Короткий аналіз факторів, що впливають на безпеку ліній електропередачі

Фактори, що впливають на безпеку ліній електропередачі, зазвичай поділяються на дві категорії, а саме: знос і старіння, спричинені накопиченням щоденного часу, та раптові відмови, спричинені зовнішніми факторами. Ці два типи факторів можуть спричинити спрацьовування внаслідок короткого замикання, перервати роботу електропостачання та у серйозних випадках паралізувати електромережу. Серед них коефіцієнт накопичення часу можна штучно контролювати, що призводить до дуже малої ймовірності відмови, а також фактори зовнішнього середовища (включаючи удари блискавки, тайфуни, лісові пожежі, пошкодження від льоду, забруднення, температуру та вологість, тиск повітря, пошкодження птахами тощо) мають високу неконтрольованість, що призводить до високої ймовірності відмови та великих збитків.

1. Удари блискавки

Блискавки є поширеним явищем у сезон дощів та мають велику хаотичність. Велика кількість ліній електропередачі, встановлених у полі, характеризується великою відстанню та різницею висот між опорами, що робить рівень стійкості лінії до блискавки відносно низьким та легко уражається блискавкою. У складних умовах місцевості є багато одноланцюгових ліній, і паралельні лінії не забезпечують екранування та шунтування, що збільшує частоту аварій від блискавки. Найбільшу частку несправностей ліній електропередачі становить спрацьовування блискавки, і чим нижчий рівень напруги, тим вища ймовірність ураження блискавкою.

Під час розряду блискавки накопичується заряд купчасто-дощового шару, утворюючи потужне електростатичне високовольтне електричне поле, стикаючись та нейтралізуючи з великою кількістю негативних зарядів, що переносяться землею, вивільняючи високу енергію, напругою до мільйонів вольт, струмом до тисяч ампер, що призводить до високого градієнта та амплітуди хвилі перенапруги, що спричиняє спрацьовування через перевантаження ізоляції лінії. Перевантаження блискавкою є тимчасовою несправністю, рівень успішного повторного вмикання високий, і провідний шлях можна відновити, але у серйозних випадках це призведе до обриву лінії, пошкодження ізолятора або проникнення в підстанцію вздовж лінії, а також до високотемпературного запобіжника дроту, що загрожує руйнуванням ізоляції силового обладнання.

Щоб зменшити ймовірність ураження блискавкою в лініях електропередачі, необхідно запобігати спалахам, утворенню дуги, прямому удару блискавки та перериванню електропостачання в лінії захисту. Вжити таких захисних заходів: ① встановитирозрядник блискавки; 2 Додати заземлювальний провід; 3 Зменшити ударний опір заземлення вежі; 5 нейтральна точка не заземлена безпосередньо системою; 6 Посилити рівень ізоляції лінії; 7 Встановити автоматичне повторне вмикання; 7 Встановлення трубчастої проводкирозрядник⑧ Використовуйте незбалансовану ізоляцію, подвійне мережеве живлення та інші методи.

2. Тайфун

Через тайфун, що супроводжується сильним вітром та дощем, на лініях електропередачі трапляються танці провідників, відхилення вітру, обриви ліній, падіння опор та інші аварії. Зі збільшенням розрахункової швидкості вітру в енергосистемі на лінії електропередачі ймовірність обриву лінії та падіння опор зменшується, але ймовірність аварії, спричиненої сильним коливанням дроту, розрядом зміщення вітру та пошкодженням плавучих об'єктів, залишається високою.

Швидкість вітру велика, амплітуда коливань лінії електропередачі велика, що зменшує повітряний зазор між дротом і вежею, фазою дроту та фазою, розподіл повітряного зазору нерівномірний, так що сила напруги в зазорі зменшується по-різному, не може витримувати значення напруги роботи, пробою та розряду.

Якщо одночасно відбувається гроза, дощ зменшує значення опору повітря, дріт схильний до короткого замикання, тому ймовірність розряду зростає. Цей процес відбувається з високою частотою, повторюється довго, хаотично, з великою амплітудою, що призводить до спалахів, пробою, спрацьовування та інших несправностей, а спрацьовування лінії після збігів низьке, людська дія слабка, час відновлення живлення тривалий. Крім того, це також призводить до механічних пошкоджень ізоляторних гілок, арматури, траверс та інших опор, допоміжних матеріалів та обладнання, що призводить до величезних економічних збитків.

Для ліній вібрації з низькою швидкістю вітру більшість ліній можна контролювати, встановивши антивібраційні пристрої. У разі сильного вітру можна вжити таких заходів: (1) Додати антивібраційний молот та встановити важкий молотковий пристрій для збільшення вертикальної вантажопідйомності лінії електропередачі та зменшення амплітуди коливань лінії; 2) Встановити демпфуючий дріт, захист дроту, збільшити кількість розділених дротів, посилити дріт та забезпечити безпечну відстань між дротом та опорою; (3) Для підвищення стійкості ізолятора до явища поперечного дрейфу на вітрі та зменшення кута коливання ізолятора використовується V-подібний спосіб підвішування; (4) Під час проектування опори та монтажу лінії електропередачі слід враховувати можливість залишати велику відстань між дротами, переміщувати точку підвішування вниз або подовжувати та розширювати траверсу.

3. Гірські пожежі

Лісові пожежі, спричинені високою температурою, людським фактором та іншими факторами, призводять до тривалого перебування повітря в стані високої температури та низької вологості, а на лініях електропередачі, розташованих у гірській місцевості, через лісову рослинність та землю або між фазними лініями, через підвищення теплової іонізації частинок повітря, збільшення заряду, прискорення руху частинок та утворення провідних каналів відбувається перекриття лінії. Основною причиною пожежі є температура понад 90% нм, але також може бути втрата ізоляції лінії через високу температуру та розряд дроту до вежі.

Для ліній електропередач у гірській місцевості, враховуючи топографію та економічні фактори, зазвичай з опорою прокладають дві або більше ліній. У разі гірської пожежі легко спричинити одночасне виведення з ладу та спрацювання кількох ліній на одному коридорі передачі, а оскільки гірська пожежа легко поширюється на великі масштаби та триває довго, вона утворює багато диму та туману високої температури, а швидкість повторного вмикання лінії низька. Доки пожежа не буде згашена, дим не розсіється, повітряне середовище та температура дроту не знизяться, штучне відновлення важко, тому електропостачання лінії переривається на тривалий час, і водночас уражених ліній більше однієї, що ставить під загрозу безпеку роботи електромережі.

З огляду на явище гірських пожеж, нам слід почати із заходів пожежогасіння для зменшення їхньої частоти: 1) контролювати висоту, кількість та тип дерев біля підніжжя; (2) Встановити заходи реагування на надзвичайні ситуації, залишаючи достатню довжину та ширину безпечного проходу; 3) Забезпечити надійність та чутливість системи захисту ліній; 4) Встановити систему моніторингу в режимі реального часу та покращити її ефективність; 5) Збільшити кількість перевірок ліній залежно від сезону, часового сегмента та погодних умов, щоб усунути приховані небезпеки.

4. Льодова катастрофа

До льодових катастроф належать крижаний дощ, іній, замерзання та накопичення снігу. Аномальний природний клімат, чергування спеки та холоду призводять до покриття лінії електропередачі та ізолятора льодом, збільшення ваги лінії та опори, збільшення площі намотування дроту, провисання, що призводить до нестабільної безперервної вібрації дроту, танцю, серйозних обривів, аварій на опорі та інших аварій. Ізоляторний шнур. Якщо сніг замерзне, тануча крижана вода спричинить коротке замикання ізолятора та спалах криги.

Згідно зі статистикою, обмерзання частіше утворюється при поєднанні забруднення від льоду. Тому, щоб запобігти обмерзанню, необхідно збільшити очищення ліній та ізоляторів від забруднення для покращення чистоти; збільшити довжину шляху витоку, щоб запобігти замерзанню снігу через малу відстань між ізоляторами та ізоляторами; використовувати V-подібну та перевернуту V-подібну ізолятори, а також збільшити послідовну відстань між подвійними ланцюжками для покращення напруги перекриття. У випадку обмерзання від льоду слід застосовувати технологію танення льоду для пришвидшення танення крижаного покриття або використовувати покращену міжфазну прокладку для збільшення міжфазної відстані дроту та зменшення явища пробою та розряду, спричиненого малою міжфазною відстанню дроту через великі коливання та амплітуду коливань дроту.

5. Інше

1) Ступінь забруднення. Лінія електропередачі має велику довжину, на неї впливають атмосферні забруднювачі, солоність, дим, пил тощо, що призводить до накопичення забруднень на поверхні дроту. Через велике електричне поле навколо високовольтної лінії електропередачі легко виникає явище корони, в результаті чого велика кількість заряджених частинок приєднується до забруднень, збільшуючи провідність заряджених частинок і легко розряджаючись. Тому лінію електропередачі слід вчасно очищати.

2) Температура. Висока температура підвищує температуру поверхні дроту, що ускладнює розсіювання тепла на вихідній лінії електропередачі високої напруги, погано розсіює тепло, що призводить до постійної високої температури лінії, що призводить до збільшення дуги дроту, зменшення безпечної відстані між дротом, землею та об'єктом перетину, що призводить до розряду та спрацьовування лінії. Таким чином, відстань між дротом, землею та фазою дроту може бути відповідно збільшена.

3) Вологість. Зі збільшенням кількості молекул води, прикріплених до поверхні лінії, заряд навколо дроту поглинає електрони, утворюючи негативні іони, послаблюючи іонізаційну здатність, збільшуючи напругу пробою, посилюючи локальне електричне поле та легко утворюючи коронний розряд, що призводить до втрати потужності та падіння напруги. Тому, вибираючи ізоляційні матеріали для дроту, слід звертати увагу на гідрофобність та гідрофобну рухливість матеріалів.

4) Тиск повітря. Зі збільшенням висоти повітря поступово розріджується, його щільність зменшується, а тиск повітря також знижується, що призводить до зменшення пробивної напруги між проводом передачі та землею, фазним провідником та фазою, що спрощує пробій. Тому на високих висотах місцевості висоту кабелю слід зменшувати.

5) Пошкодження птахами. Птахи люблять тримати в роті сухі гілки, щоб будувати гнізда на вежі. Якщо гілки розмістити близько до лінії електропередач або впасти на неї, легко статися коротке замикання. Коли великі птахи літають або граються один з одним, вони можуть легко торкнутися кількох проводів, що призведе до короткого замикання або заземлення. Тому на лінії або вежі можна встановити спеціальні знаки, щоб птахи боялися та трималися подалі від лінії електропередач.

Суворі кліматичні умови та інші фактори, що впливають на лінію електропередачі, можуть призвести до виходу з ладу або пошкодження об'єктів передачі, що призведе до відключення електроенергії, зміни напруги в лінії, вплине на умови експлуатації лінії, пропускну здатність та передавальні можливості, переривання електропостачання, серйозних відключень від мережі та призведе до величезних економічних збитків. З точки зору безпеки, у цій статті аналізуються ризики для безпеки та причини ураження ліній передачі, спричинені ударами блискавки, тайфунами, гірськими пожежами, льодовиковими катастрофами, ступенем забруднення, температурою, вологістю, тиском повітря та пошкодженнями від птахів, а також заходи профілактики та контролю за різних умов та факторів на лініях передачі з метою зміцнення механізмів дослідження, раціонального проектування та наукового та ефективного запобігання та контролю відповідними енергетичними системами, відділами та техніками. Забезпечення безпечної та надійної стабільної роботи лінії передачі.

Якщо у вас виникнуть будь-які питання, ви можете зв'язатися з нами такими способами:

Email:jennifer@anhelec.com

Моб. (WhatsApp): 86 18157758231