5 حالات شائعة لعطل خطوط النقل وطرق الوقاية الفعالة منها

1. نظرة عامة

تعتبر أعطال خطوط النقل الكهربائي انقطاعًا مفاجئًا للطاقة يسببه العديد من العوامل. لاستعادة التزويد ومنع تكرار الأعطال، يجب على المشغلين أولاً تحديد موقع نقطة العطل، تحديد نوعها، تحديد السبب، وتنفيذ الإصلاحات.

الأعطال الأكثر شيوعًا تشمل:

• ضربات البرق

• تراكم الجليد (الثلج)

• انحراف الرياح (انحراف الرياح)

• مشكلات مرتبطة بالطيور

• التوصيل الكهربائي بسبب التلوث

• الأضرار الخارجية

فهم هذه الأعطال وكيفية الوقاية منها أمر حيوي لأمن الشبكة الكهربائية.

2. أعطال ضربات البرق

البرق هو تصريف جوي قوي من الغيوم الرعدية المشحونة. بالنسبة لخطوط النقل الكهربائي، يسبب البرق اثنين من المخاطر الرئيسية:

• الضربات المباشرة: تصيب الموصلات أو أسلاك الأرض أو أبراج الخط، مما يؤدي إلى تدفق تيار كهربائي عالي والتصادم الكهربائي.

• الصدمات المستحثة: تحدث عندما يضرب البرق في مكان قريب، مما يثير فولتات عالية على الخطوط، مما يؤدي إلى انهيار العزل.

الأسباب

يمكن أن يؤدي البرق إلى انقطاع التيار، وتلف المعدات، وإيقاف تشغيل النظام، وحتى الانقطاعات الكهربائية الواسعة النطاق - خاصة في المناطق ذات البرق العالي.

تدابير الوقاية

• تثبيت أسلاك الحماية مع زوايا حماية مخفضة

• تخفيض مقاومة تأريض الأبراج

• استخدام أسلاك التأريض المتصلة أو الموصلات الدفينة

• تثبيت أجهزة الحماية من الصدمات

• تطبيق العزل الفرقاني أو حماية القوس (مثل: قرون القوس، الفجوات الموازية)

• تعزيز مستويات العزل

• استخدام إعادة التشغيل التلقائي لإعادة التيار بعد الأعطال العابرة

• تثبيت قضبان التفريغ المسبق أو الإبر ذات الزاوية السالبة

3. أعطال تراكم الجليد (الثلج)

يحدث تراكم الجليد في ظروف باردة ورطبة (من -5 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية) مع الضباب أو المطر الخفيف، مما يشكل طبقة من الجليد. تؤدي دورة التجمد والذوبان المتكررة إلى تكوين جليد مختلط كثيف، مما يؤدي إلى تراكم ثقيل على الموصلات.

عادة ما يتكون الجليد على الجانب المواجه للريح وقد يؤدي إلى اعوجاج الموصلات، مما يؤدي إلى تشكيل أشكال دائرية أو بيضاوية.

الأسباب

زاد تغير المناخ من الأحوال الجوية القاسية، مما يجعل تراكم الجليد تهديدًا رئيسيًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى:

• الحمل الميكانيكي الزائد

• الاهتزاز الهوائي (عدم الاستقرار الهوائي)

• التصادم الكهربائي بسبب الجليد

• قفزات غير متساوية عند ذوبان الجليد

• كسر الموصلات أو انهيار الأبراج

استراتيجيات الوقاية: تجنب، مقاومة، تعديل، منع، ذوبان الجليد

• تجنب المناطق المعرضة لتراكم الجليد (مثل: البحيرات، المرتفعات، ممرات الرياح)

• تخفيض أطوال الأقسام والأقسام تحت التوتر

• تعزيز الأبراج وأسلاك الأرض

• استخدام موصلات مقاومة للجليد (مثل: ACSR عالية القوة)

• تثبيت قضبان الدروع للحماية الميكانيكية

• استخدام عوازل V-string أو مزدوجة لمنع جسر الجليد

4. أعطال انحراف الرياح (انحراف الرياح)

يعتبر انحراف الرياح هو الحركة الجانبية للموصلات أو العوازل تحت تأثير الحمل الريحي، مما يقلل من المسافة الهوائية ويسبب التصادم الكهربائي - خاصة على الأسلاك القفزية أو سلاسل العوازل.

أنواع

• التأرجح القفز على الأبراج الزاوية

• إمالة سلسلة العوازل تحت ضغط الرياح

• تقليل المسافة بين الموصلات أو بين الموصل والأبراج

يعتبر إمالة سلسلة العوازل السبب الرئيسي لانقطاع التيار بسبب الرياح.

الأسباب

• قيود التصميم: تم تصنيف العديد من الخطوط للرياح بسرعة 30 م/ثانية، مما يقلل من تقدير المناخات الدقيقة أو المناطق المحلية ذات الرياح العالية (مثل: الأودية، القمم).

• رياح محلية قوية: الأعاصير، الهبوط الهوائي، أو الرياح العاصفة تزيد من تزحزح الموصلات وتوتر المجال الكهربائي في النقاط الحادة للأجهزة.

• تأثير الأمطار: تشكل الأمطار التي تدفعها الرياح مسارات موصلة بالماء، مما يقلل من قوة العزل الهوائي.

تدابير الوقاية

• زيادة المسافة الهوائية فوق أبراج الرأس وهامش الأمان في التصميم

• تخفيض الأقسام والترهل في الموصلات

• إضافة أوزان (مصادر التخميد) إلى سلاسل العوازل

• استخدام تكوينات V-string أو مزدوجة

• تثبيت أسلاك مقاومة للرياح أو كابلات التوتر الخارجية

5. أعطال مرتبطة بالطيور

تحدث الأعطال المرتبطة بالطيور عندما تتسبب الطيور في التعشيش، أو التبرز، أو الطيران بالقرب من الخطوط في حدوث التصادم الكهربائي أو تلف المعدات.

أنواع الأعطال

• مرتبطة بالتعشيش: المواد الطويلة للعش تربط الموصلات والأبراج.

• مرتبطة بالتبرز: التبرز يقلل من عزل العوازل، مما يؤدي إلى التصادم الكهربائي.

• المقصورة القصيرة بواسطة أجسام الطيور: الطيور الكبيرة تربط بين المراحل أو الموصل والأرض.

• تلف الطعن أو أعطال التصادم

• الأعطال الثانوية من مخلفات التعشيش

الأسباب

• مواد التعشيش التي تخلق مسارات موصلة

• التبرز الموصل على العوازل

• الطيور التي تستقر أو تطير بالقرب من الأجزاء المكهربة

تدابير الوقاية

• تحديد مسارات جديدة ≥5 كم بعيدًا عن موائل الطيور وتجنب ممرات الطيران

• تثبيت رادعات فيزيائية:

• guards for birds, nest blockers, spikes, shields

• isolators with large diameter or bird-safe

• covers and waterproof barriers for isolators

• استخدام مطرقات نشطة:

• Bird scarers using sound, visual, or intelligent sound-and-light systems

• تقديم بدائل:

• تثبيت أعشاش صناعية أو أماكن استراحة للطيور بعيدًا عن المعدات