Breve análisis de los factores que afectan la seguridad de las líneas de transmisión.

Los factores que afectan la seguridad de las líneas de transmisión se dividen generalmente en dos categorías: el desgaste y el envejecimiento debido a la acumulación del tiempo diario y las fallas repentinas causadas por factores externos. Estos dos tipos de factores pueden provocar disparos por falla, interrumpir el suministro eléctrico e incluso paralizar la red en casos graves. El desgaste por acumulación de tiempo se puede controlar artificialmente, lo que reduce considerablemente la probabilidad de falla. En cambio, los factores ambientales externos (como rayos, tifones, incendios forestales, daños por hielo, contaminación, temperatura y humedad, presión atmosférica, daños por aves, etc.) son difíciles de controlar, lo que aumenta la probabilidad de falla y causa grandes daños.

1. Caen rayos

Las tormentas eléctricas son frecuentes durante la temporada de lluvias y presentan una gran variabilidad. Un gran número de líneas de transmisión instaladas en el terreno se caracterizan por la gran distancia entre torres y la diferencia de altura, lo que reduce su resistencia a los rayos y las hace vulnerables a su impacto. En terrenos difíciles, abundan las líneas monofásicas, sin protección ni derivación mediante líneas paralelas, lo que incrementa la incidencia de accidentes por rayos. Las descargas por rayos constituyen la mayor parte de las fallas en las líneas de transmisión, y cuanto menor sea el nivel de voltaje, mayor será la probabilidad de que se produzca una falla por rayo.

Cuando se produce una descarga eléctrica por rayo, la carga de la capa cumulonimbus se acumula, formando un potente campo eléctrico electrostático de alto voltaje que choca y se neutraliza con una gran cantidad de cargas negativas transportadas por el suelo, liberando alta energía, con voltajes de hasta millones de voltios y corrientes de hasta miles de amperios. Esto genera una onda de sobretensión de gran amplitud y gradiente, provocando un disparo por sobretensión en el aislamiento de la línea. El disparo por sobretensión es una falla transitoria, con una alta tasa de éxito en la reconexión y la restauración de la conducción. Sin embargo, en casos graves, puede provocar la rotura de la línea, la rotura del aislador o la intrusión de electricidad en la subestación a lo largo de la línea, y la fusión del cable por alta temperatura, amenazando con destruir la resistencia del aislamiento del equipo eléctrico.

Para reducir la probabilidad de accidentes por rayos en las líneas de transmisión, es necesario prevenir descargas disruptivas, formación de arcos eléctricos, impactos directos e interrupciones del suministro eléctrico en la línea de defensa. Adopte las siguientes medidas de protección: ① establecerpararrayos; ② Agregar cable de tierra de acoplamiento; ③ Reducir la resistencia de puesta a tierra de impacto de la torre; ④ El punto neutro no es un sistema de puesta a tierra directa; ⑤ Reforzar el nivel de aislamiento de la línea; ⑥ Instalar reconexión automática; 7 Instalación de tubulardetención; ⑧ Utilice aislamiento desequilibrado, fuente de alimentación de red de doble bucle y otros métodos.

2. Tifón

Durante un tifón, con fuertes vientos y lluvias, las líneas de transmisión pueden sufrir vibraciones en los conductores, desviaciones por el viento, roturas de cables, caída de torres y otros accidentes. Si bien el aumento de la velocidad del viento de diseño en la línea de transmisión reduce la probabilidad de rotura de cables y caída de torres, aumenta la probabilidad de accidentes causados ​​por oscilaciones violentas del cable, descargas anómalas por el viento y daños por objetos flotantes.

La velocidad del viento es alta, la amplitud de vibración de la línea de transmisión es alta, lo que reduce el espacio de aire entre el cable y la torre, la fase del cable y la fase, la distribución del espacio de aire es desigual, por lo que la fuerza de voltaje en el espacio se reduce en diferentes grados, no puede soportar el valor de voltaje de operación, ruptura y descarga.

Si se produce una tormenta simultáneamente, la lluvia reducirá la resistencia del aire, lo que hará que el cable sea propenso a cortocircuitos y, por lo tanto, aumentará la probabilidad de descarga. Este proceso, que ocurre con alta frecuencia, se repite durante largos períodos, es aleatorio y de gran amplitud, lo que provocará descargas disruptivas, averías, disparos y otras fallas. La tasa de coincidencia tras un disparo de línea es baja, la acción humana es débil y el tiempo de recuperación del suministro eléctrico es prolongado. Además, también provocará fallas mecánicas en cadenas de aisladores, accesorios, brazos transversales y otros soportes, materiales y equipos auxiliares, lo que resultará en enormes pérdidas económicas.

Para líneas de vibración con baja velocidad del viento, la mayoría de las líneas se pueden controlar instalando dispositivos antivibración. Cuando se encuentra una velocidad de viento fuerte, se pueden adoptar las siguientes medidas: (1) Agregar un martillo antivibración e instalar un dispositivo de martillo pesado para aumentar la capacidad de carga vertical de la línea de transmisión y reducir la amplitud de oscilación de la línea; 2) Instalar cable amortiguador, protección de cable, aumentar el número de cables divididos, reforzar el cable y asegurar la distancia segura entre el cable y la torre; (3) Se adopta el modo de suspensión de cadena de aisladores tipo V para mejorar la resistencia del aislador al fenómeno de deriva transversal en el viento y reducir el ángulo de oscilación de desviación del viento de la cadena de aisladores; (4) Al diseñar la torre y erigir la línea de transmisión, considere dejar una gran distancia entre los cables, mover el punto de suspensión hacia abajo o alargar y ensanchar el brazo transversal.

3. Incendios en las montañas

Los incendios forestales causados ​​por altas temperaturas, factores humanos y otros factores hacen que el aire permanezca en un estado de alta temperatura y baja humedad durante mucho tiempo, y las líneas de transmisión ubicadas en terreno montañoso, a través de la vegetación forestal y la tierra o entre líneas de fase, debido al aumento de la ionización térmica de las partículas del aire, el aumento de la carga, la aceleración del movimiento de las partículas y la formación de canales conductores, se produce una descarga disruptiva en la línea. El 90 % uFF0C es la causa principal de la descarga por incendio, pero también incluye la pérdida de aislamiento de la línea por quemaduras a alta temperatura y la descarga del cable a la torre.

En las líneas de transmisión en zonas montañosas, considerando la topografía y factores económicos, generalmente se instalan dos o más líneas con torres de transmisión. En caso de un incendio en la montaña, es fácil que varias líneas en el mismo corredor de transmisión fallen y se desconecten simultáneamente. Debido a que el incendio en la montaña puede propagarse a gran escala y durar mucho tiempo, generará gran cantidad de humo y niebla a alta temperatura, y la tasa de reconexión de la línea será baja. Hasta que el fuego se extinga, el humo se disperse y la temperatura del aire y del cable disminuya, es difícil realizar una recuperación manual, por lo que el suministro eléctrico de la línea se interrumpe durante un largo período. Además, si se ven afectadas varias líneas, se pone en peligro la seguridad de la red eléctrica.

En vista del fenómeno de los incendios de montaña, debemos comenzar con las medidas de prevención de incendios para reducir la incidencia de incendios de montaña: ① controlar la altura, el número y el tipo de árboles cerca de la base; (2) Establecer medidas de respuesta de emergencia, dejando suficiente longitud y anchura del paso seguro; ③ El sistema de protección de líneas es fiable y sensible; ④ Establecer un sistema de monitoreo en tiempo real y mejorar el efecto de monitoreo; ⑤ Según la temporada, el segmento de tiempo y las condiciones climáticas, aumentar la inspección de líneas para eliminar peligros ocultos.

4. Desastre por hielo

Los desastres relacionados con el hielo incluyen lluvia helada, escarcha, congelación y acumulación de nieve. Las condiciones climáticas anormales, con alternancias de calor y frío, provocan que la línea de transmisión y la cadena de aisladores se cubran de hielo, aumentando el peso de la línea y la torre, la zona de viento del cable y la comba, lo que conlleva vibraciones continuas e inestables del cable, oscilaciones, roturas graves y otros accidentes en la torre. Si la nieve se congela en la cadena de aisladores, el agua derretida provocará un cortocircuito en el aislador y una descarga por congelación.

Según las estadísticas, es más probable que se forme una descarga de hielo cuando se combina con la contaminación por hielo. Por lo tanto, para prevenir la descarga de hielo, es necesario aumentar la limpieza de la contaminación de las líneas y las cadenas de aisladores para mejorar la limpieza; aumentar la distancia de fuga para evitar que la nieve se congele debido a la pequeña distancia entre los aisladores y paraguas; se adopta la disposición de cadenas de aisladores tipo V y cadenas de aisladores tipo V invertida, y se debe aumentar el espaciado en serie de la doble cadena para mejorar la tensión de descarga disruptiva. En el caso de la danza del hielo, se debe adoptar la tecnología de fusión de hielo para acelerar la velocidad de fusión de la capa de hielo o se debe adoptar un espaciador de interfase mejorado para aumentar la distancia de interfase del cable y reducir el fenómeno de ruptura y descarga causado por la pequeña distancia de interfase del cable debido a la gran oscilación y amplitud del cable.

5. Otros

1) Grado de contaminación. La longitud de la línea de transmisión la afecta a contaminantes atmosféricos, salinidad, humo, polvo, etc., lo que provoca la acumulación de suciedad en la superficie del cable. Debido al intenso campo eléctrico que rodea la línea de transmisión de alta tensión, es fácil que se produzca el fenómeno corona, lo que genera una gran cantidad de partículas cargadas que se adhieren a la suciedad, aumentando su conductividad y facilitando su descarga. Por lo tanto, es necesario limpiar la línea de transmisión periódicamente.

2) Temperatura. Las altas temperaturas aumentan la temperatura superficial del cable, dificultando la disipación del calor en la línea de transmisión de alta tensión original. La mala disipación del calor provoca una temperatura elevada continua en la línea, lo que incrementa el arco eléctrico, reduce la distancia de seguridad entre el cable y tierra, así como con los objetos que lo atraviesan, provocando descargas y, en consecuencia, la desconexión de la línea. Por lo tanto, es necesario aumentar adecuadamente la distancia entre el cable y tierra, así como entre las fases del cable.

3) Humedad. Con el aumento de moléculas de agua adheridas a la superficie del cable, la carga alrededor del mismo absorbe electrones para formar iones negativos, lo que debilita la capacidad de ionización, incrementa la tensión de ruptura, aumenta el campo eléctrico local y facilita la generación de efecto corona, provocando pérdidas de potencia y caídas de tensión. Por lo tanto, al seleccionar materiales de aislamiento para cables, se debe prestar atención a la hidrofobicidad y la movilidad hidrofóbica de los materiales.

4) Presión atmosférica. Con el aumento de la altitud, el aire se vuelve gradualmente menos denso, su densidad disminuye y la presión atmosférica se reduce, lo que disminuye la tensión de ruptura entre el cable de transmisión y la tierra, así como entre las fases del conductor, facilitando la ocurrencia de una ruptura dieléctrica. Por lo tanto, en terrenos de mayor altitud, se debe reducir la altura del cable.

5) Daños causados ​​por aves. A las aves les gusta sujetar ramas secas con el pico para construir nidos en la torre. Si las ramas se colocan cerca de la línea eléctrica o caen sobre ella, es fácil que se produzca un cortocircuito. Cuando las aves grandes vuelan o juegan entre sí, pueden tocar fácilmente varios cables, lo que provoca cortocircuitos o desconexiones a tierra. Por lo tanto, se pueden colocar señales específicas en la línea o la torre para ahuyentar a las aves y mantenerlas alejadas de la línea de transmisión.

Las condiciones climáticas adversas y otros factores que afectan la potencia destructiva de las líneas de transmisión pueden causar fallas o daños en las instalaciones, lo que resulta en cortes de energía, pérdidas por cambios de línea, afectación de las condiciones de operación de la línea, capacidad de transmisión e interrupción del suministro eléctrico, lo que puede llevar a la desconexión de la red y generar enormes pérdidas económicas. Desde la perspectiva de la seguridad, este documento analiza los riesgos y las causas de las líneas de transmisión causados ​​por rayos, tifones, incendios forestales, desastres de hielo, contaminación, temperatura, humedad, presión atmosférica y daños por aves, así como las medidas de prevención y control bajo diferentes condiciones y factores que afectan las líneas de transmisión, con el fin de fortalecer la investigación de mecanismos, el diseño racional y la prevención y el control científicos y efectivos por parte de los sistemas eléctricos, departamentos y técnicos pertinentes, para garantizar la operación segura, confiable y estable de las líneas de transmisión.

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