Quais São as Falhas Comuns em Linhas de Distribuição de Energia? Um Guia Completo sobre Desafios Operacionais e Soluções

1 Visão Geral das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

1.1 Características Chave das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

• Dificuldade Elevada de Manutenção: Isso é principalmente devido à ampla área coberta pelas linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, ao terreno áspero das áreas de instalação e ao impacto das mudanças climáticas sazonais, todos os quais contribuem para uma manutenção difícil.

• Requisito Elevado de Confiabilidade Operacional: A operação confiável das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica está intimamente relacionada ao desenvolvimento da indústria e da agricultura. Para atender às necessidades de todos os setores da sociedade, as empresas de rede elétrica impõem requisitos de gestão mais rigorosos sobre a confiabilidade operacional, o que determina sua característica de confiabilidade operacional extremamente alta.

• Riscos de Segurança Proeminentes: Da mesma forma, a ampla cobertura das linhas leva a riscos potenciais causados por diferentes influências ambientais, resultando na característica de riscos de segurança proeminentes.

1.2 Tipos Comuns de Falhas nas Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

• Falhas Relacionadas a Forças Externas: Geralmente, a força externa é a causa mais comum e principal de falhas. Os dados mostram que os danos às linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica causados por forças externas representam metade de todos os fatores de dano.

• Falhas Relacionadas a Fatores Humanos: Na maioria dos casos, as falhas relacionadas a fatores humanos são causadas por erros operacionais, o que também é um fator importante que leva a danos nas linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica.

• Falhas Relacionadas a Equipamentos: Alguns equipamentos podem apresentar falhas ou danos após um período de uso devido a problemas de qualidade ou desempenho.

2 Principais Problemas que Afetam a Operação Segura das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

2.1 Fatores de Dano Externo

De acordo com estatísticas relevantes, os danos às linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica na rede elétrica causados por danos externos estão aumentando anualmente, manifestando-se principalmente nos seguintes aspectos:

• Operações de detonação para o desenvolvimento de montanhas em áreas montanhosas danificam isoladores de linha ou até mesmo cortam as linhas.

• Chamas e fumaça densa de queimadas ao ar livre em áreas rurais danificam a camada de isolamento das linhas, causando desligamentos de linha.

2.2 Estrutura de Rede de Linha Inadequada

Com a expansão contínua da construção da rede de distribuição e o aumento da carga nas linhas de distribuição, as linhas não podem ser ajustadas de maneira oportuna e eficaz. Isso geralmente se reflete no seguinte:

A seção transversal dos condutores (especialmente a seção transversal dos condutores no início de algumas linhas) é muito pequena, resultando na incapacidade de transmitir eletricidade, mesmo quando a energia está disponível, e até mesmo no derretimento de fusíveis de linha.

Algumas linhas de ramificação estão conectadas a mais de uma dúzia de transformadores de distribuição, levando a uma grande capacidade de carga. Isso frequentemente causa sobrecarga das linhas de ramificação durante a operação, resultando em quedas de energia e apagões.

Algumas linhas são muito longas, mas carecem de ramificações necessárias, levando a um aumento das perdas de linha e a uma redução da tensão no final das linhas, o que, por sua vez, afeta a qualidade da tensão de fornecimento de energia.

2.3 Fatores de Raio

O clima de tempestades é comum na maioria das regiões da China. Sob o efeito térmico e a força mecânica do raio, as linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica são propensas a flashovers, que causam danos graves ao sistema de linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica e afetam sua operação normal. Além disso, a sobretensão gerada pelos raios é transmitida aos equipamentos de fornecimento de energia no sistema de energia através das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Sob a ação da sobretensão, a resistência dielétrica normal dos equipamentos de fornecimento de energia é comprometida, e componentes eletrônicos em alguns equipamentos de fornecimento de energia sensíveis na rede elétrica são danificados, prejudicando a segurança e a estabilidade do sistema de subestação.

2.4 Envelhecimento das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica e Equipamentos

Na China, a maioria dos equipamentos na rede de transmissão e distribuição está obsoleta, o que torna as linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica e os equipamentos incapazes de atender eficazmente aos requisitos para a operação estável da rede elétrica. Isso se reflete principalmente no seguinte:

Os mecanismos de operação de a maioria dos disjuntores de poste são pouco confiáveis, e os métodos de operação são relativamente atrasados, tornando impossível a implementação de operações remotas eficazes.

Existem buchas de parede isolantes de baixa qualidade na rede de distribuição, que podem sofrer ruptura sob a ação de várias sobretensões, causando falhas permanentes de linha.

Alguns para-raios de baixa qualidade são usados na rede de transmissão e distribuição, que são propensos a explodir quando sujeitos a sobretensões, levando a falhas na rede de distribuição.

3 Dificuldades na Operação e Manutenção das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

Como um sistema complexo, a rede de energia elétrica tornou a operação e manutenção das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica mais complexas com o desenvolvimento contínuo da construção de redes inteligentes. Isso ocorre porque as linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica cobrem uma área extremamente ampla, e o ambiente geográfico varia em diferentes regiões, o que, por sua vez, tem diferentes impactos na instalação de linhas. Em muitas áreas, problemas climáticos severos (como invernos frios e verões quentes) afetam a operação das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica.

Há também dificuldades no projeto, instalação e manutenção de linhas de energia. Por exemplo, em áreas relativamente remotas, árvores crescendo perto das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica podem representar uma ameaça à segurança das linhas; o crescimento contínuo das árvores pode entrar em contato com as linhas instaladas, acionando falhas de segurança de energia. Quando a temperatura aumenta, o afundamento dos condutores aumenta, o que também pode levar a falhas na rede de energia.

A indústria e a agricultura cada vez mais desenvolvidas também elevaram os requisitos para a transmissão e distribuição de energia. Portanto, garantir a estabilidade e confiabilidade da transmissão de energia, aumentar a capacidade de transmissão e maximizar a melhoria da qualidade da operação também são grandes desafios enfrentados pelos trabalhadores de energia atualmente.

4 Medidas para a Operação e Manutenção das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

Melhorar o Sistema de Alerta Precoce de Segurança para Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica: Devido às características topográficas e climáticas da China, há muitas dificuldades na manutenção das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica. Portanto, é necessário estabelecer um sistema de alerta precoce para linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica com base nas condições reais para identificar problemas existentes e tomar soluções eficazes.

Para abordar as dificuldades na operação e manutenção das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica causadas por fatores geográficos ou climáticos na China, devem ser adotados meios científicos e tecnológicos modernos para estabelecer um sistema de alerta precoce correspondente. O monitoramento em tempo real das condições nas áreas adjacentes às linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica deve ser realizado para implementar a gestão dinâmica.

Além disso, informações climáticas locais devem ser coletadas e organizadas continuamente para garantir que o sistema de alerta precoce esteja sempre em modo de monitoramento em tempo real. Dessa forma, assim que ocorrer uma situação anormal nas linhas, um alerta precoce pode ser emitido de maneira oportuna, facilitando que os gestores tomem medidas relevantes após receberem as informações e mantenham a operação estável do sistema de energia.

4.1 Fortalecer as Inspeções de Patrulha ao Longo das Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

• Para garantir a operação segura das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, é necessário fortalecer a inspeção e manutenção das linhas. Itens específicos de inspeção incluem:

• Verificar se a distância entre as linhas de serviço, e a distância entre as linhas e edifícios/solo (para trechos de travessia) estão dentro do intervalo especificado, e se as linhas têm fenômenos de envelhecimento ou corrosão.

• Verificar se os suportes das linhas são estáveis e se os suportes têm danos ou ferrugem.

• Inspeção do ambiente ao redor das linhas. Por exemplo, se houver projetos de detonação nas proximidades, verificar se os projetos de detonação têm procedimentos de solicitação de detonação padronizados e se as medidas de segurança de detonação são apropriadas.

4.2 Fortalecer a Prevenção de Incêndios nas Linhas

• Para garantir a operação segura das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, o trabalho de prevenção de incêndios deve ser fortalecido nas operações práticas:

• Realizar uma limpeza e investigação abrangentes de riscos de incêndio potenciais nas faixas de corredor das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica para reduzir a probabilidade de incêndio, e fortalecer a manutenção e gestão da operação de linha.

• Aumentar a comunicação e gestão de informações de linha para compreender dinamicamente e de forma abrangente o estado de operação das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, e melhorar o plano de resposta a emergências para prevenção de incêndios em montanhas na prática.

4.3 Fortalecer a Proteção contra Raios nas Linhas de Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica

• Devido às características inerentes das linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, é impossível alcançar uma proteção total contra raios. Portanto, para manter a operação segura das linhas, medidas de proteção contra raios devem ser tomadas:

• Erguer cabos de terra de acoplamento correspondentes.

• Reduzir a resistência de terra das fundações das torres, que é um método eficaz para melhorar a resistência aos raios das linhas.

• Adotar bobinas de extinção de arco para prevenir raios.