Jūs droši vien esat braucis pa kādu no šīm lielajām elektrības apakšstacijām un redzējis, kā aiz augstiem žogiem dungojas lielās metāla kastes. Tie izskatās diezgan industriāli un garlaicīgi, taču viens no tiem faktiski veic nopietnu darbu,{1}}piemēram, paslēpts bremžu pedālis visam elektrotīklam. To sauc par aNeitrāls zemējuma rezistors(vai NER, dažreiz saukta par NGR). Bez tā kaut kas tik vienkāršs kā koka zars, kas uzkrīt uz līnijas, varētu pārvērsties par lielu nekārtību, sabojājot aprīkojumu un uz mūžiem izsitot strāvu.
Parasti elektrība smuki turas savos vados, plūstot gar kā ūdens caurulē. Bet gadās-izolācija neizdodas, zibens trāpa, kabelis tiek sabojāts-un šī strāva pazūd. Tas ir abojājuma strāva, un, ja tas netiek kontrolēts, tas ir brutāli. Mēs runājam par pietiekami daudz enerģijas, lai būtībā iztvaicētu vara vadus sekundes daļā, izkausētu transformatorus, izraisītu ugunsgrēkus vai izraisītu loka uzliesmojumus, kas visu sagrauj. Mērķis ir apturēt šo haosu, pirms tas saasinās.
Šeit parādās NER. Būtībā tas ir liels rezistors, kas savienots starp transformatora neitrālo punktu (sistēmas līdzsvarotu centru) un faktisko zemi. Kad bojājuma strāva mēģina plūst uz zemi, tai vispirms ir jāizspiež caur šo rezistoru. Pretestība to palēnina līdz drošam, paredzamam līmenim,{3}}lai aizsargreleji un slēdži varētu atklāt problēmu un ātri atslēgt, bet ne tik daudz, lai rīks sāktu cepties.
Padomājiet par to šādi: bez rezistora tas ir kā pilnībā atvērt ugunsdzēsības hidrantu. Izmantojot NER, tas vairāk atgādina šauru sprauslu uzlikšanu uz šļūtenes-joprojām laiž cauri ūdeni (strāvu), lai aktivizētu "trauksmi", bet ne sprādzienbīstamu plūdu.
Zemējuma pamati: kāpēc mums pat ir vajadzīga šī "drošības izeja"
Zemējuma mērķis ir nodrošināt klaiņojošai elektrībai drošu ceļu atpakaļ uz zemi, nevis caur cilvēkiem, ierīcēm vai nejaušiem metāla gabaliem. Mēs to darām ar tādām lietām kā vara stieņi, kas iedurti augsnē skaitītāja tuvumā, vai dažreiz pat ar sadzīves ūdensvadiem. Taču arī tikai neierobežotas strāvas novadīšana zemē ir slikta ziņa-, tieši tāpēc tiek radīti lielie defektu uzplūdi.
Cietais zemējums pret pretestības zemējumu
Ciets zemējumsnozīmē neitrālas pievienošanu taisni zemei, bez ierobežojumiem. Tas ir lēts un vienkāršs, un slēdži darbojas ātri, jo bojājumu strāvas ir milzīgas. Mīnuss? Milzīgas straumes=milzīgi postījumi. Loka zibspuldzes, izkusuši vadi, iznīcinātu transformatoru-remonts kļūst dārgs un ilgst mūžīgi.
Pretestības zemējums(ar NER) piebilst, ka apzināta bremze. Tas maksā nedaudz vairāk iepriekš, taču tas samazina bojājumus kļūdu laikā. Lielākā daļa lielo rūpniecisko objektu, spēkstaciju un komunālo pakalpojumu iet šo ceļu, jo dīkstāves laiks sāp daudz vairāk nekā rezistora cena.
Kāpēc transformatoriem patīk NER
Vietējie transformatori ir apkaimes elektrotīkla-svars lielas, dārgas, pielāgotas lietas, kuru nomaiņa prasa vairākus mēnešus. Slikta kļūme rada ārprātīgu karstumu un magnētiskos spēkus, kas var savīt spoles vai saplēst izolāciju iekšpusē. NER ierobežo pārspriegumu tieši neitrālajā punktā, darbojoties kā amortizators, tāpēc transformators var izdzīvot ar atslēgtu slēdzi, nevis pilnīgu iznīcināšanu.
Augstas-pretestības zemējums īpaši-kritiskām vietām
Vietās, piemēram, slimnīcās, datu centros vai visur, kur strāvas padeves pārtraukums var būt postošs (domājiet, ka operāciju zāles vai serveru fermas), viņi bieži izmantoaugstas{0}}pretestības zemējums. Šeit rezistoram ir ļoti liela-vērtība, tāpēc bojājuma strāva ir niecīga,-varbūt tikai daži ampēri, kas ir pietiekami, lai iedegtu spuldzi, bet ne uzreiz izslēgtu slēdžus. Strāva paliek ieslēgta, trauksmes signāli izslēdzas, apkopes darbinieki meklē problēmu, neizslēdzot visu. Bonuss: daudz mazāks loka uzliesmojumu risks, tāpēc arī darbinieki paliek drošāki.
Ģeneratoriem arī ir nepieciešama aizsardzība
Rezerves ģeneratori ir smalki, salīdzinot ar milzu tīklu. Pēkšņs kļūmes pārspriegums var tos satricināt kā traki (domājiet, ka iemet uzgriežņu atslēgu vērpšanas mašīnā) vai pārkarst tinumus, līdz izolācija izkūst. NER spilveni, kas sit, neļaujot ģeneratoram iznīcināt sevi tieši tad, kad jums visvairāk nepieciešama rezerves jauda.
No kā veidoti NER
Mūsdienīgā tostera iekšpusē redzēsiet nerūsējošā tērauda sloksņu režģus, kas vingro kā milzīgi tostera elementi. Elektrība cīnās garajā ceļā, pārvēršot lieko enerģiju siltumā, kas tiek droši izkliedēta. Nerūsējošais tērauds kalpo mūžīgi-nerūsē, nav noplūdes.
Vecāki dažkārt izmantoja šķidros rezistorus (sāļa ūdens tvertnes, kas slikti vada un attīra enerģiju). Viņi strādā ar milzīgu pārspriegumu, taču viņiem ir nepieciešama pastāvīga bērnu pieskatīšana-iztvaikošana, sasaldēšana, ķīmiskas izmaiņas. Tērauda režģi nodrošina zemu-apkopes uzticamību.
Tiek galā ar viltīgajiem sprieguma palielinājumiem
Pēkšņas kļūdas var radīt "pārejošus pārspriegumus"-nejaukus tapas, kas laika gaitā atsitās apkārt un caurumus izolācijā. NER palīdz mazināt šīs svārstības, nodrošinot sistēmai kontrolētu zemējuma savienojumu, piemēram, amortizatorus uz nelīdzena ceļa.
Kā viņi izmēra šīs lietas
Inženieri nenojauš. Tie aprēķina, pamatojoties uz sistēmas spriegumu, vēlamo bojājuma strāvas ierobežojumu (bieži vien daži simti ampēru) un to, cik ilgi tai ir nepieciešams izturēt slodzi (parasti 10 sekundes{2}}pietiekami ilgi, lai slēdži darbotos). Tas ir paredzēts sprintam, nevis maratonam: uz īsu brīdi uzsūciet milzīgu karstumu, pēc tam atdzesējiet un atkal stāviet gatavs. IEEE standarti nodrošina, ka tie tiek rūpīgi pārbaudīti{5}}bez stūriem.
Visizplatītākā kļūda: vienfāze-līdz-zemei
Šīs ir ikdienas galvassāpes,{0}}kad vads kaut kā pieskaras zemei. Bez kontroles, uzplaukums: uzplaukuma pilsēta. NER pārvērš to par nelielu, nosakāmu noplūdi, kas tiek ātri novērsta, bieži vien tikai mirgošana, nevis aptumšošana.
Viss savienojas piezvaigznes punkts(neitrāla rumba transformatora iekšpusē). NER atrodas turpat kā vārtsargs -jebkurai bojājuma strāvai ir jāiet caur to, lai sasniegtu zemi.
Kas var noiet greizi (un kā to panākt)
Tie dzīvo ārā, tāpēc laikapstākļi viņus pārspēj: lietus līst, sarūsē daļas, bloķē gaisa plūsmu. Siltuma cikli no defektiem izplešas/saraujas metāls, laika gaitā atskrūvējot skrūves. Vaļīgi vai sarūsējuši savienojumi rada vājās vietas, kur var sākties loka izdegšana.
Apkope ir vienkārša, bet ļoti svarīga:
Vizuāla pārbaude: atveriet to, meklējiet noplūdes, rūsu, gružus, putnu ligzdas.
Pievelciet detaļas: skrūves, savienojumi{0}}vibrācija tos atslābina.
Pārbaude ar mērītāju: pārbaudiet, vai pretestība joprojām ir redzama{0}}.
Sazinieties ar problēmām laicīgi, lai izvairītos no pārsteigumiem.
Bottom Line
Apakšstacijas izskatās noslēpumainas, taču daudzas gudras inženierijas nodrošina to (un mūsu) drošību. NER ir klusais bremžu pedālis-, ja tā nav, nelieli incidenti pārvēršas katastrofās. Tas ierobežo haosu, ietaupa transformatorus, novērš pārtraukumus un aizsargā dārgus rīkus. Pasaulē, kurā darbojas elektrība, tas ir viens no aizkulišu-varoņiem-, kas rūpējas, lai jauda būtu uzticama, nevis kļūtu postoša. Diezgan forši, ja par to padomā.
