Безопасность и меры противодействия для опор линий электропередач и гирлянд изоляторов в условиях дождя и снега

01 Механизмы безопасности высоковольтных опор

**▍ Риск поражения электрическим током и меры изоляции**

Высоковольтные опоры стоят неподвижно под ветром и дождем, выполняя важную задачу передачи электроэнергии, неся предупреждение "Высокое напряжение - опасность". Это естественно вызывает вопрос: если вы коснетесь этих опор, действительно ли вы получите удар током? Особенно при неблагоприятных погодных условиях, таких как дождь или снег, что происходит?

На самом деле, мы можем начать с феномена "высоковольтных опор", чтобы углубиться в механизмы их безопасности. Высоковольтные линии используют голые проводники, а комбинация поддерживающих конструкций (опор) и гирлянд изоляторов изолирует риск поражения электрическим током, обеспечивая безопасность. Как обсуждалось ранее, высоковольтные линии обычно передают энергию с помощью голых проводников. Будучи живыми проводниками, они действительно представляют собой риск поражения электрическим током. Для обеспечения безопасности используется комбинированный подход, использующий поддерживающие конструкции и гирлянды изоляторов. Опоры поднимают проводники высоко над землей, а гирлянды изоляторов обеспечивают эффективную электрическую изоляцию между проводниками и металлическими опорами, тем самым изолируя этот потенциальный риск.

**▍ Влияние дождя и снега**

Однако, когда дело доходит до дождя или снега, ситуация меняется. В этот момент необходимо учитывать, что осадки могут ухудшить изоляционные свойства гирлянд изоляторов, потенциально создавая проводящие пути и увеличивая риск. При длительной эксплуатации на открытом воздухе гирлянды изоляторов неизбежно накапливают различные загрязнения. Под воздействием влаги от дождя эти загрязнения могут постепенно формировать проводящие пути. Если изоляционный путь разрушается (происходит пробой), опора может оказаться под напряжением, создавая опасность. Чтобы минимизировать этот риск, проектировщики тщательно конфигурируют гирлянды изоляторов на опорах, чтобы минимизировать образование таких проводящих путей из дождя и загрязнений.

02 Проектирование изоляторов и вызовы

**▍ Дизайн изоляции и риски**

Даже при точном проектировании гирлянд изоляторов, как показано красной линией на рисунке выше, образование непрерывного проводящего пути не является простым — это требует сложной геометрии и точного расположения. Однако даже этого недостаточно. Даже с мастерством маневрирования, в конечном итоге, при экстремальных погодных условиях, ледяные или снежные мостики могут замыкать изоляторы, значительно снижая изоляционные характеристики. Это особенно актуально во время оттаивания или при замерзающем дожде. Поскольку в процессе образования непрерывного проводящего пути, отсутствие или нарушение любой части может привести к отказу всего пути. Представьте себе суровую зиму, когда толстый слой льда и снега покрывает гирлянды изоляторов. Беспокоитесь ли вы, что сам лед/снег может проводить электричество? Эта возможность существует. При сильном обледенении (сильное обледенение) ледяные мостики на поверхности гирлянд изоляторов могут вызывать короткие замыкания, значительно снижая электрическую прочность. Особенно во время оттаивания или замерзающего дождя, образование водяной пленки на поверхности изолятора может приводить к пробоям, еще больше угрожая целостности проводящего пути (и вызывая отказ).

**▍ Стратегии предотвращения**

Для предотвращения пробоев, вызванных льдом, обычно применяются две основные стратегии проектирования гирлянд изоляторов, направленные на нарушение образования непрерывного льда:

1. "V"-образная конфигурация: Установка гирлянд изоляторов в "V"-образной форме значительно уменьшает вертикальный наклон. Этот наклоненный дизайн не только затрудняет образование непрерывных ледяных рукавов, тем самым эффективно предотвращая ледяные мостики, но и повышает самоочищающую способность гирлянд. Ветер и гравитация более склонны сбрасывать легкие загрязнения или небольшие накопления.

Использование "V"-образной конфигурации и чередования размеров дисков ("стратегия интеркаляции") для повышения сопротивления льду, хотя возможен отказ в экстремальных случаях

1. Чередование размеров дисков ("стратегия интеркаляции"): В определенных интервалах в гирлянде включаются диски большого диаметра или большие диаметры юбок. Эти большие поверхности эффективно направляют талую воду во время оттаивания, создавая разрывы в ледяном профиле и предотвращая образование непрерывного ледяного моста или проводящего пути водяной пленки по всей гирлянде. Эта стратегия значительно повышает сопротивление льду гирлянды изоляторов, предотвращая пробои до их возникновения.

Однако, при крайне сильном обледенении, когда гирлянда изоляторов полностью покрывается льдом, полагаться исключительно на стратегию чередования дисков может быть недостаточно, чтобы полностью решить проблему. Может потребоваться дополнительные меры, такие как обледенение.