Overhead Ground Wire eller Jordeleder

Definisjon av Overhead Earth Wire (Jordledning)

En overhead earth wire, også kjent som en jordledning, er et viktig komponent i lynbeskyttelsessystemer. Den består av en eller flere ledere som er installert over forsyningslinjen, strekker seg fra ett støttekonstruksjon til en annen. Disse lederne er nøyaktig jordet med jevne mellomrom langs deres lengde.

Den primære funksjonen til jordledningen er å avfange direkte lynnedslag som ellers ville rammet faselederne i forsyningslinjen. Ved å dirigere lynstrømmen trygt ned i jorden, beskytter den de kritiske elektriske lederne mot potensiell skade, og sikrer uforstyrret drift av strømtransmissjonssystemet. Det er viktig å merke seg at mens jordledningen er svært effektiv mot lyn, har den ingen innvirkning på å redusere slagsvinginger, som skyldes ulike elektriske fenomener i strømsystemet.

Når et lynnedslag forekommer midt i en jordledning, genereres elektriske bølger som propagerer i motsatt retning langs linjen. Disse bølgene når til slutt de nærliggende transmisjonstårnene, som er designet for å trygt kanalisere elektrisk energi ned i jorden. Men effektiviteten til jordledningen henger av en nøkkelfaktor: motstand mellom tårnet og jorden må være tilstrekkelig lav. En høy motstandsverdi kan hindre effektiv dissipasjon av lynstrømmen, noe som reduserer jordledningens evne til å beskytte forsyningslinjen og potensielt fører til elektriske slagsvinginger og utstyrsskader.

Hvis motstanden mellom tårnet og jorden ikke er lav, og jordledningen eller tårnet blir truffet av lyn, vil lynet inducere en ekstremt høy potensial. Dette høye potensialet kan føre til en glimtoverslag fra tårnet til én eller flere faseledere. Dette fenomenet kalles bakoverglimt.

Bakoverglimt oppstår spesielt når produktet av tårnets strøm og tårnetimpedans overstiger isolasjonsnivåene i forsyningslinjen. For å redusere denne risikoen er en effektiv tilnærming å redusere motstanden ved tårnet. I områder med høy jordmotstand bruker man ofte drivsleper og motpotensialeledere.

En motpotensialeleder er en leder begravd i jorden, vanligvis laget av galvanisert stål. For en overhengende terminal fungerer motpotensialelederen som en spesialisert jordterminal. Dens rolle er å redusere slagsvingingstiltaket for jordforbindelsen og forbedre koblingen mellom jordledningen og lederen, noe som forbedrer det totale lynbeskyttelsesprestasjonen av systemet.

I forsyningslinjer brukes to hovedtyper motpotensialeledere: parallelle motpotensialeledere og radielle motpotensialeledere.

Parallelle Motpotensialeledere

Parallelle motpotensialeledere består av en eller flere lederer lagt under jorden langs hele lengden av forsyningslinjen. Disse motpotensialelederlinjene er koblet til overhengende jordledninger ved hvert tårn og stolpe. Denne konfigurasjonen hjelper til å jevnlig fordele elektrisk strøm under et lynnedslag, noe som reduserer potensialet for høy spenningsoppbygging og minimerer sannsynligheten for bakoverglimt.

Radielle Motpotensialeledere

Radielle motpotensialeledere er karakterisert ved en rekke ledere som strekker seg ut i en radiell mønster fra grunnleggene av tårnet. Den spesifikke mengden og lengden på disse ledene er nøyaktig bestemt basert på to kritiske faktorer: geografisk plassering av tårnet og fremherskende jordforhold. Disse variablene spiller en betydelig rolle i optimalisering av motpotensialelederens effektivitet i å redusere tårnetmotstand og forbedre det totale lynbeskyttelsesprestasjonen av forsyningslinjen.

Skjerming Eller Beskyttelsesvinkel

Skjerming eller beskyttelsesvinkel defineres som vinkelmålingen mellom den vertikale justeringen av jordledningen og faselederen som krever beskyttelse. Konvensjonelt måles denne vinkelen som vinkelen dannet mellom den vertikale linjen som går gjennom jordledningen og linjen som forbinder jordledningen med den ytterste faselederen. Denne vinkelen er et kritisk parameter i design og vurdering av overhengende forsyningslinje lynbeskyttelsessystemer, da den direkte påvirker jordledningens evne til å avfange lynnedslag og beskytte faselederne mot potensiell skade.

Optimalisering Av Skjerming Og Jordledningskonfigurasjoner

For optimal skjerming mot lynnedslag i overhengende forsyningslinjer, er det viktig å minimere beskyttelsesvinkelen. Vinkler mellom 20° og 30° anses som svært effektive og trygge for å gi tilstrekkelig beskyttelse til faseledere. Ingeniører unngår generelt å sette beskyttelsesvinkelen over 40°, da dette betydelig reduserer skjermingseffektiviteten og øker risikoen for at lyn direkte treffer lederne.

I moderne høyspenningsstrømsystemer, som ofte har bredere avstand mellom lederne, har en to-leder jordledningsoppsett blitt normen. Denne konfigurasjonen gir bedre beskyttelse sammenlignet med tradisjonelle enkelteleder-systemer. Bruken av to jordledere forbedrer ikke bare den totale deknings- og avfangskapasiteten mot lyn, men bringer også flere elektriske fordeler. For eksempel er slagsvingingstiltaket i et to-leder jordsystem lavere, noe som tillater mer effektiv dissipasjon av lyninduserte elektriske slagsvinginger. I tillegg øker tilstedeværelsen av to ledere kobleffekten mellom jordlederne og faselederne. Denne forbedrede koblingen bidrar til å bedre balansere elektriske ladninger, noe som ytterligere reduserer sannsynligheten for overspenninger og forbedrer den totale påliteligheten og robustheten i høyspenningsinfrastrukturen.