Przyczyny uszkodzeń napowietrznych linii elektroenergetycznych

Przyczyny awarii napowietrznych linii elektroenergetycznych wynikają głównie z następujących czynników: przepięcia (atmosferyczne i łączeniowe), zmiany temperatury otoczenia, działanie wiatru, tworzenie się lodu na drutach, wibracje, „tańce” drutów, zanieczyszczenie powietrza.

Oto krótki opis niektórych z wymienionych czynników.

Atmosferyczne skoki napięcia na liniach energetycznych są spowodowane burzami. Takie krótkotrwałe przepięcia często powodują przebicia przerw izolacyjnych, aw szczególności nakładanie się izolacji, a czasami jej przebicie lub uszkodzenie.

Nakładającej się izolacji zwykle towarzyszy łuk elektryczny, który jest utrzymywany nawet po przepięciu, tj. przy napięciu roboczym. Łuk oznacza zwarcie, więc usterka powinna zostać wyłączona automatycznie.

Piorun uderzył w linię napowietrzną

Przepięcia przełączające (wewnętrzne) występują, gdy włączniki i wyłączniki… Ich wpływ na izolację urządzeń sieciowych jest podobny do wpływu przepięć atmosferycznych. Nakładanie powinno być również wyłączane automatycznie.

Zniszczenie fartucha izolacyjnego przez łuk

W sieciach do 220 kV przepięcia atmosferyczne są zwykle bardziej niebezpieczne. W sieciach o napięciu 330 kV i wyższym przepięcia łączeniowe są bardziej niebezpieczne.

Naprawa przewodów napowietrznych

Zmiany temperatury powietrza są dość duże, zakres może wynosić od -40 do +40 ° C, ponadto przewód linii napowietrznej jest ogrzewany prądem, a przy ekonomicznie możliwej mocy temperatura przewodu wynosi 2-5 ° wyższa niż w powietrzu.

Obniżenie temperatury powietrza zwiększa dopuszczalną temperaturę grzania i prąd przewodu. Jednocześnie wraz ze spadkiem temperatury zmniejsza się długość drutu, co w stałych punktach mocowania zwiększa naprężenia mechaniczne.

Wzrost temperatury drutów prowadzi do ich wyżarzania i spadku wytrzymałości mechanicznej. Ponadto wraz ze wzrostem temperatury druty wydłużają się, a strzałki zwisu zwiększają się. W rezultacie rozmiary linii napowietrznych i odległości izolacji, tj. niezawodność i bezpieczeństwo napowietrznej linii elektroenergetycznej jest zmniejszona.

Działanie wiatru prowadzi do pojawienia się dodatkowej siły poziomej, a więc do dodatkowego obciążenia mechanicznego drutów, kabli i wsporników. Jednocześnie wzrastają napięcia przewodów i kabli oraz naprężenia mechaniczne ich materiału. Na podporach pojawiają się również dodatkowe siły zginające. W przypadku silnych wiatrów mogą wystąpić przypadki równoczesnego zerwania kilku podpór linowych.

Formacje lodu na przewodach w wyniku deszczu i mgły, a także śniegu, mrozu i innych przechłodzonych cząstek. Formacje lodowe prowadzą do pojawienia się znacznych obciążeń mechanicznych drutów, kabli i podpór w postaci dodatkowych sił pionowych. Zmniejsza to marginesy bezpieczeństwa dla przewodów, kabli i podpór liniowych.

W oddzielnych sekcjach zwisające strzałki drutów zmieniają się, druty są łączone, odległości izolacji są zmniejszane. W wyniku tworzenia się lodu, przerwania przewodów i zniszczenia podpór, zbieżności i kolizji przewodów z zachodzącymi na siebie przerwami izolacyjnymi występują nie tylko podczas przepięć, ale także przy normalnym napięciu roboczym.

Podpory napowietrzne zniszczone z powodu lodu

Kaskadowe niszczenie podpór linii energetycznych w warunkach oblodzenia

Wibracje - są to drgania drutów o dużej częstotliwości (5-50 Hz), krótkiej długości fali (2-10 m) i znikomej amplitudzie (2-3 średnice drutu). Drgania te występują prawie stale i są spowodowane słabymi wiatrami które powodują turbulencje w przepływie wokół powierzchni przewodnika powietrznego. W wyniku drgań dochodzi do „zmęczenia” materiału drutu i pęknięć poszczególnych drutów w pobliżu miejsc mocowania drutu w pobliżu zacisków, w pobliżu podpór. Prowadzi to do osłabienia przekroju drutów, a czasem do ich zerwania.

Tłumik drgań na drucie

„Taniec” drutów — są to ich oscylacje o niskiej częstotliwości (0,2-0,4 Hz), dużej długości fali (rzędu jednego lub dwóch zakresów) i znacznej amplitudzie (0,5-5 m i więcej) .Czas trwania tych wahań jest zwykle krótki, ale czasami sięga kilku dni.

Taniec drutu obserwuje się zwykle przy stosunkowo silnym wietrze i lodzie, częściej przy drutach o dużym przekroju. Kiedy druty tańczą, występują duże siły mechaniczne, które działają na druty i podpory, często powodując pękanie drutów, a czasem pękanie podpór. Kiedy przewodniki tańczą, odległości izolacyjne zmniejszają się z powodu dużej amplitudy oscylacji, w niektórych przypadkach przewodniki zderzają się, dzięki czemu możliwe jest nakładanie się przy napięciu roboczym linii. Taniec z drutem jest stosunkowo rzadki, ale prowadzi do najgorszych wypadków na napowietrznych liniach energetycznych.

Przeczytaj więcej na ten temat tutaj. „Wibracje i taniec drutów na napowietrznych liniach energetycznych”.

Zanieczyszczenia powietrza spowodowane obecnością cząstek popiołu, pyłu cementowego, związków chemicznych (soli) itp. są niebezpieczne dla pracy napowietrznych linii elektroenergetycznych. Osadzanie się tych cząstek na mokrej powierzchni izolacji linii i urządzeń elektrycznych prowadzi do powstawania kanałów przewodzących iosłabia izolację z możliwością nakładania się go nie tylko podczas przepięć, ale także przy normalnym napięciu roboczym. Zanieczyszczenia spowodowane wysoką obecnością soli w powietrzu wzdłuż wybrzeża morskiego mogą prowadzić do aktywnego utleniania aluminium i pogorszenia wytrzymałości mechanicznej drutów.

Skorodowany wspornik wspornika

Rozkład ich drewna wpływa na uszkodzenia napowietrznych linii energetycznych z drewnianymi wspornikami.

Na niezawodność linii napowietrznych wpływają również inne warunki eksploatacji, np. właściwości gruntu, co jest szczególnie ważne w przypadku linii napowietrznych na Dalekiej Północy.