Sikkerhetsutfordringer og motforholds for overføringsmastene og isolatorkjeder i regn og snø

01 Sikkerhetsmekanismer for høyspenningskrafttårn

**▍ Risiko for elektrisk støt og isoleringsforanstaltninger**

Høyspenningskrafttårn står tålmodig gjennom vind og regn, med den viktige oppgaven å overføre strøm, og bærer advarselen "Høy spenning - farlig." Dette fører naturligvis til spørsmålet: Hvis du rører disse tårnene, vil du faktisk få en elektrisk støt? Spesielt under ugunstige værbetingelser som regn eller snø, hva skjer da?

I virkeligheten kan vi starte med fenomenet "høyspenningskrafttårn" for å utforske sikkerhetsmekanismene bak dem. Høyspenningslinjer bruker blottede ledere, og kombinasjonen av støttekonstruksjoner (tårn/stolper) og isolatørstrenger isolerer risikoen for elektrisk støt, og sikrer sikkerheten. Som tidligere nevnt, bruker høyspenningslinjer typisk blotte ledere. Som liveledere representerer de virkelig en risiko for elektrisk støt. For å sikre sikkerhet, brukes en kombinert tilnærming med støttekonstruksjoner og isolatørstrenger. Tårnene hever lederne høyt over bakken, mens isolatørstrengene gir effektiv elektrisk isolasjon mellom lederne og metalltårnene, dermed isolerer denne potensielle støtrykket.

**▍ Påvirkning av regn og snø**

Når det imidlertid kommer til regn eller snø, endres situasjonen. Da må vi ta i betraktning at nedbør kan svekke isolasjonsyta av isolatørstrengene, og potensielt danne ledende veier og øke risikoen. Under langvarig utendørs drift akkumulerer isolatørstrenger uunngåelig forskjellige forurensninger. Under fuktigende effekt av regn, kan disse forurensningene gradvis danne ledende veier. Når den isolerende veien brytes ned (flimmer), kan tårnet bli energiførende, og skape en sikkerhetsrisiko. For å redusere denne risikoen, konfigurerer designere nøye isolatørstrengene på tårnene for å minimere dannelse av slike ledende regn-og-forurensningsveier.

02 Isolator-design og utfordringer

**▍ Isolasjonsdesign og risikoer**

Selv med nøyaktig isolatørstrengdesign, som indikert av den røde linjen i figuren over, er det ikke lett å danne en kontinuerlig ledende vei - det krever komplisert geometri og nøyaktig posisjonering. Men selv dette er utilstrekkelig. Selv med manøvrer, vil det under alvorlige værbetingelser, is eller snøbro kan kortslutte isolatorer, og betydelig forringe isolasjonsyta. Dette er spesielt sant under tøyseperioder eller under frysende regn. Fordi i prosessen med å danne en kontinuerlig ledende vei, kan fraværet eller forstyrrelsen av noen som helst del føre til at hele veien mislykkes. Tenk deg en frysende vinter hvor et tykt lag is og snø dekker linjeisolatørstrenger. Vil du bekymre deg for at is/snø selv kan lede strøm? Denne muligheten eksisterer. Under alvorlig isakkumulering (tykk is), kan isbro over isolatørstrengoverflaten føre til kortslutninger, og dramatisk redusere elektrisk styrke. Spesielt under tøyse eller frysende regn, kan vannfilm på isolatørsoverflaten føre til flimmer, og ytterligere trusse integriteten av den ledende veien (og forårsake mislykket).

**▍ Forebyggende strategier**

For å forebygge isinduserte flimmer, brukes vanligvis to primære isolatørstrengdesignstrategier, med mål om å forstyrre dannelse av kontinuerlig is:

1. "V"-strengkonfigurasjon: Ved å plassere isolatørstrenger i en "V"-form, reduseres den vertikale hellingen betydelig. Dette skjeve designet gjør det ikke bare vanskelig for iser til å danne seg kontinuerlig, og dermed effektivt forhindrer isbro, men også øker selvsprengingsevnen til strengene. Vind og gravitasjon er mer sannsynlig å skille lette forurenninger eller små akkumuleringer.

Bruk av "V"-konfigurasjon og alternerende diskstørrelser ("Intercalation Strategy") for å forbedre ismotstand, selv om mislykket kan oppstå i ekstreme tilfeller

1. Alternerende diskstørrelser ("Intercalation Strategy"): Storre diameter isolator-disker eller større diameter skjold blir inkludert ved bestemte intervaller i strengen. Disse større flatene veileder effektivt smeltevann unna under tøyse, og skaper knusepunkter i isprofilen, og forhindrer dannelse av en kontinuerlig isbro eller ledende vannfilmvei langs hele strengen. Denne strategien forbedrer betydelig ismotstanden til isolatørstrengen, og forebygger proaktivt flimmer før de oppstår.

Men under ekstremt alvorlig isakkumulering, hvor isolatørstrengen blir helt omsluttet, kan avhengighet av kun diskalternativ-strategien være utilstrekkelig for å løse problemet fullstendig. Ytterligere tiltak som avismelting kan være nødvendige.