Linyang na Wire o Wire ng Lupa

Pagsasalarawan ng Overhead Earth Wire (Ground Wire)

Ang overhead earth wire, na kilala rin bilang ground wire, ay isang mahalagang bahagi ng mga sistema ng pagprotekta laban sa kidlat. Ito ay binubuo ng isang o higit pang mga konduktor na inilapat sa itaas ng linya ng transmisyon, nag-uugnay mula sa isang suporta hanggang sa iba. Ang mga linyang ito ay maingat na nai-ground sa regular na interval sa kanilang haba.

Ang pangunahing tungkulin ng earth wire ay ang pag-intercept ng direkta na pag-atake ng kidlat na sana'y tatama sa phase conductors ng linya ng transmisyon. Sa pamamagitan ng pag-direkta ng lightning current nang ligtas sa lupa, ito ay nagprotekta sa mga kritikal na elektrikal na conductors mula sa potensyal na pinsala, na siyang nagbibigay-daan sa walang pagkaputol ng operasyon ng power transmission system. Mahalagang tandaan na habang napakabisa nito laban sa kidlat, wala itong epekto sa pag-bawas ng switching surges, na dulot ng iba't ibang electrical phenomena sa loob ng power system.

Kapag may pag-atake ng kidlat sa gitna ng isang earth wire, ginagawa at lumalaganap ang mga electrical waves sa kabaligtarang direksyon sa linya. Ang mga wave na ito ay dadaan sa mga adjacent na transmission towers, na disenyo upang ligtas na magdirekta ng electrical energy sa lupa. Gayunpaman, ang kakaibahan ng earth wire ay nakasalalay sa isang pangunahing factor: ang resistance sa pagitan ng tower foot at ang lupa ay dapat na mababa. Ang mataas na resistance value ay maaaring hadlangin ang epektibong pagdissipate ng lightning current, na nagbabawas sa kakayahan ng earth wire na protektahan ang linya ng transmisyon at maaaring magresulta sa electrical surges at pinsala sa equipment.

Kung ang resistance sa pagitan ng tower foot at ang lupa ay hindi mababa, at ang earth wire o tower ay tinamaan ng kidlat, ang kidlat ay maginduk ng napakataas na potential. Ang mataas na potential na ito ay maaaring sanhi ng flashover mula sa tower patungo sa isa o higit pang phase conductors. Ang ganitong phenomenon ay kilala bilang back flashover.

Ang back flashover ay nangyayari kapag ang produkto ng kasalukuyan ng tower at ang tower impedance ay lumampas sa insulation levels ng linya ng transmisyon. Upang bawasan ang panganib na ito, ang isang epektibong paraan ay ang pagbawas ng tower footing resistance. Sa mga lugar na may mataas na soil resistivity, karaniwang ginagamit ang driven rods at counterpoises.

Ang counterpoise ay isang conductor na inilapat sa lupa, karaniwang gawa sa galvanized steel. Para sa isang overhead terminal, ang counterpoise ay gumaganap bilang isang espesyal na ground terminal. Ang kanyang tungkulin ay ang pagbawas ng surge impedance ng ground connection at pagpapataas ng coupling sa pagitan ng earth wire at ang conductor, na nagpapabuti sa kabuuang performance ng lightning protection ng sistema.

Sa mga linya ng transmisyon, ang dalawang pangunahing uri ng counterpoises ang ginagamit: ang parallel counterpoise at ang radial counterpoise.

Parallel Counterpoise

Ang parallel counterpoise ay binubuo ng isang o higit pang mga conductor na inilapat sa ilalim ng lupa sa buong haba ng linya ng transmisyon. Ang mga counterpoise lines na ito ay konektado sa overhead earth wire sa bawat tower at pole. Ang configuration na ito ay tumutulong sa pantay-pantay na distribusyon ng electrical current sa panahon ng pag-atake ng kidlat, na nagbabawas ng potensyal para sa high-voltage build-up at minimizes ang posibilidad ng back flashover.

Radial Counterpoise

Ang radial counterpoise ay nagsisilbing isang serye ng mga wire na lumalabas sa isang radial pattern mula sa base ng mga legs ng tower. Ang tiyak na bilang at haba ng mga wire na ito ay maingat na dinetermina batay sa dalawang pangunahing factor: ang heograpikal na lokasyon ng tower at ang umiiral na kondisyon ng lupa. Ang mga variable na ito ay naglalaro ng mahalagang papel sa pag-optimize ng effectiveness ng counterpoise sa pagbawas ng tower footing resistance at pagpapabuti ng kabuuang lightning protection ng linya ng transmisyon.

Shielding o Protective Angle

Ang shielding o protective angle ay inilalarawan bilang ang angular measurement sa pagitan ng vertical alignment ng earth wire at ang phase conductor na nangangailangan ng proteksyon. Sa tradisyonal, ang angle na ito ay inilalarawan bilang ang angle na nabuo sa pagitan ng vertical line na dumaan sa earth wire at ang linya na nag-uugnay sa earth wire patungo sa outermost phase conductor. Ang angle na ito ay nagsisilbing isang mahalagang parameter sa disenyo at assessment ng mga sistema ng lightning protection ng overhead transmission line, dahil ito ay direktang nakaapekto sa kakayahan ng earth wire na interceptin ang lightning strikes at protektahan ang phase conductors mula sa potensyal na pinsala.

Pag-optimize ng Shielding at Earth Wire Configurations

Para sa optimal na shielding laban sa lightning strikes sa overhead transmission lines, mahalaga na mabawasan ang protective angle. Ang mga angle na nasa pagitan ng 20° at 30° ay itinuturing na napakabisa at ligtas para sa sapat na proteksyon sa phase conductors. Ang mga engineer ay karaniwang iwas sa pag-set ng protective angle sa itaas ng 40°, dahil ang paggawa nito ay nagsisira ng shielding efficiency at nagpapataas ng panganib ng direct lightning strike sa mga conductors.

Sa mga modernong high-voltage power systems, na madalas na mayroong mas malawak na spacing ng mga conductor, ang two-wire earth wire setup ay naging normal. Ang configuration na ito ay nagbibigay ng mas mahusay na proteksyon kumpara sa traditional single-wire systems. Ang paggamit ng dalawang earth wires ay hindi lamang nagpapataas ng overall coverage at interception capabilities laban sa lightning, kundi nagbibigay din ng ilang electrical advantages. Halimbawa, ang surge impedance ng two-wire earth system ay mas mababa, na nagpapahintulot sa mas epektibong pagdissipate ng lightning-induced electrical surges. Bukod dito, ang presensya ng dalawang wires ay nagpapataas ng coupling effect sa pagitan ng earth wires at ang phase conductors. Ang enhanced coupling na ito ay tumutulong sa mas mahusay na balanse ng electrical charges, na nagpapabawas ng likelihood ng overvoltages at nagpapabuti ng overall reliability at resilience ng high-voltage transmission infrastructure.