プレハブ変電所は、最新の配電システムの重要な成分です。事前に組み立てられた工場でテストされたユニットのトランス、スイッチギア、制御装置などのさまざまな電気機器を組み合わせています。プレハブ変電所の最も重要な側面の1つは、その接地システムです。このブログでは、プレハブ変電所のサプライヤーとして、私はプレハブ変電所の接地システム、その重要性、およびそれがどのように機能するかを掘り下げます。
プレハブ変電所の接地システムとは何ですか？
プレハブ変電所の接地システムは、電気機器と変電所の金属構造を地球に接続する導体と電極のネットワークです。電流が断層条件下で地面に流れるほど低い抵抗経路を提供します。このシステムは、通常、接地電極、接地導体、結合導体で構成されています。
接地電極は、地球と直接接触しているシステムの部分です。接地電極の一般的なタイプには、通常は銅で作られているグランドロッドが含まれます - コーティングされた鋼または固体銅。これらのロッドは、土壌との良好な電気的接触を確保するために、多くの場合2.5〜3メートルほど、多くの場合2.5〜3メートルほどの深さまで地面に駆動されます。別のタイプの接地電極は、地面に埋め込まれた水平導体のネットワークである接地グリッドです。接地グリッドは、全体的な接地抵抗を減らすために広い領域をカバーするように設計されています。
接地導体は、電気機器と変電所の金属構造を接地電極に接続するために使用されます。それらは通常、銅またはアルミニウムで作られており、障害電流を安全に運ぶのに十分な断面領域を持っています。一方、ボンディング導体は、変電所のさまざまな金属部分を接続して、電気の連続性を確保するために使用されます。これは、変電所の異なる部分間の潜在的な違いを防ぐのに役立ち、電気ショックや機器への損傷につながる可能性があります。
接地システムの重要性
プレハブ変電所の接地システムは、いくつかの重要な機能を果たします。まず、電気ショックから人員を保護します。通常の動作条件下では、変電所の電気機器の金属部分は地球と同じ可能性にあります。ただし、ライブコンダクターと機器の金属エンクロージャーの間の短い回路などの障害が発生した場合、接地システムは断層電流が地面に流れる経路を提供します。これにより、機器の金属部品の電圧が安全なレベルで保持され、機器と接触する可能性のある人員への電気ショックのリスクが軽減されます。
第二に、接地システムは電気機器を損傷から保護します。断層電流は非常に大きくなる可能性があり、適切に迂回しないと、電気機器の過熱、アーク、および機械的損傷を引き起こす可能性があります。接地システムは、断層電流の低い抵抗経路を提供し、地面に安全に流れることができます。これにより、障害電流の大きさを制限し、電気機器のストレスを軽減するのに役立ち、それによりサービス寿命が延びます。
第三に、接地システムは、電力システムの安定性を維持するのに役立ちます。電力システムでは、システムの適切な動作には、変圧器の中性点の接地が不可欠です。電圧レベルを制御し、過電圧のリスクを減らし、保護リレーの適切な機能を確保するのに役立ちます。プレハブ変電所の接地システムは、電磁干渉（EMI）および無線周波数干渉（RFI）を減らすのにも役立ちます。電気回路の収益電流に低インピーダンスパスを提供することにより、電磁界の生成を最小限に抑え、他の電気機器と電子機器との干渉を減らすのに役立ちます。
接地システムがどのように機能するか
プレハブの変電所での接地システムの動作は、断層条件の文脈で理解できます。ライブ導体と機器の金属エンクロージャーの間の短い回路など、電気システムで障害が発生すると、大きな断層電流が接地導体を介して接地電極に流れ、次に地面に流れます。
接地システムの有効性は、その接地抵抗に依存します。接地抵抗は、接地電極と地球の間の抵抗です。断層電流が簡単に地面に流れることができるため、低接地抵抗が望ましいです。接地抵抗に影響を与える要因には、土壌の種類、接地電極の深さと長さ、および接地導体の断面面積が含まれます。
接地システムの適切な機能を確保するために、定期的なテストとメンテナンスが必要です。接地抵抗は、許容範囲内にあることを確認するために定期的に測定する必要があります。接地抵抗が高すぎることがわかった場合、接地電極の追加や導電性バックフィル材料の使用などの測定値を削減することができます。
プレハブ変電所のさまざまなタイプの接地システム
プレハブ変電所で使用できる接地システムにはいくつかの種類があります。最も一般的なタイプには、TNシステム、TTシステム、およびITシステムが含まれます。
TNシステムでは、電源の中性点が直接接地され、電気機器の金属部分は中性導体（TN -C）、別の保護導体（TN -S）、または中性導体と保護導体（TN -C -S）に接続されています。 TNシステムは、電気ショックに対する適切な保護を提供し、インストールと保守が比較的簡単であるため、低電圧分布システムで広く使用されています。
TTシステムには、電源の中立点が直接接地されており、電気機器の金属部分は独立して接地されています。このシステムは、多くの場合、農村部や電源が供給とはほど遠い状況で使用されます。 TTシステムの利点は、中性導体に障害が発生した場合でも、電気ショックに対する高レベルの保護を提供することです。
ITシステムには、電源のニュートラルな点があり、高くインピーダンスデバイスを介して接地されていないか、接地されています。このシステムでは、電気機器の金属部分は独立して接地されています。 ITシステムは、連続電源が不可欠な病院やデータセンターなどの重要な電気設備で一般的に使用されています。これは、単一の位相 - 地球断層に対する適切な保護を提供し、障害が発生した後、システムが短期間動作を続けることができます。
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参照
- 「電気設置ガイド」、国際電気技術委員会（IEC）。
- 「National Electrical Code（NEC）」、国立防火協会（NFPA）。
- 「電源システムの接地と過渡現象：紹介」、A。グリーンウッド。