W środowiskach o niskiej-temperaturze wyzwania stojące przed przewodnikami wykraczają daleko poza zwykłe „usztywnienie”. Rozumiem Twoje obawy dotyczące stabilności operacyjnej infrastruktury energetycznej podczas silnych mrozów,-szczególnie w okresach silnego wiatru i śniegu,-kiedy awaria pojedynczego przewodu może wywołać fale uderzeniowe w całej sieci energetycznej.
Do typowych usterek mających wpływ na przewody w środowiskach-o niskiej temperaturze zaliczają się przede wszystkim przeciążenia mechaniczne i galopowanie przewodów spowodowane gromadzeniem się lodu; przeskoki powstałe na skutek pogorszenia właściwości izolacyjnych; kruche pękanie elementów metalowych; oraz poluzowane połączenia spowodowane rozszerzalnością i kurczeniem cieplnym. Wśród nich największą część stanowią-usterki związane z lodem, które stanowią główny przedmiot działań zapobiegawczych i kontrolnych związanych z działaniem i konserwacją sieci elektroenergetycznej w sezonie zimowym.
I. Oblodzenie przewodnika: najczęstsza i najbardziej destrukcyjna usterka
1. Uszkodzenia mechaniczne
Zerwania linii i zawalenie się wieży: Narost lodu zwiększa ciężar przewodnika; w poważnych przypadkach ciężar ten przekracza projektowe obciążenie graniczne, co prowadzi do zerwania żył, przerwania przewodów, a nawet zawalenia się słupów i wież.
Skakanie spowodowane nierównym-odladzaniem: gdy narastanie lodu jest różne na różnych odcinkach linii przesyłowej lub gdy lód spada nierównomiernie z określonych odcinków, wynikająca z tego nierównowaga obciążenia może powodować „przeskakiwanie” lub gwałtowne drgania przewodnika, co prowadzi do zwarć-do-faz.
Galopujący przewodnik: Narastanie lodu zmienia profil aerodynamiczny przewodnika. Pod obciążeniem wiatrem przewodnik staje się podatny na oscylacje o niskiej-częstotliwości i-dużej amplitudzie, zwane „galopowaniem”, które przyspieszają zmęczenie elementów osprzętu i mogą skutkować przerwaniem przewodów lub uszkodzeniem izolatorów.
2. Usterki elektryczne
Rozgorzenie izolatora (rozgorzenie lodu): Narost lodu tworzy „mosty lodowe” pomiędzy osłonami (przesłonami) izolatorów, znacznie zmniejszając efektywną drogę upływu. Podczas procesu rozmrażania wysoka przewodność topniejącej wody lodowej sprawia, że system jest bardzo podatny na przeskoki-do-zwarć doziemnych.
Zwarcia między fazami: galopowanie przewodu lub nadmierny wzrost zwisu (zakrzywienie linii w dół) może naruszyć minimalne bezpieczne odległości między przewodami, prowadząc do wyładowań elektrycznych i zwarć.
II. Problemy z materiałami i połączeniami spowodowane niskimi temperaturami
1. Kruchość przewodów i osprzętu
Niskie temperatury zmniejszają wytrzymałość materiałów metalowych. Jest to szczególnie widoczne w temperaturach poniżej -20 stopni, gdzie elementy takie jak przewodniki, zaciski liniowe i śruby stają się znacznie bardziej podatne na kruche pękanie.
2. Luźne lub pęknięte połączenia
Ze względu na różnice we współczynnikach rozszerzalności cieplnej różnych materiałów punkty połączeń są podatne na poluzowanie w wyniku powtarzających się cykli zamrażania-rozmrażania. Prowadzi to do zwiększonej rezystancji styków, powodując miejscowe przegrzanie i potencjalnie skutkując wypaleniem.
3. Starzenie się lub uszkodzenie izolacji
Osłona kabla (zwykle PCV lub guma) staje się twarda i łamliwa w niskich temperaturach. Jest podatny na pękanie-spowodowane zginaniem, ściskaniem lub-kołysaniem wywołanym wiatrem-, co powoduje odsłonięcie przewodnika i stwarza ryzyko zwarcia lub porażenia prądem.
III. Złożone ryzyko wynikające z zewnętrznych czynników środowiskowych
Zaplątanie się ciał obcych: silny wiatr może zdmuchnąć lekkie śmieci,-takie jak folia plastikowa lub banery reklamowe-na linie energetyczne. Jeśli następnie pokryje się mokrym śniegiem lub lodem, gruz ten znacznie zwiększa obciążenie konstrukcyjne linii; alternatywnie może to bezpośrednio wywołać zwarcie.
Gromadzenie się lodu na roślinności: Kiedy drzewa i bambusy w korytarzu linii energetycznej pokrywają się lodem, ich waga dramatycznie wzrasta. To sprawia, że są podatne na przewrócenie się i upadek na linie, co powoduje wyzwolenie obwodu lub uszkodzenie linii.
