Wyzwania bezpieczeństwa i środki zaradcze dla masztów przesyłowych i sznurów izolatorów w warunkach deszczu i śniegu

01 Mechanizmy bezpieczeństwa wysokonapiowych masztów przesyłowych​

​**▍ Ryzyko porażenia prądem i środki izolacyjne**​

Wysokonapiowe maszty przesyłowe stoją przez burze i deszcze, niosąc kluczowe zadanie przesyłania energii, z ostrzeżeniem "Wysokie napięcie - niebezpieczeństwo." Naturalnie pojawia się pytanie: czy dotknięcie tych masztów rzeczywiście spowoduje porażenie prądem? Szczególnie w warunkach niekorzystnej pogody, takiej jak deszcz lub śnieg, co się dzieje?

W rzeczywistości możemy zacząć od zjawiska "wysokonapiowych masztów przesyłowych," aby zagłębić się w mechanizmach bezpieczeństwa za nimi. Wysokonapiowe linie używają nagich przewodników, a kombinacja konstrukcji nośnych (masztów/słupów) i sznurów izolatorów izoluje ryzyko porażenia, zapewniając bezpieczeństwo. Jak wcześniej omówiono, wysokonapiowe linie zwykle przesyłają energię przy użyciu nagich przewodników. Jako przewodniki pod napięciem faktycznie stanowią one potencjalne ryzyko porażenia. Aby zapewnić bezpieczeństwo, stosuje się kombinację konstrukcji nośnych i sznurów izolatorów. Maszty podnoszą przewodniki wysoko nad ziemię, a sznury izolatorów zapewniają skuteczną izolację elektryczną między przewodnikami a metalowymi masztami, tym samym izolując to potencjalne ryzyko porażenia.

​**▍ Wpływ deszczu i śniegu**​

Jednakże, gdy mamy do czynienia z deszczem lub śniegiem, sytuacja się zmienia. W tym przypadku musimy brać pod uwagę, że opady mogą obniżyć wydajność izolacyjną sznurów izolatorów, tworząc potencjalne ścieżki przewodzące i zwiększając ryzyko. Podczas długotrwałej eksploatacji na zewnątrz, sznury izolatorów nieuchronnie gromadzą różne zanieczyszczenia. Pod wpływem wilgoci z deszczu, te zanieczyszczenia mogą stopniowo tworzyć ścieżki przewodzące. Gdy ścieżka izolacyjna zostanie przełamana (przewal), maszt może zostać pod napięciem, tworząc zagrożenie bezpieczeństwa. Aby zmniejszyć to ryzyko, projektanci starannie konfigurują sznury izolatorów na masztach, aby minimalizować formowanie takich przewodzących ścieżek deszczu i zanieczyszczeń.

​02 Projektowanie izolatorów i wyzwania​

​**▍ Projektowanie izolacji i ryzyko**​

Nawet przy precyzyjnym projektowaniu sznurów izolatorów, jak pokazano czerwoną linią na powyższym rysunku, formowanie ciągłej ścieżki przewodzącej nie jest łatwe - wymaga skomplikowanej geometrii i precyzyjnego rozmieszczenia. Jednak nawet to jest niewystarczające. Nawet z umiejętnym manewrowaniem, ostatecznie, w ciężkich warunkach atmosferycznych, mostki lodowe lub śnieżne mogą spiąć izolatory, znacznie obniżając ich wydajność izolacyjną. To szczególnie dotyczy okresów topnienia lub podczas marznącego deszczu. Ponieważ w procesie formowania ciągłej ścieżki przewodzącej, brak lub przerwanie jakiegokolwiek fragmentu może spowodować awarię całej ścieżki. Wyobraź sobie zimową zimę, gdy gruba warstwa lodu i śniegu pokrywa sznury izolatorów. Czy martwiłby Cię fakt, że sam lód/śnieg mógłby przewodzić prąd? Ta możliwość istnieje. W czasie silnego osadzania się lodu (ciężkiego osadzania się lodu), mostki lodowe na powierzchni sznura izolatorów mogą powodować spięcia, drastycznie obniżając wytrzymałość elektryczną. Szczególnie podczas topnienia lub marznącego deszczu, powstawanie błony wodnej na powierzchni izolatora może prowadzić do przewalów, dalej zagrożając integralnością ścieżki przewodzącej (i powodując awarię).

​**▍ Strategie zapobiegawcze**​

Aby zapobiec przewalom spowodowanym lodem, zazwyczaj stosuje się dwie główne strategie projektowania sznurów izolatorów, mające na celu zakłócenie formowania ciągłego lodu:

1. ​​Konfiguracja sznura w kształcie "V":​​ Ułożenie sznurów izolatorów w kształcie "V" znacznie zmniejsza nachylenie pionowe. Ten pochyły projekt nie tylko utrudnia formowanie ciągłych rękawów lodowych, efektywnie zapobiegając mostkom lodowym, ale również zwiększa zdolność samoczyszcząca sznurów. Wiatr i grawitacja są bardziej skłonne do usuwania lekkich zanieczyszczeń lub małych nagromadzeń.

​Używanie konfiguracji "V" i alternatywnych rozmiarów dysków ("Strategia interkalacji") do zwiększenia odporności na lód, choć awaria może wystąpić w ekstremalnych przypadkach​

1. ​Alternatywa wielkości dysków ("Strategia interkalacji"):​​ W określonych odstępach w sznurze wprowadza się dyski izolatorów o dużym średnicowym lub duże kaptury. Te większe powierzchnie efektywnie odprowadzają wodę topną podczas topnienia, tworząc przerwy w profilu lodowym i zapobiegając formowaniu się ciągłego mostka lodowego lub przewodzącej ścieżki wodnej wzdłuż całego sznura. Ta strategia znacznie zwiększa odporność na lód sznura izolatorów, proaktywnie zapobiegając przewalom przed ich wystąpieniem.

Jednakże, w czasie ekstremalnych zdarzeń osadzania się lodu, gdy sznur izolatorów jest całkowicie otulony, opieranie się wyłącznie na strategii alternatywy dysków może być niewystarczające do pełnego rozwiązania problemu. Może być konieczne zastosowanie dodatkowych środków, takich jak odmarzanie.