ग्राउंडिंग स्ट्रैंड को धरती में प्रभावी क्यों बनाता है?

ग्राउंडिंग स्ट्रैंड की विद्युत प्रणालियों में भूमिका

चालकता और करंट डिसिपेशन

चालकता ग्राउंड स्ट्रैंड्स में प्रमुख होती है। चालक सामग्रियां जिनका चालकता मान उच्च होता है, वे विद्युत की अधिक मात्रा को बहने देती हैं, जिससे भटकी हुई विद्युत को प्रणालियों से सुरक्षित रूप से बाहर निकाला जा सकता है। यह विशेषता ग्राउंडिंग प्रणालियों में विद्युत खतरों से सुरक्षा का वादा पूरा करने के लिए आवश्यक है। अच्छा ग्राउंडिंग कई खतरनाक परिस्थितियों को कम करता है, जैसे विद्युत झटका और आग, और सुरक्षा में वृद्धि करता है। ग्राउंडिंग सामग्रियां, उदाहरण के लिए, विद्युत सुरक्षा प्रोटोकॉल आमतौर पर ग्राउंडिंग सामग्रियों के लिए विशिष्ट चालकता रेटिंग की आवश्यकता मानते हैं ताकि खतरों को कम किया जा सके। अगर हम हमारे स्थापित मानदंडों का पालन करते हैं, तो हम बेहतर ग्राउंडिंग प्रणालियां बना सकते हैं, जो वह अप्रिय विद्युत को बहाने में अधिक कुशल होती हैं।

पावर ट्रांसफार्मर्स को पृथ्वी से जोड़ना

जमीन पर विद्युत ट्रांसफॉर्मर को जोड़ना एक आवश्यक कार्य है जो सुरक्षा और कार्यकलाप में कुशलता को सुनिश्चित करता है। जमीन पर जोड़ने वाले तार कार्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विद्युत झटकों के लिए आदर्श मार्ग प्रदान करते हैं और संभावित विद्युत दुर्घटनाओं से बचने में मदद करते हैं। यह जोड़ना ट्रांसफॉर्मर के विफल होने की संभावना को कम करता है और निरंतर कुशल कार्य को सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, सांख्यिकी भी दर्शाती हैं कि ठीक से जमीन पर जोड़े गए निर्माण तरीके ट्रांसफॉर्मर के विफल होने की घटनाओं को बहुत कम कर सकते हैं और यह अच्छे जमीन पर जोड़ने और लंबे समय तक चलने वाले ट्रांसफॉर्मर के कार्य के बीच महत्वपूर्ण संबंध को मजबूत करता है। बड़े पैमाने पर फायदों के साथ, जमीन पर जोड़ने वाले तार वैकल्पिक नहीं हैं, बल्कि विद्युत सुरक्षा को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं।

तीन-फ़ेज़ प्रणालियों में वोल्टेज झटकों को रोकना

पृथ्वी तार वोल्टेज स्पाइक को दमित करने के लिए उपयोगी होते हैं, जो तीन-फ़ेज़ सिस्टम में उत्पन्न होते हैं, जिससे अधिक वोल्टेज को सुरक्षित रूप से विघटित किया जा सके। वोल्टेज सर्ज, आमतौर पर ट्रांसिएंट ओवरवोल्टेज के कारण होता है, जो बिजली के सिस्टम को बहुत बड़ा खतरा उपस्थित कर सकता है, जिसमें नुकसान या डाउनटाइम की संभावना शामिल है। ये खतरे सुरक्षित वोल्टेज सीमाओं के भीतर काम करने के लिए सिस्टम को उचित रूप से ग्राउंड करके कम किए जा सकते हैं। उद्योग का शोध सर्ज सुरक्षा की आवश्यकता का समर्थन करता है, जिसमें रणनीतिक ग्राउंडिंग तकनीकों का उपयोग करके ग्राउंडिंग की प्रभावशीलता में वृद्धि की जाती है, जब खतरनाक विद्युत घटनाएं होती हैं। इसलिए तीन-फ़ेज़ सिस्टम को वोल्टेज समस्याओं से सुरक्षित रखने के लिए मजबूत ग्राउंडिंग स्ट्रैंड को जोड़ना महत्वपूर्ण है।

ग्राउंडिंग स्ट्रैंड की प्रभावशीलता पर प्रभाव डालने वाले मुख्य कारक

सामग्री की चालकता (तांबे बजाय एल्यूमिनियम)

तांबे और एल्यूमिनियम की विद्युत चालकता को माउंडिंग स्ट्रेंड्स के लिए पदार्थों का चयन करते समय महत्वपूर्ण माना जाता है। तांबे को अपनी उत्कृष्ट चालक गुणवत्ता और बिजली को दूर करने की मजबूत क्षमता के लिए जाना जाता है। इसी समय, एल्यूमिनियम एक सस्ता विकल्प है, लेकिन यह तांबे की तुलना में कम चालकता दर्शाता है। लागत आर्थिकता की ओर देखते हुए, तांबे को खरीदने और रखरखाव करने में एल्यूमिनियम की तुलना में अधिक लागत आती है, जो लागत-बद्ध परियोजनाओं के लिए अच्छी खबर है। यह दिखाया गया है कि पदार्थ के प्रकार का ग्राउंडिंग कंडक्टर के प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है, और तांबे के एक फायदे के रूप में उच्च विद्युत चालकता है, जिससे ऐसे अनुप्रयोगों में सामान्य विद्युत प्रवाह होता है, और कम प्रतिरोधमान मान। अध्ययनों के परिणामों ने समर्थन दिया कि तांबा सर्वश्रेष्ठ ग्राउंडिंग सिस्टम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छा विकल्प है।

संक्षारण प्रतिरोध और दीर्घायु

ग्राउंडिंग स्ट्रैंड को रसायनिक से बचने के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि ग्राउंड की पदार्थ की प्रभावशीलता पर्यावरणीय परिस्थितियों से बहुत प्रभावित होती है। नमी, रासायनिक पदार्थ और अन्य कारोज़न विघटक पदार्थ धीरे-धीरे चालक पदार्थों को खराब करते हैं जिन्हें ग्राउंड किया जाना है, और जब ग्राउंड किया जाता है, तो कारोज़न वाले कनेक्टर कम चालक और कम विश्वसनीय हो जाते हैं। जीवन को बढ़ाने के लिए, जिंक या जिंक-कोटेड स्ट्रैंड जैसे अन्य कोटिंग या संघटन का उपयोग किया जा सकता है। ये विकल्प कम दर से कारोज़न होते हैं और ग्राउंडिंग पदार्थों की जीवन की अवधि बढ़ाते हैं। अध्ययन इंगित करते हैं कि विभिन्न ग्राउंडिंग पदार्थों के लिए विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में अलग-अलग जीवन की अवधि होती है और यह महत्वपूर्ण है कि गुणवत्तापूर्ण ग्राउंडिंग प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थों का विवेकपूर्वक चयन और उपचार किया जाए।

मिट्टी की प्रतिरोधकता और छड़ की गहराई का पालन

जमीन करने की प्रभावशीलता को मिटटी की प्रतिरोधकता से भी संबंधित होती है, जो सीधे जमीन करने की प्रभावशीलता पर प्रभाव डालती है, आम तौर पर, चाहे प्रतिरोधकता कम हो, उतनी ही बेहतर जमीन करने और इसके विपरीत। एक उचित जमीन करने की प्रणाली की स्थापना मिटटी की प्रतिरोधकता के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होती है ताकि जमीन करने के लिए बेस्ट स्थान और गहराई का फैसला किया जा सके। चार-बिंदु विधि जैसी विधियाँ जमीन करने की प्रणालियों के डिज़ाइन के लिए आवश्यक अत्यधिक सटीक प्रतिरोधकता डेटा प्रदान कर सकती हैं। छड़ की गहराई की अनुपातिकता का पालन किया जाना चाहिए ताकि उचित जमीन करने का गारंटी हो, जिसमें मानकों के अनुसार अधिकतम प्रदर्शन से संबंधित न्यूनतम गहराईयाँ शामिल हैं। ऐसे घटनाओं के कुछ उदाहरण दिए गए हैं, जो गलत गहराई सेटिंग के कारण अत्यधिक उच्च मिटटी प्रतिरोधकता और जमीन करने की प्रणालियों के विफल होने से परिणामित हुए और सभी निकायों द्वारा रेलवे कोड के विरोध में AWR प्रणालियों का उल्लंघन हुआ, जो विद्युत सुरक्षा के लिए अनुपालन की कमी के कारण हुआ।

ग्राउंडिंग स्ट्रैंड एकफ़ाज़ बनाम तीन-फ़ाज़ ट्रांसफ़ॉर्मर्स में

एकफ़ाज़ प्रणालियों में न्यूट्रल ग्राउंडिंग

प्रणाली के चारों ओर यह कि प्रणाली एकफ़ाज़ है या तीनफ़ाज़ है, इसका प्रभाव न्यूट्रल ग्राउंड के पैरामीटर्स पर उन लोगों के लिए चुनौती है जिनके पास बिजली के सुरक्षित उपयोग के लिए जिम्मेदारी है। एकफ़ाज़ प्रणालियों में न्यूट्रल ग्राउंडिंग बिजली के अपराधों से बचाव करती है क्योंकि यह दोषपूर्ण धाराओं के लिए एक मार्ग बनाती है। जब एक अग्रज प्रणाली के लिए न्यूट्रल बिंदु को फ़्लोट किया जाता है, तो यह एक फ़्लोटिंग न्यूट्रल का कारण बन सकता है और फिर अधिक वोल्टेज की समस्याओं और उपकरणों की क्षति का कारण बन सकता है। बिजली के इंजीनियरों का अनुभव प्रथागत परिस्थितियों के लिए न्यूट्रल ग्राउंडिंग की स्थितियों के लिए: यह जाँचा जाना चाहिए कि क्या जोड़ने वाले हिस्से शीघ्रता से जुड़े हुए हैं और क्या ग्राउंडिंग छड़ियाँ मानक गहराई की आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। ऐसी कार्यों से सुरक्षा बढ़ती है, और सुरक्षा सीमाएँ पूरी की जाती हैं।

तीन-फ़ाज़ कन्फ़िगरेशन में भारों को संतुलित करना

तीन-फ़ेज ट्रांसफॉर्मर कन्फिगरेशन में लोड बैलेंसिंग एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा है, क्योंकि यह क्षमतापूर्ण संयोजन की प्रभावशीलता पर बहुत प्रभाव डालता है। फ़ेज़ों के बीच असंतुलित लोडिंग न्यूट्रल धारा का कारण बनती है और जमीन प्रणाली में खराबी के खतरे में वृद्धि होती है। ठीक डिज़ाइन और अग्रणी मॉनिटरिंग का उपयोग शुरूआती चरण में असंतुलन का पता लगाने और लोड को संतुलित रखने में मदद करनी चाहिए। विशेषज्ञों के अनुसार, संतुलित लोड्स से बेहतर जमीन की प्रभावशीलता होती है और तीन-फ़ेज प्रणाली का समग्र रूप से बेहतर प्रदर्शन होता है। यह विधि केवल प्रणाली को स्थिर करती है, बल्कि उपकरणों को क्षति पहुंचाने वाले जमीन के समस्याओं को भी कम करती है।

फ़ॉल्ट करंट हैंडलिंग के अंतर

ग्रीड रेस्ट्रिक्शन डिवाइस (GRDs) एकफ़ाज और तीन-फ़ाज ट्रांसफॉर्मरों के खराबी विद्युत प्रवाह को अलग-अलग तरीके से प्रबंधित करते हैं, जिससे प्रणाली डिज़ाइन और सुरक्षा पर प्रभाव पड़ता है। तीन-फ़ाज ट्रांसफॉर्मर में भूमिकरण व्यवस्थित किया जाता है ताकि कई खराबी प्रवाहों का सामना किया जा सके और खराबी विद्युत प्रवाह एकफ़ाज प्रणाली की तुलना में अधिक कुशलतापूर्वक पुन: वितरित किए जाते हैं। इन अंतरों के परिणामों का चर्चा प्रणाली-प्रकार-विशिष्ट सुरक्षा उपायों के संदर्भ में की गई है। व्यावहारिक उदाहरण और मामले के अध्ययन वास्तविक घटनाओं में एकफ़ाज प्रणाली के अनुचित भूमिकरण के कारण विद्युत प्रणाली के घटकों पर होने वाली क्षति को दर्शाते हैं, जिससे एक भूमित एकफ़ाज प्रणाली की आवश्यकता को बढ़ावा मिलता है। इन सभी संवेदनशीलताओं को समझने से इंजीनियर इतने चतुर हो जाते हैं कि वे विफलता से मुक्त और विश्वसनीय प्रणाली डिज़ाइन कर सकें।

अधिकतम प्रदर्शन के लिए इंस्टॉलेशन तकनीकें

मानक भूमिकरण छड़ की लंबाई की आवश्यकताएँ

ग्राउंडिंग रॉड की मानक लंबाई तय करना ग्राउंडिंग की कुशलता के लिए आवश्यक है। सामान्यतः ग्राउंडिंग रॉड के लिए न्यूनतम लंबाई 8 फीट होती है, जैसा कि राष्ट्रीय विद्युत कोड (NEC) में निर्दिष्ट है। मिट्टी की प्रतिरोधकता, नमी का स्तर और स्थानीय विद्युत समस्याओं जैसी विचारशीलताएँ आदर्श लंबाई पर प्रभाव डाल सकती हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिरोधकता में अधिकता वाली मिट्टी के लिए प्रभावी ग्राउंडिंग प्राप्त करने के लिए अधिक रॉडों की आवश्यकता हो सकती है या फिर लंबे या समानांतर रॉडों की। यह ग्राउंडिंग प्रणाली को दोषप्रवाह को धरती में त्वरित रूप से भेजने की अनुमति देगा, ताकि विद्युत स्थापनाएँ सुरक्षित और कार्यक्षम बनी रहें।

इलेक्ट्रोड्स और कंडक्टर्स का उचित बांडिंग

इलेक्ट्रोड्स और कंडक्टर्स के बीच अच्छा संपर्क होना आवश्यक है ताकि ग्राउंडिंग की प्रभावशीलता यकीन हो। बांडिंग का काम ग्राउंड किए गए मेटल ऑब्जेक्ट्स के बीच विद्युत विभव को खत्म करके फिरांज वोल्टेज और शॉक के खतरे को दूर करना है। बांडिंग के दौरान कुछ लोगों को छोटी सी चीन्हें करने की पसंद होती है, जो प्रतिरोध को बढ़ाने का कारण बनती है और ग्राउंडिंग प्रणाली को विफल होने का कारण बनती है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के विशेषज्ञों के अनुसार, आप एक मजबूत जोड़ को मैकेनिकल क्लैम्प या एक्सोथर्मिक वेल्डिंग का उपयोग करके प्राप्त कर सकते हैं। अच्छी प्रथा का पालन करते हुए, सभी जोड़ों की जांच को स्थापित कंपोनेंट्स की उपयोगी जीवन की अवधि के दौरान ठीक रखने के लिए अवधि बद्ध जांचें करने की सिफारिश की जाती है (लंबे समय तक सुरक्षा और प्रदर्शन)।

पोस्ट-इंस्टॉलेशन पृथ्वी प्रतिरोध परीक्षण

इनस्टॉलेशन के बाद पृथ्वी प्रतिरोध का परीक्षण करना महत्वपूर्ण है ताकि ग्राउंडिंग सिस्टम की प्रभावशीलता का यकीन हो। इस परीक्षण के लिए पारंपरिक परीक्षण विधि तीन-बिंदु वोल्टेज-फॉल विधि है, जिससे ग्राउंडिंग सिस्टम में प्रतिरोध के सटीक मापन को लिया जा सकता है। नियमित परीक्षण की आवश्यकता होती है क्योंकि मिट्टी की स्थिति समय के साथ बदल सकती है और ग्राउंड प्रतिरोध भी बदल सकता है। विद्युत मानकों के अनुसार ऐसे परीक्षण कम से कम वार्षिक रूप से या जब कभी ग्राउंडिंग सिस्टम में कोई महत्वपूर्ण संशोधन किए जाते हैं, तब किए जाने चाहिए। विभिन्न मानकों द्वारा प्रतिरोध के लिए 25 ओम से कम मान की सिफारिश की जाती है ताकि प्रणाली की पर्याप्त सुरक्षा और विश्वसनीयता वापसी में हो।

ग्राउंडिंग मानकों और सुरक्षा का पालन

NEC बनाम IEC ग्राउंडिंग की मांगें

NEC और IEC ग्राउंडिंग मानदंडों के बीच अंतर स्थानीय और यूरोपीय मानकों में ग्राउंडिंग मानदंडों के माध्यम से जानकारी प्राप्त करना हमें महत्वपूर्ण अंतर दिखाती है, जो विद्युत सुरक्षा की गारंटी का प्रमाण है। NEC का क्षेत्र अमेरिका में ग्राउंडिंग पर सीमित है और कर्मचारियों की सुरक्षा पर बल देता है और यह सुनिश्चित करने पर केंद्रित है कि दोष धारा को कुशल ढंग से हटाया जाए। दूसरी ओर, IEC अंतरराष्ट्रीय संगठन है और आम तौर पर इसके मानक मापन और चीजों की व्याख्या के तरीके में अंतर होते हैं। इन नियमों को समझना आवश्यक है, क्योंकि ऐसे मामले हैं जहाँ किसी एक फ़ेज़ या तीन-फ़ेज़ ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है और ग्राउंडिंग के लिए ऐसी अलग रणनीति की आवश्यकता होती है। गलत व्याख्या की समस्याओं का कारण बन सकती है, जैसा कि 2022 में एक मामले में हुआ जब एक सुविधा का IEC मानकों का पालन न करने से बड़ी विद्युत खतरनाक प्रतिक्रिया हुई।

पृथ्वी प्रतिरोध की सीमा (1 ओम से कम)

सही ग्राउंडिंग सिस्टम के लिए 1 ओम से कम पृथ्वी प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। इस मानक से अधिक प्रतिरोध काफी गंभीर सुरक्षा खतरों का कारण बन सकता है -- स्वीकार्य से अधिक विद्युत शॉक जिम्मेदारी और संभावित उपकरण क्षति। उद्योग मानकों के साथ-साथ विशेषज्ञ निरंतर सलाह देते हैं कि इन कम प्रतिरोध सीमाओं को रखें ताकि उपरोक्त जोखिमों से बचा जा सके। एक उदाहरण विद्युत सुरक्षा की शोध की है, जिसमें पृथ्वी प्रतिरोध 1 ओम से अधिक वाले सुविधाओं में ग्राउंडिंग समस्याओं की संभावना अधिक होती है। इसलिए इन मानकों का पालन करना आवश्यक है ताकि एक मजबूत सुरक्षा रणनीति बनाई जा सके और ग्राउंडिंग सिस्टम का सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त किया जा सके।

बिजली की रक्षा सिस्टम समायोजन

ग्राउंडिंग स्ट्रैंड को लाइटनिंग प्रोटेक्शन सिस्टम में शामिल करना एक बिल्डिंग की सुरक्षा के लिए आवश्यक है। ये सिस्टम ऊर्जा को भवन, मिशन-क्रिटिक इलेक्ट्रॉनिक सामान और प्रणाली में नहीं, बल्कि ग्राउंड में भेजने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। ये सिस्टम सही डिज़ाइन की विचारों, जैसे कि ग्राउंड तकनीकों का पालन करना चाहिए। विशेषज्ञों का मत है कि लाइटनिंग के प्रभावों को कम करने का मुख्य कारण प्रभावी ग्राउंडिंग है—वास्तव में, अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए ग्राउंडिंग सिस्टम का उपयोग सुरक्षित सुविधाओं पर लाइटनिंग स्ट्राइक की संख्या को कम करने में सफलतापूर्वक रिकॉर्ड है। इसलिए, सुरक्षा उपायों को ध्यान में रखते हुए, ग्राउंडिंग सिस्टम की लाइटनिंग सुरक्षा के लिए महत्व को कभी भी अधिक नहीं कहा जा सकता।