架空送電線の損傷の原因

架空送電線の故障の原因は主に次の要因によるものです。 過電圧(大気圧およびスイッチング)、周囲温度の変化、風の作用、電線上の氷の形成、振動、電線の「ダンス」、大気汚染。

ここでは、リストされているいくつかの要因について簡単に説明します。

送電線における大気電力サージは、雷雨によるものです。このような短期間の過電圧は、多くの場合、絶縁ギャップ、特に絶縁オーバーラップの破壊を引き起こし、場合によっては絶縁ギャップや故障を引き起こします。

断熱材の重なりには通常、次のような問題が伴います。 電気アーク、これは過電圧の後でも維持されます。動作電圧で。アークは短絡を意味するため、故障は自動的にトリップされるはずです。

架線に雷が落ちた
架線に雷が落ちた

スイッチング (内部) サージは次の場合に発生します。 オンとオフのスイッチ... ネットワーク デバイスの絶縁に対するそれらの影響は、大気サージの影響と似ています。オーバーラップも自動的にオフになります。

アークによる絶縁スカートの破壊 アークによる絶縁スカートの破壊

ネットワークでは、最大 220 kV の大気過電圧の方が通常、より危険です。 330 kV 以上のネットワークでは、スイッチング サージがより危険です。

架線の補修

架線の補修

気温の変化は非常に大きく、その範囲は-40〜+40°Cです。さらに、架空線の導体は電流によって加熱され、経済的に可能な電力を使用すると、導体の温度は2〜5℃になります。 °空気よりも高い。

空気温度を下げると、許容加熱温度と導体電流が増加します。同時に、温度が低下するとワイヤの長さが短くなり、固定された取り付け点では機械的応力が増加します。

ワイヤの温度が上昇すると、ワイヤが焼きなまされ、機械的強度が低下します。また、温度が上昇するとワイヤが長くなり、矢印のたるみが増加します。その結果、架空線のサイズと絶縁距離、つまり架空送電線の信頼性と安全性が低下します。

風の作用により、追加の水平力が発生し、ワイヤ、ケーブル、サポートに追加の機械的負荷がかかります。同時に、ワイヤやケーブルの電圧とその材料の機械的応力が増加します。追加の曲げ力もサポートに発生します。強風の場合、複数のラインサポートが同時に破損する場合があります。

雨や霧、雪、霜、その他の過冷却された粒子によって電線に形成される氷。氷の形成により、ワイヤー、ケーブル、サポートに垂直方向の力が加わり、重大な機械的負荷が発生します。これにより、ワイヤ、ケーブル、ラインサポートの安全マージンが減少します。

別々のセクションでは、ワイヤの垂れ下がった矢印が変化し、ワイヤが集まり、絶縁距離が減少します。氷の形成の結果、導体の遮断と支持体の破壊、導体の収束と重なり合う絶縁ギャップとの衝突は、サージ中だけでなく通常の動作電圧でも発生します。

氷の影響で破損した架線サポート

氷によりオーバーヘッドサポートが破壊された

凍った状態での送電線支柱の連鎖的破壊

凍った状態での送電線支柱の連鎖的破壊

振動 - これは、高周波 (5 ~ 50 Hz)、短波長 (2 ~ 10 m)、および重要ではない振幅 (ワイヤーの直径 2 ~ 3 倍) のワイヤーの振動です。これらの振動は、ほぼ常に発生し、弱い風によって引き起こされます。空気導体の表面周囲の流れに乱流を引き起こします。振動により、ワイヤ材料の「疲労」が発生し、クランプ付近やサポート付近のワイヤが取り付けられている場所の近くの個々のワイヤに破損が発生します。これにより、ワイヤーの断面が弱くなり、場合によっては破損することがあります。

ワイヤー上の振動ダンパー

ワイヤー上の振動ダンパー

ワイヤーの「ダンス」 - これらは、低周波数 (0.2 ~ 0.4 Hz)、長波長 (1 ~ 2 レンジ程度)、および大きな振幅 (0.5 ~ 5 m 以上) の振動です。これらの変動の期間は通常短いですが、場合によっては数日間に及ぶこともあります。

ワイヤーダンスは通常、比較的強い風と氷の中で観察され、断面積の大きなワイヤーでより頻繁に観察されます。ワイヤーが踊ると、大きな機械的力が発生し、ワイヤーとサポートに作用し、多くの場合ワイヤーが破損し、場合によってはサポートが破損することがあります。導体が踊ると、振動の振幅が大きくなるため絶縁距離が減少し、場合によっては導体が衝突し、そのため送電線の動作電圧で重複が発生する可能性があります。ワイヤーダンシングは比較的まれですが、架空送電線で最悪の事故を引き起こします。

詳細については、こちらをご覧ください。 「架空送電線の電線の振動と踊り」.

灰粒子、セメント粉塵、化合物(塩)などの存在によって引き起こされる大気汚染は、架空送電線の運用にとって危険です。電線や電気機器の絶縁体の濡れた表面にこれらの粒子が堆積すると、導電性チャネルが発生し、断熱性が弱くなる サージ時だけでなく、通常の動作電圧下でもオーバーラップする可能性があります。海岸沿いの空気中に多量に存在する塩分による汚染は、アルミニウムの酸化の進行やワイヤの機械的強度の低下を引き起こす可能性があります。

腐食したサポートブラケット

腐食したサポートブラケット

木材の腐朽は、木製の支柱を備えた架空送電線の損傷に影響を与えます。

架空送電線の信頼性は、土壌の特性などの他の動作条件にも影響されます。これは極北の架空送電線にとって特に重要です。

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