Causas de danos em linhas aéreas de energia

As razões para a falha das linhas aéreas de energia devem-se principalmente aos seguintes fatores: sobretensões (atmosféricas e de comutação), mudanças na temperatura ambiente, ação do vento, formação de gelo nos fios, vibrações, “danças” dos fios, poluição do ar.

Aqui está uma breve descrição de alguns dos fatores listados.

Surtos de energia atmosférica em linhas de energia são devidos a tempestades. Tais sobretensões de curto prazo geralmente resultam em quebras das lacunas de isolamento e, em particular, sobreposição de isolamento e, às vezes, em quebra ou falha.

A sobreposição de isolamento é geralmente acompanhada por arco eletrico, que se mantém mesmo após sobretensão, ou seja, na tensão de operação. Um arco significa um curto-circuito, então a falha deve ser disparada automaticamente.

Relâmpago atingiu uma linha aérea

Surtos de comutação (internos) ocorrem quando interruptores de ligar e desligar… Seu efeito no isolamento de dispositivos de rede é semelhante ao efeito de surtos atmosféricos. A sobreposição também deve ser desativada automaticamente.

Destruição da saia de isolamento por um arco

Em redes até 220 kV, as sobretensões atmosféricas costumam ser mais perigosas. Em redes de 330 kV e acima, os surtos de comutação são mais perigosos.

Reparação de fios aéreos

As mudanças na temperatura do ar são bastante grandes, a faixa pode ser de -40 a +40 ° C, além disso, o condutor da linha aérea é aquecido por corrente e, com potência economicamente possível, a temperatura do condutor é de 2-5 ° superior ao do ar.

Abaixar a temperatura do ar aumenta a temperatura de aquecimento permitida e a corrente do condutor. Ao mesmo tempo, com a diminuição da temperatura, o comprimento do fio diminui, o que, em pontos de fixação fixos, aumenta as tensões mecânicas.

Um aumento na temperatura dos fios leva ao seu recozimento e diminuição da resistência mecânica. Além disso, à medida que a temperatura aumenta, os fios se alongam e as flechas de queda aumentam. Como resultado, tamanhos de linhas aéreas e distâncias de isolamento, ou seja, a confiabilidade e a segurança da linha elétrica aérea são reduzidas.

A ação do vento leva ao aparecimento de uma força horizontal adicional, portanto, a uma carga mecânica adicional nos fios, cabos e suportes. Ao mesmo tempo, as tensões dos fios e cabos e as tensões mecânicas de seus materiais aumentam. Forças de flexão adicionais também aparecem nos suportes. Em caso de ventos fortes, podem ocorrer quebras simultâneas de vários suportes da linha.

Formações de gelo nos fios como resultado de chuva e nevoeiro, bem como neve, geada e outras partículas super-resfriadas. As formações de gelo levam ao aparecimento de uma carga mecânica significativa em fios, cabos e suportes na forma de forças verticais adicionais. Isso reduz as margens de segurança para fios, cabos e suportes de linha.

Em seções separadas, as setas flácidas dos fios mudam, os fios são aproximados, as distâncias de isolamento são reduzidas. Como resultado de formações de gelo, interrupções de condutores e destruição de suportes, convergência e colisão de condutores com lacunas de isolamento sobrepostas ocorrem não apenas durante surtos, mas também em tensão operacional normal.

Suportes aéreos destruídos devido ao gelo

Destruição em cascata de suportes de linha de energia em condições de gelo

Vibração - são vibrações de fios com alta frequência (5-50 Hz), comprimento de onda curto (2-10 m) e amplitude insignificante (2-3 diâmetros do fio) Essas vibrações ocorrem quase constantemente e são causadas por ventos fracos que causam turbulência no fluxo ao redor da superfície do condutor de ar. Devido à vibração, ocorre «fadiga» do material do fio e ocorrem quebras em fios individuais perto dos locais onde o fio é preso perto das braçadeiras, perto dos suportes. Isso leva a um enfraquecimento da seção transversal dos fios e, às vezes, à sua quebra.

Amortecedor de vibração no fio

A "dança" dos fios são suas oscilações com baixa frequência (0,2-0,4 Hz), um comprimento de onda longo (da ordem de uma ou duas faixas) e uma amplitude significativa (0,5-5 me mais) .A duração dessas flutuações costuma ser curta, mas às vezes chega a vários dias.

A dança do fio é geralmente observada em ventos e gelo relativamente fortes, mais frequentemente em fios de seção transversal grande. Quando os fios dançam, ocorrem grandes forças mecânicas que agem nos fios e nos suportes, muitas vezes causando a quebra dos fios e, às vezes, dos suportes. Quando os condutores dançam, as distâncias de isolamento são reduzidas devido à grande amplitude das oscilações, em alguns casos os condutores colidem, devido ao qual são possíveis sobreposições na tensão de operação da linha. A dança do fio é relativamente rara, mas leva aos piores acidentes em linhas aéreas de energia.

Leia mais sobre isso aqui. "Vibração e Dança de Fios em Linhas Elétricas Aéreas".

A poluição do ar causada pela presença de partículas de cinzas, pó de cimento, compostos químicos (sais), etc. é perigosa para a operação de linhas elétricas aéreas. A deposição dessas partículas na superfície úmida do isolamento da linha e equipamentos elétricos leva ao aparecimento de canais condutores eenfraquece o isolamento com possibilidade de sobreposição não só durante surtos, mas também sob tensão normal de operação. A poluição devido à alta presença de sais no ar ao longo da costa marítima pode levar à oxidação ativa do alumínio e à deterioração da resistência mecânica dos fios.

Suporte de suporte corroído

A deterioração de sua madeira afeta os danos das linhas aéreas de energia com suportes de madeira.

A confiabilidade das linhas aéreas também é afetada por algumas outras condições operacionais, por exemplo, as propriedades do solo, que são particularmente importantes para as linhas aéreas no Extremo Norte.