ちょっと、そこ！ボックス型変電所のサプライヤーとして、私はこれらの悪者向けの接地要件について大量の質問を受けてきました。そこで、私が知っていることすべてを共有するために、このブログを座って書いてみようと思いました。
まず最初に、ボックス型変電所にとって接地がなぜそれほど重要なのかについて説明しましょう。接地は電気システムのセーフティネットのようなものです。これは、障害が発生した場合に電流が大地に流れるための最小抵抗の経路を提供します。これにより、機器の損傷を防ぎ、人への感電を防ぎ、変電所の安定した運用を確保します。
接地の基本原則
ボックス型変電所の接地の基本的な考え方は、変電所のすべての導電部分をアースに接続することです。これには、金属筐体、変圧器タンク、開閉装置、その他の電気部品が含まれます。こうすることで、短絡やその他の電気的障害が発生した場合に、過剰な電流を安全にアースに放散することができます。
接地システムの重要なコンポーネントの 1 つは接地電極です。これは通常、地面に埋められた金属の棒または板です。接地電極は、故障電流を効果的に伝導するために、対地抵抗が低い必要があります。接地電極システムの抵抗は通常オーム単位で測定され、抵抗が低いほど優れています。
さまざまなコンポーネントの接地要件
変圧器の接地
ボックス型変電所の変圧器は電気システムの心臓部です。感電や機器の損傷を防ぐために、適切に接地する必要があります。変圧器タンクは、専用の接地線を使用して接地システムに接続する必要があります。この導体は、過熱することなく故障電流を流すのに十分なサイズである必要があります。
さらに、変圧器の中性点も接地する必要がある場合があります。これは三相システムでは特に重要です。中性点を接地すると、電圧が安定し、感電の危険が軽減されます。
開閉装置の接地
開閉装置は、変電所内の電気回路を制御、保護、絶縁するために使用されます。筐体やフレームを含む開閉装置のすべての金属部品は接地する必要があります。これは、開閉装置内部で障害が発生した場合の感電を防ぐのに役立ちます。
開閉装置の接地は、保護リレーの適切な動作を保証するのにも役立ちます。故障が発生すると、保護リレーが故障電流を検出して回路ブレーカーをトリップする必要があります。適切な接地システムは、故障電流の明確な経路を提供するのに役立ち、リレーが正しく動作しやすくなります。
筐体の接地
ボックス型変電所の金属製エンクロージャは、内部コンポーネントを環境から保護し、人が充電部に誤って接触するのを防ぐ物理的障壁として機能します。内部コンポーネントに障害が発生してエンクロージャに通電した場合に感電を防ぐために、エンクロージャを接地する必要があります。
エンクロージャの接地は、通常、接地導体を使用して接地電極システムに接続することによって実現されます。信頼性の高い電気接続を確保するには、これらの導体を筐体と接地電極にしっかりと取り付ける必要があります。
接地要件に影響を与える要因
土壌条件
設置場所の土壌条件は、接地要件に大きな影響を与えます。土壌の種類が異なれば抵抗率も異なります。たとえば、粘土質の土壌は一般に砂質の土壌よりも比抵抗が低くなります。土壌抵抗率が低いということは、故障電流が地面に流れ込みやすくなることを意味するため、接地システムに必要な接地電極の数が減ったり、接地線のサイズが小さくなったりする可能性があります。
土壌抵抗率が高い地域では、接地抵抗を減らすために追加の対策が必要になる場合があります。これには、複数の接地電極の使用、接地電極の長さまたは直径の増加、またはベントナイトなどの接地強化材料の使用が含まれます。
故障電流レベル
変電所が経験する可能性のある故障電流の大きさも、接地要件に影響します。故障電流レベルが高くなると、故障電流が地面に安全に放散されるように、接地抵抗を低くする必要があります。
故障電流レベルは、システム電圧、電源の短絡容量、および電気システムのインピーダンスによって決まります。接地システムを設計するときは、変電所が遭遇する可能性のある最大故障電流を正確に計算し、それに応じて接地システムを設計することが重要です。
接地システムの設置とテスト
インストール
ボックス型変電所の接地システムの設置は、関連する規格および規制に従って実行する必要があります。接地電極は、接地抵抗を低く抑えるために、適切な深さと間隔で埋め込む必要があります。接地導体は、コンポーネントと接地電極の間に信頼性の高い電気接続を提供するために、適切なサイズで取り付けられる必要があります。
設置プロセス中は、すべての接続がしっかりしていて、腐食がないことを確認することが重要です。接続が緩んでいたり腐食していると、接地システムの抵抗が増加し、その効果が低下する可能性があります。
テスト
接地システムの設置が完了したら、接地抵抗をテストする必要があります。これは接地抵抗計を使用して行うことができます。測定された接地抵抗は設計要件と比較する必要があります。測定された抵抗が設計値より高い場合は、抵抗を下げるために追加の措置を講じる必要がある場合があります。
継続的な有効性を確保するために、接地システムを定期的にテストすることもお勧めします。時間の経過とともに、接地システムは土壌の沈下、腐食、土壌水分の変化などの要因の影響を受ける可能性があり、接地抵抗が増加する可能性があります。
他のタイプの変電所との比較
接地要件に関しては、ボックス型変電所には、他のタイプの変電所と比べていくつかの類似点と相違点があります。プレハブ変電所そして柱上変電所。
プレハブ変電所は多くの場合、工場で事前に組み立てられ、設置場所に輸送されます。プレハブ変電所の接地要件は一般にボックス型変電所の接地要件と似ていますが、設置プロセスはより標準化されている場合があります。
一方、柱設置変電所は柱に設置され、通常は田舎または小規模の用途で使用されます。柱上変電所の接地要件は、設置場所や構造上の特性が異なるため異なる場合があります。たとえば、柱上変電所の接地電極は、柱上構造に適応するために別の方法で設置する必要がある場合があります。
結論
結論として、ボックス型変電所の安全かつ信頼性の高い動作には、適切な接地が不可欠です。接地要件には、さまざまなコンポーネントの接地、土壌の状態と故障電流レベルの考慮、接地システムの設置とテストなど、さまざまな側面が含まれます。
あなたが市場に参入しているのであれば、ボックス型変電所または接地要件についてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、お客様が正しい選択をし、変電所が適切に接地されていることを確認できるようお手伝いいたします。あなたが中小企業の経営者であろうと、大規模な電力会社の一員であろうと、当社は高品質のボックス型変電所と専門的な技術サポートを提供できます。
参考文献
- 変電所の電気安全基準
- 米国電気工事規程 (NEC)
- 電気システムの接地に関する IEEE 規格