Надворешен земјски кабел или земјски жица

Дефиниција на надворешен земјски жица (земјска жица)

Надворешната земјска жица, позната и како земјска жица, е важен компонент на системите за заштита од молнии. Состои од еден или повеќе проводници кои се инсталирани над преносната линија, простират се од една поддржувачка структура до друга. Овие жици се прецизно заземени на редовни интервали по должината им.

Основната функција на земјската жица е да превземе директни удари со молнии кои би иначе целиле фазните проводници на преносната линија. Одводејќи ја молнијастата струја безбедно во земјата, таа ги заштитува критичните електрични проводници од потенцијална штета, осигурувајќи непрекинато функционирање на системот за пренос на енергија. Важно е да се напомене дека додека многу ефективна против молниите, земјската жица нема влијание во намалувањето на ударните таласи, кои се причинети од различни електрични феномени во енергетскиот систем.

Кога се случи удар со молния на средината на земјската жица, се генерираат електрични таласи кои се шират во спротивни насоки по линијата. Овие таласи на крај достигнуваат до соседните торни за пренос, кои се дизајнирани да безбедно каналат електричната енергија во земјата. Меѓутоа, ефективноста на земјската жица зависи од еден клучен фактор: отпорот помеѓу основата на торнот и земјата мора да се задржи доволно нисок. Висок вредност на отпорот може да попречи ефикасното разсеивање на молнијастата струја, намалувајќи способноста на земјската жица да ги заштитува преносните линии и потенцијално водејќи до електрични ударни таласи и штета на опремата.

Ако отпорот помеѓу основата на торнот и земјата не е нисок, и ако земјската жица или торнот се удари со молния, молнијата ќе индуцира екстремно висок потенцијал. Овој висок потенцијал може да предизвика пробој од торнот кон еден или повеќе фазни проводници. Таков феномен е познат како обратен пробој.

Обратниот пробој се случува конкретно кога производот од струјата на торнот и импедансот на торнот надминува нивоа на изолација на преносната линија. За намалување на овој ризик, едно ефективно решение е да се намали отпорот на основата на торнот. Во области со висока резистивност на почвата, често се користат убиени цевки и контрапозиции.

Контрапозицијата е проводник заривен во земјата, обично направен од галванисана стал. За надворешен терминал, контрапозицијата функционира како специјализиран земјски терминал. Неговата улога е да намали ударниот импеданс на земјската врска и да го подобри куплувањето помеѓу земјската жица и проводникот, со тоа подобрувајќи го општата ефективност на системот за заштита од молнии.

Во преносните линии, се користат две главни типови на контрапозиции: паралелната контрапозиција и радијалната контрапозиција.

Паралелна Контрапозиција

Паралелната контрапозиција се состои од еден или повеќе проводници заривени под земјата по целата должина на преносната линија. Овие контрапозициони линии се поврзани со надворешната земјска жица на секој торн и столб. Оваа конфигурација помага да се еднакво распределува електричната струја при удари со молнии, намалувајќи потенцијалот за натрупување на високи напони и минимизирајќи веројатноста за обратен пробој.

Радијална Контрапозиција

Радијалната контрапозиција е карактеризирана со серија на жици кои се прошируваат во радијален модел од основата на ногите на торнот. Специфичната количина и должина на овие жици се точно одредени на основа на два критични фактори: географската локација на торнот и превледаващите услови на почвата. Овие променливи играат значајна улога во оптимизацијата на ефективноста на контрапозицијата во намалување на отпорот на основата на торнот и подобрување на општата заштита од молнии на преносната линија.

Заштитен или Протективен Агол

Заштитниот или протективниот агол е дефиниран како аголска мера помеѓу вертикалната уредба на земјската жица и фазниот проводник кој треба да се заштити. Конвенционално, овој агол се мери како агол формиран помеѓу вертикалната линија која минува низ земјската жица и линијата која ги поврзува земјската жица со најудалениот фазен проводник. Овој агол служи како критичен параметар во дизајнот и оцената на системите за заштита од молнии на надворешни преносни линии, бидејќи директно влијае на способноста на земјската жица да превземе удари со молнии и да заштити фазните проводници од потенцијална штета.

Оптимизирање на Заштитни и Земјски Жични Конфигурации

За оптимална заштита од удари со молнии во надворешни преносни линии, е критично да се намали заштитниот агол. Агли во опсег од 20° до 30° се сметаат за многу ефективни и сигурни за доставување на адекватна заштита на фазните проводници. Инженерите обично го избегнуваат поставувањето на заштитниот агол над 40°, бидејќи тоа значително намалува ефективноста на заштитата и зголемува ризикот од директни удари со молнии на проводниците.

Во современите системи за висок напон, кои често се карактеризираат со поширено распоредување на проводници, двожична конфигурација на земјската жица станала норма. Оваа конфигурација нуди подобра заштита во однос на традиционалните системи со една жица. Користејќи две земјски жици не само се подобрува општата покривност и способност за превземање на молнии, туку и носи неколку електрични предности. На пример, ударниот импеданс на систем со две земјски жици е помал, што дозволува поефикасно разсеивање на молнијастите електрични таласи. Поради тоа, присуството на две жици зголемува ефектот на куплување помеѓу земјските жици и фазните проводници. Овој подобрен куплување помага да се подобри балансирањето на електричните наелектрисани, дополнително намалувајќи можността за прекомерни напони и подобрувајќи општата надежност и одложливост на инфраструктурата за пренос на висок напон.