विद्युतीय सुरक्षा (Electrical safety)

 अर्थिङ्ग (Earthing)

विद्युत् परिपथ अथवा उपकरणमा ओभर भोल्टेज वहन गएमा अथवा करेन्ट लिकेज भएमा उक्त लिकेज करेन्ट अथवा ओभर भोल्टेजलाई पृथ्वीमा पुऱ्याई उपकरण, विद्युत् परिपथ र व्यक्ति सबैलाई सुरक्षित राख्नका लागि अर्थसँग सुचालक जोड्ने प्रक्रियालाई अर्थिङ्ग भनिन्छ ।

अर्थिङ्गको उद्देश्य (Purpose of Earthing)

(क) उच्च भोल्टेजबाट विद्युत् प्रणाली र उपकरणहरूलाई बचाउनु ।

(ख) अर्थ फल्ट करेन्ट पास हुनका लागि न्यून अवरोध उपलब्ध गराउनु ताकि सुरक्षाका लागि जडित रिले स्विचहरूले राम्रोसँग कार्य गर्न सकुन् ।

(ग) पृथ्वीको Potential Difference सीमित गर्नु र मानिस लगायत अन्य प्राणीहरूलाई विद्युत् झट्काबाट बचाउनु ।

(घ) विद्युतीय उपकरणहरूसँग काम गर्ने कामदारहरूलाई उपकरण तथा केबलहरू लिकेज करेन्टबाट पूर्ण सुरक्षित छ भनी निश्चय दिलाउनु ।

(ङ) विद्युत् वितरण प्रणालीमा ट्रान्सर्फमर तथा जेनेरेटरबाट न्युट्रल निकाल्नु ।

अर्थिङ्गको प्रकार (Types of Earthing)

अर्थिङ्ग दुई प्रकारका हुन्छन् जुन यसप्रकार छन् :-

(क)  प्रणाली अर्थिङ्ग (System Earthing)

(ख) उपकरण अर्थिङ्ग (Equipment Earthing)

(क) प्रणाली अर्थिङ्ग (System Earthing)

कुनैपनि अल्टरनेटर अथवा ट्रान्सफर्मरको न्यूट्रल प्वाइन्टलाई अर्थसँग जोडेर गरिने अर्थिङ्गलाई प्रणाली अर्थिङ्ग भनिन्छ । यसप्रकारको अर्थिङ्गले Line Voltage लाई Constant राख्न मद्दत गर्दछ ।

Earthing of the neutral of alternators and transformers belongs to system earthing. Following figure shows the schematic diagram of earthing on a system from alternator to consumer.

सिस्टम अर्थिङ्गका उद्देश्यहरू (Objectives of System Earthing):

1. Line Voltage लाई Constant राख्नको लागि ।

2. Electrical System लाई High Voltage बाट हुन सक्ने सम्भावित खतराबाट बचाउन ।

3. Earthing ले Earth Fault Current को लागि Path दिन्छ । जसले गर्दा Alternator र Transformer को Protective Relay हरू सजिलै Operate भइ संभावित Damage बाट बचाउँछ ।

4. मानिस अथवा जनावरलाई Electric Shock लाग्नबाट वचाउँछ ।

5. Lighting बाट बचाउँछ । Atmospheric Lighting बाट हुन सक्ने संभावित Damage बाट बचाउँछ ।

 

 (ख) उपकरण अर्थिङ्ग (Equipment Earthing)

कुनैपनि मेसिन तथा उपकरणहरूको वाहिरी आवरण Frame वा Body सुचालकबाट बनेको छ भने त्यसलाई अर्थसँग जोडेर गरिने अर्थिङ्गलाई उपकरण अर्थिङ्ग भनिन्छ । उपकरण अर्थिङ्गले मानिसलाई विद्युत् झट्काबाट बचाउनुका साथै लिकेज करेण्टलाई अर्थ गरी उपकरणको आयु बढाउने कार्य पनि गर्दछ । धेरै Tapping हरूमार्फत भोल्टेज नियन्त्रण गर्नुपर्ने स्थानमा यसको प्रयोग हुन्छ ।

Equipment earthing is the means of connecting the outer casing or supporting structure of all live electrical equipment to the general mass of the earth.

प्रणाली अर्थिङ्ग जेनेरेटर अथवा ट्रान्सर्फमरको अर्थिङ्गसँग सम्बन्धित छ भने उपकरण अर्थिङ्ग हरेक प्रकारका मेटल बडी भएका विद्युतीय उपकरणहरूमा गरिने अर्थिङ्ङ्ग भन्ने बुझिन्छ ।

 

उपकरण अर्थिङ्गका उद्धेश्यहरू (Objectives of Equipment Earthing):

1. Equipment Earthing गर्नुको अर्थ कुनै पनि Current Carrying Conductor को Insulation Failure Damage को कारण Electrical Equipment हरूमा क्षति पुग्नबाट बचाउनलाई Equipment Earthing गर्नुपर्दछ ।

2. Lightning अथवा आगलागी हुनबाट वचाउनको लागि । निम्न ठाँउमा निम्नअनुसार Earthing गरिन्छ ।

(क) प्रत्येक Three Phase Four Wire System Neutral लाई अर्थ गर्नु पर्दछ ।

(ख) प्रत्येक Current Transformer (C.T.) को Secondary Side को एउटा Terminal लाई Earthing गर्नु पर्दछ ।

(ग) प्रत्येक Generator, Motor, Transformer, को Body अथवा Frame हरूलाई Earthing गर्नुपर्दछ ।

(घ) Metal Body भएको सबै Instrument मा Earthing गर्नु पर्दछ ।

(ङ) Armouring Cable हरूको Armore हरूलाई Earthing गरिन्छ ।

(छ) Overhead Line मा प्रयोग हुने Metal Pole वा Tower हरूलाई पनि Earthing गरिनुपर्छ ।

 

अर्थिङ्ग प्रणालीमा जोडिने टर्मिनलहरू

(Application Points of Earthing System)

(क) हरेक पावर प्रणालीको न्युट्रल

(ख) Lighting Arestor को अर्थिङ्ग टर्मिनलहरू

(ग) ट्रान्सर्फमर (CT) र PT) को अर्थ टर्मिनलहरू

(घ) ट्रान्सर्फमर, जेनेरेटर तथा मोटरको फ्रेम/वडी भएको मेटलको बडी

(ङ) अन्डर ग्राउण्ड केबलको Armouring Metal/ विद्युतीय उपकरणमा

(च) उच्च भोल्टेज प्रवाह हुने मेटलका पोलहरू, टावरहरू

(छ) पावर सकेटका अर्थिङ्ग, टर्मिनलहरू

 

 अर्थिङ्ग विधि (Methods of Earthing)

इलेक्ट्रोडको प्रकारको आधारमा अर्थिङ्ग गर्ने निम्न दुईवटा विधिहरू छन् :

(क) पाइप अथवा रड अर्थिङ्ग (Pipe or Rod Earthing)

(ख) प्लेट अर्थिङ्ग (Plate Earthing)

(क) पाइप वा रड अर्थिङ्ग (Pipe or Rod Earthing):

यस विधिमा १६ mm को स्टील रड अथवा ग्यालभनाइज्ड फलामको रड वा १२.५ mmको तामाको रड प्रयोग गर्न सकिन्छ । यदि पाइप इलेक्ट्रोड छ भने त्यसको आन्तरिक डायमिटर ३५mm भन्दा कम हुनु हुँदैन र ग्यालभनाइज्ड गरिएको हुनुपर्छ । रड अथवा पाइपको लम्वाइ कम्तीमा २.५ मि. हुनुपर्छ । पाइपमा १२ mm डायमिटरको प्वाल ७.५ से.मि को फरकमा पार्नुपर्छ । यस्तो पाइप अथवा रडलाई ठाडो गरेर गाड्नुपर्छ । यस पाइपको वरिपरि पर्नेगरि १५ से.मी बाक्लो नून र धुलो कोइलाको लेअर बनाइ राख्नुपर्छ ।

(ख) प्लेट अथिङ्ग (Plate Earthing)

 घरमा अर्थिङ्ग गर्दा सामान्यतया ग्यालभनाइज्ड आइरनको प्लेट साइज ४० से.मी ४० से.मि ३.१५ मि.मि अथवा ३० से.मि × ३० से.मि × ३.१५ मि.मि. तामाको प्लेटर्लाई इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। यस्तो प्लेटलाई १.२५ मि. को गहिराइमा चित्रमा देखाइए जस्तै तरिकाले राख्नुपर्छ। यदि अर्थ अवरोध आवश्यकताभन्दा बढी भएमा २,३ वटा प्लेट ८ मिटरको फरकमा राखी घटाउन सकिन्छ । यसरी गरिने अर्थिङ्ग घरदेखि कम्तीमाँ १.५ मि दुरीमा हुनुपर्छ । 

 

अर्थ इलेक्ट्रोडको माटोमा अवरोध

(Soil Resistance of Earth Electrode)

अर्थिङ्ग गर्नुको उद्देश्य जति सक्दो छिटो लिकेज करेन्टलाई पृथ्वीसम्म पुऱ्याउनु हो। त्यसैले अर्थ इलेक्ट्रोडको पृथ्वीसँगको अवरोध जति कम भयो अर्थिङ्ग त्यति नै राम्रो मानिन्छ । अर्थ इलेक्ट्रोड जति बढी लोड छ त्यति नै कम अवरोध हुने किसिमले राखिन्छ अर्थात The resistance of the earth electrode is kept according to load and inversely propotional to it. त्यसैले यो माटोमा भएको चिस्यानसँग प्रभाबित हुन्छ अर्थात मौसमअनुसार माटोको चिस्यान घट्ने बढ्ने हुँदा यस्तो अवरोध स्थिर हुन्छ भन्ने छैन ।

 

केही महत्त्वपूर्ण स्थानमा अर्थ अवरोध उच्चतम कति हुनुपर्छ ?

(i) ठूला-ठूला पावर स्टेशन तथा ठूला सवस्टेशनहरूमा                ०.१ ओहम्

(ii) मुख्य सव स्टेशनमा                                                   ०.५ ओहम्

(iii) स-साना सव स्टेशनमा                                                                 १ ओहम्

(iv) अन्य सामान्य अवस्थामा                                                             ८ ओहम्

तर उपरोक्त अवरोध माटोको अवस्था, तापक्रम, चिस्यान, अर्थ इलेक्ट्रोडको साइज र प्रकार, अर्थिङ्ग कन्डक्टर तथा अर्थ इलेक्ट्रोडको गहिराईमा भर पर्छ ।

 

अर्थ अवरोध कम गर्ने तरिका (Methods of Reducing Earth Resistance)

 अर्थ इलेक्ट्रोडको साइज बढाएर तथा कन्डक्टरमा लागेको खिया तथा मैला सफा गरेर, कोइला (Charcoal) तथा नूनको मिश्रण राखेर, क्याल्सियम क्लोराइड, सोडियम कार्बोनेट, कपर सल्फेट आदिको प्रयोग गरेर तथा गर्मी याममा अर्थ पाइपबाट नूनपानी जमिनमा पठाएर आदि तरिकाबाट अर्थ अबरोध कम गर्न सकिन्छ ।