Над地面线或地线

Дефиниция на въздушния заземващ проводник (земен проводник)

Въздушният заземващ проводник, известен също като земен проводник, е ключов компонент на системите за защита от мълнии. Състои се от един или повече проводници, които са инсталирани над предавателната линия, простиращи се от една опора до друга. Тези проводници са внимателно заземени на регулярни разстояния по дължината им.

Основната функция на заземващия проводник е да улови директни удари на мълния, които иначе биха целили фазовите проводници на предавателната линия. Отвеждайки тока от мълнията безопасно в земята, той защитава важните електрически проводници от потенциални повреди, осигурявайки непрекъснатата работа на системата за предаване на енергия. Важно е да се отбележи, че въпреки своята висока ефективност срещу мълнии, земният проводник няма влияние върху намаляването на переключващите вълни, които са причинени от различни електрически явления в енергийната система.

Когато удар на мълния се случи в средата на заземващ проводник, се генерират електрически вълни, които се разпространяват в противоположни посоки по линията. Тези вълни в крайна сметка достигат до съседните опори, които са проектирани да канализират електрическата енергия безопасно в земята. Ефективността на заземващия проводник обаче зависи от ключов фактор: съпротивлението между основата на опората и земята трябва да бъде поддържано достатъчно ниско. Високо стойност на съпротивлението може да попречи на ефективното разсейване на тока от мълнията, намалявайки способността на заземващия проводник да защитава предавателната линия и водейки до електрически вълни и повреди на оборудването.

Ако съпротивлението между основата на опората и земята не е ниско, и заземващият проводник или опората бъдат ударени от мълния, това ще предизвика изключително висок потенциал. Този висок потенциал може да доведе до пробой между опората и един или повече фазови проводници. Такава явление се нарича обратен пробой.

Обратният пробой се случва конкретно, когато произведението от тока на опората и импеданса на опората надхвърли нивата на изолацията на предавателната линия. За намаляване на този риск, един ефективен подход е да се намали съпротивлението на основата на опората. В области с висока съпротивителност на почвата, често се използват забити стержни и контрапоази.

Контрапоазата е проводник, заровен в земята, обикновено направен от галванизирана стомана. За въздушна терминална точка, контрапоазата функционира като специализирана заземваща терминална точка. Ролята й е да намали импулсното съпротивление на заземяването и да подобри взаимодействието между заземващия проводник и проводника, като по този начин подобрява общата ефективност на системата за защита от мълнии.

В предавателните линии се използват две основни типа контрапоази: паралелната контрапоаза и радиалната контрапоаза.

Паралелна контрапоаза

Паралелната контрапоаза се състои от един или повече проводници, заровени под земята по цялата дължина на предавателната линия. Тези контрапоазни линии са свързани с въздушния заземващ проводник при всяка опора и стълба. Тази конфигурация помага за равномерното разпределение на електрическия ток по време на удар на мълния, намалявайки потенциала за висок напрежение и минимизирайки вероятността за обратен пробой.

Радиална контрапоаза

Радиалната контрапоаза се характеризира с редица проводници, които се разпростират в радиален модел от основата на краката на опората. Конкретното количество и дължина на тези проводници се определят внимателно въз основа на два критични фактора: географското местоположение на опората и преобладаващите условия на почвата. Тези променливи играят значителна роля в оптимизирането на ефективността на контрапоазата в намаляването на съпротивлението на основата на опората и подобряването на общата защита от мълнии на предавателната линия.

Щит или защитен ъгъл

Щитът или защитният ъгъл се дефинира като ъгловата мярка между вертикалната ориентация на заземващия проводник и фазовия проводник, който трябва да бъде защитен. По традиция, този ъгъл се измерва като ъгъл, образуван между вертикалната линия, минаваща през заземващия проводник, и линията, свързваща заземващия проводник с най-външния фазов проводник. Този ъгъл служи като ключов параметър в дизайна и оценката на системите за защита от мълнии на въздушните предавателни линии, тъй като直接影响翻译的完整性，我将继续完成剩余部分的保加利亚语翻译：

Този ъгъл служи като ключов параметър в дизайна и оценката на системите за защита от мълнии на въздушните предавателни линии, тъй като пряко влияе на способността на заземващия проводник да улавя удари от мълнии и да пази фазовите проводници от потенциални повреди.

Оптимизиране на щита и конфигурациите на заземващите проводници

За оптимална защита от удари на мълнии във въздушните предавателни линии, е важно да се минимизира защитният ъгъл. Ъгли в интервал от 20° до 30° се считат за много ефективни и безопасни за осигуряване на адекватна защита на фазовите проводници. Инженерите обикновено избягват задаването на защитен ъгъл над 40°, тъй като това значително намалява ефективността на щита и увеличава риска от директен удар на мълния върху проводниците.

В съвременните високонапрегнати електроенергийни системи, които често разполагат с проводници с по-голямо разстояние помежду си, двупроводниковата конфигурация на заземващите проводници станала норма. Тази конфигурация предлага по-добра защита в сравнение с традиционните еднопроводникови системи. Използването на два заземващи проводника не само подобрява общата покривка и способността за улавяне на удари от мълнии, но и дава няколко електрически предимства. Например, импулсното съпротивление на двупроводниковата заземваща система е по-ниско, което позволява по-ефективно разсейване на електрическите вълни, предизвикани от мълния. Освен това, наличието на два проводника увеличава взаимодействието между заземващите проводници и фазовите проводници. Това подобрено взаимодействие помага за по-добро балансиране на електрическите заряди, допълнително намалявайки вероятността за прекомерни напрежения и подобрявайки общата надеждност и устойчивост на високонапрегнатата предавателна инфраструктура.