5 najczęstszych awarii linii przesyłowych i skuteczne metody zapobiegania

1. Przegląd

Awaria linii przesyłowej to nagłe przerwanie dostarczania energii spowodowane różnymi czynnikami. Aby przywrócić dostawę i zapobiec ponownemu wystąpieniu, operatorzy muszą najpierw zlokalizować miejsce awarii, określić jej typ, ustalić przyczynę i wprowadzić naprawy.

Najczęstsze awarie obejmują:

• Uderzenia piorunów

• Nakładanie się lodu (zamarzanie)

• Odchylenia wiatru (chwianie się na wietrze)

• Problemy związane z ptakami

• Zapłon zanieczyszczeń

• Uszkodzenia zewnętrzne

Zrozumienie tych awarii i ich zapobieganie jest kluczowe dla niezawodności sieci.

2. Awarie spowodowane uderzeniami piorunów

Piorun to potężny atmosferyczny rozładowanie ładunków z obłoków gradowych. Dla linii przesyłowych powoduje dwa główne zagrożenia:

• Bezpośrednie uderzenia: Uderzają w przewody, druty odgromowe lub wieże, powodując wysokie prądy i zapłony.

• Wzbudzone impulsy: Występują, gdy piorun uderza w pobliże, indukując wysokie napięcia na liniach, co prowadzi do przebicia izolacji.

Przyczyny

Pioruny mogą powodować wyłączanie, uszkodzenie sprzętu, przerwy w dostawie energii i nawet szeroko zakrojone awarie – zwłaszcza w obszarach o dużej ilości piorunów.

Zapobiegawcze środki

• Instalacja drutów odgromowych z zmniejszonym kątem ochronnym

• Obniżenie oporu uziemienia wież

• Użycie połączonych drutów odgromowych lub podziemnych przewodników

• Instalacja ograniczników przepięć

• Zastosowanie różnicowej izolacji lub ochrony przed łukami (np. rogi łukowe, równoległe przerwy)

• Wzmocnienie poziomu izolacji

• Użycie automatycznego ponownego zamknięcia, aby przywrócić zasilanie po przejściowych awariach

• Instalacja pre-zapłonowych prętów lub igieł o ujemnym kącie

3. Awarie spowodowane nakładaniem się lodu (zamarzaniem)

Zamarzanie występuje w zimnych i wilgotnych warunkach (–5°C do 0°C) z mgłą lub mżawką, tworząc szron. Powtarzające się cykle zamarzania i topnienia tworzą gęsty mieszany lód, prowadząc do ciężkiego osadzania się na przewodach.

Lód zwykle tworzy się na stronie wietrznej i może powodować skręcanie przewodów, tworząc kształty okrągłe lub eliptyczne.

Przyczyny

Zmiana klimatu zwiększyła ekstremalne warunki pogodowe, czyniąc zamarzanie głównym zagrożeniem. Może powodować:

• Mechaniczne przeciążenie

• Galopowanie (aerodynamiczna niestabilność)

• Zapłon przez lód

• Niejednorodne odmarzanie

• Pęknięcie przewodów lub zawalenie wież

Strategie zapobiegawcze: Unikanie, Odporność, Modyfikacja, Zapobieganie, Odmarzanie

• Przewodzenie linii z dala od obszarów podatnych na zamarzanie (np. jeziora, wysokie tereny, korytarze wiatrowe)

• Redukcja długości przęseł i odcinków napięcia

• Wzmocnienie wież i podpór drutów odgromowych

• Użycie przewodów antyzamrazowych (np. wysokowytrzymały ACSR)

• Instalacja prętów ochronnych mechanicznych

• Użycie konfiguracji V-ciągu lub podwójnych zawiesin izolatorów, aby zapobiec mostkowaniu lodu

4. Awarie spowodowane odchyleniami wiatru (chwianie się na wietrze)

Odchylenia wiatru to boczne przemieszczanie przewodów lub izolatorów pod wpływem obciążenia wiatrem, redukujące odstępy powietrzne i powodujące zapłon – szczególnie na przewodach skokowych lub ciągach zawieszonych.

Typy

• Skrzydlenie przewodów skokowych na wieżach kątowych

• Przechylenie ciągów izolatorów pod wpływem ciśnienia wiatru

• Redukcja odstępów między przewodami lub między przewodami a wieżą

Chwianie się ciągów izolatorów jest główną przyczyną wyłączania spowodowanego wiatrem.

Przyczyny

• Ograniczenia projektowe: Wiele linii jest zaprojektowanych na wiatry o prędkości 30 m/s, niedoszacowując mikroklimatów lub lokalnych stref o wysokich wiatrach (np. kaniony, grzbiety).

• Silne lokalne wiatry: Tajefony, porywy czy podmuchy zwiększają przemieszczenie przewodów i stres pola elektrycznego w ostrych punktach sprzętu.

• Efekty deszczu: Deszcz napędzany wiatrem tworzy przewodzące ścieżki wodne, obniżając siłę izolacji odstępów powietrznych.

Zapobiegawcze środki

• Zwiększenie odstępów na szczycie wieży i marginesów bezpieczeństwa projektowych

• Redukcja przęseł i obwisłości przewodów

• Dodanie ciężarków (tlumików) do ciągów izolatorów

• Użycie konfiguracji V-ciągu lub podwójnych ciągów

• Instalacja odpornych na wiatr guyów lub zewnętrznych kabli naciągowych

5. Awarie związane z ptakami

Awarie związane z ptakami występują, gdy ptaki gniazdujące, oddające moczu lub latające w pobliżu linii powodują zapłony lub uszkodzenia sprzętu.

Typy awarii

• Powiązane z gniazdami: Długie materiały gniazdowe mostkują przewody i wieże.

• Powiązane z odchodami: Odchody obniżają izolację izolatorów, powodując zapłon.

• Krótkie obwody ciała ptaka: Duże ptaki mostkują fazy lub przewody do ziemi.

• Uszkodzenia przez dziobanie lub kolizje

• Poboczne awarie spowodowane odpadami gniazdowymi

Przyczyny

• Materiały gniazdowe tworzące przewodzące ścieżki

• Przewodzące odchody ptaków na izolatorach

• Ptaki siedzące lub latające w pobliżu części pod napięciem

Zapobiegawcze środki

• Przewodzenie nowych linii ≥5 km od siedlisk ptaków i unikanie korytarzy lotów

• Instalacja fizycznych odstraszaczy:

• Obrony przeciwko ptakom, blokatory gniazd, kolce, osłony

• Duże średnice lub bezpieczne dla ptaków izolatory

• Pokrywy izolatorów i wodoodporne bariery

• Użycie aktywnych odstraszaczy:

• Dźwiękowe, wizualne lub inteligentne dźwiękowo-soczewkowe odstraszacze ptaków

• Dostarczanie alternatyw:

• Instalacja sztucznych gniazd lub miejsc do siedzenia ptaków z dala od sprzętu