چرا سیم زمین همیشه در بالای خطوط برق هوایی قرار دارد

سیم زمین در خطوط انتقال هوایی

سیم زمین (که همچنین به آن سیم زمین یا OPGW می‌گویند) که بالاتر از خطوط فاز در خطوط انتقال هوایی نصب شده است، به عنوان یک جزء حفاظتی و ایمنی کلیدی عمل می‌کند. این سیم محافظت از برق‌آبی، دفاع از خطاها و کمک به جلوگیری از اختلالات در سیستم برق را فراهم می‌کند.

در خطوط انتقال هوایی، قرار گرفتن سیم زمین بالای خطوط فاز با اهداف ایمنی و عملکردی خاص است. به این کانفیگوراسیون به عنوان "سیم محافظ" یا "سیم الکتریکی" اشاره می‌شود که وظایف مهم متعددی دارد:

۱. محافظت از برق‌آبی

نقش اصلی نصب سیم زمین بالای مسیرهای فاز در خطوط انتقال هوایی، محافظت سیستم از ضربات برق‌آبی است. برق‌آبی، یک پدیده طبیعی، اغلب به سازه‌های بلند مانند برج‌های انتقال هدف می‌گیرد. با قرار گرفتن سیم زمین بالای خطوط فاز، به عنوان مانع فیزیکی عمل می‌کند تا برق‌آبی را مسدود کرده و جریان‌های با انرژی بالا آن را از طریق سیستم‌های زمین‌بری برج‌ها به زمین منتقل کند. این مکانیزم برق‌آبی را از خطوط فاز دور می‌کند و مخاطره آسیب به تجهیزات یا قطع برق ناشی از ولتاژهای گذرا را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

۲. محافظت از خطاها

سیم‌های زمین که دوره‌ای در طول خط زمین‌بری می‌شوند، با ارائه یک مسیر جریان خطا با مقاومت کم، تمامیت سیستم برق را حفظ می‌کنند. در مواقع خطا (مانند تماس خطوط فاز با برج‌ها یا گیاهان)، این کانفیگوراسیون به سرعت جریان‌های خطا را به زمین منتقل می‌کند و به رله‌های محافظ برای تشخیص و پاک کردن خطاها کمک می‌کند. با کاهش امپدانس مسیر بازگشت، سیم زمین هوایی احتمال وقوع خطاها فاز-به-زمین که می‌تواند ثبات شبکه را اختلال دهد را کاهش می‌دهد.

۳. جلوگیری از تماس با حیات وحش

خطوط هوایی با مخاطراتی از طرف حیات وحش که با مسیرهای رسانایی تداخل می‌کنند، مواجه هستند. سیم زمین بالا برده شده به عنوان مانع فیزیکی برای پرندگان و حیوانات دیگر عمل می‌کند و آن‌ها را از نشستن یا توقف بالای خطوط فاز منصرف می‌کند. این کار احتمال وقوع خطاها ناشی از تماس با حیوانات مانند کوتاه شدن بین خطوط فاز توسط پرندگان یا موش‌های صحرایی که برج‌ها را می‌پیچند را کاهش می‌دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

۴. علامت‌گذاری بصری برای ایمنی هواپیمایی

سیم‌های زمین، که اغلب با رنگ‌های روشن و دیده‌بانی بالا رنگ‌آمیزی می‌شوند، به عنوان نشانگرهای 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 از تصادفات تصادفی با زیرساخت‌های هوایی جلوگیری می‌کند. در مناطقی با ترافیک هوایی فراوان، مانند مناطق شهری یا نزدیک فرودگاه‌ها، این عملکرد برای اطمینان از ایمنی هواپیمایی و تامین برق بدون وقفه ضروری است.

۵. عملکرد دوگانه به عنوان سیم زمین نوری (OPGW)

با توجه به اینکه سیم‌های زمین مدرن اغلب فناوری لیزر را تلفیق می‌کنند و یک سیم زمین نوری (OPGW) را تشکیل می‌دهند، این ساختار مرکب وظایف دوگانه‌ای دارد:

• ارتباطات: الیاف نوری تعبیه شده امکان انتقال داده با سرعت بالا برای سیستم‌های SCADA، نظارت از راه دور و خودکارسازی شبکه را فراهم می‌کنند.

• زمین‌بری: ساختار فلزی نقش خود را به عنوان محافظ برق‌آبی و رساننده جریان خطا حفظ می‌کند.

نتیجه‌گیری

در شبکه‌های ۲۲۰kV و ۵۰۰kV ویتنام، OPGW به استاندارد تبدیل شده است که مدیریت زنده شبکه را ممکن می‌سازد و مقاومت در برابر برق‌آبی در خطوط انتقال هوایی که از مناطق کوهستانی یا آسمانی با برق‌آبی فراوان عبور می‌کنند را افزایش می‌دهد.

قرار گرفتن استراتژیک سیم‌های زمین بالای خطوط فاز در خطوط انتقال هوایی ترکیبی از ایمنی، قابلیت اطمینان و نوآوری فناوری است. از محافظت در برابر برق‌آبی و جریان‌های خطا گرفته 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 آن‌ها طراحی‌های قوی خطوط انتقال هوایی را مورد نیاز قرار می‌دهند. با تکامل شبکه‌ها به سمت زیرساخت‌های هوشمند‌تر، OPGW ادامه خواهد داد تا محافظت و اتصال را ترکیب کند و نسل بعدی توزیع برق مقاوم را میسر کند.