ओवरहेड ग्राउंड वायर या पृथ्वी वायर

Overhead Earth Wire (Ground Wire) की परिभाषा

एक overhead earth wire, जिसे ground wire भी कहा जाता है, बिजली की चमक की सुरक्षा प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण घटक है। यह एक या अधिक चालकों से बना होता है जो प्रसारण लाइन के ऊपर इंस्टॉल किया जाता है, एक समर्थन संरचना से दूसरी तक फैला होता है। इन तारों को नियमित अंतराल पर अपनी लंबाई के साथ ध्यानपूर्वक ग्राउंड किया जाता है।

पृथ्वी तार का प्राथमिक कार्य उन सीधी बिजली की चमकों को अवरोधित करना है जो अन्यथा प्रसारण लाइन के फेज चालकों को लक्ष्य बनाएंगे। बिजली की चमक के विद्युत धारा को सुरक्षित रूप से धरती में ले जाकर, यह महत्वपूर्ण विद्युत चालकों को संभावित क्षति से बचाता है, जिससे पावर प्रसारण प्रणाली का बिना रोक-टोक काम करना सुनिश्चित होता है। यह ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है कि यद्यपि यह बिजली की चमक के खिलाफ अत्यंत प्रभावी होता है, परंतु ग्राउंड वायर स्विचिंग सर्ज को रोकने में कोई प्रभाव नहीं डालता, जो पावर सिस्टम के अंदर विभिन्न विद्युत परिघटनों से पैदा होता है।

जब एक बिजली की चमक पृथ्वी तार के मध्य-विस्तार पर होती है, तो विद्युत तरंगें उत्पन्न होती हैं और लाइन के विपरीत दिशाओं में फैलती हैं। इन तरंगें अंततः आसन्न प्रसारण टावरों तक पहुंचती हैं, जो विद्युत ऊर्जा को सुरक्षित रूप से धरती में चैनल करने के लिए डिजाइन किए गए हैं। हालांकि, पृथ्वी तार की प्रभावशीलता एक महत्वपूर्ण कारक पर निर्भर करती है: टावर के पैर और पृथ्वी के बीच का प्रतिरोध पर्याप्त रूप से कम रखा जाना चाहिए। एक उच्च प्रतिरोध मान बिजली की चमक के विद्युत धारा के प्रभावी विसर्जन को बाधित कर सकता है, जिससे पृथ्वी तार की प्रसारण लाइन को सुरक्षा देने की क्षमता कम हो जाती है और इससे विद्युत सर्ज और उपकरण की क्षति हो सकती है।

यदि टावर के पैर और पृथ्वी के बीच का प्रतिरोध कम नहीं है, और पृथ्वी तार या टावर पर बिजली की चमक होती है, तो बिजली एक अत्यंत उच्च विभव उत्पन्न करती है। यह उच्च विभव टावर से एक या एक से अधिक फेज चालकों पर फ्लैशओवर का कारण बन सकता है। इस घटना को बैक फ्लैशओवर कहा जाता है।

बैक फ्लैशओवर तब होता है जब टावर की धारा और टावर इम्पीडेंस का गुणनफल प्रसारण लाइन के इन्सुलेशन स्तरों से अधिक होता है। इस जोखिम को कम करने के लिए, एक प्रभावी दृष्टिकोण टावर फुटिंग प्रतिरोध को कम करना है। उच्च मिट्टी के प्रतिरोध के क्षेत्रों में, ड्राइवन रॉड और काउंटरपोइज आमतौर पर इस्तेमाल किए जाते हैं।

काउंटरपोइज एक गैल्वेनाइज्ड स्टील से बना एक चालक होता है जो धरती में दबाया जाता है। एक overhead terminal के लिए, काउंटरपोइज एक विशेषायित ग्राउंड टर्मिनल के रूप में कार्य करता है। इसका कार्य ग्राउंड कनेक्शन के सर्ज इम्पीडेंस को कम करना और पृथ्वी तार और चालक के बीच की कपलिंग को बढ़ाना है, जिससे प्रणाली की समग्र बिजली की चमक की सुरक्षा प्रदर्शन में सुधार होता है।

प्रसारण लाइनों में, दो प्रमुख प्रकार के काउंटरपोइजों का उपयोग किया जाता है: समानांतर काउंटरपोइज और रेडियल काउंटरपोइज।

समानांतर काउंटरपोइज

समानांतर काउंटरपोइज प्रसारण लाइन की पूरी लंबाई के अंतर्गत एक या अधिक चालकों से बना होता है। ये काउंटरपोइज लाइनें हर टावर और पोल पर overhead earth wire से जुड़ी होती हैं। यह व्यवस्था बिजली की चमक के दौरान विद्युत धारा को समान रूप से वितरित करने में मदद करती है, उच्च-वोल्टेज बिल्ड-अप को कम करती है और बैक फ्लैशओवर की संभावना को कम करती है।

रेडियल काउंटरपोइज

रेडियल काउंटरपोइज टावर के पैरों के आधार से बाहर की ओर रेडियल पैटर्न में फैली एक श्रृंखला ऑफ वायर्स से विशिष्ट होता है। इन वायरों की विशिष्ट मात्रा और लंबाई दो महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करती है: टावर की भौगोलिक स्थिति और प्रचलित मिट्टी की स्थिति। ये चर टावर फुटिंग प्रतिरोध को कम करने और प्रसारण लाइन की समग्र बिजली की चमक की सुरक्षा में सुधार करने में काउंटरपोइज की प्रभावशीलता को अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

शील्डिंग या संरक्षण कोण

शील्डिंग या संरक्षण कोण को पृथ्वी तार के ऊर्ध्वाधर संरेखण और संरक्षण आवश्यक फेज चालक के बीच का कोणीय मापांक रूप से परिभाषित किया गया है। परंपरागत रूप से, यह कोण उस ऊर्ध्वाधर रेखा और रेखा के बीच बना कोण के रूप में मापा जाता है जो पृथ्वी तार से गुजरती है और पृथ्वी तार को बाहरी फेज चालक से जोड़ती है। यह कोण overhead transmission line lightning protection systems के डिजाइन और मूल्यांकन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर के रूप में कार्य करता है, क्योंकि यह पृथ्वी तार की बिजली की चमक को अवरोधित करने और फेज चालकों को संभावित क्षति से सुरक्षित करने की क्षमता पर बीच-बीच में प्रभाव डालता है।

शील्डिंग और पृथ्वी तार की व्यवस्थाओं का अनुकूलन

overhead transmission lines में बिजली की चमक के खिलाफ अनुकूलन के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि संरक्षण कोण को कम किया जाए। 20° और 30° के बीच के कोण फेज चालकों के लिए पर्याप्त सुरक्षा प्रदान करने के लिए बहुत प्रभावी और सुरक्षित माने जाते हैं। इंजीनियर आमतौर पर संरक्षण कोण को 40° से ऊपर नहीं रखते, क्योंकि ऐसा करने से शील्डिंग की प्रभावशीलता में बहुत कमी आती है और बिजली की चमक के चालकों पर सीधे प्रहार करने का जोखिम बढ़ जाता है।

आधुनिक high-voltage power systems में, जो अक्सर विस्तारित स्पेसिंग वाले चालकों की विशेषता रखते हैं, दो-तार पृथ्वी तार व्यवस्था नियम बन गई है। यह व्यवस्था पारंपरिक single-wire systems की तुलना में बेहतर सुरक्षा प्रदान करती है। दो पृथ्वी तारों का उपयोग न केवल बिजली की चमक के खिलाफ अधिक व्यापक कवरेज और अवरोधन क्षमताएं लाता है, बल्कि कई विद्युत लाभ भी लाता है। उदाहरण के लिए, दो-तार पृथ्वी प्रणाली का surge impedance कम होता है, जो बिजली की चमक से उत्पन्न विद्युत सर्ज को अधिक प्रभावी ढंग से विसर्जित करने में मदद करता है। इसके अलावा, दो तारों की उपस्थिति पृथ्वी तार और फेज चालकों के बीच की कपलिंग प्रभाव को बढ़ाती है। यह विद्युत आवेशों को बेहतर रूप से संतुलित करने में मदद करता है, जिससे overvoltages की संभावना कम होती है और high-voltage transmission infrastructure की समग्र विश्वसनीयता और टिकाऊपन में सुधार होता है।