چرا سیم زمین همیشه در بالای خطوط هوایی برق قرار دارد

خط زمین در خطوط انتقال هوایی

خط زمین (که به آن خط زمین یا OPGW نیز می‌گویند) که بالاتر از خطوط فاز در خطوط انتقال هوایی نصب شده، به عنوان یک جزء محافظتی و ایمنی کلیدی عمل می‌کند. این خط محافظت از برق زنجیره‌ای، دفاع از خطاها در زمین و کمک به جلوگیری از اختلالات سیستم الکتریکی را فراهم می‌کند.

در خطوط انتقال هوایی، قرار دادن خط زمین بالاتر از خطوط فاز با اهداف ایمنی و عملکردی خاص است. این پیکربندی که به آن "خط محافظ" یا "خط استاتیک" نیز گفته می‌شود، چندین عملکرد حیاتی دارد:

1. محافظت از برق زنجیره‌ای

نقش اصلی نصب خطوط زمین بالاتر از هادی‌های فاز در خطوط انتقال هوایی محافظت از سیستم در برابر ضربات برق زنجیره‌ای است. برق زنجیره‌ای، یک پدیده طبیعی، اغلب ساختارهای بلند مانند برج‌های انتقال را هدف قرار می‌دهد. با قرار دادن خط زمین بالاتر از خطوط فاز، آن به عنوان یک مانع فیزیکی عمل می‌کند تا برق زنجیره‌ای را برخورد کند و جریان‌های پر انرژی آن را از طریق سیستم‌های زمین‌سازی برج به زمین هدایت کند. این مکانیزم برق زنجیره‌ای را از هادی‌های فاز دور می‌کند و خطر آسیب به تجهیزات یا قطع برق ناشی از ولتاژ‌های موقتی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

2. محافظت از خطا در زمین

خطوط زمین که به طور دوره‌ای در طول خط زمین‌سازی می‌شوند، با فراهم کردن یک مسیر جریان خطا با مقاومت کم، تمامیت سیستم الکتریکی را حفظ می‌کنند. در زمان خطاها (مانند تماس هادی‌های فاز با برج‌ها یا گیاهان)، این پیکربندی به سرعت جریان‌های خطا را به زمین هدایت می‌کند و به رله‌های محافظ برای تشخیص و رفع خطا کمک می‌کند. با کاهش امپدانس مسیر بازگشت، خط زمین هوایی احتمال خطاها فاز به زمین که می‌تواند ثبات شبکه را اختلال دهد را کاهش می‌دهد.

3. جلوگیری از تماس با حیوانات وحشی

خطوط هوایی با خطراتی از جمله تداخل حیوانات با هادی‌ها مواجه هستند. خط زمین بالایی به عنوان یک مانع فیزیکی برای پرندگان و حیوانات دیگر عمل می‌کند و آن‌ها را از فرود یا نشستن بر روی یا بالای خطوط فاز منصرف می‌کند. این کار احتمال خطاها ناشی از تماس حیوانات را کاهش می‌دهد - مانند کوتاه شدن بین هادی‌های فاز توسط پرندگان یا دام‌های صحرایی که برج‌ها را می‌پیمایند - و بدین ترتیب قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

4. علامت‌گذاری بصری برای ایمنی هواپیمایی

خطوط زمین، که اغلب با رنگ‌های روشن و دیده‌پذیری بالا رنگ می‌شوند، به عنوان علائم بصری مهم برای هواپیماها عمل می‌کنند. این ویژگی به خلبانان کمک می‌کند تا مسیرهای خطوط انتقال را شناسایی کنند، به ویژه در شرایط دید پایین، و جلوگیری از برخوردهای تصادفی با زیرساخت‌های هوایی را فراهم می‌کند. در مناطق با ترافیک هوایی زیاد، مانند مناطق شهری یا نزدیک فرودگاه‌ها، این عملکرد برای تضمین ایمنی هواپیمایی و تأمین برق بدون وقفه ضروری است.

5. عملکرد دوگانه به عنوان خط زمین اپتیکال (OPGW)

به توجه به اینکه، خطوط زمین مدرن اغلب فناوری لیزری را یکپارچه می‌کنند و یک خط زمین اپتیکال (OPGW) را تشکیل می‌دهند. این ساختار ترکیبی نقش دوگانه‌ای دارد:

• ارتباطات: لیزرهای نهفته امکان انتقال داده با سرعت بالا برای سیستم‌های SCADA، نظارت از راه دور و اتوماسیون شبکه را فراهم می‌کنند.

• زمین‌سازی: ساختار فلزی نقش خود را به عنوان محافظ برق زنجیره‌ای و هادی جریان خطا حفظ می‌کند.

نتیجه‌گیری

در شبکه‌های 220kV و 500kV ویتنام، OPGW به استاندارد تبدیل شده است که مدیریت زنده شبکه را امکان‌پذیر می‌کند و مقاومت در برابر برق زنجیره‌ای را در خطوط انتقال هوایی که از مناطق کوهستانی یا آسیب‌پذیر از طوفان‌های رعد و برق عبور می‌کنند افزایش می‌دهد.

قرار دادن استراتژیک خطوط زمین بالاتر از هادی‌های فاز در خطوط انتقال هوایی ترکیبی از ایمنی، قابلیت اطمینان و نوآوری فناوری را شامل می‌شود. از محافظت در برابر برق زنجیره‌ای و جریان‌های خطا تا امکان ارتباطات شبکه هوشمند، این اجزا برای سیستم‌های برق مدرن غیرقابل اجتناب هستند - به ویژه در کشورهایی مانند ویتنام که توپوگرافی و شرایط آب و هوایی متنوع نیاز به طراحی‌های روباست خطوط انتقال هوایی دارند. با تحول شبکه‌ها به زیرساخت‌های هوشمندتر، OPGW ادامه خواهد داد تا محافظت و اتصال را یکپارچه کند و نسل بعدی توزیع برق مقاوم را رهبری کند.