विद्युत प्रणालियों की सुरक्षा सुरक्षा प्रणाली में, ग्राउंडिंग एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ग्राउंडिंग प्रणालियों के मूल घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, ग्राउंडिंग प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में।ग्राउंड रॉड की सामग्री का चयन सीधे विद्युत बुनियादी ढांचे की सुरक्षा और विश्वसनीयता को प्रभावित करता हैइस लेख में शुद्ध तांबे और तांबे-प्लाटेड स्टील ग्राउंड रॉड के बीच एक व्यापक, डेटा-संचालित तुलना प्रदान की गई है।विद्युत इंजीनियरों और निर्णय निर्माताओं के लिए वैज्ञानिक चयन मानदंडों की पेशकश.
1ग्राउंडिंग सिस्टम की महत्वपूर्ण भूमिका
ग्राउंडिंग सिस्टम विद्युत नेटवर्क में अनिवार्य सुरक्षा उपायों के रूप में कार्य करते हैं, जो तीन आवश्यक कार्य करते हैंः
- विद्युत शॉक से बचाव:जब विद्युत उपकरण में इन्सुलेशन विफलता या रिसाव होता है, तो ग्राउंडिंग पृथ्वी में दोष धाराओं को दूर करने के लिए कम प्रतिरोध मार्ग प्रदान करता है,उपकरण के गोले की क्षमता को कम करना और बिजली के झटके को रोकना.
- उपकरण सुरक्षाःग्राउंडिंग विद्युत उपकरणों पर अति-भोल्टेज को सीमित करता है, जिससे वोल्टेज स्पाइक से क्षति को रोका जा सकता है।
- प्रणाली स्थिरता:उचित ग्राउंडिंग सिस्टम क्षमता को स्थिर करती है, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम करती है, और परिचालन विश्वसनीयता को बढ़ाती है।
उपकरण और पृथ्वी के बीच महत्वपूर्ण इंटरफेस के रूप में, ग्राउंड रॉड प्रदर्शन सीधे ग्राउंडिंग प्रणाली की प्रभावशीलता को निर्धारित करता है।
2सामग्री विकल्प: तकनीकी तुलना
बाजार में मुख्य रूप से दो प्रकार के ग्राउंड रॉड सामग्री उपलब्ध हैंः
2.1 शुद्ध तांबे की ग्राउंड रॉड
ठोस तांबे से निर्मित, ये छड़ें तांबे के असाधारण विद्युत और संक्षारण प्रतिरोधी गुणों का लाभ उठाती हैं।
लाभः
- उत्कृष्ट चालकता:चांदी (5.96×107 S/m) के बाद दूसरे स्थान पर होने वाली चालकता के साथ, शुद्ध तांबे की छड़ें स्टील आधारित विकल्पों की तुलना में 6 गुना बेहतर धारा अपव्यय प्रदान करती हैं।
- असाधारण संक्षारण प्रतिरोधःतांबा मिट्टी में सुरक्षात्मक ऑक्साइड परतें बनाता है, जो अम्लीय/ क्षारीय परिस्थितियों में भी प्रदर्शन बनाए रखता है। अनुसंधान से पता चलता है कि अधिकांश मिट्टी में संक्षारण दर 0.01 मिमी/वर्ष से कम है,दशकों तक सेवा जीवन के लिए सक्षम.
- जीवन काल बढ़ाया गया:आम तौर पर 50 वर्ष से अधिक, प्रतिस्थापन की आवृत्ति और रखरखाव की लागत को कम करना।
- उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी:ग्राउंडिंग नेटवर्क के भीतर विश्वसनीय कनेक्शन की सुविधा देता है।
नुकसानः
- उच्च आरंभिक लागत:तांबे से सजे स्टील के विकल्पों से लगभग 3 गुना अधिक महंगा।
2.2 तांबे से लेपित स्टील ग्राउंड रॉड
इन मिश्रित छड़ों में पतली तांबे की चढ़ाई के साथ एक स्टील कोर होता है, जो प्रदर्शन में समझौता करते हुए लागत बचत प्रदान करता है।
लाभः
- कम लागत:बजट-प्रतिबंधित परियोजनाओं के लिए प्राथमिक लाभ।
- उच्च यांत्रिक शक्तिःइस्पात कोर संरचनात्मक कठोरता प्रदान करता है।
नुकसानः
- अपर्याप्त चालकता:स्टील की चालकता (1.0×107 S/m) वर्तमान अपव्यय क्षमता को सीमित करती है, विशेष रूप से बिजली के झटके जैसी उच्च धारा की घटनाओं के दौरान।
- खराब संक्षारण प्रतिरोधःक्षतिग्रस्त चढ़ाना स्टील को तेजी से जंग लगने के लिए उजागर करता है, जिससे प्रदर्शन में गिरावट आती है। अधिकांश मिट्टी में संक्षारण दर आमतौर पर 0.1 मिमी / वर्ष से अधिक होती है।
- कम जीवन काल:आमतौर पर 8 से 15 वर्ष तक, बार-बार निरीक्षण और प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
3डाटा-ड्राइव्ड परफॉर्मेंस एनालिसिस
3.1 प्रवाहकता की तुलना
| सामग्री |
चालकता (एस/एम) |
सापेक्ष प्रदर्शन |
| शुद्ध तांबा |
5.96×107 |
स्टील से 6 गुना बेहतर |
| स्टील |
1.0×107 |
आधार संदर्भ |
3.2 संक्षारण प्रतिरोध
| मिट्टी का प्रकार |
शुद्ध तांबा (मिमी/वर्ष) |
कॉपर-प्लेटेड स्टील (मिमी/वर्ष) |
| सूखी |
<0.001 |
0.02-0.05 |
| नम |
0.001-0.005 |
0.05-0.10 |
| अम्लीय |
0.005-0.01 |
0.10-0.20 |
| क्षारीय |
0.002-0.008 |
0.08-0.15 |
| लवण |
0.01-0.03 |
0.20-0.50 |
3.3 जीवनचक्र लागत विश्लेषण
विफलता मानदंड के रूप में 50% व्यास हानि के साथ 16 मिमी व्यास की छड़ी को मानकरः
| सामग्री |
आरंभिक लागत कारक |
सेवा जीवन (वर्ष) |
60 वर्ष की कुल लागत |
| शुद्ध तांबा |
3× |
60 से अधिक |
3× |
| तांबे से ढंका हुआ स्टील |
1 × |
8-15 |
5-8 × |
4अनुप्रयोग-विशिष्ट सिफारिशें
4.1 विद्युत सबस्टेशन
पसंदीदा विकल्प:शुद्ध तांबा
तर्क:उच्च दोष वर्तमान क्षमता, सख्त प्रतिरोध आवश्यकताएं और न्यूनतम रखरखाव आवश्यकताएं निवेश को उचित ठहराती हैं।
4.2 आवासीय परिसर
स्वीकार्य विकल्पःतांबे से सजे हुए स्टील
विचार:कम दोष वर्तमान आवश्यकताओं और बजट बाधाओं के उपयोग की अनुमति दे सकते हैं, नियमित संक्षारण निरीक्षण के साथ सिफारिश की।
4.3 पेट्रोकेमिकल सुविधाएं
अनिवार्य विनिर्देश:शुद्ध तांबा
महत्वपूर्ण कारक:बिजली सुरक्षा, स्थैतिक विद्युत अपव्यय और विस्फोट रोकथाम की आवश्यकताओं के लिए अधिकतम विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।
5मानक अनुपालन
ग्राउंड रॉड के चयन और स्थापना का पालन करना चाहिएः
- GB/T 2573-2015 (ग्राउंडिंग डिवाइस)
- डीएल/टी 621-1997 (एसी विद्युत संयंत्र ग्राउंडिंग)
- आईईसी 62561 श्रृंखला (बिजली सुरक्षा प्रणाली के घटक)
6उभरती प्रौद्योगिकियां
भविष्य के घटनाक्रम में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैंः
- उन्नत सामग्री (ग्राफीन, नैनो-कॉपर कम्पोजिट)
- स्मार्ट मॉनिटरिंग क्षमताएं (रियल टाइम प्रतिरोध/जंग ट्रैकिंग)
- सरल रखरखाव के लिए मॉड्यूलर डिजाइन
7निष्कर्ष
ग्राउंड रॉड सामग्री का चयन विद्युत प्रणाली के डिजाइन में एक महत्वपूर्ण सुरक्षा निर्णय का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि तांबे से लेपित स्टील प्रारंभिक लागत बचत प्रदान करता है,शुद्ध तांबा के माध्यम से अद्वितीय दीर्घकालिक प्रदर्शन प्रदान करता है:
- 6 गुना बेहतर चालकता
- 10 गुना अधिक सेवा जीवन
- 50-100 गुना कम जंग दर
मिशन-क्रिटिकल अनुप्रयोगों के लिए जहां सुरक्षा और विश्वसनीयता से समझौता नहीं किया जा सकता है, शुद्ध तांबा ग्राउंड रॉड उच्च प्रारंभिक लागत के बावजूद बेहतर जीवन चक्र मूल्य प्रदान करते हैं।
