Zemljišni vod ili zemljni vod

Definicija zračnog omaznog voda (omazni vod)

Zračni omazni vod, također poznat kao omazni vod, je ključan sastavni dio sustava zaštite od munjice. Sastoji se od jednog ili više vodova koji su instalirani iznad prijenosne linije, težeći od jedne nosačne konstrukcije do druge. Ovi vodi su pažljivo zarađeni na redovitim razmacima duž svoje duljine.

Glavna funkcija omaznog voda je preuzeti direktni udar munjice koji bi inače ciljao fazi vode prijenosne linije. Odvajajući strujni tok munjice sigurno u tlo, štiti ključne električne vode od mogućeg oštećenja, čime osigurava neprekidnu radnju sustava prijenosa struje. Važno je napomenuti da, iako je vrlo učinkovit protiv munjice, omazni vod nema utjecaja na umanjenje prekidnih talasa, koji nastaju zbog različitih električnih pojave unutar sustava snage.

Kada se udar munjice dogodi na sredini zračnog omaznog voda, generiraju se električni valovi i šire se u suprotnim smjerovima duž linije. Ovi valovi konačno stignu do susjednih toranjiju prijenosne linije, koje su dizajnirane kako bi sigurno usmjerile električnu energiju u tlo. Međutim, učinkovitost omaznog voda ovisi o ključnom faktoru: otpor između podnožja tornja i tla mora biti dovoljno nizak. Visoka vrijednost otpora može sprečiti učinkovito rasipanje struja munjice, smanjujući sposobnost omaznog voda da štiti prijenosnu liniju i potencijalno dovodeći do električnih talasa i oštećenja opreme.

Ako nije nizak otpor između podnožja tornja i tla, i ako omazni vod ili tornji bude pogođen munjom, munja će inducirati iznimno visok potencijal. Taj visok potencijal može uzrokovati iskrenje s tornja na jednu ili više faznih voda. Takav fenomen se naziva obrnuto iskrenje.

Obrnuto iskrenje se događa specifično kada produkt struje u tornju i impedancije tornja premaši razine izolacije prijenosne linije. Da bi se smanjio ovaj rizik, jedan učinkovit pristup je smanjivanje otpora podnožja tornja. U područjima s visokom otpornosti tla, često se koriste upravljački štapovi i protivuteže.

Protivuteža je vod postavljen u tlu, obično izrađen od galvaniziranog čelika. Za nadzemni terminal, protivuteža funkcionira kao specijalizirana zemlja. Njegova uloga je smanjiti talasnu impedanciju zemljske veze i poboljšati spajanje između omaznog voda i voda, čime se poboljšava ukupna učinkovitost zaštite od munjice sustava.

U prijenosnim linijama koriste se dvije glavne vrste protivuteža: paralelna protivuteža i radijalna protivuteža.

Paralelna protivuteža

Paralelna protivuteža sastoji se od jednog ili više vodova položenih pod zemlju duž cijele duljine prijenosne linije. Ove protivutežne linije su spojene na zračni omazni vod na svakom tornju i stubu. Ova konfiguracija pomaže u ravnomjernom rasporedu električne struje tijekom udara munjice, smanjujući potencijal za visokonaponsko građenje i minimizirajući vjerojatnost obrnutog iskrenja.

Radijalna protivuteža

Radijalna protivuteža karakterizira se serijom vodova koji se proširuju van u radijalnom obliku od baze noge tornja. Specifična količina i duljina ovih vodova su pažljivo određeni temeljem dva ključna faktora: geografska lokacija tornja i prevladavajuće tla stanje. Ove varijable igraju značajnu ulogu u optimizaciji učinkovitosti protivuteže u smanjivanju otpora podnožja tornja i poboljšanju ukupne zaštite od munjice prijenosne linije.

Štit ili zaštitni kut

Štit ili zaštitni kut definira se kao kut mjerenja između vertikalne poravnate omaznog voda i fazi voda koji treba zaštititi. Konvencionalno, ovaj kut se mjeri kao kut koji formira vertikalna linija koja prolazi kroz omazni vod i linija koja spaja omazni vod s najudaljenijim faznim vodom. Ovaj kut služi kao ključni parametar u dizajnu i procjeni sustava zaštite od munjice nadzemnih prijenosnih linija, jer izravno utječe na sposobnost omaznog voda da preuzme udare munjice i zaštiti fazne vode od mogućeg oštećenja.

Optimizacija štita i konfiguracija omaznog voda

Za optimalnu zaštitu od udara munjice u nadzemnim prijenosnim linijama, važno je minimizirati zaštitni kut. Kutovi u rasponu od 20° do 30° smatraju se vrlo učinkovitim i sigurnim za pružanje dovoljne zaštite faznim vodovima. Inženjeri obično izbjegavaju postavljanje zaštitnog kuta iznad 40°, jer to značajno smanjuje učinkovitost štita i povećava rizik od direktnog udara munjice na vode.

U suvremenim visokonaponskim sustavima snage, koji često imaju vode s širim razmakom, dvovodni sistem omaznog voda postao je standard. Ova konfiguracija pruža bolju zaštitu u usporedbi s tradicionalnim jednovodnim sustavima. Upotreba dva omazna voda ne samo što poboljšava ukupnu pokrivenost i sposobnost preuzimanja udara munjice, već donosi i nekoliko električnih prednosti. Na primjer, talasna impedancija dvovodnog omaznog sustava je niža, što omogućuje učinkovitije rasipanje električnih talasa izazvanih munjom. Također, prisustvo dva voda povećava učinak spajanja između omaznih voda i faznih voda. Ovaj poboljšani učinak spajanja pomaže bolje balansiranje električnih nabojki, dalje smanjujući vjerojatnost prekomjernih naponi i poboljšavajući ukupnu pouzdanost i otpornost visokonaponske infrastrukture prijenosa.