تحديات السلامة ووسائل التصدي لها لل pylons وأسلاك العازل في الأمطار والثلوج
01 آليات السلامة في أبراج نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي
**▍ مخاطر الصدمة الكهربائية وتقييد الإجراءات العازلة**
تقوم أبراج نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي بالوقوف صامدة خلال الرياح والأمطار، وهي تحمل مهمة نقل الطاقة الحيوية، محملة بتحذير "جهد عالي - خطر". وهذا يثير السؤال بشكل طبيعي: هل ستتعرض للصدمات الكهربائية إذا لمست هذه الأبراج؟ خاصة تحت ظروف الطقس السيئة مثل الأمطار أو الثلوج، ماذا يحدث؟
في الواقع، يمكننا أن نبدأ من ظاهرة "أبراج نقل الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي" لنتعمق في آليات السلامة وراءها. تستخدم خطوط الجهد العالي موصلات عارية، والجمع بين الهياكل الداعمة (الأبراج / الأعمدة) والسلاسل العازلة يعزل خطر الصدمة الكهربائية، مما يضمن السلامة. كما تم التحدث عنه سابقًا، غالبًا ما تنقل خطوط الجهد العالي الطاقة باستخدام موصلات عارية. كموصلات حية، فإنها تشكل بالفعل خطر الصدمة الكهربائية. للتأكد من السلامة، يتم استخدام نهج متكامل يستخدم الهياكل الداعمة والسلاسل العازلة. تقوم الأبراج برفع الموصلات بعيدًا عن الأرض، بينما توفر السلاسل العازلة عزلًا كهربائيًا فعالًا بين الموصلات والأبراج المعدنية، وبالتالي عزل هذا الخطر المحتمل.
**▍ تأثير الأمطار والثلوج**
ومع ذلك، عندما تواجه الأمطار أو الثلوج، تتغير الوضع. في هذه الحالة، يجب أن نأخذ في الاعتبار أن الأمطار والثلوج قد تضعف أداء العوازل، مما يؤدي إلى تشكيل مسارات موصلة وزيادة الخطر. أثناء التشغيل الخارجي طويل الأمد، تتراكم على سلاسل العوازل مختلف الملوثات. تحت تأثير الرطوبة الناتجة عن الأمطار، يمكن لهذه الملوثات تكوين مسارات موصلة تدريجيًا. بمجرد حدوث انهيار المسار العازل (وميض)، يمكن أن تصبح الأبراج مشحونة، مما يشكل خطرًا. لتخفيف هذا الخطر، يقوم المصممون بتخطيط دقيق لسلاسل العوازل على الأبراج لتقليل تكوين مثل هذه المسارات الموصلة للأمطار والملوثات.
02 تصميم العوازل والتحديات
**▍ تصميم العوازل والمخاطر**
حتى مع تصميم دقيق لسلاسل العوازل، كما هو موضح بالخط الأحمر في الشكل أعلاه، فإن تشكيل مسار موصل مستمر ليس بالأمر السهل – فهو يتطلب هندسة معقدة ووضع دقيق. ومع ذلك، حتى هذا غير كافٍ. حتى مع المهارة في المناورة، وفي النهاية، تحت ظروف الطقس القاسية، قد تسبب الجسور الجليدية أو الثلجية قصر الدائرة في العوازل، مما يؤثر بشكل كبير على أداء العزل. وهذا خاصة خلال فترات الذوبان أو أثناء الأمطار المتجمدة. لأن في عملية تشكيل مسار موصل مستمر، غياب أو اضطراب أي جزء يمكن أن يؤدي إلى فشل المسار بأكمله. تخيل شتاءً باردًا حيث يغطي طبقة ثقيلة من الجليد والثلج سلاسل العوازل. هل ستقلق من أن الجليد / الثلج نفسه يمكن أن يكون موصلًا للتيار الكهربائي؟ هذه الإمكانية موجودة. خلال تراكم الجليد الشديد (التجمد الشديد)، يمكن أن تسبب الجسور الجليدية عبر سطح سلاسل العوازل قصر الدائرة، مما يقلل بشكل كبير من القوة الكهربائية. خاصة أثناء ذوبان الجليد أو الأمطار المتجمدة، يمكن أن يؤدي تكوّن طبقة رقيقة من الماء على سطح العازل إلى حدوث وميض، مما يشكل تهديدًا أكبر لسلامة المسار الموصل (ويفشل).
**▍ استراتيجيات الوقاية**
لمنع الومضات الناتجة عن الجليد، عادةً ما يتم استخدام استراتيجيتين رئيسيتين في تصميم سلاسل العوازل، تهدفان إلى تعطيل تشكيل الجليد المستمر:
- تكوين "V": وضع سلاسل العوازل في شكل "V" يقلل بشكل كبير من الانحدار العمودي. هذا التصميم المائل يجعل من الصعب تكوّن أكمام الجليد المستمرة، وبالتالي يمنع تشكيل الجسور الجليدية بشكل فعال، ويحسن أيضًا قدرة السلاسل على التنظيف الذاتي. الرياح والجاذبية أكثر عرضة للتخلص من الملوثات الخفيفة أو التراكمات الصغيرة.
استخدام تكوين "V" وتبادل أحجام الأقراص ("استراتيجية التداخل") لتعزيز مقاومة الجليد، رغم أن الفشل قد يحدث في الحالات القصوى
- تبادل أحجام الأقراص ("استراتيجية التداخل"): يتم دمج أقراص العوازل ذات قطر كبير أو أجنحة ذات قطر كبير في فترات زمنية محددة داخل السلسلة. هذه السطوح الكبيرة تعمل بشكل فعال على توجيه المياه المنصهرة بعيدًا أثناء الذوبان، مما يخلق انقطاعات في الملف الشخصي للجليد ويمنع تشكيل جسر جليدي مستمر أو مسار للماء الموصل على طول السلسلة بأكملها. هذه الاستراتيجية تزيد بشكل كبير من مقاومة الجليد لسلسلة العازل، وتمنع الومضات قبل حدوثها بشكل استباقي.
ومع ذلك، خلال الأحداث القصوى لتجمد الجليد حيث يتم تغليف سلسلة العازل تمامًا، قد لا يكون الاعتماد فقط على استراتيجية تبادل الأقراص كافيًا لحل المشكلة بشكل كامل. قد تكون إجراءات إضافية مثل إزالة الجليد ضرورية.
