Eine kurze Analyse der Faktoren, die die Sicherheit von Übertragungsleitungen beeinflussen

Die Faktoren, die die Sicherheit von Übertragungsleitungen beeinflussen, lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen: Verschleiß und Alterung durch die tägliche Akkumulation von Energie und plötzliche Ausfälle durch äußere Einflüsse. Beide Arten von Faktoren können zu Kurzschlüssen führen, die Stromversorgung unterbrechen und im schlimmsten Fall das Stromnetz lahmlegen. Der Verschleiß durch die tägliche Akkumulation von Energie ist beeinflussbar und hat daher eine sehr geringe Ausfallwahrscheinlichkeit. Äußere Umwelteinflüsse wie Blitzeinschläge, Taifune, Waldbrände, Eisschäden, Umweltverschmutzung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Vogelfraß usw. sind hingegen schwer zu kontrollieren und verursachen eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit und erhebliche Schäden.

1. Blitzeinschläge

Gewitter treten in der Regenzeit häufig und sehr unvorhersehbar auf. Viele Freileitungen weisen große Entfernungen und Höhenunterschiede zwischen den Masten auf, was ihre Blitzbeständigkeit beeinträchtigt und sie anfällig für Blitzeinschläge macht. In unwegsamem Gelände gibt es viele eingleisige Leitungen ohne Schutzschirmung und Parallelschaltung, was die Häufigkeit von Blitzunfällen erhöht. Blitzauslösungen sind die häufigste Ursache für Störungen in Freileitungen, und je niedriger die Spannung, desto höher die Wahrscheinlichkeit eines Blitzausfalls.

Bei Blitzeinschlägen sammelt sich Ladung in der Cumulonimbus-Schicht an und bildet ein starkes elektrostatisches Hochspannungsfeld. Dieses Feld kollidiert mit zahlreichen negativen Ladungen im Boden und neutralisiert diese. Dabei wird hohe Energie freigesetzt, Spannungen von bis zu Millionen Volt und Ströme von bis zu Tausenden Ampere. Dies führt zu einer hohen Überspannungswelle mit hoher Amplitude und kann einen Überschlag auslösen. Ein Überschlag ist ein vorübergehender Fehler mit einer hohen Wiedereinschaltrate, wodurch der Stromkreis wiederhergestellt werden kann. In schweren Fällen kann es jedoch zu Leitungs- oder Isolatorbrüchen oder zum Eindringen von Blitzen in das Umspannwerk entlang der Leitung kommen. Die hohen Temperaturen können zum Durchbrennen der Leitungen führen und die Isolationsfestigkeit der elektrischen Anlagen gefährden.

Um die Wahrscheinlichkeit von Blitzunfällen in Übertragungsleitungen zu verringern, müssen Überschläge, Lichtbogenbildung, direkte Blitzeinschläge und Stromausfälle in der Schutzleitung verhindert werden. Folgende Schutzmaßnahmen sind zu ergreifen: ① AufstellenBlitzableiter② Erdungsdraht hinzufügen; ③ Stoßerdungswiderstand des Mastes reduzieren; ④ Neutralpunkt nicht direkt geerdet; ⑤ Isolationsniveau der Leitung erhöhen; ⑥ Automatische Wiedereinschaltung installieren; 7 Installation von RohrenVerhafteter; ⑧ Unsymmetrische Isolierung, Doppelschleifennetz-Stromversorgung und andere Methoden anwenden.

2. Taifun

Bei Taifunwetter mit starkem Wind und Regen kann es an Freileitungen zu Leiterschwingungen, Windabweichungen, Leitungsbrüchen, Maststürzen und anderen Unfällen kommen. Mit zunehmender Auslegungswindgeschwindigkeit für Freileitungen verringert sich zwar die Wahrscheinlichkeit von Leitungsbrüchen und Maststürzen, jedoch steigt die Wahrscheinlichkeit von Unfällen durch heftiges Schwingen der Leitungen, Windentladungen und Beschädigungen durch herumliegende Gegenstände.

Bei hohen Windgeschwindigkeiten und großen Schwingungsamplituden der Übertragungsleitung verringert sich der Luftspalt zwischen Draht und Mast sowie zwischen den Drahtphasen. Die Verteilung des Luftspalts ist ungleichmäßig, sodass die Spannungsfestigkeit im Spalt unterschiedlich stark reduziert wird und die Leitung der Betriebsspannung nicht standhält. Es kommt zu Durchschlägen und Entladungen.

Bei gleichzeitigem Sturm verringert der Regen den Luftwiderstand, wodurch die Leitungen kurzschlussgefährdet werden und die Entladungswahrscheinlichkeit steigt. Dieser Prozess tritt häufig, wiederholt und über lange Zeiträume auf, ist zufällig und weist eine große Amplitude auf. Dies kann zu Überschlägen, Durchschlägen, Auslösungen und anderen Störungen führen. Da die Wahrscheinlichkeit für eine Leitungsunterbrechung gering ist und menschliche Eingriffe nur schwer möglich sind, dauert die Wiederherstellung der Stromversorgung lange. Zusätzlich kann es zu mechanischen Schäden an Isoliersträngen, Armaturen, Querträgern und anderen Trägern sowie Hilfsmaterialien und -geräten kommen, was erhebliche wirtschaftliche Verluste zur Folge hat.

Bei schwachem Wind lassen sich Schwingungen in den meisten Fällen durch den Einsatz von Schwingungsdämpfern reduzieren. Bei starkem Wind können folgende Maßnahmen ergriffen werden: (1) Anbringen eines Schwingungsdämpfers und Installation eines Schwerlastdämpfers zur Erhöhung der vertikalen Tragfähigkeit der Freileitung und Reduzierung der Schwingungsamplitude; (2) Installation von Dämpfungsdrähten und Drahtschutz, Erhöhung der Anzahl der Abzweigdrähte, Verstärkung der Drähte und Sicherstellung eines ausreichenden Sicherheitsabstands zwischen Draht und Mast; (3) Verwendung von V-förmigen Isolatoren zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Isolatoren gegen Querdrift im Wind und zur Reduzierung des Schwingwinkels der Isolatoren; (4) Bei der Mastplanung und der Montage der Freileitung sollte ein größerer Abstand zwischen den Drähten, eine Verlegung des Aufhängepunkts nach unten oder eine Verlängerung und Verbreiterung der Querträger in Betracht gezogen werden.

3. Bergbrände

Die durch hohe Temperaturen, menschliche Einflüsse und andere Faktoren verursachten Waldbrände führen dazu, dass die Luft über längere Zeiträume in einem Zustand hoher Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit verbleibt. Bei Übertragungsleitungen, die in bergigem Gelände, durch Waldvegetation und Erdreich verlaufen oder zwischen Phasenleitungen liegen, kommt es aufgrund der aufsteigenden thermischen Ionisation von Luftpartikeln, der Zunahme der Ladung, der beschleunigten Partikelbewegung und der Bildung leitfähiger Kanäle zu einem Überschlag, der die Auslösung der Leitung verursacht. Ein Überschlag von 90 % µFF0C ist die Hauptursache für die Brandauslösung, aber auch Schäden an der Leitungsisolierung durch Verbrennung aufgrund hoher Temperaturen und Entladungen in die Leitungen zum Mast spielen eine Rolle.

Für die Stromleitungen in Bergregionen werden aufgrund der Topografie und wirtschaftlicher Gegebenheiten üblicherweise zwei oder mehr Leitungen an einem Mast befestigt. Bei einem Bergbrand können mehrere Leitungen im selben Übertragungskorridor gleichzeitig ausfallen und ausfallen. Da sich Bergbrände oft großflächig ausbreiten und lange andauern, entstehen große Mengen an heißem Rauch und Nebel, wodurch die Wiedereinschaltrate der Leitungen gering ist. Solange das Feuer nicht unter Kontrolle ist, sich der Rauch nicht verzogen hat und die Luft und die Leitungstemperatur nicht gesunken sind, ist eine manuelle Wiederherstellung schwierig. Daher wird die Stromversorgung der Leitungen für längere Zeit unterbrochen, und wenn mehrere Leitungen betroffen sind, wird die Sicherheit des Stromnetzes gefährdet.

Angesichts des Phänomens von Bergbränden sollten wir mit Brandschutzmaßnahmen beginnen, um die Häufigkeit von Bergbränden zu verringern: 1. Kontrolle der Höhe, Anzahl und Art der Bäume in der Nähe des Fußes von Lokomotiven; 2. Einrichtung von Notfallmaßnahmen mit ausreichend langer und breiter Sicherheitszone; 3. Zuverlässiges und sensibles Leitungsschutzsystem; 4. Einrichtung eines Echtzeit-Überwachungssystems und Verbesserung der Überwachungseffektivität; 5. Je nach Jahreszeit, Tageszeit und Wetterlage verstärkte Leitungsinspektion zur Beseitigung verborgener Gefahren.

4. Eiskatastrophe

Eiskatastrophen umfassen gefrierenden Regen, Frost, Schneefall und Schneeverwehungen. Ungewöhnliche Witterungsbedingungen mit wechselnden Temperaturen und Temperaturen führen dazu, dass sich Freileitungen und Isolatoren mit Eis überziehen. Dadurch erhöht sich das Gewicht der Leitungen und Masten, die Windungsfläche und der Durchhang der Drähte nehmen zu, was zu instabilen, anhaltenden Schwingungen, Seilschwingungen, schweren Brüchen und Mastschäden führen kann. Gefriert Schnee in den Isolatoren, kann das Schmelzwasser Kurzschlüsse verursachen, die zu Eisblitzen führen.

Statistiken zufolge tritt ein Eisblitz häufiger auf, wenn Eisverschmutzungen vorliegen. Um Eisblitze zu verhindern, ist es daher notwendig, die Reinigung von Leitungen und Isolatorketten zu intensivieren und so die Sauberkeit zu verbessern. Die Kriechstrecke sollte vergrößert werden, um das Gefrieren von Schnee aufgrund des geringen Abstands zwischen Isolatoren und Schirmen zu verhindern. Es empfiehlt sich, V-förmige und umgekehrte V-förmige Isolatorketten zu verwenden und den Reihenabstand der Doppelstränge zu vergrößern, um die Überschlagsspannung zu erhöhen. Im Falle von Eistänzen sollte die Eisschmelztechnologie eingesetzt werden, um die Schmelzgeschwindigkeit der Eisdecke zu beschleunigen, oder es sollten verstärkte Phasenabstandshalter verwendet werden, um den Phasenabstand der Leiter zu vergrößern und so Durchschläge und Entladungen aufgrund des geringen Phasenabstands und der großen Auslenkung der Leiter zu reduzieren.

5. Sonstige

1) Verschmutzungsgrad. Die Übertragungsleitung ist lang und daher atmosphärischen Schadstoffen wie Salzgehalt, Rauch und Staub ausgesetzt, was zu Ablagerungen auf der Oberfläche der Leitung führt. Aufgrund des starken elektrischen Feldes um die Hochspannungsleitung herum kann es leicht zu Koronaentladungen kommen. Dabei lagern sich zahlreiche geladene Partikel an den Verschmutzungen an, erhöhen deren Leitfähigkeit und entladen sich leichter. Daher muss die Übertragungsleitung regelmäßig gereinigt werden.

2) Temperatur. Hohe Temperaturen erhöhen die Oberflächentemperatur des Drahtes, wodurch die Wärmeabfuhr in der Hochspannungsleitung erschwert wird. Dies führt zu einer dauerhaft hohen Leitungstemperatur, verstärkt die Lichtbogenbildung und verringert den Sicherheitsabstand zwischen Draht und Erde sowie kreuzenden Objekten. Dadurch kann es zu Entladungen und schließlich zum Auslösen der Leitung kommen. Daher sollte der Abstand zwischen Draht und Erde sowie zwischen Drahtphase entsprechend vergrößert werden.

3) Luftfeuchtigkeit. Mit zunehmender Anzahl an Wassermolekülen, die sich an der Leiteroberfläche anlagern, absorbiert die Ladung um den Draht Elektronen und bildet negative Ionen. Dies schwächt die Ionisierungsfähigkeit, erhöht die Durchschlagspannung, verstärkt das lokale elektrische Feld und begünstigt Koronaentladungen, was zu Leistungsverlusten und Spannungsabfall führt. Daher sollte bei der Auswahl von Isoliermaterialien für Drähte auf deren Hydrophobie und hydrophobe Mobilität geachtet werden.

4) Luftdruck. Mit zunehmender Höhe wird die Luft dünner, ihre Dichte nimmt ab und der Luftdruck sinkt. Dadurch verringert sich die Durchschlagspannung zwischen Übertragungsleitung und Erde sowie zwischen Leiterphase und Außenleiter, und es kann leichter zu Durchschlägen kommen. Daher sollte die Kabellänge in höheren Lagen reduziert werden.

5) Vogelschäden. Vögel tragen gerne abgestorbene Äste im Schnabel, um Nester auf Strommasten zu bauen. Wenn die Äste in die Nähe der Stromleitung gelangen oder gar hineinfallen, kann es leicht zu Kurzschlüssen kommen. Große Vögel können beim Fliegen oder Spielen mehrere Drähte berühren und so Kurzschlüsse oder Erdschlüsse verursachen. Daher können an der Leitung oder am Mast Hinweisschilder angebracht werden, um Vögel abzuschrecken und sie von der Stromleitung fernzuhalten.

Extreme Umweltbedingungen und andere Faktoren können die Übertragungsleitungen beschädigen oder zu Ausfällen der Übertragungsanlagen führen. Dies hat Stromausfälle, Leitungsverluste und beeinträchtigt die Betriebszustände, die Übertragungskapazität und die Stromversorgung. Im schlimmsten Fall kann es zu Netzabschaltungen und damit zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten kommen. Aus Sicherheitsgründen analysiert diese Arbeit die Sicherheitsrisiken und -ursachen von Blitzeinschlägen, Taifunen, Waldbränden, Eiskatastrophen, Verschmutzungsgrad, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Vogelschäden an Übertragungsleitungen. Zudem werden Präventions- und Kontrollmaßnahmen unter verschiedenen Bedingungen und Faktoren untersucht. Ziel ist es, die Mechanismenforschung zu stärken, eine rationale Planung zu ermöglichen und die Prävention und Kontrolle durch die zuständigen Energieversorgungsunternehmen, Behörden und Techniker wissenschaftlich und effektiv zu gestalten, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Übertragungsleitungen zu gewährleisten.

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