14/06/2026
විදුලිය පොළොවට (Ground) ගියාම ඇත්තටම ඒකට මොකද වෙන්නේ? පොළොව කියන්නේ විදුලිය උරාගන්නා කළු කුහරයක්ද? අපි කතා කරමු විදුලිබල පද්ධතියේ තියෙන, ගොඩක් දෙනෙක්ට පැටලෙන සහ වැරදියට තේරුම් අරන් තියෙන මාතෘකාවක් ගැන. ඒ තමයි "Electrical Grounding". ⚡🌍
සාමාන්ය AA බැටරියක ධන අග්රය කම්බියකින් පොළොවට සම්බන්ධ කළොත් මොකද වෙන්නේ? මුකුත්ම වෙන්නේ නෑ. හැබැයි, පාරේ තියෙන High voltage විදුලි රැහැනක් කඩන් වැටිලා පොළොවට ගෑවුණොත්, ලොකු විදුලි ධාරාවක් පොළොව හරහා ගලාගෙන යනවා.
ඒ වගේම අකුණක් ගහද්දි විශාල විදුලි ධාරාවක් පොළොවට ගමන් කරනවා. බැටරිය පොළොවට සම්බන්ධ කළාම මුකුත් නොවී, විදුලි රැහැනක් වැටුණම ලොකු Current එකක් පොළොවට යන්නේ ඇයි? මේ හැමදේටම උත්තරේ තියෙන්නේ විදුලි පරිපථයක පොළොව කියන්නේ මොකක්ද කියලා අපි තේරුම් අරන් තියෙන විදිය මත.
අපි මුලින්ම බලමු ඇයි අපි විදුලි පරිපථ Ground කරන්නේ කියලා. ඒකට උත්තරේ හොයන්න ලේසිම විදිය තමයි, Ground කරේ නැත්තම් මොකද වෙන්නේ කියලා බලන එක. 💡
ගොඩක් පොඩි විදුලි උපකරණ (උදාහරණයක් විදියට බැටරි වලින් වැඩ කරන සෙල්ලම් බඩු) වල ඇත්තම පොළොවට සම්බන්ධ කරපු Ground එකක් නෑ. හැබැයි ඒ පරිපථ වලත් "Ground" කියලා ලක්ෂ්යයක් තියෙනවා. එතනදි Ground කියන වචනයෙන් අදහස් කරන්නේ, අපි Voltage එක මනින්න පාවිච්චි කරන "පොදු සමුද්දේශ ලක්ෂ්යය" (Common reference point) කියන එක.
Voltage එකක් කියන්නේ තනි වයර් එකක තියෙන දෙයක් නෙවෙයි. ඒක ලක්ෂ්ය දෙකක් අතර තියෙන විභව වෙනසක්. ගණනය කිරීම් ලේසි වෙන්න අපි එක පොදු ලක්ෂ්යයක් තෝරගෙන ඒකේ විභවය බිංදුවයි කියලා උපකල්පනය කරනවා. ඒකට අපි Ground කියලා කියනවා. මේකට අපේ කකුල් යට තියෙන ඇත්තම පොළොව සම්බන්ධ වෙන්න ඕනෙම නෑ. Low voltage උපකරණ වල Circuit board එකයි ඇත්තම පොළොවයි අතර තියෙන විභව වෙනස එච්චර වැදගත් නෑ. හැබැයි පවර් ග්රිඩ් එකට සම්බන්ධ කරලා තියෙන High voltage පද්ධති වලට මේක සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස්. 🔌
අපි සාමාන්ය පවර් ග්රිඩ් එකක් ගැන හිතමු. Generator එකක දඟර හරහා චුම්බක ක්ෂේත්රයක් ගමන් කරද්දී ඒකෙන් විදුලිය නිපදවෙනවා. මේකෙන් තමයි අද ලෝකේ ගොඩක් පවර් ග්රිඩ් වල තියෙන තෙකලා ප්රත්යාවර්තක ධාරා (Three phase AC power) හැදෙන්නේ. ලොකු Transmission line එකක් දිහා බැලුවොත් ඔයාට ප්රධාන කේබල් තුනක් පෙනෙයි. මේ කේබල් තුනේම Phase-to-phase voltage එක වගේම Phase-to-ground voltage එකත් සමානයි.
හැබැයි මේ පද්ධතිය කොතනකවත් ඇත්ත පොළොවට Ground කරලා නෑ කියලා හිතමු. හදිස්සියේවත් ගහක අත්තක් කඩන් වැටිලා හරි, කේබල් එකක් ටවර් එකක වැදිලා හරි එක Phase එකක් පොළොවට සම්බන්ධ වුණොත් මොකද වෙන්නේ?
එකපාරටම අනිත් Phases වලට බලපෑමක් වෙලා, පොළොවට සාපේක්ෂව ඒවයේ තියෙන Voltage එක වෙනස් වෙනවා. හැබැයි Phase-to-phase voltages වෙනස් වෙන්නේ නෑ. ඒ කියන්නේ, Ungrounded පද්ධතියක Ground fault එකක් ආවට එකපාරටම ලොකු ප්රශ්නයක් වෙන්නේ නෑ. මෝටර්, ට්රාන්ස්ෆෝමර් වගේ දේවල් දිගටම වැඩ කරනවා, මොකද ඒවා වැඩ කරන්නේ Phases දෙකක් අතර තියෙන වෙනසින් නිසා. මේක Ungrounded පද්ධති වල තියෙන එක වාසියක්. දෝෂයක් ආවත් පද්ධතිය දිගටම වැඩ. 🏭
හැබැයි මේකේ ලොකු අවාසියකුත් තියෙනවා. Fault එකක් ආවම, කිසිම දෝෂයක් නැති අනිත් කේබල් දෙකේ Phase-to-ground voltage එක සාමාන්ය ප්රමාණයට වඩා දෙගුණයක් විතර වැඩි වෙනවා. වෝල්ටීයතාවය වැඩි වෙනවා කියන්නේ, අපිට ඊට ඔරොත්තු දෙන්න පුළුවන් විදියේ ලොකු Insulation එකක් (පරිවාරක) දාන්න වෙනවා. Transmission lines වල Insulation කියන්නේ කේබල් එකිනෙකින් සහ පොළොවෙන් ගොඩක් ඈතින් තියාගන්න එක. මේක කරන්න ගියාම අධික වියදමක් යනවා. ඒ කියන්නේ Ungrounded පද්ධති කියන්නේ ගොඩක් වියදම් අධික දෙයක්. 💸
දැන් අපි බලමු මේ පද්ධතිය Generator එක ළඟදි පොළොවට (Ground) සම්බන්ධ කළොත් මොකද වෙන්නේ කියලා. කිසිම දෝෂයක් නැති වෙලාවට මේකෙයි කලින් එකෙයි ලොකු වෙනසක් පේන්න නෑ. හැබැයි Phase-to-ground fault එකක් ආපු ගමන්, අනිත් Phases වල Voltage එක වෙනස් වෙන්නේ නෑ. ඒ වෙනුවට, දෝෂය ආපු තැන ඉඳන් පොළොව හරහා ආපහු Generator එකට යන්න Current එකට පාරක් හැදෙනවා (Return path).
අන්න ඒක තමයි මේ ලිපියේ ප්රධානම ප්රශ්නෙට උත්තරේ: විදුලිය (බොහෝ අවස්ථා වලදී) පොළොව ඇතුළට ගිහින් අතුරුදහන් වෙන්නේ නෑ; ඒක පොළොව හරහා ගමන් කරනවා. පොළොව කියන්නේ නිකම්ම නිකන් තවත් කම්බියක් වගේ දෙයක්! 🌍⚡
මේ විදියට පොළොව හරහා ලොකු Fault current එකක් ගලන නිසා, පද්ධතියේ තියෙන Breakers සහ Relays වගේ ආරක්ෂිත උපාංග වලට මේක හඳුනාගෙන, පද්ධතිය ඉක්මනින් විසන්ධි (Trip) කරන්න පුළුවන් වෙනවා. අපි ගෙවල් වල පාවිච්චි කරන පාන් ටෝස්ටර් එකක උදාහරණය ගමු. ටෝස්ටර් එකේ යකඩ බොඩි එකට ඇතුළෙන් Live වයර් එකක් ගෑවුණොත්, බොඩි එකට කරන්ට් එක එනවා. හැබැයි අපි ටෝස්ටර් එකේ බොඩි එකට වෙනම Ground වයර් එකක් සම්බන්ධ කරලා තිබුණොත්, ඒ වයර් එක හරහා ලොකු ධාරාවක් ගිහින් ගෙදර Breaker එක Trip වෙනවා. Transmission lines වලදී, මේ Ground වයර් එකේ රාජකාරිය කරන්නේ ඇත්තම පොළොව.
පොළොව තවත් කම්බියක් වගේ කිව්වට, ඇත්තටම පස් කියන්නේ හොඳ සන්නායකයක්ද? උත්තරේ තමයි "නෑ".
ඔයා වීදුරු පෙට්ටියකට වියළි වැලි පුරවලා, ඒකේ දෙපැත්තට ලෝහ කූරු දෙකක් ගහලා කරන්ට් එක යැව්වොත් බල්බ් එකක් පත්තු වෙන්නේ නෑ. වැලි කියන්නේ හොඳ Insulator එකක් (පරිවාරකයක්). මේ වැලි වලට සාමාන්ය වතුර දැම්මත් ලොකු වෙනසක් වෙන්නේ නෑ. හැබැයි, ඒ වතුරට ලුණු ටිකක් කලවම් කරලා දැම්මොත්, එකපාරටම බල්බ් එක පත්තු වෙනවා.
මේකෙන් තේරෙන දේ තමයි පසේ ප්රතිරෝධය එක එක තැනට වෙනස්. පසේ වර්ගය, කාලගුණය, උෂ්ණත්වය, තෙතමනය සහ පසේ තියෙන රසායනික ද්රව්ය (Electrolytes) අනුව මේක වෙනස් වෙනවා. ලුණු වතුර දැම්මම Electrolytes වැඩි වෙන නිසා විදුලිය හොඳින් ගලනවා. 🧪
පොළොව කියන්නේ හොඳ කම්බියක් නෙවෙයි තමයි, හැබැයි ඒකේ තියෙන අඩු සන්නායකතාවය මකාගන්න පුළුවන් වෙන විදියේ අතිශය විශාල ප්රමාණයක් පොළොවට තියෙනවා. Ground electrode එකකින් පොළොවට විදුලිය යද්දි, ඒක ගෝලාකාර ස්ථර (Concentric shells) විදියට තමයි පැතිරෙන්නේ. ළඟ තියෙන ස්ථර වලට වඩා ඈත තියෙන ස්ථර වල Surface area එක වැඩි නිසා ප්රතිරෝධය අඩුයි. හැබැයි Electrode එකට කිට්ටුවම තියෙන ස්ථර එකිනෙකට ගොඩක් ළඟින් තියෙන්නේ. මේකෙන් ලොකු අනතුරක් වෙන්න පුළුවන්. ඒකට තමයි Step Potential කියන්නේ.
Ground fault එකක් වෙලා විදුලිය පොළොවට යන තැනක, පොළොවේ එක එක තැන් වල තියෙන්නේ වෙනස් වෝල්ටීයතාවයන්. කෙනෙක් ඒ කිට්ටුව ඇවිදගෙන ගියොත්, එයාගේ කකුල් දෙක තියෙන්නේ එකිනෙකට වෙනස් විභවයන් තියෙන ලක්ෂ්ය දෙකක. මිනිස් සිරුර පොළොවට වඩා හොඳ සන්නායකයක්. ඒ නිසා, මේ කකුල් දෙක අතර තියෙන විභව වෙනස නිසා, එක කකුලකින් විදුලිය ඇඟට ඇතුල් වෙලා අනිත් කකුලෙන් එළියට යනවා! මේකට කියන්නේ Step Potential කියලා. මේක ජීවිතයක් නැතිවෙන්න තරම් දරුණු වෙන්න පුළුවන්. 🚶♂️⚠️
මේ නිසා තමයි විදුලි කාර්මිකයින්ට Ground fault එකක් තියෙන තැනක ඉඳන් ඈතට යන්න ඕනෙ වුණාම තනි කකුලෙන් පැන පැන යන්න කියලා උපදෙස් දෙන්නේ. අහන්න ටිකක් විහිළු වගේ වුණත්, ඒකෙන් එයාලගේ ජීවිතේ බේරෙනවා! 🦘
ඒ වගේම උපකරණයක යකඩ බොඩි එකක් ඇල්ලුවම ඒ හරහා ඇඟට විදුලිය එන එකට Touch Potential කියලා කියනවා. ඉංජිනේරුවෝ Substations සහ Transmission lines ඩිසයින් කරද්දි මේ Step potential සහ Touch potential මිනිහෙකුට දරාගන්න පුළුවන් මට්ටමකට වඩා වැඩි වෙන්නේ නැති වෙන්න වගබලා ගන්නවා.
ඔයා දැකලා ඇති ගොඩක් Substations වල බිමට පොඩි ගල් දාලා තියෙනවා. ඒක තණකොළ කපන්න කම්මැලි කමට කරන දෙයක් නෙවෙයි! ක්රෂ් කරපු ගල් කියන්නේ වියළි වැලි වගේම විදුලිය හොඳින් සන්නයනය කරන්නේ නැති දෙයක්. ඒකෙන් වතුර රැඳෙන එක අඩු කරනවා වගේම ආරක්ෂාවත් වැඩි කරනවා. 🪨
හැම පද්ධතියකම පොළොව පාවිච්චි කරන්නේ ආරක්ෂාවට විතරක් නෙවෙයි. සමහර පද්ධති වල පොළොව තමයි විදුලිය ආපහු යන ප්රධාන පාර (Neutral line).
ලෝකේ සමහර ඈත ගම්මාන වලට විදුලිය දෙන්න පාවිච්චි කරන්නේ තනි කේබල් එකක් විතරයි. මේකට "Single Wire Earth Return" (SWER) කියලා කියනවා. එක කේබල් එකක් විතරක් අදින නිසා වියදම ගොඩක් අඩුයි. හැබැයි මේකේ තාක්ෂණික සහ ආරක්ෂිත අභියෝග තියෙනවා.
ඒ වගේම ලෝකේ සමහර High Voltage DC (Direct Current) transmission lines තියෙනවා AC වෙනුවට DC පාවිච්චි කරන. මේවයේ විදුලිය ආපහු යවන්න (Return current) ගොඩක් වෙලාවට පාවිච්චි කරන්නේ මුහුද හරි පොළොව හරි. උදාහරණයක් විදියට, පැසිෆික් සාගරය හරහා යන "Pacific DC Intertie" එකේ ලොස් ඇන්ජලීස් වල තියෙන Grounding system එකට, සාගරය ඇතුළේ කිලෝමීටර් ගාණක් ඈතින් තියෙන දැවැන්ත Electrodes පාවිච්චි කරනවා. 🌊
AC current එක සාමාන්යයෙන් Transmission line එකට සමාන්තරව ගමන් කළත්, DC current එක මුළු පෘථිවිය හරහාම ගමන් කරනවා. මේක නිසා පාරිසරික ප්රශ්න කීපයක් එන්න පුළුවන්:
මාලිමා සහ මාළු : මේකෙන් හැදෙන චුම්බක ක්ෂේත්රය නිසා මාලිමා වලට බලපෑම් වෙනවා වගේම, චුම්බක ක්ෂේත්ර සංවේදී මාළුන්ට (Salmon, eels) පාර හොයාගන්න අමාරු වෙනවා. 🐟🧭
විද්යුත් විච්ඡේදනය : මුහුදේ තියෙන Electrodes වලින් ලොකු ධාරාවක් යද්දි මුහුදු වතුර විච්ඡේදනය වෙලා Chloroform වගේ විෂ රසායනික හැදෙන්න පුළුවන්.
නල දිරාපත් වීම : පොළොව යටින් යන විදුලිය ළඟ තියෙන ලෝහ පයිප්ප හරහා ගිහින් ඒවා මලකඩ කාලා දිරාපත් වෙන්න පුළුවන්. (විදුලියෙන් දුවන කෝච්චි වල පීලි වලින් පොළොවට යන විදුලිය නිසාත් මේක වෙනවා).
විදුලිය ගමන් කරන්නේ අවම ප්රතිරෝධයක් තියෙන පාරෙන් විතරක් කියලා කතාවක් තියෙනවා. හැබැයි ඒක සම්පූර්ණයෙන් ඇත්ත නෙවෙයි. විදුලිය ගමන් කරන්නේ පුළුවන් හැම පාරකින්ම. ප්රතිරෝධය අඩු පාරවල් වලින් වැඩිපුර විදුලියකුත්, ප්රතිරෝධය වැඩි පාරවල් වලින් අඩුවෙනුත් විදුලිය ගමන් කරනවා.
අපි මෙච්චර වෙලා කතා කරේ සාමාන්ය විදුලි පරිපථ ගැන. හැබැයි අකුණු කියන්නේ ඊට වඩා වෙනස් දෙයක්. අකුණු කියන්නේ ස්ථිති විද්යුතය. මේවා පරිපථයක වගේ දිගටම ගලන්නේ නෑ. වාතයේ හරි වතුරේ හරි තියෙන විද්යුත් ආරෝපණ වල අසමතුලිතතාවයක් සමතුලිත කරන්න තමයි අකුණක් ගහන්නේ. අකුණක් පොළොවට වදිනකොට (හරි පොළොවෙන් උඩට යනකොට හරි), ඒකේ විදුලිය ඇත්තටම පොළොව ඇතුළටම ගමන් කරනවා. ⚡⛈️
අපි විදුලි පද්ධති Ground කරන්න තවත් ප්රධානම හේතුවක් තමයි මේ අකුණු. අකුණක් පද්ධතියකට වැදුණොත්, ඒ අතිවිශාල විදුලියට ආරක්ෂිතව පොළොවට යන්න පාරක් Grounding හරහා ලැබෙනවා. එහෙම පාරක් තිබුණේ නැත්තම් උපකරණ ගිනිගන්න හරි සම්පූර්ණයෙන්ම විනාශ වෙන්න හරි පුළුවන්. 🔥
ඒ වගේම පොළොව යට ස්වභාවිකවත් විදුලි ධාරා ගමන් කරනවා. සූර්ය සුළං (Solar wind) සහ පෘථිවි චුම්බක ක්ෂේත්රයේ වෙනස්කම් නිසා හැදෙන මේ ධාරා වලට Telluric currents කියලා කියනවා. මේ ස්වභාවික ධාරා සහ අපි පොළොවට යවන ධාරා ඔක්කොම පොළොව යටදී එකට කලවම් වෙනවා.
දැන් ඔයාට තේරෙනවා ඇති "විදුලිය පොළොවට ගියාම ඇත්තටම ඒකට මොකද වෙන්නේ?" කියන ප්රශ්නෙට උත්තරේ. විදුලිය පොළොවට ගිහින් නිකම්ම අතුරුදහන් වෙන්නේ නෑ. ඒක පොළොව කියන දැවැන්ත සන්නායකය හරහා ගමන් කරලා, ආපහු ඒකේ මූලාශ්රයටම (Source) - ඒ කියන්නේ Transformer එකකට හරි Generator එකකට හරි - ගමන් කරනවා. 🔄
පොළොව යට විදුලිය ගමන් කරන විදිය ගොඩක් සංකීර්ණයි. හැබැයි මූලික න්යාය හරිම සරලයි. Coil එකකින් එළියට යන Current එකට සමාන Current එකක් ආපහු ඒකට එන්නම ඕනේ. ඒ එන්නේ Neutral line එකකින්ද, නැත්තම් පොළොවේ වළලපු Electrode එකක් හරහා පොළොවෙන්ද කියන එක විතරයි වෙනස් වෙන්නේ.
මේ ලිපියෙන් ඔයා Electrical Grounding ගැන අලුත් දෙයක් ඉගෙනගත්තා කියලා මම හිතනවා. විදුලිබල පද්ධතිය කියන්නේ ඇත්තටම පුදුම හිතෙන නිර්මාණයක් නේද? 💡
මේ වගේ තවත් තාක්ෂණික සහ විද්යාත්මක කරුණු සරලව ඉගෙනගන්න, මේ ලිපිය ඔයාගේ යාළුවන්ටත් Share කරන්න. ඔයාගේ අදහස් පහළින් Comment කරන්නත්, Like එකක් දාන්නත් අමතක කරන්න එපා! 👇👍📢
✍️ Sulochana Dissanayake
