Breve analisi dei fattori che incidono sulla sicurezza delle linee di trasmissione

I fattori che influenzano la sicurezza delle linee di trasmissione si dividono generalmente in due categorie: l'usura e l'invecchiamento dovuti all'accumulo di tempo e i guasti improvvisi causati da fattori esterni. Entrambi i tipi di fattori possono provocare interruzioni di corrente, disservizi e, nei casi più gravi, la paralisi della rete elettrica. Tra questi, il fattore di accumulo di tempo può essere controllato artificialmente, riducendo al minimo la probabilità di guasto, mentre i fattori ambientali esterni (come fulmini, tifoni, incendi, danni da ghiaccio, inquinamento, temperatura e umidità, pressione atmosferica, danni causati da uccelli, ecc.) presentano un'elevata probabilità di guasto e danni ingenti.

1. Colpisce un fulmine

I temporali con fulmini sono frequenti durante la stagione delle piogge e presentano una grande imprevedibilità. Un gran numero di linee di trasmissione installate sul territorio sono caratterizzate da grandi distanze e dislivelli tra i tralicci, il che rende la resistenza ai fulmini relativamente scarsa e le rende più vulnerabili. In terreni impervi, sono presenti molte linee a circuito singolo, prive della schermatura e della protezione in parallelo fornite dalle linee parallele, il che aumenta l'incidenza di incidenti causati dai fulmini. I guasti da fulmine rappresentano la maggior parte dei malfunzionamenti delle linee di trasmissione e, minore è il livello di tensione, maggiore è la probabilità di un guasto da fulmine.

Quando un fulmine scarica, la carica dello strato cumulonembo si accumula, formando un potente campo elettrico elettrostatico ad alta tensione che, collidendo e neutralizzando un gran numero di cariche negative trasportate dal terreno, rilascia un'elevata energia, con una tensione fino a milioni di volt e una corrente fino a migliaia di ampere, che si traduce in un gradiente e un'ampiezza dell'onda di sovratensione elevati, causando un'interruzione improvvisa dell'isolamento della linea. L'interruzione improvvisa è un guasto transitorio, la cui percentuale di successo è elevata e il percorso conduttivo può essere ripristinato, ma nei casi più gravi può portare alla rottura della linea, alla rottura dell'isolatore o all'intrusione nella sottostazione lungo la linea, con conseguente fusione ad alta temperatura del filo e rischio di compromettere la resistenza di isolamento delle apparecchiature elettriche.

Al fine di ridurre la probabilità di incidenti da fulmini nelle linee di trasmissione, è necessario prevenire scariche elettriche, formazione di archi, colpi diretti e interruzioni di alimentazione nella linea di difesa. Adottare le seguenti misure di protezione: ① installareparafulmine; ② Aggiungere il filo di terra di accoppiamento; ③ Ridurre la resistenza di messa a terra d'impatto della torre; ④ il punto neutro non è direttamente messo a terra nel sistema; ⑤ Rinforzare il livello di isolamento della linea; ⑥ Installare la richiusura automatica; 7 Installazione tubolarearrestatore; ⑧ Utilizzare isolamento sbilanciato, alimentazione di rete a doppio anello e altri metodi.

2. Tifone

Durante i tifoni, accompagnati da forti venti e piogge, le linee di trasmissione possono essere soggette a oscillazioni dei conduttori, deviazioni dovute al vento, rotture dei cavi, crolli dei tralicci e altri incidenti. Con l'aumento della velocità del vento di progetto del sistema elettrico sulla linea di trasmissione, la probabilità di incidenti come rotture dei cavi e crolli dei tralicci si riduce, ma aumenta la probabilità di incidenti causati da violente oscillazioni dei cavi, scariche dovute al vento e danni a oggetti galleggianti.

La velocità del vento è elevata, l'ampiezza di oscillazione della linea di trasmissione è elevata, riducendo l'intercapedine d'aria tra il filo e il traliccio, la distribuzione dell'intercapedine d'aria tra le fasi del filo è irregolare, in modo che l'intensità della tensione nell'intercapedine si riduca in misura diversa, non riuscendo a sopportare il valore di tensione di esercizio, con conseguente rottura e scarica.

Se contemporaneamente si verifica un temporale, la pioggia ridurrà il valore della resistenza dell'aria, rendendo il filo soggetto a cortocircuiti, con conseguente aumento della probabilità di scarica. Questo processo si verifica con alta frequenza, per lunghi periodi, in modo casuale e con grande ampiezza, causando scariche elettriche, guasti, interruzioni e altri malfunzionamenti. Inoltre, la frequenza di interruzione della linea è bassa, l'intervento umano è inefficace e il tempo di ripristino dell'alimentazione è lungo. Si verificano anche guasti meccanici a catene di isolatori, raccordi, bracci trasversali e altri supporti, materiali ausiliari e apparecchiature, con conseguenti ingenti perdite economiche.

Per le linee vibranti con bassa velocità del vento, la maggior parte delle linee può essere controllata installando dispositivi antivibranti. In caso di vento forte, è possibile adottare le seguenti misure: (1) Aggiungere un martello antivibrante e installare un dispositivo a martello pesante per aumentare la capacità di carico verticale della linea di trasmissione e ridurre l'ampiezza di oscillazione della linea; (2) Installare filo smorzante, protezione del filo, aumentare il numero di fili divisi, rinforzare il filo e garantire la distanza di sicurezza tra il filo e il traliccio; (3) Adottare la modalità di sospensione della stringa di isolatori a V per migliorare la resistenza dell'isolatore al fenomeno della deriva trasversale nel vento e ridurre l'angolo di oscillazione della stringa di isolatori dovuto al vento; (4) Quando si progetta il traliccio e si erige la linea di trasmissione, considerare di lasciare una grande distanza tra i fili, spostare il punto di sospensione verso il basso o allungare e allargare il braccio trasversale.

3. Incendi in montagna

Gli incendi boschivi causati dalle alte temperature, da fattori umani e da altri elementi fanno sì che l'aria rimanga a lungo in uno stato di alta temperatura e bassa umidità. Le linee di trasmissione situate in zone montuose, che attraversano la vegetazione forestale o si trovano tra le linee di fase, a causa dell'aumento dell'ionizzazione termica delle particelle d'aria, dell'incremento della carica elettrica, dell'accelerazione del movimento delle particelle e della formazione di canali conduttivi, provocano l'interruzione della linea per scarica superficiale. Il 90% di FF0C è la causa principale dell'interruzione per incendio, ma includono anche la perdita di isolamento della linea dovuta alle alte temperature e la scarica dei fili verso il traliccio.

Per le linee di trasmissione in zona montuosa, considerando la topografia e i fattori economici, di solito vengono installate due o più linee con traliccio. In caso di incendio in montagna, è facile che più linee sullo stesso corridoio di trasmissione si guastino e si interrompano contemporaneamente. Poiché gli incendi in montagna tendono a propagarsi rapidamente e a durare a lungo, producono molto fumo e nebbia ad alta temperatura, e la velocità di ripristino della linea è bassa. Finché l'incendio non si riduce, il fumo non si disperde e la temperatura dell'aria e dei cavi non si abbassa, è difficile intervenire manualmente per ripristinare l'alimentazione. Di conseguenza, l'alimentazione elettrica della linea rimane interrotta per lungo tempo e, allo stesso tempo, le linee interessate sono più di una, mettendo a rischio la sicurezza della rete elettrica.

In considerazione del fenomeno degli incendi in montagna, dovremmo partire dalle misure di prevenzione incendi per ridurre l'incidenza degli incendi in montagna: ① controllare l'altezza, il numero e il tipo di alberi vicino alla base; (2) Stabilire misure di risposta alle emergenze, lasciando lunghezza e larghezza sufficienti del passaggio sicuro; ③ Il sistema di protezione della linea è affidabile e sensibile; ④ Stabilire un sistema di monitoraggio in tempo reale e migliorare l'effetto del monitoraggio; ⑤ In base alla stagione, al segmento di tempo e alle condizioni meteorologiche, aumentare l'ispezione della linea per eliminare i pericoli nascosti.

4. Disastro del ghiaccio

I disastri causati dal ghiaccio includono pioggia gelata, brina, congelamento e accumulo di neve. Le anomalie climatiche, con alternanze di caldo e freddo, possono causare la copertura di ghiaccio delle linee di trasmissione e dei fili di isolamento, aumentando il peso dei cavi e dei tralicci, la resistenza al vento e l'abbassamento dei fili, con conseguenti vibrazioni continue e instabili, oscillazioni, gravi rotture e incidenti ai tralicci. Se la neve congela, l'acqua di fusione del ghiaccio può provocare un cortocircuito e l'intervento rapido del dispositivo di protezione.

Secondo le statistiche, la formazione di ghiaccio è più probabile quando si combinano l'inquinamento da ghiaccio. Pertanto, per prevenire il ghiaccio, è necessario aumentare la pulizia delle linee e delle stringhe di isolatori per migliorarne la pulizia; aumentare la distanza di dispersione per evitare che la neve si congeli a causa della piccola distanza tra isolatori e ombrelli; adottare la disposizione di stringhe di isolatori a V e stringhe di isolatori a V invertita, e aumentare la spaziatura in serie delle doppie stringhe per migliorare la tensione di scarica. In caso di danza del ghiaccio, è necessario adottare la tecnologia di fusione del ghiaccio per accelerare la velocità di fusione della copertura di ghiaccio oppure adottare un distanziatore interfase migliorato per aumentare la distanza interfase del filo e ridurre il fenomeno di scarica e rottura causato dalla piccola distanza interfase del filo a causa dell'ampia oscillazione e ampiezza del filo.

5. Altro

1) Grado di inquinamento. La linea di trasmissione è lunga ed è soggetta all'esposizione ad agenti inquinanti atmosferici, salinità, fumo, polvere, ecc., che causano l'accumulo di sporco sulla superficie dei cavi. A causa dell'elevato campo elettrico presente intorno alla linea di trasmissione ad alta tensione, è facile che si verifichi il fenomeno corona, con conseguente accumulo di un gran numero di particelle cariche che si attaccano allo sporco, aumentando la conduttività delle particelle stesse e facilitando la scarica elettrica. Pertanto, è fondamentale pulire la linea di trasmissione tempestivamente.

2) Temperatura. L'alta temperatura aumenta la temperatura superficiale del filo, rendendo difficile la dissipazione del calore sulla linea di trasmissione ad alta tensione originale, con conseguente scarsa dissipazione del calore, che porta a una temperatura costantemente elevata della linea, con conseguente aumento dell'arco elettrico nel filo, riduzione della distanza di sicurezza tra il filo e la terra e gli oggetti che lo attraversano, con conseguente scarica e interruzione della linea. Pertanto, la distanza tra il filo e la terra e la fase del filo può essere opportunamente aumentata.

3) Umidità. Con l'aumento delle molecole d'acqua che si depositano sulla superficie del filo, la carica attorno al filo assorbe elettroni formando ioni negativi, indebolendo la capacità di ionizzazione, aumentando la tensione di rottura, intensificando il campo elettrico locale e generando facilmente effetto corona, con conseguente perdita di potenza e caduta di tensione. Pertanto, nella scelta dei materiali isolanti per i fili, è necessario prestare attenzione all'idrofobicità e alla mobilità idrofobica dei materiali stessi.

4) Pressione atmosferica. Con l'aumentare dell'altitudine, l'aria si rarefà gradualmente, la densità diminuisce e la pressione atmosferica si riduce, di conseguenza la tensione di scarica tra il filo di trasmissione e la terra, tra le fasi del conduttore e tra le fasi, e si verifica più facilmente una scarica. Pertanto, nelle zone di alta quota, l'altezza del cavo dovrebbe essere ridotta.

5) Danni causati dagli uccelli. Gli uccelli amano tenere in bocca rami secchi per costruire nidi sui tralicci. Se i rami vengono posizionati vicino alla linea elettrica o vi cadono sopra, è facile che si verifichi un cortocircuito. Quando gli uccelli di grandi dimensioni volano o giocano tra loro, possono facilmente toccare più fili, causando cortocircuiti o interruzioni di corrente. Pertanto, è possibile apporre appositi cartelli sulla linea o sul traliccio per spaventare gli uccelli e tenerli lontani dalla linea di trasmissione.

Condizioni climatiche avverse e altri fattori che agiscono in modo distruttivo sulle linee di trasmissione possono causare guasti o danni alle infrastrutture di trasmissione, con conseguenti interruzioni di corrente, perdite di linea, compromissione delle condizioni operative e della capacità di trasmissione, interruzione dell'alimentazione elettrica e gravi disservizi alla rete, con conseguenti ingenti perdite economiche. Dal punto di vista della sicurezza, questo documento analizza i rischi e le cause di danni alle linee di trasmissione causati da fulmini, tifoni, incendi in montagna, disastri legati al ghiaccio, livelli di inquinamento, temperatura, umidità, pressione atmosferica e danni da parte di uccelli, nonché le misure di prevenzione e controllo in diverse condizioni e in base ai fattori che interessano le linee di trasmissione. L'obiettivo è rafforzare la ricerca sui meccanismi, la progettazione razionale e la prevenzione e il controllo scientifici ed efficaci da parte dei sistemi energetici, dei dipartimenti e dei tecnici competenti, al fine di garantire un funzionamento sicuro, affidabile e stabile delle linee di trasmissione.

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