چالش‌های ایمنی و راهکارها برای برج‌های انتقال و سیم‌های عایق در باران و برف
۰۱ مکانیزم‌های ایمنی برج‌های انتقال ولتاژ بالا
**▍خطر شوک الکتریکی و اقدامات عایق‌بندی**
برج‌های انتقال ولتاژ بالا در برابر باد و باران ایستاده‌اند و وظیفه حیاتی انتقال برق را بر عهده دارند، با هشدار "ولتاژ بالا - خطر." این موضوع به طور طبیعی سوال زیر را مطرح می‌کند: آیا با تماس گرفتن با این برج‌ها واقعاً شوک الکتریکی خواهید داشت؟ به ویژه در شرایط آب و هوای نامساعد مانند باران یا برف، چه اتفاقی می‌افتد؟
در واقع، می‌توانیم با پدیده "برج‌های انتقال ولتاژ بالا" به مکانیزم‌های ایمنی پشت آنها نگاه کنیم. خطوط ولتاژ بالا از رسانه‌های برهنه استفاده می‌کنند و ترکیب سازه‌های پشتیبان (برج‌ها/پایه‌ها) و زنجیره‌های عایق‌بندی خطر شوک الکتریکی را جدا می‌کند و ایمنی را تضمین می‌کند. همانطور که قبلاً بحث شد، خطوط ولتاژ بالا معمولاً با استفاده از رسانه‌های برهنه انرژی را منتقل می‌کنند. به عنوان رسانه‌های زنده، آنها به واقع خطر شوک الکتریکی را می‌آورند. برای تضمین ایمنی، رویکرد ترکیبی با استفاده از سازه‌های پشتیبان و زنجیره‌های عایق‌بندی به کار گرفته می‌شود. برج‌ها رسانه‌ها را به حد بالایی از زمین بلند می‌کنند، در حالی که زنجیره‌های عایق‌بندی عایق‌بندی الکتریکی موثری بین رسانه‌ها و برج‌های فلزی ایجاد می‌کنند، بنابراین این خطر شوک را جداسازی می‌کنند.
**▍تأثیر باران و برف**
با این حال، در مواجهه با باران یا برف، وضعیت تغییر می‌کند. در این مرحله، باید در نظر داشت که بارندگی می‌تواند عملکرد عایق‌بندی زنجیره‌های عایق‌بندی را کاهش دهد و مسیرهای رسانا ایجاد کند و خطر را افزایش دهد. در طول عملکرد طولانی مدت در فضای باز، زنجیره‌های عایق‌بندی غیرقابل اجتناب آلوده‌های مختلفی را جمع می‌کنند. تحت تأثیر مرطوب شدن باران، این آلوده‌ها می‌توانند به تدریج مسیرهای رسانا ایجاد کنند. یکبار که مسیر عایق‌بندی شکست می‌خورد (بلند شدن)، برج می‌تواند بار الکتریکی دریافت کند و خطر ایمنی ایجاد شود. برای کاهش این خطر، طراحان به دقت زنجیره‌های عایق‌بندی را روی برج‌ها تنظیم می‌کنند تا تشکیل چنین مسیرهای رسانای باران و آلودگی را به حداقل برسانند.
۰۲ طراحی عایق و چالش‌ها
**▍طراحی عایق و خطرات**
حتی با طراحی دقیق زنجیره‌های عایق‌بندی، همانطور که توسط خط قرمز در شکل بالا نشان داده شده، تشکیل یک مسیر رسانا مستمر ساده نیست - این نیاز به هندسه پیچیده و موقعیت دقیق دارد. با این حال، حتی این نیز کافی نیست. حتی با مهارت مناوره، در نهایت، در شرایط آب و هوای شدید، پل‌های یخ یا برف می‌توانند عایق‌ها را کوتاه کنند و به طور قابل توجهی عملکرد عایق‌بندی را کاهش دهند. این به ویژه در دوره‌های ذوب یا باران یخ زده صدق می‌کند. زیرا در فرآیند تشکیل یک مسیر رسانا مستمر، فقدان یا اختلال هر بخش می‌تواند موجب شکست کل مسیر شود. تصور کنید یک زمستان یخبندان که لایه ضخیمی از یخ و برف روی زنجیره‌های عایق‌بندی خط پوشیده است. آیا نگران خواهید شد که خود یخ/برف می‌تواند الکتریسیته را منتقل کند؟ این امکان وجود دارد. در طول یخ‌زدگی شدید (یخ‌زدگی سنگین)، پل‌های یخی روی سطح زنجیره عایق‌بندی می‌توانند کوتاه کنند و مقاومت الکتریکی را به طور قابل توجهی کاهش دهند. به ویژه در دوره‌های ذوب یا باران یخ زده، تشکیل لایه آب روی سطح عایق‌بندی می‌تواند منجر به بلند شدن شود و بیشتر تهدید کننده تمامیت مسیر رسانا (و باعث شکست) شود.
**▍استراتژی‌های پیشگیری**
برای جلوگیری از بلند شدن ناشی از یخ، معمولاً دو استراتژی اصلی طراحی زنجیره‌های عایق‌بندی به کار گرفته می‌شود که هدف آنها مختل کردن تشکیل یخ مستمر است:
- **کنفیگوراسیون "V":** ترتیب زنجیره‌های عایق‌بندی در شکل "V" میزان مایل شدن عمودی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این طراحی مایل نه تنها تشکیل پیوسته یخ‌ها را دشوار می‌کند و به طور موثر از تشکیل پل‌های یخی جلوگیری می‌کند، بلکه توانایی پاک‌کنی خودکار زنجیره‌ها را نیز افزایش می‌دهد. باد و گرانی بیشتر می‌توانند آلوده‌های خفیف یا تجمعات کوچک را بیرون بیاورند.
استفاده از کنفیگوراسیون "V" و جایگزینی قطر دیسک‌ها ("استراتژی میان‌گذاری") برای افزایش مقاومت در برابر یخ، اگرچه در موارد استثنایی ممکن است شکست بخورد
- **جایگزینی قطر دیسک‌ها ("استراتژی میان‌گذاری"):** دیسک‌های عایق‌بندی با قطر بزرگ یا شاخه‌های با قطر بزرگ در فواصل مشخص در داخل زنجیره قرار داده می‌شوند. این سطوح بزرگتر به طور موثر آب ذوب شده را در دوره‌های ذوب راهنمایی می‌کنند و شکاف‌هایی در پروفیل یخ ایجاد می‌کنند و تشکیل پل یخی یا مسیر آب رسانا در کل زنجیره را جلوگیری می‌کنند. این استراتژی به طور قابل توجهی مقاومت در برابر یخ زنجیره عایق‌بندی را افزایش می‌دهد و به طور پیشگیرانه از بلند شدن قبل از وقوع جلوگیری می‌کند.
با این حال، در حوادث یخ‌زدگی بسیار شدید که زنجیره عایق‌بندی به طور کامل پوشیده شود، تنها وابستگی به استراتژی جایگزینی قطر دیسک‌ها ممکن است برای حل کامل مشکل کافی نباشد. اقدامات اضافی مانند ذوب یخ ممکن است ضروری باشد.
