Desafios de Segurança e Medidas Contra as Adversidades para Torres de Transmissão e Cadeias de Isoladores em Condições de Chuva e Neve
01 Mecanismos de Segurança das Torres de Transmissão de Alta Tensão
**▍ Risco de Choque Elétrico e Medidas de Isolamento**
As torres de transmissão de alta tensão permanecem firmes sob vento e chuva, carregando a tarefa vital de transmissão de energia, trazendo o aviso "Alta Tensão - Perigo". Isto naturalmente levanta a questão: se tocar nestas torres, será que realmente haverá um choque elétrico? Especialmente em condições climáticas adversas como chuva ou neve, o que acontece?
Na realidade, podemos começar com o fenômeno das "torres de transmissão de alta tensão" para explorar os mecanismos de segurança por trás delas. As linhas de alta tensão usam condutores nus, e a combinação de estruturas de suporte (torres/postes) e cordas de isoladores isola o risco de choque elétrico, garantindo a segurança. Como discutido anteriormente, as linhas de alta tensão geralmente transmitem energia usando condutores nus. Como condutores vivos, eles apresentam de fato um risco de choque elétrico. Para garantir a segurança, utiliza-se uma abordagem combinada com estruturas de suporte e cordas de isoladores. As torres elevam os condutores bem acima do solo, enquanto as cordas de isoladores fornecem isolamento elétrico eficaz entre os condutores e as torres metálicas, isolando assim este risco potencial de choque.
**▍ Impacto da Chuva e Neve**
No entanto, quando enfrentamos chuva ou neve, a situação muda. Neste ponto, devemos considerar que a precipitação pode degradar o desempenho isolante das cordas de isoladores, potencialmente formando caminhos condutores e aumentando o risco. Durante a operação externa de longo prazo, as cordas de isoladores inevitavelmente acumulam diversos contaminantes. Sob o efeito de umedecimento da chuva, esses contaminantes podem gradualmente formar caminhos condutores. Uma vez que o caminho isolante colapse (flashover), a torre pode ser energizada, criando um perigo de segurança. Para mitigar este risco, os designers configuram meticulosamente as cordas de isoladores nas torres para minimizar a formação de tais caminhos condutores de chuva e contaminantes.
02 Design de Isoladores e Desafios
**▍ Design de Isolamento e Riscos**
Mesmo com um design preciso de cordas de isoladores, conforme indicado pela linha vermelha na figura acima, formar um caminho condutor contínuo não é fácil – requer geometria intricada e posicionamento preciso. No entanto, mesmo isso é insuficiente. Mesmo com habilidade, no final, sob condições climáticas severas, pontes de gelo ou neve podem curto-circuitar os isoladores, comprometendo significativamente o desempenho de isolamento. Isso é especialmente verdadeiro durante períodos de degelo ou sob chuva congelante. Porque, no processo de formar um caminho condutor contínuo, a ausência ou interrupção de qualquer parte pode causar a falha do caminho inteiro. Imagine um inverno congelante onde uma camada espessa de gelo e neve cobre as cordas de isoladores da linha. Você se preocuparia que o gelo/neve em si pudesse conduzir eletricidade? Esta possibilidade existe. Durante a formação de gelo severa (acúmulo pesado de gelo), a ponte de gelo sobre a superfície da corda de isoladores pode causar curtos-circuitos, reduzindo drasticamente a resistência elétrica. Particularmente durante o degelo ou chuva congelante, a formação de filme de água na superfície do isolador pode levar a flashovers, ameaçando ainda mais a integridade do caminho condutor (e causando falha).
**▍ Estratégias de Prevenção**
Para prevenir flashovers induzidos por gelo, duas estratégias principais de design de cordas de isoladores são geralmente empregadas, visando interromper a formação de gelo contínuo:
- **Configuração de Corda "V":** Dispor as cordas de isoladores em forma de "V" reduz significativamente a inclinação vertical. Este design inclinado não só torna difícil a formação contínua de mangas de gelo, efetivamente prevenindo a ponte de gelo, mas também aumenta a capacidade de autolimpeza das cordas. O vento e a gravidade são mais propensos a remover contaminantes leves ou pequenos acúmulos.
Usando Configuração "V" e Alternância de Tamanhos de Discos ("Estratégia de Intercalação") para Aumentar a Resistência ao Gelo, Embora Falhas Possam Ocorrer em Casos Extremos
- **Alternância de Tamanho de Discos ("Estratégia de Intercalação"):** Incorporar discos de isolador de grande diâmetro ou saliências de grande diâmetro em intervalos específicos dentro da corda. Estas superfícies maiores guiam efetivamente a água derretida durante o degelo, criando interrupções no perfil de gelo e impedindo a formação de uma ponte de gelo contínua ou caminho de filme condutor de água ao longo de toda a corda. Esta estratégia aumenta significativamente a resistência ao gelo da corda de isoladores, prevendo proativamente flashovers antes que ocorram.
No entanto, durante eventos de formação de gelo extremamente severos, onde a corda de isoladores fica completamente encapsulada, depender apenas da estratégia de alternância de discos pode não ser suficiente para resolver totalmente o problema. Medidas adicionais, como desgelo, podem ser necessárias.
