किसी विद्युत संस्थापन या विद्युत आपूर्ति प्रणाली में अर्थिंग प्रणाली or ग्राउंडिंग सिस्टम सुरक्षा और कार्यात्मक उद्देश्यों के लिए उस स्थापना के विशिष्ट भागों को पृथ्वी की प्रवाहकीय सतह से जोड़ता है। संदर्भ बिंदु पृथ्वी की प्रवाहकीय सतह, या जहाजों पर, समुद्र की सतह है। अर्थिंग सिस्टम का चुनाव संस्थापन की सुरक्षा और विद्युतचुंबकीय अनुकूलता को प्रभावित कर सकता है। अर्थिंग सिस्टम के लिए नियम विभिन्न देशों और विद्युत प्रणालियों के विभिन्न हिस्सों में काफी भिन्न होते हैं, हालांकि कई लोग अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन की सिफारिशों का पालन करते हैं जिनका वर्णन नीचे किया गया है।

यह लेख केवल विद्युत शक्ति के लिए ग्राउंडिंग से संबंधित है। अन्य अर्थिंग प्रणालियों के उदाहरण लेखों के लिंक के साथ नीचे सूचीबद्ध हैं:

• किसी संरचना को बिजली गिरने से बचाने के लिए, बिजली को संरचना से गुजरने के बजाय अर्थिंग सिस्टम के माध्यम से और जमीन की छड़ में निर्देशित करना।
• सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न पावर और सिग्नल लाइनों के हिस्से के रूप में, जैसे कि कम वाट क्षमता वाली बिजली वितरण और टेलीग्राफ लाइनों के लिए उपयोग किया जाता था।
• रेडियो में, बड़े मोनोपोल एंटीना के लिए ग्राउंड प्लेन के रूप में।
• अन्य प्रकार के रेडियो एंटेना, जैसे कि द्विध्रुव, के लिए सहायक वोल्टेज संतुलन के रूप में।
• वीएलएफ और ईएलएफ रेडियो के लिए ग्राउंड डिपोल एंटीना के फ़ीड-पॉइंट के रूप में।

विद्युत अर्थिंग के उद्देश्य

सुरक्षात्मक अर्थिंग

यूके में "अर्थिंग" सुरक्षात्मक कंडक्टरों के माध्यम से इंस्टॉलेशन के उजागर-प्रवाहकीय भागों को "मुख्य अर्थिंग टर्मिनल" से जोड़ना है, जो पृथ्वी की सतह के संपर्क में एक इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है। ए सुरक्षात्मक कंडक्टर (पीई) (एक के रूप में जाना जाता है उपकरण ग्राउंडिंग कंडक्टर यूएस नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड में) गलती की स्थिति में जुड़े उपकरणों की उजागर-प्रवाहकीय सतह को पृथ्वी की क्षमता के करीब रखकर बिजली के झटके के खतरे से बचा जाता है। किसी खराबी की स्थिति में, अर्थिंग सिस्टम द्वारा करंट को धरती पर प्रवाहित करने की अनुमति दी जाती है। यदि यह अत्यधिक है तो फ़्यूज़ या सर्किट ब्रेकर की ओवरकरंट सुरक्षा काम करेगी, जिससे सर्किट की सुरक्षा होगी और उजागर-प्रवाहकीय सतहों से किसी भी दोष-प्रेरित वोल्टेज को हटा दिया जाएगा। यह वियोग आधुनिक वायरिंग अभ्यास का एक मूलभूत सिद्धांत है और इसे "आपूर्ति का स्वचालित विच्छेदन" (एडीएस) कहा जाता है। अधिकतम स्वीकार्य अर्थ फॉल्ट लूप प्रतिबाधा मान और ओवरकरंट सुरक्षा उपकरणों की विशेषताओं को विद्युत सुरक्षा नियमों में सख्ती से निर्दिष्ट किया गया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह तुरंत होता है और जब ओवरकरंट प्रवाहित होता है तो प्रवाहकीय सतहों पर खतरनाक वोल्टेज नहीं होते हैं। इसलिए सुरक्षा वोल्टेज की ऊंचाई और उसकी अवधि को सीमित करके होती है।

विकल्प है गहन सुरक्षा - जैसे कि प्रबलित या दोहरा इन्सुलेशन - जहां खतरनाक स्थिति को उजागर करने के लिए कई स्वतंत्र विफलताएं होनी चाहिए।

कार्यात्मक अर्थिंग

A कार्यात्मक पृथ्वी कनेक्शन विद्युत सुरक्षा के अलावा किसी अन्य उद्देश्य को पूरा करता है, और सामान्य ऑपरेशन के हिस्से के रूप में करंट प्रवाहित हो सकता है। एक कार्यात्मक पृथ्वी का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण विद्युत आपूर्ति प्रणाली में तटस्थ है जब यह विद्युत शक्ति के स्रोत पर पृथ्वी इलेक्ट्रोड से जुड़ा एक वर्तमान-वाहक कंडक्टर होता है। कार्यात्मक पृथ्वी कनेक्शन का उपयोग करने वाले उपकरणों के अन्य उदाहरणों में सर्ज सप्रेसर्स और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप फिल्टर शामिल हैं।

लो-वोल्टेज सिस्टम

कम-वोल्टेज वितरण नेटवर्क में, जो अंतिम उपयोगकर्ताओं के व्यापक वर्ग को विद्युत शक्ति वितरित करते हैं, अर्थिंग सिस्टम के डिजाइन के लिए मुख्य चिंता उन उपभोक्ताओं की सुरक्षा है जो बिजली के उपकरणों का उपयोग करते हैं और बिजली के झटके के खिलाफ उनकी सुरक्षा है। फ़्यूज़ और अवशिष्ट वर्तमान उपकरणों जैसे सुरक्षात्मक उपकरणों के संयोजन में, अर्थिंग प्रणाली को अंततः यह सुनिश्चित करना चाहिए कि किसी व्यक्ति को किसी धातु की वस्तु के संपर्क में नहीं आना चाहिए, जिसकी क्षमता व्यक्ति की क्षमता के सापेक्ष "सुरक्षित" सीमा से अधिक है, जो आमतौर पर लगभग निर्धारित होती है 50 वी.

240 V से 1.1 kV के सिस्टम वोल्टेज वाले बिजली नेटवर्क पर, जो सार्वजनिक रूप से सुलभ नेटवर्क के बजाय ज्यादातर औद्योगिक / खनन उपकरण / मशीनों में उपयोग किया जाता है, अर्थिंग सिस्टम डिज़ाइन सुरक्षा के दृष्टिकोण से उतना ही महत्वपूर्ण है जितना घरेलू उपयोगकर्ताओं के लिए।

अधिकांश विकसित देशों में, 220 वी, 230 वी, या 240 वी सॉकेट अर्थ्ड संपर्कों के साथ या तो द्वितीय विश्व युद्ध के ठीक पहले या उसके तुरंत बाद पेश किए गए थे, हालांकि लोकप्रियता में काफी राष्ट्रीय भिन्नता थी। संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, 120 के दशक के मध्य से पहले स्थापित 1960 वी पावर आउटलेट में आम तौर पर ग्राउंड (अर्थ) पिन शामिल नहीं होता था। विकासशील दुनिया में, स्थानीय वायरिंग प्रथा किसी आउटलेट के अर्थिंग पिन से कनेक्शन प्रदान नहीं कर सकती है।

सप्लाई अर्थ की अनुपस्थिति में, अर्थ कनेक्शन की आवश्यकता वाले उपकरण अक्सर सप्लाई न्यूट्रल का उपयोग करते हैं। कुछ ने समर्पित ज़मीनी छड़ों का उपयोग किया। कई 110 V उपकरणों में "लाइन" और "न्यूट्रल" के बीच अंतर बनाए रखने के लिए ध्रुवीकृत प्लग होते हैं, लेकिन उपकरण अर्थिंग के लिए सप्लाई न्यूट्रल का उपयोग करना अत्यधिक समस्याग्रस्त हो सकता है। आउटलेट या प्लग में "लाइन" और "न्यूट्रल" गलती से उलट हो सकते हैं, या न्यूट्रल-टू-अर्थ कनेक्शन विफल हो सकता है या अनुचित तरीके से स्थापित हो सकता है। यहां तक ​​कि न्यूट्रल में सामान्य लोड धाराएं भी खतरनाक वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न कर सकती हैं। इन कारणों से, अधिकांश देशों ने अब समर्पित सुरक्षात्मक पृथ्वी कनेक्शन को अनिवार्य कर दिया है जो अब लगभग सार्वभौमिक हैं।

यदि आकस्मिक रूप से सक्रिय वस्तुओं और आपूर्ति कनेक्शन के बीच दोष पथ में कम प्रतिबाधा है, तो दोष धारा इतनी बड़ी होगी कि सर्किट ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण (फ्यूज या सर्किट ब्रेकर) ग्राउंड दोष को दूर करने के लिए खुल जाएगा। जहां अर्थिंग सिस्टम उपकरण बाड़ों और आपूर्ति रिटर्न के बीच कम-प्रतिबाधा धातु कंडक्टर प्रदान नहीं करता है (जैसे कि टीटी अलग से अर्थ किए गए सिस्टम में), गलती धाराएं छोटी होती हैं, और जरूरी नहीं कि ओवरकरंट सुरक्षा उपकरण संचालित हो। ऐसे मामले में जमीन पर लीक हो रहे करंट का पता लगाने और सर्किट को बाधित करने के लिए एक अवशिष्ट करंट डिटेक्टर स्थापित किया जाता है।

आईईसी शब्दावली

अंतर्राष्ट्रीय मानक IEC 60364 दो-अक्षर कोड का उपयोग करके, अर्थिंग व्यवस्था के तीन परिवारों को अलग करता है TN, TT, तथा IT.

पहला अक्षर पृथ्वी और बिजली आपूर्ति उपकरण (जनरेटर या ट्रांसफार्मर) के बीच संबंध को इंगित करता है:

"टी" — किसी बिंदु का पृथ्वी से सीधा संबंध (लैटिन: टेरा)

"मैं" - शायद उच्च प्रतिबाधा को छोड़कर, कोई भी बिंदु पृथ्वी (अलगाव) से जुड़ा नहीं है।

दूसरा अक्षर अर्थ या नेटवर्क और आपूर्ति किए जा रहे विद्युत उपकरण के बीच संबंध को इंगित करता है:

"टी" - पृथ्वी का कनेक्शन पृथ्वी से स्थानीय प्रत्यक्ष कनेक्शन (लैटिन: टेरा) द्वारा होता है, आमतौर पर एक ग्राउंड रॉड के माध्यम से।

"एन" — अर्थ कनेक्शन बिजली आपूर्ति द्वारा प्रदान किया जाता है Nनेटवर्क, या तो एक अलग सुरक्षात्मक पृथ्वी (पीई) कंडक्टर के रूप में या तटस्थ कंडक्टर के साथ संयुक्त।

टीएन नेटवर्क के प्रकार

में TN अर्थिंग प्रणाली, जनरेटर या ट्रांसफार्मर में से एक बिंदु पृथ्वी से जुड़ा होता है, आमतौर पर तीन-चरण प्रणाली में तारा बिंदु होता है। ट्रांसफार्मर पर इस अर्थ कनेक्शन के माध्यम से विद्युत उपकरण का शरीर पृथ्वी से जुड़ा होता है। यह व्यवस्था विशेष रूप से यूरोप में आवासीय और औद्योगिक विद्युत प्रणालियों के लिए एक मौजूदा मानक है।

उपभोक्ता के विद्युत अधिष्ठापन के खुले धातु भागों को जोड़ने वाले कंडक्टर को कहा जाता है रक्षक पृथ्वी। वह कंडक्टर जो तीन-चरण प्रणाली में स्टार बिंदु से जुड़ता है, या जो एकल-चरण प्रणाली में रिटर्न करंट ले जाता है, कहलाता है तटस्थ (N). टीएन सिस्टम के तीन प्रकार प्रतिष्ठित हैं:

टीएन−एस

पीई और एन अलग-अलग कंडक्टर हैं जो केवल बिजली स्रोत के पास एक साथ जुड़े हुए हैं।

टीएन−सी

एक संयुक्त PEN कंडक्टर PE और N कंडक्टर दोनों के कार्यों को पूरा करता है। (230/400v सिस्टम पर आमतौर पर केवल वितरण नेटवर्क के लिए उपयोग किया जाता है)

टीएन−सी−एस

सिस्टम का एक हिस्सा एक संयुक्त PEN कंडक्टर का उपयोग करता है, जो कुछ बिंदु पर अलग-अलग PE और N लाइनों में विभाजित होता है। संयुक्त PEN कंडक्टर आमतौर पर सबस्टेशन और इमारत में प्रवेश बिंदु के बीच होता है, और सर्विस हेड में अर्थ और न्यूट्रल को अलग किया जाता है। यूके में इस प्रणाली को इस नाम से भी जाना जाता है प्रोटेक्टिव मल्टीपल अर्थिंग (पीएमई), टूटे हुए PEN कंडक्टर की स्थिति में बिजली के झटके के जोखिम को कम करने के लिए, कई स्थानों पर संयुक्त तटस्थ-और-पृथ्वी कंडक्टर को वास्तविक पृथ्वी से जोड़ने की प्रथा के कारण। ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड में समान प्रणालियों को इस प्रकार नामित किया गया है मल्टीपल अर्थड न्यूट्रल (पुरुष) और, उत्तरी अमेरिका में, जैसे मल्टी-ग्राउंडेड न्यूट्रल (एमजीएन).

टीएन-एस और टीएन-सीएस दोनों आपूर्ति एक ही ट्रांसफार्मर से लेना संभव है। उदाहरण के लिए, कुछ भूमिगत केबलों के आवरण खराब हो जाते हैं और अच्छे अर्थ कनेक्शन प्रदान करना बंद कर देते हैं, और इसलिए जिन घरों में उच्च प्रतिरोध वाली "खराब अर्थ" पाई जाती है, उन्हें टीएन-सीएस में परिवर्तित किया जा सकता है। यह किसी नेटवर्क पर तभी संभव है जब न्यूट्रल विफलता के विरुद्ध उपयुक्त रूप से मजबूत हो, और रूपांतरण हमेशा संभव नहीं होता है। PEN को विफलता के विरुद्ध उपयुक्त रूप से सुदृढ़ किया जाना चाहिए, क्योंकि एक खुले सर्किट PEN ब्रेक के डाउनस्ट्रीम सिस्टम अर्थ से जुड़े किसी भी उजागर धातु पर पूर्ण चरण वोल्टेज को प्रभावित कर सकता है। विकल्प यह है कि स्थानीय अर्थ प्रदान किया जाए और टीटी में परिवर्तित किया जाए। टीएन नेटवर्क का मुख्य आकर्षण कम प्रतिबाधा पृथ्वी पथ है जो लाइन-टू-पीई शॉर्ट सर्किट के मामले में उच्च वर्तमान सर्किट पर आसान स्वचालित डिस्कनेक्शन (एडीएस) की अनुमति देता है क्योंकि वही ब्रेकर या फ्यूज एलएन या एल के लिए काम करेगा। -पीई दोष, और पृथ्वी दोष का पता लगाने के लिए आरसीडी की आवश्यकता नहीं है।

टीटी नेटवर्क

में TT (टेरा-टेरा) अर्थिंग प्रणाली, उपभोक्ता के लिए सुरक्षात्मक अर्थ कनेक्शन एक स्थानीय अर्थ इलेक्ट्रोड द्वारा प्रदान किया जाता है, (कभी-कभी टेरा-फ़रमा कनेक्शन के रूप में जाना जाता है) और जनरेटर पर एक और स्वतंत्र रूप से स्थापित होता है। दोनों के बीच कोई 'अर्थ वायर' नहीं है. फॉल्ट लूप प्रतिबाधा अधिक है, और जब तक इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा वास्तव में बहुत कम न हो, एक टीटी इंस्टॉलेशन में हमेशा पहले आइसोलेटर के रूप में एक आरसीडी (जीएफसीआई) होना चाहिए।

टीटी अर्थिंग प्रणाली का बड़ा लाभ अन्य उपयोगकर्ताओं के जुड़े उपकरणों से कम हस्तक्षेप है। टीटी हमेशा दूरसंचार साइटों जैसे विशेष अनुप्रयोगों के लिए बेहतर रहा है जो हस्तक्षेप मुक्त अर्थिंग से लाभान्वित होते हैं। इसके अलावा, टीटी नेटवर्क टूटे हुए तटस्थ के मामले में कोई गंभीर जोखिम पैदा नहीं करते हैं। इसके अलावा, उन स्थानों पर जहां बिजली ओवरहेड वितरित की जाती है, वहां किसी ओवरहेड वितरण कंडक्टर को गिरने वाले पेड़ या शाखा से फ्रैक्चर होने पर पृथ्वी कंडक्टरों के सक्रिय होने का खतरा नहीं होता है।

पूर्व-आरसीडी युग में, लाइन-टू-पीई शॉर्ट सर्किट (टीएन सिस्टम की तुलना में, जहां एक ही ब्रेकर होता है) के मामले में विश्वसनीय स्वचालित डिस्कनेक्शन (एडीएस) की व्यवस्था करने में कठिनाई के कारण टीटी अर्थिंग प्रणाली सामान्य उपयोग के लिए अनाकर्षक थी। या फ़्यूज़ एलएन या एल-पीई दोषों के लिए काम करेगा)। लेकिन चूंकि अवशिष्ट वर्तमान उपकरण इस नुकसान को कम करते हैं, टीटी अर्थिंग प्रणाली अधिक आकर्षक हो गई है, बशर्ते कि सभी एसी पावर सर्किट आरसीडी-संरक्षित हों। कुछ देशों में (जैसे कि यूके) उन स्थितियों के लिए अनुशंसित है जहां कम प्रतिबाधा युक्त क्षेत्र को बॉन्डिंग द्वारा बनाए रखना अव्यावहारिक है, जहां महत्वपूर्ण आउटडोर वायरिंग है, जैसे मोबाइल घरों और कुछ कृषि सेटिंग्स को आपूर्ति, या जहां उच्च फॉल्ट करंट अन्य खतरे पैदा हो सकते हैं, जैसे ईंधन डिपो या मरीना में।

टीटी अर्थिंग प्रणाली का उपयोग पूरे जापान में किया जाता है, अधिकांश औद्योगिक सेटिंग्स में आरसीडी इकाइयों के साथ। यह परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव और स्विच-मोड बिजली आपूर्ति पर अतिरिक्त आवश्यकताएं लगा सकता है, जिसमें अक्सर ग्राउंड कंडक्टर तक उच्च आवृत्ति शोर को पारित करने वाले पर्याप्त फिल्टर होते हैं।

आईटी नेटवर्क

एक में IT नेटवर्क, विद्युत वितरण प्रणाली का पृथ्वी से कोई संबंध नहीं है, या इसमें केवल एक उच्च प्रतिबाधा कनेक्शन है।

तुलना

अन्य शब्दावली

जबकि कई देशों की इमारतों के लिए राष्ट्रीय वायरिंग नियम IEC 60364 शब्दावली का पालन करते हैं, उत्तरी अमेरिका (संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा) में, "उपकरण ग्राउंडिंग कंडक्टर" शब्द शाखा सर्किट पर उपकरण ग्राउंड और ग्राउंड तारों और "ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड कंडक्टर" को संदर्भित करता है। इसका उपयोग अर्थ ग्राउंड रॉड (या समान) को सर्विस पैनल से जोड़ने वाले कंडक्टरों के लिए किया जाता है। "ग्राउंडेड कंडक्टर" प्रणाली "तटस्थ" है। ऑस्ट्रेलियाई और न्यूजीलैंड मानक एक संशोधित पीएमई अर्थिंग प्रणाली का उपयोग करते हैं जिसे मल्टीपल अर्थड न्यूट्रल (एमईएन) कहा जाता है। प्रत्येक उपभोक्ता सेवा बिंदु पर न्यूट्रल को ग्राउंड किया जाता है जिससे एलवी लाइनों की पूरी लंबाई के साथ न्यूट्रल संभावित अंतर को प्रभावी ढंग से शून्य पर लाया जाता है। यूके और कुछ राष्ट्रमंडल देशों में, शब्द "पीएनई", जिसका अर्थ चरण-तटस्थ-पृथ्वी है, का उपयोग यह इंगित करने के लिए किया जाता है कि तीन (या गैर-एकल-चरण कनेक्शन के लिए अधिक) कंडक्टर का उपयोग किया जाता है, अर्थात, पीएन-एस।

प्रतिरोध-पृथ्वी तटस्थ (भारत)

एचटी प्रणाली के समान, एलटी प्रणाली (1100 वी > एलटी > 230 वी) के लिए केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण विनियमों के अनुसार भारत में खनन के लिए प्रतिरोध पृथ्वी प्रणाली भी शुरू की गई है। स्टार न्यूट्रल पॉइंट की ठोस अर्थिंग के स्थान पर बीच में एक उपयुक्त न्यूट्रल ग्राउंडिंग प्रतिरोध (एनजीआर) जोड़ा जाता है, जिससे अर्थ लीकेज करंट 750 एमए तक सीमित हो जाता है। दोष धारा प्रतिबंध के कारण यह गैसी खदानों के लिए अधिक सुरक्षित है।

चूंकि पृथ्वी रिसाव प्रतिबंधित है, रिसाव संरक्षण की उच्चतम सीमा केवल 750 एमए के इनपुट के लिए है। सॉलिड अर्थ्ड सिस्टम में लीकेज करंट शॉर्ट सर्किट करंट तक जा सकता है, यहां यह अधिकतम 750 mA तक सीमित है। यह प्रतिबंधित ऑपरेटिंग करंट लीकेज रिले सुरक्षा की समग्र परिचालन दक्षता को कम करता है। खदानों में बिजली के झटके से सुरक्षा के लिए कुशल एवं सर्वाधिक विश्वसनीय सुरक्षा का महत्व बढ़ गया है।

इस प्रणाली में संभावना रहती है कि जुड़ा हुआ प्रतिरोध खुल जाए। इससे बचने के लिए प्रतिरोध की निगरानी के लिए अतिरिक्त सुरक्षा तैनात की जाती है, जो खराबी की स्थिति में बिजली काट देती है।

पृथ्वी रिसाव संरक्षण

पृथ्वी पर करंट का रिसाव मनुष्यों के लिए बहुत हानिकारक हो सकता है, क्या यह उनके बीच से होकर गुजरता है। विद्युत उपकरणों/उपकरणों द्वारा आकस्मिक झटके से बचने के लिए रिसाव निश्चित सीमा से अधिक होने पर बिजली को अलग करने के लिए स्रोत पर अर्थ लीकेज रिले/सेंसर का उपयोग किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए अर्थ लीकेज सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है। करंट सेंसिंग ब्रेकर को आरसीबी/आरसीसीबी कहा जाता है। औद्योगिक अनुप्रयोगों में, अर्थ लीकेज रिले का उपयोग अलग-अलग CT (करंट ट्रांसफार्मर) के साथ किया जाता है, जिसे CBCT (कोर बैलेंस्ड करंट ट्रांसफार्मर) कहा जाता है, जो CBCT के सेकेंडरी के माध्यम से सिस्टम के लीकेज करंट (शून्य चरण अनुक्रम करंट) को महसूस करता है और यह रिले को संचालित करता है। यह सुरक्षा मिली-एम्प्स की रेंज में काम करती है और इसे 30 mA से 3000 mA तक सेट किया जा सकता है।

पृथ्वी कनेक्टिविटी जाँच

अर्थ कोर के अतिरिक्त वितरण/उपकरण आपूर्ति प्रणाली से एक अलग पायलट कोर पी चलाया जाता है। सोर्सिंग सिरे पर अर्थ कनेक्टिविटी जांच उपकरण लगा हुआ है जो लगातार अर्थ कनेक्टिविटी की निगरानी करता है। पायलट कोर पी इस चेक डिवाइस से शुरू होता है और कनेक्टिंग ट्रेलिंग केबल के माध्यम से चलता है जो आम तौर पर चलती खनन मशीनरी (एलएचडी) को बिजली की आपूर्ति करता है। यह कोर पी एक डायोड सर्किट के माध्यम से वितरण छोर पर पृथ्वी से जुड़ा है, जो चेक डिवाइस से शुरू किए गए विद्युत सर्किट को पूरा करता है। जब वाहन से अर्थ कनेक्टिविटी टूट जाती है, तो यह पायलट कोर सर्किट डिस्कनेक्ट हो जाता है, सोर्सिंग एंड पर लगा सुरक्षा उपकरण सक्रिय हो जाता है और मशीन को बिजली अलग कर देता है। भूमिगत खदानों में उपयोग किए जाने वाले पोर्टेबल भारी विद्युत उपकरणों के लिए इस प्रकार का सर्किट आवश्यक है।

गुण

लागत

• टीएन नेटवर्क प्रत्येक उपभोक्ता की साइट पर कम-प्रतिबाधा वाले अर्थ कनेक्शन की लागत बचाते हैं। ऐसा कनेक्शन (एक दबी हुई धातु संरचना) प्रदान करना आवश्यक है रक्षक पृथ्वी आईटी और टीटी सिस्टम में।
• टीएन-सी नेटवर्क अलग-अलग एन और पीई कनेक्शन के लिए आवश्यक अतिरिक्त कंडक्टर की लागत बचाते हैं। हालाँकि, टूटे हुए न्यूट्रल के जोखिम को कम करने के लिए, विशेष केबल प्रकार और धरती से बहुत सारे कनेक्शन की आवश्यकता होती है।
• टीटी नेटवर्क को उचित आरसीडी (ग्राउंड फॉल्ट इंटरप्टर) सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

सुरक्षा

• टीएन में, एक इन्सुलेशन दोष के कारण उच्च शॉर्ट-सर्किट करंट होने की संभावना है जो एक ओवरकरंट सर्किट-ब्रेकर या फ़्यूज़ को ट्रिगर करेगा और एल कंडक्टर को डिस्कनेक्ट कर देगा। टीटी सिस्टम के साथ, अर्थ फॉल्ट लूप प्रतिबाधा ऐसा करने के लिए बहुत अधिक हो सकती है, या आवश्यक समय के भीतर इसे करने के लिए बहुत अधिक हो सकती है, इसलिए आमतौर पर आरसीडी (पूर्व में ईएलसीबी) का उपयोग किया जाता है। पहले के टीटी इंस्टॉलेशन में इस महत्वपूर्ण सुरक्षा सुविधा का अभाव हो सकता है, जिससे सीपीसी (सर्किट प्रोटेक्टिव कंडक्टर या पीई) और शायद व्यक्तियों की पहुंच के भीतर संबंधित धातु भागों (उजागर-प्रवाहकीय-भागों और बाहरी-प्रवाहकीय-भागों) को गलती के तहत विस्तारित अवधि के लिए सक्रिय होने की अनुमति मिलती है। स्थितियाँ, जो एक वास्तविक खतरा है।
• टीएन-एस और टीटी सिस्टम में (और विभाजन के बिंदु से परे टीएन-सीएस में), अतिरिक्त सुरक्षा के लिए एक अवशिष्ट-वर्तमान डिवाइस का उपयोग किया जा सकता है। उपभोक्ता उपकरण में किसी भी इन्सुलेशन दोष की अनुपस्थिति में, समीकरण I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 धारण करता है, और जैसे ही यह राशि एक सीमा (आमतौर पर 10 एमए - 500 एमए) तक पहुंचती है, एक आरसीडी आपूर्ति को डिस्कनेक्ट कर सकता है। एल या एन और पीई के बीच इन्सुलेशन दोष उच्च संभावना के साथ आरसीडी को ट्रिगर करेगा।
• आईटी और टीएन-सी नेटवर्क में, अवशिष्ट वर्तमान उपकरणों में इन्सुलेशन दोष का पता लगाने की संभावना बहुत कम होती है। टीएन-सी प्रणाली में, वे विभिन्न आरसीडी पर या वास्तविक जमीन के साथ सर्किट के अर्थ कंडक्टरों के बीच संपर्क से अवांछित ट्रिगरिंग के प्रति भी बहुत संवेदनशील होंगे, जिससे उनका उपयोग अव्यावहारिक हो जाएगा। इसके अलावा, आरसीडी आमतौर पर तटस्थ कोर को अलग करते हैं। चूँकि TN-C प्रणाली में ऐसा करना असुरक्षित है, TN-C पर RCD को केवल लाइन कंडक्टर को बाधित करने के लिए तारित किया जाना चाहिए।
• एकल-समाप्त एकल-चरण प्रणालियों में जहां पृथ्वी और तटस्थ संयुक्त होते हैं (टीएन-सी, और टीएन-सीएस सिस्टम का हिस्सा जो संयुक्त तटस्थ और पृथ्वी कोर का उपयोग करता है), यदि PEN कंडक्टर में कोई संपर्क समस्या है, तो ब्रेक से परे अर्थिंग सिस्टम के सभी हिस्से एल कंडक्टर की क्षमता तक बढ़ जाएंगे। एक असंतुलित बहु-चरण प्रणाली में, अर्थिंग सिस्टम की क्षमता सबसे अधिक लोड किए गए लाइन कंडक्टर की ओर बढ़ेगी। ब्रेक से परे तटस्थ की क्षमता में ऐसी वृद्धि को के रूप में जाना जाता है तटस्थ उलटा. इसलिए, टीएन-सी कनेक्शन को प्लग/सॉकेट कनेक्शन या लचीली केबल के पार नहीं जाना चाहिए, जहां फिक्स्ड वायरिंग की तुलना में संपर्क समस्याओं की संभावना अधिक होती है। यदि केबल क्षतिग्रस्त हो तो एक जोखिम भी होता है, जिसे संकेंद्रित केबल निर्माण और एकाधिक अर्थ इलेक्ट्रोड के उपयोग से कम किया जा सकता है। खोए हुए तटस्थ 'अर्थड' धातु के काम को खतरनाक क्षमता तक बढ़ाने के (छोटे) जोखिमों के साथ-साथ वास्तविक पृथ्वी के साथ अच्छे संपर्क से निकटता से बढ़ते सदमे के जोखिम के कारण, यूके में टीएन-सीएस आपूर्ति के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया गया है। कारवां स्थलों और नावों को किनारे की आपूर्ति, और खेतों और बाहरी निर्माण स्थलों पर उपयोग के लिए दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है, और ऐसे मामलों में सभी बाहरी तारों को आरसीडी और एक अलग अर्थ इलेक्ट्रोड के साथ टीटी बनाने की सिफारिश की जाती है।
• आईटी प्रणालियों में, एक एकल इन्सुलेशन दोष के कारण पृथ्वी के संपर्क में आने वाले मानव शरीर में खतरनाक धाराएं प्रवाहित होने की संभावना नहीं है, क्योंकि ऐसी धारा प्रवाहित करने के लिए कोई कम-प्रतिबाधा सर्किट मौजूद नहीं है। हालाँकि, पहला इंसुलेशन दोष प्रभावी रूप से एक आईटी सिस्टम को टीएन सिस्टम में बदल सकता है, और फिर दूसरा इंसुलेशन दोष खतरनाक शरीर धाराओं को जन्म दे सकता है। इससे भी बदतर, एक बहु-चरण प्रणाली में, यदि लाइन कंडक्टरों में से एक ने पृथ्वी के साथ संपर्क बनाया, तो इससे अन्य चरण कोर चरण-तटस्थ वोल्टेज के बजाय पृथ्वी के सापेक्ष चरण-चरण वोल्टेज तक बढ़ जाएंगे। आईटी प्रणालियाँ भी अन्य प्रणालियों की तुलना में बड़े क्षणिक ओवरवॉल्टेज का अनुभव करती हैं।
• टीएन-सी और टीएन-सीएस प्रणालियों में, संयुक्त तटस्थ-और-पृथ्वी कोर और पृथ्वी के शरीर के बीच कोई भी संबंध सामान्य परिस्थितियों में महत्वपूर्ण धारा ले जा सकता है, और टूटी हुई तटस्थ स्थिति में और भी अधिक प्रवाहित हो सकता है। इसलिए, मुख्य इक्विपोटेंशियल बॉन्डिंग कंडक्टरों का आकार इसे ध्यान में रखकर किया जाना चाहिए; टीएन-सीएस का उपयोग पेट्रोल स्टेशनों जैसी स्थितियों में अनुचित है, जहां बहुत सारी दबी हुई धातु और विस्फोटक गैसों का संयोजन होता है।

विद्युत चुम्बकीय संगतता

• टीएन-एस और टीटी प्रणालियों में, उपभोक्ता के पास पृथ्वी से कम शोर वाला कनेक्शन होता है, जो रिटर्न धाराओं और उस कंडक्टर के प्रतिबाधा के परिणामस्वरूप एन कंडक्टर पर दिखाई देने वाले वोल्टेज से प्रभावित नहीं होता है। कुछ प्रकार के दूरसंचार और माप उपकरणों के साथ इसका विशेष महत्व है।
• टीटी सिस्टम में, प्रत्येक उपभोक्ता का पृथ्वी से अपना कनेक्शन होता है, और साझा पीई लाइन पर अन्य उपभोक्ताओं के कारण होने वाली किसी भी धारा पर ध्यान नहीं दिया जाएगा।

नियामक

• संयुक्त राज्य अमेरिका के नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड और कैनेडियन इलेक्ट्रिकल कोड में वितरण ट्रांसफार्मर से फ़ीड एक संयुक्त तटस्थ और ग्राउंडिंग कंडक्टर का उपयोग करता है, लेकिन संरचना के भीतर अलग-अलग तटस्थ और सुरक्षात्मक अर्थ कंडक्टर का उपयोग किया जाता है (टीएन-सीएस)। न्यूट्रल को केवल ग्राहक के डिस्कनेक्टिंग स्विच के आपूर्ति पक्ष पर पृथ्वी से जोड़ा जाना चाहिए।
• अर्जेंटीना, फ़्रांस (टीटी) और ऑस्ट्रेलिया (टीएन-सीएस) में, ग्राहकों को अपना स्वयं का ग्राउंड कनेक्शन प्रदान करना होगा।
• जापान पीएसई कानून द्वारा शासित है, और अधिकांश प्रतिष्ठानों में टीटी अर्थिंग का उपयोग करता है।
• ऑस्ट्रेलिया में, मल्टीपल अर्थेड न्यूट्रल (एमईएन) अर्थिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है और इसे एएस 5 की धारा 3000 में वर्णित किया गया है। एक एलवी ग्राहक के लिए, यह सड़क में ट्रांसफार्मर से परिसर तक एक टीएन-सी प्रणाली है, (न्यूट्रल है) इस खंड में कई बार अर्थिंग की गई), और इंस्टॉलेशन के अंदर मुख्य स्विचबोर्ड से नीचे की ओर एक टीएन-एस सिस्टम लगाया गया। समग्र रूप से देखा जाए तो यह एक TN-CS प्रणाली है।
• डेनमार्क में उच्च वोल्टेज विनियमन (स्टर्कस्ट्रॉम्सबेकेंड्टगॉरेल्सन) और मलेशिया में विद्युत अध्यादेश 1994 में कहा गया है कि सभी उपभोक्ताओं को टीटी अर्थिंग का उपयोग करना चाहिए, हालांकि दुर्लभ मामलों में टीएन-सीएस की अनुमति दी जा सकती है (संयुक्त राज्य अमेरिका की तरह ही उपयोग किया जाता है)। जब बड़ी कंपनियों की बात आती है तो नियम अलग होते हैं।
• भारत में केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण विनियम, सीईएआर, 2010, नियम 41 के अनुसार, 3-चरण, 4-तार प्रणाली के लिए अर्थिंग, न्यूट्रल तार और 2-चरण, 3-तार प्रणाली के अतिरिक्त तीसरे तार का प्रावधान है। अर्थिंग दो अलग-अलग कनेक्शन से किया जाना है। ग्राउंडिंग प्रणाली में कम से कम दो या अधिक अर्थ पिट (इलेक्ट्रोड) होने चाहिए ताकि उचित ग्राउंडिंग हो सके। नियम 42 के अनुसार, 5 वोल्ट से अधिक 250 किलोवाट से अधिक लोड वाले इंस्टॉलेशन में अर्थ फॉल्ट या रिसाव के मामले में लोड को अलग करने के लिए उपयुक्त अर्थ लीकेज सुरक्षात्मक उपकरण होना चाहिए।

आवेदन उदाहरण

• यूके के उन क्षेत्रों में जहां भूमिगत बिजली केबलिंग प्रचलित है, टीएन-एस प्रणाली आम है।
• भारत में एलटी आपूर्ति आम तौर पर टीएन-एस प्रणाली के माध्यम से होती है। वितरण ट्रांसफार्मर पर न्यूट्रल को डबल ग्राउंड किया जाता है। वितरण ओवरहेड लाइन/केबलों पर न्यूट्रल और अर्थ अलग-अलग चलते हैं। ओवरहेड लाइनों के लिए अलग कंडक्टर और केबलों के कवच का उपयोग पृथ्वी कनेक्शन के लिए किया जाता है। पृथ्वी को मजबूत करने के लिए उपयोगकर्ता के सिरों पर अतिरिक्त अर्थ इलेक्ट्रोड/गड्ढे स्थापित किए जाते हैं।
• यूरोप के अधिकांश आधुनिक घरों में टीएन-सीएस अर्थिंग सिस्टम होता है। संयुक्त न्यूट्रल और अर्थ निकटतम ट्रांसफार्मर सबस्टेशन और सर्विस कट आउट (मीटर से पहले फ्यूज) के बीच होता है। इसके बाद सभी आंतरिक वायरिंग में अलग-अलग अर्थ और न्यूट्रल कोर का उपयोग किया जाता है।
• यूके में पुराने शहरी और उपनगरीय घरों में टीएन-एस आपूर्ति होती है, जिसमें भूमिगत लीड-एंड-पेपर केबल के लीड शीथ के माध्यम से पृथ्वी कनेक्शन दिया जाता है।
• नॉर्वे में पुराने घर आईटी प्रणाली का उपयोग करते हैं जबकि नए घर टीएन-सीएस का उपयोग करते हैं।
• कुछ पुराने घर, विशेष रूप से वे जो अवशिष्ट-वर्तमान सर्किट ब्रेकर और वायर्ड होम एरिया नेटवर्क के आविष्कार से पहले बने थे, इन-हाउस टीएन-सी व्यवस्था का उपयोग करते हैं। यह अब अनुशंसित अभ्यास नहीं है.
• प्रयोगशाला कक्ष, चिकित्सा सुविधाएं, निर्माण स्थल, मरम्मत कार्यशालाएं, मोबाइल विद्युत प्रतिष्ठान, और अन्य वातावरण जो इंजन-जनरेटर के माध्यम से आपूर्ति किए जाते हैं, जहां इन्सुलेशन दोषों का खतरा बढ़ जाता है, अक्सर अलगाव ट्रांसफार्मर से आपूर्ति की गई आईटी अर्थिंग व्यवस्था का उपयोग करते हैं। आईटी सिस्टम के साथ दो-गलती के मुद्दों को कम करने के लिए, आइसोलेशन ट्रांसफार्मर को प्रत्येक में केवल थोड़ी संख्या में लोड की आपूर्ति करनी चाहिए और एक इन्सुलेशन मॉनिटरिंग डिवाइस के साथ संरक्षित किया जाना चाहिए (आमतौर पर लागत के कारण केवल चिकित्सा, रेलवे या सैन्य आईटी सिस्टम द्वारा उपयोग किया जाता है)।
• दूरदराज के क्षेत्रों में, जहां एक अतिरिक्त पीई कंडक्टर की लागत स्थानीय अर्थ कनेक्शन की लागत से अधिक है, टीटी नेटवर्क का उपयोग आमतौर पर कुछ देशों में किया जाता है, विशेष रूप से पुरानी संपत्तियों या ग्रामीण क्षेत्रों में, जहां अन्यथा सुरक्षा को खतरा हो सकता है। ओवरहेड पीई कंडक्टर, मान लीजिए, एक गिरी हुई पेड़ की शाखा द्वारा। व्यक्तिगत संपत्तियों को टीटी की आपूर्ति ज्यादातर टीएन-सीएस प्रणालियों में भी देखी जाती है जहां एक व्यक्तिगत संपत्ति को टीएन-सीएस आपूर्ति के लिए अनुपयुक्त माना जाता है।
• ऑस्ट्रेलिया, न्यूज़ीलैंड और इज़राइल में TN-CS प्रणाली उपयोग में है; हालाँकि, वायरिंग नियम वर्तमान में कहते हैं कि, इसके अलावा, प्रत्येक ग्राहक को पानी के पाइप बॉन्ड (यदि धातु के पानी के पाइप उपभोक्ता के परिसर में प्रवेश करते हैं) और एक समर्पित अर्थ इलेक्ट्रोड दोनों के माध्यम से पृथ्वी से एक अलग कनेक्शन प्रदान करना होगा। ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड में इसे मल्टीपल अर्थड न्यूट्रल लिंक या एमईएन लिंक कहा जाता है। यह MEN लिंक इंस्टॉलेशन परीक्षण उद्देश्यों के लिए हटाने योग्य है, लेकिन उपयोग के दौरान लॉकिंग सिस्टम (उदाहरण के लिए लॉकनट्स) या दो या अधिक स्क्रू द्वारा जुड़ा होता है। एमईएन प्रणाली में, तटस्थ की अखंडता सर्वोपरि है। ऑस्ट्रेलिया में, नए प्रतिष्ठानों को गीले क्षेत्रों के नीचे नींव कंक्रीट को फिर से लागू करने के लिए अर्थ कंडक्टर (AS3000) से जोड़ना होगा, जो आमतौर पर अर्थिंग के आकार को बढ़ाता है, और बाथरूम जैसे क्षेत्रों में एक सुसज्जित विमान प्रदान करता है। पुरानी स्थापनाओं में, केवल पानी के पाइप का बंधन पाया जाना असामान्य नहीं है, और इसे ऐसे ही रहने दिया जाता है, लेकिन यदि कोई अपग्रेड कार्य किया जाता है तो अतिरिक्त अर्थ इलेक्ट्रोड स्थापित किया जाना चाहिए। सुरक्षात्मक पृथ्वी और तटस्थ कंडक्टर उपभोक्ता के तटस्थ लिंक (बिजली मीटर के तटस्थ कनेक्शन के ग्राहक की तरफ स्थित) तक संयुक्त होते हैं - इस बिंदु से परे, सुरक्षात्मक पृथ्वी और तटस्थ कंडक्टर अलग-अलग होते हैं।

हाई-वोल्टेज सिस्टम

हाई-वोल्टेज नेटवर्क (1 केवी से ऊपर), जो आम जनता के लिए बहुत कम सुलभ हैं, अर्थिंग सिस्टम डिज़ाइन का ध्यान सुरक्षा पर कम और आपूर्ति की विश्वसनीयता, सुरक्षा की विश्वसनीयता और उपकरणों की उपस्थिति में प्रभाव पर अधिक होता है। एक शॉर्ट सर्किट. केवल चरण-से-ग्राउंड शॉर्ट सर्किट का परिमाण, जो सबसे आम है, अर्थिंग सिस्टम की पसंद से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है, क्योंकि वर्तमान पथ ज्यादातर पृथ्वी के माध्यम से बंद होता है। वितरण सबस्टेशनों में स्थित तीन-चरण एचवी/एमवी पावर ट्रांसफार्मर, वितरण नेटवर्क के लिए आपूर्ति का सबसे आम स्रोत हैं, और उनके न्यूट्रल की ग्राउंडिंग का प्रकार अर्थिंग सिस्टम को निर्धारित करता है।

न्यूट्रल अर्थिंग पांच प्रकार की होती है:

• ठोस-पृथ्वी तटस्थ
• तटस्थता का पता चला
• प्रतिरोध-पृथ्वी तटस्थ
  • कम प्रतिरोध वाली अर्थिंग
  • उच्च-प्रतिरोध अर्थिंग
• प्रतिक्रिया-पृथ्वी तटस्थ
• अर्थिंग ट्रांसफार्मर (जैसे ज़िगज़ैग ट्रांसफार्मर) का उपयोग करना

ठोस-पृथ्वी तटस्थ

In ठोस or सीधे भूसंपर्कित तटस्थ, ट्रांसफार्मर का तारा बिंदु सीधे जमीन से जुड़ा होता है। इस समाधान में, ग्राउंड फॉल्ट करंट को बंद करने के लिए एक कम-प्रतिबाधा पथ प्रदान किया जाता है और परिणामस्वरूप, उनका परिमाण तीन-चरण फॉल्ट धाराओं के साथ तुलनीय होता है। चूंकि तटस्थ जमीन के करीब संभावित स्तर पर रहता है, अप्रभावित चरणों में वोल्टेज पूर्व-दोष वाले स्तरों के समान स्तर पर रहता है; इसी कारण से, इस प्रणाली का उपयोग नियमित रूप से उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन नेटवर्क में किया जाता है, जहां इन्सुलेशन लागत अधिक होती है।

प्रतिरोध-पृथ्वी तटस्थ

शॉर्ट सर्किट अर्थ फॉल्ट को सीमित करने के लिए न्यूट्रल, ट्रांसफार्मर के स्टार पॉइंट और जमीन के बीच अतिरिक्त न्यूट्रल ग्राउंडिंग प्रतिरोध (एनजीआर) जोड़ा जाता है।

कम प्रतिरोध वाली अर्थिंग

कम प्रतिरोध के साथ दोष की धारा सीमा अपेक्षाकृत अधिक होती है। भारत में यह केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण विनियम, सीईएआर, 50, नियम 2010 के अनुसार खुली खदानों के लिए 100 ए तक सीमित है।

तटस्थता का पता चला

In पता लगाया, पृथक or चल रहा है तटस्थ प्रणाली, आईटी प्रणाली की तरह, स्टार पॉइंट (या नेटवर्क में कोई अन्य बिंदु) और जमीन का कोई सीधा संबंध नहीं है। परिणामस्वरूप, ग्राउंड फॉल्ट धाराओं के पास बंद होने का कोई रास्ता नहीं है और इस प्रकार उनका परिमाण नगण्य है। हालाँकि, व्यवहार में, दोष धारा शून्य के बराबर नहीं होगी: सर्किट में कंडक्टर - विशेष रूप से भूमिगत केबल - में पृथ्वी के प्रति एक अंतर्निहित क्षमता होती है, जो अपेक्षाकृत उच्च प्रतिबाधा का मार्ग प्रदान करती है।

आइसोलेटेड न्यूट्रल वाले सिस्टम संचालन जारी रख सकते हैं और ग्राउंड फॉल्ट की उपस्थिति में भी निर्बाध आपूर्ति प्रदान कर सकते हैं।

निर्बाध ग्राउंड फॉल्ट की उपस्थिति एक महत्वपूर्ण सुरक्षा जोखिम पैदा कर सकती है: यदि करंट 4 ए - 5 ए से अधिक है तो एक विद्युत चाप विकसित होता है, जो फॉल्ट साफ होने के बाद भी बना रह सकता है। इस कारण से, वे मुख्य रूप से भूमिगत और पनडुब्बी नेटवर्क और औद्योगिक अनुप्रयोगों तक ही सीमित हैं, जहां विश्वसनीयता की आवश्यकता अधिक है और मानव संपर्क की संभावना अपेक्षाकृत कम है। कई भूमिगत फीडरों वाले शहरी वितरण नेटवर्क में, कैपेसिटिव करंट कई दसियों एम्पीयर तक पहुंच सकता है, जो उपकरण के लिए महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करता है।

कम फॉल्ट करंट और उसके बाद निरंतर सिस्टम संचालन का लाभ अंतर्निहित दोष से ऑफसेट हो जाता है, जिससे फॉल्ट स्थान का पता लगाना मुश्किल हो जाता है।