تحلیل مختصری از عوامل مؤثر بر ایمنی خطوط انتقال

عواملی که بر ایمنی خطوط انتقال تأثیر می‌گذارند، عموماً به دو دسته تقسیم می‌شوند: فرسودگی و کهنگی ناشی از انباشت زمان روزانه و خرابی ناگهانی ناشی از عوامل خارجی. این دو نوع عامل می‌توانند باعث قطع شدن ناگهانی، قطع برق و در موارد جدی فلج شدن شبکه برق شوند. در میان آنها، عامل انباشت زمان را می‌توان به صورت مصنوعی کنترل کرد که احتمال خرابی بسیار کمی دارد و عوامل آب و هوایی محیط خارجی (از جمله رعد و برق، طوفان، آتش‌سوزی، آسیب ناشی از یخ، آلودگی، دما و رطوبت، فشار هوا، آسیب پرندگان و غیره) از قابلیت کنترل بالایی برخوردارند و احتمال خرابی و خسارات زیادی را به همراه دارند.

۱. رعد و برق

رعد و برق در فصل بارانی رایج است و تصادفی بودن زیادی دارد. تعداد زیادی از خطوط انتقال نصب شده در این منطقه دارای ویژگی‌های فاصله و اختلاف ارتفاع زیاد دکل هستند که باعث می‌شود سطح مقاومت خط در برابر رعد و برق نسبتاً ضعیف باشد و به راحتی در معرض اصابت رعد و برق قرار گیرد. در زمین‌های ناهموار، خطوط تک مداره زیادی وجود دارد و هیچ محافظ و محافظ شنتی توسط خطوط موازی ارائه نمی‌شود که این امر باعث افزایش وقوع حوادث رعد و برق می‌شود. اتصال کوتاه ناشی از رعد و برق بیشترین سهم از خطاهای خط انتقال را تشکیل می‌دهد و هرچه سطح ولتاژ پایین‌تر باشد، احتمال خرابی ناشی از رعد و برق بیشتر است.

هنگام تخلیه صاعقه، بار لایه کومولونیمبوس جمع می‌شود و یک میدان الکتریکی الکترواستاتیک با ولتاژ بالا و قدرتمند تشکیل می‌دهد که با تعداد زیادی از بارهای منفی حمل شده توسط زمین برخورد کرده و خنثی می‌شود و انرژی بالایی، ولتاژ تا میلیون‌ها ولت و جریان تا هزاران آمپر آزاد می‌کند که منجر به گرادیان و دامنه موج اضافه ولتاژ بالا می‌شود و باعث قطع شدن بیش از حد عایق خط می‌شود. قطع شدن بیش از حد برق یک خرابی گذرا است، میزان موفقیت عمل بستن مجدد بالا است و مسیر رسانا قابل بازیابی است، اما در موارد جدی، منجر به شکستگی خط، شکستگی عایق یا نفوذ به پست در امتداد خط می‌شود و فیوز دمای بالا سیم را فیوز می‌کند و تهدیدی برای از بین بردن مقاومت عایق تجهیزات برق است.

به منظور کاهش احتمال حوادث ناشی از صاعقه در خطوط انتقال، لازم است از پدیده‌های برق‌گرفتگی، ایجاد قوس الکتریکی، برخورد مستقیم و قطع برق در خط دفاعی جلوگیری شود. اقدامات حفاظتی زیر را اتخاذ کنید: ۱. راه‌اندازیبرقگیر② اضافه کردن سیم اتصال زمین؛ ③ کاهش مقاومت زمین ضربه‌ای دکل؛ ④ نقطه خنثی مستقیماً به سیستم زمین متصل نشده باشد؛ ⑤ تقویت سطح عایق خط؛ ⑥ نصب اتصال مجدد خودکار؛ 7 نصب لولهبرقگیر⑧ از عایق نامتعادل، منبع تغذیه شبکه دو حلقه‌ای و سایر روش‌ها استفاده کنید.

۲. تایفون

در هوای طوفانی همراه با پدیده باد و باران شدید، خطوط انتقال دچار رقص هادی، انحراف باد، شکستن خط، سقوط دکل و سایر حوادث خواهند شد. با افزایش سرعت باد طراحی سیستم قدرت در خط انتقال، احتمال حادثه شکستن خط و سقوط دکل کاهش می‌یابد، اما احتمال حادثه ناشی از نوسان شدید سیم، تخلیه بایاس باد و آسیب اشیاء شناور زیاد است.

سرعت باد زیاد است، دامنه رقص خط انتقال زیاد است، فاصله هوایی بین سیم و دکل، فاز سیم و فاز را کاهش می‌دهد، توزیع فاصله هوایی ناهموار است، به طوری که قدرت ولتاژ در شکاف به درجات مختلف کاهش می‌یابد، نمی‌تواند در برابر مقدار ولتاژ عملکرد، خرابی و تخلیه مقاومت کند.

اگر همزمان طوفانی رخ دهد، باران مقدار مقاومت هوا را کاهش می‌دهد، سیم مستعد اتصال کوتاه می‌شود، به طوری که احتمال تخلیه افزایش می‌یابد. این فرآیند در فرکانس بالا، مدت زمان طولانی تکرار، تصادفی و دامنه بزرگ رخ می‌دهد و باعث ایجاد جرقه، خرابی، قطع و سایر خطاها و قطع خط پس از نرخ تصادف کم، عملکرد ضعیف انسانی و زمان طولانی برای بازیابی منبع تغذیه می‌شود. علاوه بر این، باعث خرابی مکانیکی رشته‌های عایق، اتصالات، بازوهای ضربدری و سایر تکیه‌گاه‌ها، مواد و تجهیزات کمکی نیز می‌شود و در نتیجه خسارات اقتصادی هنگفتی به بار می‌آورد.

برای خطوط ارتعاشی با سرعت باد کم، اکثر خطوط را می‌توان با نصب دستگاه‌های ضد ارتعاش کنترل کرد. هنگام مواجهه با سرعت باد شدید، می‌توان اقدامات زیر را انجام داد: (1) اضافه کردن چکش ضد ارتعاش و نصب یک دستگاه چکش سنگین برای افزایش ظرفیت حمل بار عمودی خط انتقال و کاهش دامنه نوسان خط؛ ② نصب سیم میراگر، محافظ سیم، افزایش تعداد سیم‌های انشعابی، تقویت سیم و اطمینان از فاصله ایمن بین سیم و دکل؛ (3) حالت تعلیق رشته عایق نوع V برای افزایش مقاومت عایق در برابر پدیده رانش عرضی در باد و کاهش زاویه نوسان انحراف باد رشته عایق اتخاذ شده است؛ (4) هنگام طراحی دکل و نصب خط انتقال، فاصله زیادی بین سیم‌ها، جابجایی نقطه آویزان به پایین یا افزایش و افزایش طول بازوی عرضی در نظر بگیرید.

۳. آتش‌سوزی‌های کوهستانی

آتش‌سوزی‌های جنگلی ناشی از دمای بالا، عوامل انسانی و سایر عوامل باعث می‌شوند هوا برای مدت طولانی در حالت دمای بالا و رطوبت پایین قرار گیرد و خطوط انتقال واقع در زمین‌های کوهستانی، در امتداد پوشش گیاهی جنگل و زمین یا بین خطوط فاز، به دلیل افزایش یونیزاسیون حرارتی ذرات هوا، افزایش بار باردار، شتاب حرکت ذرات و تشکیل کانال‌های رسانا، دچار جرقه الکتریکی در خط می‌شوند. 90%uFF0C دلیل اصلی این جرقه است، اما همچنین شامل سوختگی در دمای بالا، از بین رفتن عایق خط و تخلیه سیم به دکل می‌شود.

برای خطوط انتقال در منطقه کوهستانی، با توجه به توپوگرافی و عوامل اقتصادی، معمولاً دو یا چند خط با دکل نصب می‌شوند. در صورت آتش‌سوزی کوهستانی، به راحتی می‌توان باعث از کار افتادن و قطع همزمان چندین خط در یک کریدور انتقال شد و از آنجا که آتش‌سوزی کوهستانی به راحتی در مقیاس بزرگ گسترش می‌یابد و مدت زمان طولانی دارد، دود و مه زیادی با دمای بالا تولید می‌کند و سرعت باز و بسته شدن مجدد خط کم است. تا زمانی که آتش کاهش نیابد، دود پراکنده نشود، محیط هوا و دمای سیم کاهش نیابد، انجام بازیابی مصنوعی دشوار است، بنابراین منبع تغذیه خط برای مدت طولانی قطع می‌شود و در عین حال، خطوط آسیب دیده بیش از یک خط هستند که ایمنی عملکرد شبکه برق را به خطر می‌اندازد.

با توجه به پدیده آتش‌سوزی کوهستان، باید از اقدامات پیشگیری از آتش‌سوزی برای کاهش وقوع آتش‌سوزی کوهستان شروع کنیم: ۱. کنترل ارتفاع، تعداد و نوع درختان نزدیک پایه کوه؛ ۲. ایجاد اقدامات واکنش اضطراری، با در نظر گرفتن طول و عرض کافی برای گذرگاه امن؛ ۳. سیستم حفاظت از خطوط برق قابل اعتماد و حساس باشد؛ ۴. ایجاد سیستم نظارت بر زمان واقعی و بهبود اثر نظارت؛ ۵. افزایش بازرسی خطوط برق بر اساس فصل، بخش زمانی و شرایط آب و هوایی برای از بین بردن خطرات پنهان.

۴. فاجعه یخ

بلایای ناشی از یخ شامل باران یخ زدگی، یخبندان، یخ زدگی و تجمع برف است. آب و هوای غیرطبیعی محیط طبیعی، تناوب گرما و سرما، باعث می‌شود خط انتقال و رشته عایق با یخ پوشیده شوند، وزن تحمل خط و دکل افزایش یابد، ناحیه باد سیم افزایش یابد، شکم بدهد، منجر به لرزش مداوم ناپایدار سیم، رقص، شکستگی جدی، دکل و سایر حوادث شود. رشته عایق اگر برف یخ بزند، آب یخ ذوب شده باعث اتصال کوتاه عایق و قطع ناگهانی برق می‌شود.

طبق آمار، احتمال تشکیل یخ زدگی در صورت ترکیب آلودگی یخی بیشتر است. بنابراین، برای جلوگیری از یخ زدگی، لازم است میزان تمیز کردن خطوط و رشته‌های عایق را افزایش داده تا تمیزی بهبود یابد؛ فاصله خزشی را افزایش دهید تا از یخ زدگی برف به دلیل فاصله کم بین عایق‌ها و چترها جلوگیری شود؛ چیدمان رشته عایق نوع V و رشته عایق V معکوس اتخاذ شده است و فاصله سری رشته دوتایی باید افزایش یابد تا ولتاژ جرقه زنی بهبود یابد. در مورد رقص یخ، باید از فناوری ذوب یخ برای تسریع سرعت ذوب پوشش یخ یا از فاصله دهنده بین فازی تقویت شده برای افزایش فاصله بین فازی سیم و کاهش پدیده خرابی و تخلیه ناشی از فاصله کم بین فازی سیم به دلیل نوسان و دامنه زیاد سیم استفاده شود.

۵. سایر

۱) میزان آلودگی. طول خط انتقال طولانی است و تحت تأثیر آلاینده‌های جوی، شوری، دود، گرد و غبار و غیره قرار می‌گیرد که منجر به تجمع آلودگی روی سطح سیم می‌شود. به دلیل میدان الکتریکی بزرگ در اطراف خط انتقال ولتاژ بالا، پدیده کرونا به راحتی رخ می‌دهد و در نتیجه تعداد زیادی ذرات باردار به آلودگی متصل می‌شوند که رسانایی ذرات باردار را افزایش داده و به راحتی تخلیه می‌شوند. بنابراین، خط انتقال باید به موقع تمیز شود.

۲) دما. دمای بالا دمای سطح سیم را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود که اتلاف گرما در خط انتقال ولتاژ بالای اصلی دشوار باشد، اتلاف گرما ضعیف است و در نتیجه دمای بالای مداوم خط ایجاد می‌شود که منجر به افزایش قوس سیم، کاهش فاصله ایمنی بین سیم و زمین و جسم متقاطع و در نتیجه تخلیه و در نتیجه قطع خط می‌شود. بنابراین، فاصله بین سیم و زمین و فاز سیم می‌تواند به طور مناسب افزایش یابد.

۳) رطوبت. با افزایش مولکول‌های آب متصل به سطح خط، بار اطراف سیم، الکترون‌ها را جذب کرده و یون‌های منفی تشکیل می‌دهد، توانایی یونیزاسیون را تضعیف می‌کند، ولتاژ شکست را افزایش می‌دهد، میدان الکتریکی محلی را تقویت می‌کند و به راحتی کرونا ایجاد می‌کند که منجر به تلفات توان و افت ولتاژ می‌شود. بنابراین، هنگام انتخاب مواد عایق سیم، باید به آبگریزی و تحرک آبگریز مواد توجه شود.

۴) فشار هوا. با افزایش ارتفاع، هوا به تدریج رقیق‌تر می‌شود، چگالی کاهش می‌یابد و فشار هوا کم می‌شود، به طوری که ولتاژ شکست بین سیم انتقال و زمین، فاز هادی و فاز کاهش می‌یابد و شکست به راحتی رخ می‌دهد. بنابراین، در ارتفاعات بالاتر زمین، ارتفاع کابل باید کاهش یابد.

۵) آسیب پرندگان. پرندگان دوست دارند شاخه‌های خشک را در دهان خود نگه دارند تا روی دکل لانه بسازند. اگر شاخه‌ها نزدیک خط برق قرار گیرند یا داخل آن بیفتند، اتصال کوتاه به راحتی اتفاق می‌افتد. وقتی پرندگان بزرگ پرواز می‌کنند یا با یکدیگر بازی می‌کنند، می‌توانند به راحتی چندین سیم را لمس کنند و منجر به اتصال کوتاه یا حادثه اتصال زمین شوند. بنابراین، می‌توان علائم خاصی را روی خط یا دکل نصب کرد تا پرندگان بترسند و از خط انتقال دور بمانند.

شرایط آب و هوایی شدید محیطی و سایر عوامل مؤثر بر قدرت مخرب خط انتقال، باعث خرابی یا آسیب به تأسیسات انتقال می‌شود که منجر به قطع برق، از دست دادن خط، تأثیر بر شرایط عملیاتی خط، ظرفیت انتقال و ظرفیت انتقال، قطع منبع تغذیه، منجر به قطع جدی عملیات شبکه و ایجاد خسارات اقتصادی هنگفت می‌شود. از منظر ایمنی، این مقاله خطرات ایمنی و علل خطوط انتقال ناشی از برخورد صاعقه، طوفان، آتش‌سوزی‌های کوهستانی، بلایای یخ، درجه آلودگی، دما، رطوبت، فشار هوا و آسیب پرندگان و همچنین اقدامات پیشگیری و کنترل را در شرایط و عوامل مختلف خطوط انتقال، با هدف تقویت تحقیقات مکانیسم، طراحی منطقی و پیشگیری و کنترل علمی و مؤثر توسط سیستم‌های برق مربوطه، ادارات و تکنسین‌ها، تجزیه و تحلیل می‌کند. برای اطمینان از عملکرد پایدار و ایمن خط انتقال.

در صورت داشتن هرگونه سوال، می‌توانید از طریق روش‌های زیر با ما تماس بگیرید:

Email:jennifer@anhelec.com

موبایل (واتساپ): 86 18157758231