Een korte analyse van factoren die de veiligheid van transmissielijnen beïnvloeden

De factoren die de veiligheid van transmissielijnen beïnvloeden, worden over het algemeen onderverdeeld in twee categorieën: slijtage en veroudering als gevolg van de dagelijkse gebruiksduur en plotselinge storingen veroorzaakt door externe factoren. Beide soorten factoren kunnen leiden tot kortsluiting, stroomonderbrekingen en in ernstige gevallen zelfs tot een volledige uitval van het elektriciteitsnet. De slijtage en veroudering door de dagelijkse gebruiksduur zijn beheersbaar, waardoor de kans op een storing zeer klein is. Externe omgevingsfactoren (zoals blikseminslagen, tyfoons, bosbranden, ijsvorming, vervuiling, temperatuur en luchtvochtigheid, luchtdruk, vogelschade, enz.) zijn daarentegen oncontroleerbaar en leiden tot een grote kans op storingen en aanzienlijke schade.

1. Blikseminslagen

Bliksem komt vaak voor tijdens het regenseizoen en is zeer onvoorspelbaar. Een groot aantal hoogspanningsleidingen in het veld kenmerkt zich door grote afstanden en hoogteverschillen tussen de masten, waardoor de bliksemweerstand van de leidingen relatief laag is en ze gemakkelijk door bliksem getroffen kunnen worden. In ruig terrein zijn er veel enkelvoudige leidingen, en parallelle leidingen bieden geen afscherming of shuntbeveiliging, wat de kans op blikseminslagen vergroot. Blikseminslagen vormen het grootste deel van de storingen in hoogspanningsleidingen, en hoe lager het spanningsniveau, hoe groter de kans op blikseminslag.

Bij bliksemontlading hoopt zich lading op in de cumulonimbuswolken, waardoor een krachtig elektrostatisch hoogspanningsveld ontstaat. Dit veld botst met een groot aantal negatieve ladingen in de grond en neutraliseert deze, waarbij een hoge energie vrijkomt met spanningen tot miljoenen volt en stromen tot duizenden ampère. Dit resulteert in een hoge overspanningsgolf met een grote gradiënt en amplitude, wat leidt tot een doorslag van de isolatie van de hoogspanningslijn. Doorslag is een tijdelijke storing waarbij de stroomtoevoer snel wordt hersteld. In ernstige gevallen kan het echter leiden tot breuk van de hoogspanningslijn, breuk van de isolator of schade aan de stroomtoevoer naar het onderstation. Hierdoor kunnen de draden door hoge temperaturen smelten en de isolatie van de stroomvoorziening ernstig beschadigen.

Om de kans op blikseminslagen in hoogspanningsleidingen te verkleinen, is het noodzakelijk om overslag, vlamboogvorming, directe blikseminslag en stroomonderbrekingen in de beschermingslijn te voorkomen. Neem de volgende beschermingsmaatregelen: ① Stel inbliksemafleider② Voeg een aardingsdraad toe; ③ Verminder de impact-aardingsweerstand van de mast; ④ Het neutrale punt is niet direct geaard; ⑤ Verbeter de isolatie van de lijn; ⑥ Installeer automatische herinschakeling; 7 Installatie van buisvormigbliksemafleider⑧ Gebruik ongelijkmatige isolatie, een dubbele lusnetwerkvoeding en andere methoden.

2. Tyfoon

Bij tyfoons, met sterke wind en regen, kunnen er ongelukken gebeuren met hoogspanningsleidingen, zoals het bewegen van de geleiders, windafwijkingen, lijnbreuken, het omvallen van masten en andere incidenten. Naarmate de ontwerpwindsnelheid van het elektriciteitsnet toeneemt, neemt de kans op lijnbreuken en het omvallen van masten af, maar de kans op ongelukken veroorzaakt door heftige bewegingen van de draden, windafwijkingen en schade aan zwevende objecten blijft groot.

Bij een hoge windsnelheid is de amplitude van de trillingen in de transmissielijn groot, waardoor de luchtspleet tussen de draad en de mast, en tussen de fasen van de draad, kleiner wordt. De verdeling van de luchtspleet is ongelijkmatig, waardoor de spanning in de spleet in verschillende mate afneemt. Dit kan leiden tot doorslag en ontlading en kan de bedrijfsspanning niet weerstaan.

Als er tegelijkertijd een storm is, zal de regen de luchtweerstand verlagen, waardoor de draad vatbaarder wordt voor kortsluiting en de kans op ontlading toeneemt. Dit proces vindt frequent, herhaaldelijk en gedurende lange tijd plaats, is willekeurig en heeft een grote amplitude. Het kan leiden tot overslag, doorslag, uitschakeling en andere storingen. De kans op een lijnuitval na een uitval is klein, menselijk ingrijpen is minimaal en het herstel van de stroomvoorziening duurt lang. Bovendien kan het ook leiden tot mechanische defecten aan isolatorstrengen, fittingen, dwarsbalken en andere ondersteuningen, hulpmaterialen en apparatuur, met enorme economische verliezen tot gevolg.

Bij lage windsnelheden kunnen de meeste trillingen in hoogspanningsleidingen worden beheerst door het installeren van trillingsdempende apparaten. Bij hoge windsnelheden kunnen de volgende maatregelen worden genomen: (1) Het toevoegen van trillingsdempende hamers en het installeren van een zware hamer om het verticale draagvermogen van de hoogspanningsleiding te vergroten en de schommelamplitude van de leiding te verminderen; (2) Het installeren van dempingsdraden, draadbescherming, het verhogen van het aantal gesplitste draden, het versterken van de draden en het waarborgen van een veilige afstand tussen de draden en de mast; (3) Het toepassen van een V-vormige ophanging van de isolatorreeks om de weerstand van de isolatoren tegen dwarsverplaatsing door de wind te vergroten en de afwijkingshoek van de isolatorreeks door de wind te verkleinen; (4) Bij het ontwerpen van de mast en het plaatsen van de hoogspanningsleiding rekening houden met een grote afstand tussen de draden, het verplaatsen van het ophangpunt naar beneden of het verlengen en verbreden van de dwarsarm.

3. Bergbranden

De bosbranden die worden veroorzaakt door hoge temperaturen, menselijke factoren en andere elementen, zorgen ervoor dat de lucht gedurende lange tijd een hoge temperatuur en lage luchtvochtigheid behoudt. Hierdoor kunnen hoogspanningsleidingen in bergachtig gebied, door bosvegetatie en de grond, of tussen faseleidingen, door thermische ionisatie van luchtdeeltjes, een toename van de lading, een versnelde deeltjesbeweging en de vorming van geleidende kanalen, een overslag veroorzaken. Een temperatuur van 90% is de belangrijkste oorzaak van een overslag, maar ook schade aan de isolatie van de leiding door verbranding bij hoge temperaturen en ontlading van draden naar de mast spelen een rol.

Voor hoogspanningsleidingen in bergachtige gebieden worden, rekening houdend met de topografie en economische factoren, doorgaans twee of meer leidingen per mast aangelegd. In geval van een bosbrand in de bergen is het gemakkelijk dat meerdere leidingen op dezelfde transmissiecorridor tegelijkertijd uitvallen. Omdat een bosbrand zich snel kan verspreiden en lang kan aanhouden, produceert deze veel hete rook en mist, waardoor de herinschakelingskans van de leidingen laag is. Pas wanneer de brand is geblust, de rook is opgetrokken en de lucht en de temperatuur van de leidingen zijn gedaald, is het moeilijk om de stroomvoorziening handmatig te herstellen. Hierdoor wordt de stroomtoevoer naar de leidingen langdurig onderbroken, en bovendien zijn er dan meerdere leidingen tegelijk getroffen, wat de veiligheid van het elektriciteitsnet in gevaar brengt.

Met het oog op het fenomeen van bergbranden moeten we beginnen met brandpreventiemaatregelen om het aantal bergbranden te verminderen: ① de hoogte, het aantal en het type bomen nabij de voet van de berg controleren; (2) noodmaatregelen treffen en voldoende lengte en breedte van de veilige doorgang vrijlaten; ③ het lijnbeveiligingssysteem betrouwbaar en gevoelig maken; ④ een realtime monitoringsysteem opzetten en de monitoring verbeteren; ⑤ de lijninspectie intensiveren op basis van seizoen, tijdssegment en weersomstandigheden om verborgen gevaren uit te sluiten.

4. IJsramp

IJsrampen omvatten ijzel, vorst, bevriezing en sneeuwophoping. Abnormale natuurlijke klimaatomstandigheden, zoals temperatuurschommelingen, kunnen ertoe leiden dat de transmissielijn en isolatorstrengen bedekt raken met ijs. Dit verhoogt het gewicht van de lijn en de mast, de doorbuiging van de draden en de windrichting, wat resulteert in instabiele, continue trillingen, het bezwijken van de draden, ernstige breuken en andere ongelukken met de masten. Als de sneeuw bevriest, kan het smeltwater kortsluiting in de isolatoren veroorzaken, wat kan leiden tot een plotselinge ijsuitschakeling.

Volgens statistieken is de kans op ijsontlading groter wanneer ijsvervuiling aanwezig is. Om ijsontlading te voorkomen, is het daarom noodzakelijk om de reiniging van leidingen en isolatorreeksen te intensiveren en de reinheid te verbeteren; de kruipafstand te vergroten om te voorkomen dat sneeuw bevriest door de kleine afstand tussen isolatoren en paraplu's; een V-vormige of omgekeerde V-vormige isolatorreeks toe te passen en de serieafstand van dubbele reeksen te vergroten om de doorslagspanning te verbeteren. In geval van ijsvorming moet ijsmelttechnologie worden toegepast om de smeltsnelheid van de ijslaag te versnellen, of een verbeterde interfase-afstandhouder te gebruiken om de interfase-afstand van de draden te vergroten en het doorslag- en ontladingsfenomeen te verminderen dat wordt veroorzaakt door de kleine interfase-afstand van de draden als gevolg van grote schommelingen en amplitudes.

5. Overig

1) Mate van vervuiling. De transmissielijn is lang en wordt beïnvloed door atmosferische verontreinigingen, zout, rook, stof, enz., wat leidt tot ophoping van vervuiling op het oppervlak van de draad. Door het sterke elektrische veld rond de hoogspanningsleiding kan gemakkelijk een corona-effect optreden, waardoor een groot aantal geladen deeltjes zich aan de vervuiling hecht, de geleidbaarheid van de geladen deeltjes verhoogt en ze gemakkelijk ontladen. Daarom moet de transmissielijn tijdig worden gereinigd.

2) Temperatuur. Hoge temperaturen verhogen de oppervlaktetemperatuur van de draad, waardoor de warmte op de hoogspanningsleiding moeilijk kan worden afgevoerd. Slechte warmteafvoer resulteert in een continu hoge temperatuur van de leiding, wat leidt tot een toename van de vlamboog in de draad, een kleinere veiligheidsafstand tussen de draad en de aarde en kruisende objecten, wat ontladingen en uiteindelijk lijnuitval tot gevolg kan hebben. Daarom kan de afstand tussen de draad en de aarde en tussen de draadfasen op passende wijze worden vergroot.

3) Vochtigheid. Door de toename van watermoleculen die zich aan het oppervlak van de draad hechten, absorbeert de lading rond de draad elektronen om negatieve ionen te vormen. Dit verzwakt het ionisatievermogen, verhoogt de doorslagspanning, versterkt het lokale elektrische veld en veroorzaakt gemakkelijk corona, wat leidt tot vermogensverlies en spanningsdaling. Daarom moet bij de keuze van draadisolatiematerialen aandacht worden besteed aan de hydrofobiciteit en hydrofobe mobiliteit van de materialen.

4) Luchtdruk. Naarmate de hoogte toeneemt, wordt de lucht geleidelijk ijler, neemt de dichtheid af en daalt de luchtdruk. Hierdoor neemt de doorslagspanning tussen de transmissiedraad en de aarde, en tussen de fasegeleiders onderling, af, waardoor doorslag gemakkelijker kan optreden. Daarom moet de kabelhoogte op grotere hoogte worden verlaagd.

5) Schade door vogels. Vogels gebruiken graag dode takken in hun bek om nesten op de mast te bouwen. Als de takken dicht bij de hoogspanningsleiding komen of erin vallen, kan er gemakkelijk kortsluiting ontstaan. Wanneer grote vogels vliegen of met elkaar spelen, kunnen ze gemakkelijk meerdere draden aanraken, wat kan leiden tot kortsluiting of aardingsincidenten. Daarom kunnen er specifieke markeringen op de leiding of de mast worden aangebracht om vogels af te schrikken en uit de buurt van de hoogspanningsleiding te houden.

Ernstige weersomstandigheden en andere factoren die de transmissielijnen aantasten, kunnen leiden tot storingen of schade aan de transmissie-installaties, met stroomuitval, verlies van schakelvermogen en negatieve gevolgen voor de operationele omstandigheden, transmissiecapaciteit en stroomvoorziening tot gevolg. Dit kan zelfs leiden tot een volledige ontkoppeling van het elektriciteitsnet en enorme economische verliezen. Vanuit veiligheidsoogpunt analyseert dit artikel de veiligheidsrisico's en oorzaken van schade aan transmissielijnen door blikseminslagen, tyfoons, bosbranden, ijsvorming, vervuiling, temperatuur, luchtvochtigheid, luchtdruk en vogelschade. Ook worden preventieve maatregelen en beheersmaatregelen onder verschillende omstandigheden en factoren besproken. Het doel is om het mechanismeonderzoek te versterken, een rationeel ontwerp te ontwikkelen en wetenschappelijke en effectieve preventie- en beheersmaatregelen te implementeren door relevante energiebedrijven, afdelingen en technici. Dit om de veilige, betrouwbare en stabiele werking van de transmissielijnen te waarborgen.

Heeft u vragen, dan kunt u op de volgende manieren contact met ons opnemen:

Email:jennifer@anhelec.com

Mobiel (WhatsApp): 86 18157758231