Desafiaments de seguretat i mesures contràries per a les torres de transmissió i les cadenes d'aislaments en condicions de pluja i neu
01 Mecanismes de seguretat de les torres d'alta tensió
**▍ Risc d'electrocussió i mesures d'aïllament**
Les torres d'alta tensió són altes i resistents a vent i pluja, portant a terme la tasca vital de transmissió d'energia, amb l'avís "Alta tensió - Perill". Això porta a preguntar-se: si toques aquestes torres, realment rebràs una electrocussió? Especialment en condicions meteorològiques adverses com la pluja o la neu, què passa?
En realitat, podem començar amb el fenomen de les "torres d'alta tensió" per explorar els mecanismes de seguretat que hi ha darrere. Les línies d'alta tensió utilitzen conductors descoberts, i la combinació de les estructures de suport (torres/pilons) i les cordes d'aislants aïlla el risc d'electrocussió, assegurant la seguretat. Com es va discutir anteriorment, les línies d'alta tensió solen transmetre energia mitjançant conductors descoberts. Com a conductors activats, presenten efectivament un risc d'electrocussió. Per assegurar la seguretat, es fa servir un enfocament combinat utilitzant estructures de suport i cordes d'aislants. Les torres elevan els conductors ben amunt del terra, mentre que les cordes d'aislants proporcionen aïllament elèctric eficient entre els conductors i les torres metàl·liques, així aïllant aquest possible risc d'electrocussió.
**▍ Impacte de la pluja i la neu**
Tanmateix, enfrontat a la pluja o la neu, la situació canvia. En aquest moment, hem de considerar que la precipitació pot deteriorar el rendiment aïllant de les cordes d'aislants, formant possibles camins conductors i augmentant el risc. Durant la operació a l'exterior a llarg termini, les cordes d'aislants acumulen inevitablement diversos contaminants. Sota l'efecte humectant de la pluja, aquests contaminants poden formar progressivament camins conductors. Un cop el camí aïllant es trenci (flashover), la torre pot electrificar-se, creant un perillos. Per mitigar aquest risc, els dissenyadors configuren meticulosament les cordes d'aislants a les torres per minimitzar la formació d'aquests camins conductors de pluja i contaminants.
02 Disseny dels aïllants i reptes
**▍ Disseny d'aïllament i riscos**
Amb tot i un precís disseny de cordes d'aislants, com indica la línia vermella a la figura superior, no és fàcil formar un camí conductor continu – requereix una geometria intricada i una posició precisa. No obstant això, això no és suficient. Amb tota la habilitat, finalment, en condicions meteorològiques severes, la formació de ponts de gel o neu pot curto-circuitar els aïllants, reduint significativament el rendiment aïllant. Això és especialment veritable durant períodes de desgel o sota pluja gèlida. Perquè en el procés de formar un camí conductor continu, l'absència o interrupció de qualquier part pot fer fallar tot el camí. Imagineu un hivern fred on una capa grossa de gel i neu cobreix les cordes d'aïllants. Us preocuparia que el gel/neu mateix pugui conduir electricitat? Aquesta possibilitat existeix. Durant una acumulació de gel greu (congelació intensa), la formació de ponts de gel a la superfície de la corda d'aïllants pot causar curto-circuits, reduint dràsticament la força elèctrica. Especialment durant el desgel o la pluja gèlida, la formació de pel·lícules d'aigua a la superfície dels aïllants pot provocar flashovers, amenaçant encara més la integritat del camí conductor (i causant-ne la fallida).
**▍ Estratègies de prevenció**
Per prevenir els flashovers causats pel gel, se solen utilitzar dues estratègies principals de disseny de cordes d'aïllants, amb l'objectiu de trencar la formació de gel continu:
- Configuració en forma de "V": Disposar les cordes d'aïllants en una configuració en forma de "V" redueix significativament l'inclinació vertical. Aquest disseny inclinat no només dificulta la formació contínua de mangues de gel, així prevenint efectivament els ponts de gel, sinó que també augmenta la capacitat d'autoneteja de les cordes. El vent i la gravetat són més propensos a eliminar contaminants lleugers o acumulacions petites.
Utilitzant la configuració en "V" i la alternància de mides de discs ("estratègia d'intercalació") per augmentar la resistència al gel, encara que poden produir-se fallides en casos extrems
- Alternància de mides de discs ("estratègia d'intercalació"): Es incorpora discs d'aïllant de gran diàmetre o àlies de gran diàmetre a intervals específics dins de la corda. Aquestes superfícies més grans guien eficaçment l'aigua de fusió durant el desgel, creant ruptures en el perfil de gel i prevenint la formació d'un pont de gel continu o un camí de pel·lícula d'aigua conductor a tota la corda. Aquesta estratègia augmenta significativament la resistència al gel de la corda d'aïllants, prevenint proactivament els flashovers abans que ocorrin.
Tanmateix, durant esdeveniments de congelació extremadament severos en què la corda d'aïllants queda completament encapsulada, depenir únicament de l'estratègia d'alternància de discs pot no ser suficient per resoldre totalment el problema. Podrien ser necessàries mesures addicionals com la desglaciació.
