસાર થાય છે, પરંતુ તેનું શરીર, તેના શરીરના પ્રતિકાર પર RT: Un = Azt x RT.

વર્તમાન Azm એ Rt અને Rnp ના પ્રતિકારના સરવાળા Udp ના ગુણોત્તર સમાન છે: Azt = Udp /(Rt +Rnp), Upp = (UdpNS RT)/(Rt + Rnp)

અર્થ RT/(Rt + Rnp) સામાન્ય રીતે βp અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે... પછી Upp = Udp x βp. નોંધ લો કે βp હંમેશા એક કરતા ઓછું હોય છે અને તેથી Up Udp કરતા ઓછું હોય છે.

બીજી ખતરનાક પરિસ્થિતિ એ હકીકત સાથે સંકળાયેલી છે કે વર્તમાન પ્રસારના ક્ષેત્રમાં, વ્યક્તિ સામાન્ય રીતે ઊભી રહે છે અથવા ચાલે છે જેથી તેના પગ વિવિધ સંભવિતતાવાળા બિંદુઓ પર હોય, ઉદાહરણ તરીકે, ફિગમાં બી અને બી' બિંદુઓ પર. 1. બીજી ખતરનાક પરિસ્થિતિને દર્શાવવા માટે, અમે સ્ટેપ વોલ્ટેજ અને સ્ટેપ વોલ્ટેજની વિભાવનાઓ રજૂ કરીએ છીએ.

ચોખા. 3. UNC વ્યાખ્યા અનુસાર: b, b'- અંજીર અનુસાર પોઈન્ટ. 1., જેના પર વ્યક્તિ ઉભો છે.

સ્ટેપ વોલ્ટેજ Udsh એ વર્તમાન વિતરણના ક્ષેત્રમાં જમીન પરના બે બિંદુઓ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત છે, જેના પર વ્યક્તિ એક સાથે પગલું ભરી શકે છે.

પ્રથમ ખતરનાક પરિસ્થિતિ સાથે સામ્યતા દ્વારા, Udsh મૂલ્યને જાણીતા આંતરિક પ્રતિકાર (ફિગ. 3) સાથે સક્રિય બે-ટર્મિનલ નેટવર્કના ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ તરીકે અર્થઘટન કરી શકાય છે. જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ તે બિંદુઓ પર પગ મૂકે છે જેની વચ્ચે ઉદશે અભિનય કર્યો હતો, ત્યારે "પગ - પગ" માર્ગ સાથે માનવ શરીર Rtsh નો પ્રતિકાર દ્વિધ્રુવી સર્કિટમાં શામેલ થાય છે.

આ કિસ્સામાં, સક્રિય દ્વિ-ટર્મિનલ નેટવર્કનો આંતરિક પ્રતિકાર એ સ્ટેપ કરંટ ડિસીપેશન રેઝિસ્ટન્સ Rtsh છે, જેને દરેક માનવ પગમાંથી જમીન પર ફેલાતા વિદ્યુતપ્રવાહના બે સરખા પ્રતિકારના સરવાળા તરીકે સરળ બનાવી શકાય છે.

સ્ટેપ વોલ્ટેજ નીચે પ્રમાણે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે: Uw = Azt x Rtsh.

સ્પર્શ અને પગલાના તણાવની વિભાવનાઓ પ્રાણીઓને પણ લાગુ પડે છે. આ કિસ્સામાં, ટચ વોલ્ટેજને નાકના અરીસા અથવા ગરદન અને પગ વચ્ચેના સંભવિત તફાવત તરીકે સમજવામાં આવે છે, અને પગનું વોલ્ટેજ આગળ અને પાછળના પગ વચ્ચે છે.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ કે જેના દ્વારા ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણોના ઓપરેશનલ અને ઇલેક્ટ્રિકલ રક્ષણાત્મક ગુણો સ્થાપિત કરવાનું શક્ય છે તે છે ગ્રાઉન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોડ (Rz), ટચ વોલ્ટેજ (અપ) અને સ્ટેપ વોલ્ટેજ (Ush) નો પ્રતિકાર. વર્તમાન Azz નું ગણતરી કરેલ મૂલ્ય.

અપ અને ઉશના મૂલ્યો વ્યક્તિના પગને જમીનમાં છોડી દેતા વર્તમાન ક્ષેત્રના પાત્રના ગુણાંક અને વ્યક્તિના શરીરના પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે, જે તેના શરીરમાંથી પસાર થતા પ્રવાહનું કાર્ય છે, અને પ્રતિકાર. Rz તેથી, ક્રમમાં ગ્રાઉન્ડિંગ ડિવાઇસના પ્રતિકારની ગણતરી કરો અને ટચ અને સ્ટેપ વોલ્ટેજ, ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડને જમીનમાં છોડતા પ્રવાહોના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોની ગણતરી કરવામાં સક્ષમ હોવું જરૂરી છે.