5 распространенных неисправностей линий электропередачи и эффективные методы их предотвращения

1. Обзор

Неисправность линии электропередачи — это внезапное прекращение подачи электроэнергии, вызванное различными факторами. Для восстановления подачи и предотвращения повторного возникновения операторы должны сначала определить место неисправности, выявить тип, установить причину и выполнить ремонт.

Наиболее распространенные неисправности включают:

• Удары молнии

• Обледенение (нарастание льда)

• Отклонение от ветра (колебания от ветра)

• Проблемы, связанные с птицами

• Загрязнение, вызывающее пробой изоляции

• Внешние повреждения

Понимание этих неисправностей и их предотвращение критически важно для надежности электросети.

2. Неисправности, вызванные ударами молнии

Молния — это мощный атмосферный разряд, исходящий из заряженных грозовых облаков. Для линий электропередач она создает две основные опасности:

• Прямые удары: попадают в проводники, заземляющие провода или опоры, вызывая высокие токи и пробои.

• Индуктированные всплески: возникают, когда молния ударяет рядом, индуцируя высокое напряжение на линиях, что приводит к пробою изоляции.

Причины

Молния может вызывать срабатывание защиты, повреждение оборудования, отключения и даже широкомасштабные аварии — особенно в районах с высокой активностью молний.

Меры предотвращения

• Установка защитных проводников с уменьшенным углом защиты

• Снижение сопротивления заземления опор

• Использование соединительных заземляющих проводников или закопанных проводников

• Установка ограничителей перенапряжений на линии

• Применение дифференциальной изоляции или защиты от дуг (например, рога дугогасительные, параллельные промежутки)

• Усиление уровня изоляции

• Использование автоматического повторного включения для восстановления питания после временных неисправностей

• Установка предварительно разрядных стержней или игл с отрицательным углом

3. Неисправности, вызванные нарастанием льда (обледенением)

Обледенение происходит при холодной и влажной погоде (от –5°C до 0°C) с туманом или моросящим дождем, образуя гололед. Повторные циклы замерзания и оттаивания создают плотный смешанный лед, приводящий к значительному накоплению на проводниках.

Лед обычно формируется на ветровой стороне и может вызвать скручивание проводника, приводя к круговой или эллиптической форме.

Причины

Изменение климата увеличило количество экстремальных погодных условий, делая обледенение серьезной угрозой. Оно может вызвать:

• Механическую перегрузку

• Галопирование (аэродинамическая неустойчивость)

• Пробой изоляции от льда

• Неравномерное удаление льда

• Разрыв проводников или обрушение опор

Стратегии предотвращения: Избегать, Сопротивляться, Модифицировать, Предотвращать, Удалять лед

• Прокладка линий в обход районов, подверженных обледенению (например, озера, высокогорные районы, ветровые коридоры)

• Сокращение длины пролетов и длины секций натяжения

• Усиление опор и поддерживающих конструкций заземляющих проводников

• Использование проводников, устойчивых к обледенению (например, высокопрочные ACSR)

• Установка бронированных стержней для механической защиты

• Использование V-образных или двойных подвесных изоляторов для предотвращения образования ледяных мостиков

4. Неисправности, вызванные отклонением от ветра (колебаниями от ветра)

Отклонение от ветра — это боковое движение проводников или изоляторов под воздействием ветровой нагрузки, которое снижает воздушный зазор и вызывает пробой, особенно на перемычках или подвесных изоляторах.

Типы

• Колебания перемычек на угловых опорах

• Наклон изоляторных цепочек под давлением ветра

• Сокращение зазора между проводниками или между проводником и опорой

Колебания изоляторных цепочек являются главной причиной срабатывания защиты, вызванного ветром.

Причины

• Ограничения проектирования: многие линии рассчитаны на ветер скоростью 30 м/с, недооценивая микроклиматические условия или местные зоны сильного ветра (например, каньоны, гребни).

• Сильные местные ветры: тайфуны, шквалы или порывы увеличивают смещение проводников и электрическое поле на острых точках оборудования.

• Влияние дождя: ветер, дующий вместе с дождем, создает проводящие водные пути, снижая прочность воздушного зазора изоляции.

Меры предотвращения

• Увеличение свободного пространства над головками опор и запаса безопасности при проектировании

• Сокращение пролетов и провисания проводников

• Добавление грузов (демпферов) к изоляторным цепочкам

• Использование V-образных или двойных конфигураций

• Установка ветрозащитных оттяжек или внешних тяговых кабелей

5. Неисправности, связанные с птицами

Неисправности, связанные с птицами, происходят, когда птицы, гнездящиеся, испражняющиеся или летающие вблизи линий, вызывают пробои или повреждение оборудования.

Типы неисправностей

• Связанные с гнездами: длинные материалы гнезд мостят проводники и опоры.

• Связанные с экскрементами: экскременты снижают изоляцию изоляторов, вызывая пробой.

• Короткие замыкания через тело птицы: крупные птицы мостят фазы или проводник и землю.

• Повреждения от клювов или столкновения

• Вторичные неисправности от обломков гнезд

Причины

• Материалы гнезд, создающие проводящие пути

• Проводящие экскременты птиц на изоляторах

• Птицы, сидящие или летающие вблизи заряженных частей

Меры предотвращения

• Прокладка новых линий на расстоянии ≥5 км от мест обитания птиц и избегание коридоров полетов

• Установка физических отпугивающих устройств:

• Защитные устройства, блокирующие гнезда, шипы, щиты

• Изоляторы большого диаметра или безопасные для птиц

• Чехлы для изоляторов и водонепроницаемые барьеры

• Использование активных отпугивающих средств:

• Акустические, визуальные или интеллектуальные звуковые и световые отпугиватели птиц

• Предоставление альтернатив:

• Установка искусственных гнезд или мест для отдыха птиц вдали от оборудования