Ursachen für Schäden an Freileitungen
Die Gründe für den Ausfall von Freileitungen liegen vor allem in folgenden Faktoren: Überspannungen (atmosphärische und schaltende), Änderungen der Umgebungstemperatur, Windeinwirkung, Eisbildung auf Drähten, Vibrationen, „Tänze“ von Drähten, Luftverschmutzung.
Hier finden Sie eine kurze Beschreibung einiger der aufgeführten Faktoren.
Überspannungen in der Atmosphäre auf Stromleitungen sind auf Gewitter zurückzuführen. Solche kurzzeitigen Überspannungen führen häufig zu Durchschlägen der Isolationsstrecken, insbesondere der Isolationsüberlappung, und manchmal auch zu deren Durchschlag oder Ausfall.
Eine überlappende Isolierung wird in der Regel mit einhergehen elektrischer Lichtbogen, die auch nach Überspannung erhalten bleibt, d.h. bei Betriebsspannung. Ein Lichtbogen bedeutet einen Kurzschluss, daher sollte der Fehler automatisch ausgelöst werden.
Ein Blitz schlug in eine Oberleitung ein
Schaltende (interne) Überspannungen treten auf, wenn Ein- und Ausschalter… Ihre Wirkung auf die Isolierung von Netzwerkgeräten ähnelt der Wirkung atmosphärischer Überspannungen. Überlappung sollte auch automatisch ausgeschaltet werden.
Zerstörung der Isolierschürze durch einen Lichtbogen
In Netzen bis 220 kV sind atmosphärische Überspannungen meist gefährlicher. In Netzen ab 330 kV sind Schaltüberspannungen gefährlicher.
Reparatur von Oberleitungen
Die Schwankungen der Lufttemperatur sind ziemlich groß, der Bereich kann zwischen -40 und +40 °C liegen, außerdem wird der Leiter der Freileitung durch Strom erwärmt, und bei wirtschaftlich möglicher Leistung beträgt die Temperatur des Leiters 2–5 °C ° höher als die von Luft.
Eine Senkung der Lufttemperatur erhöht die zulässige Heiztemperatur und den Leiterstrom. Gleichzeitig verringert sich mit sinkender Temperatur die Länge des Drahtes, was an festen Befestigungspunkten zu einer Erhöhung der mechanischen Belastungen führt.
Eine Erhöhung der Temperatur der Drähte führt zu deren Ausglühen und einer Abnahme der mechanischen Festigkeit. Außerdem verlängern sich die Drähte mit steigender Temperatur und die Durchhangpfeile nehmen zu. Dadurch sind Freileitungsgrößen und Isolationsabstände, d.h. die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Freileitung wird verringert.
Windeinwirkung führt zum Auftreten einer zusätzlichen horizontalen Kraft und damit zu einer zusätzlichen mechanischen Belastung der Drähte, Kabel und Stützen. Gleichzeitig steigen die Spannungen der Drähte und Kabel und die mechanischen Beanspruchungen ihres Materials. Auch an den Stützen treten zusätzliche Biegekräfte auf. Bei starkem Wind kann es zum gleichzeitigen Bruch mehrerer Leitungshalterungen kommen.
Eisbildung an den Leitungen durch Regen und Nebel sowie Schnee, Reif und andere unterkühlte Partikel. Eisbildung führt zu einer erheblichen mechanischen Belastung von Drähten, Kabeln und Stützen in Form zusätzlicher vertikaler Kräfte. Dadurch verringern sich die Sicherheitsreserven für Leitungen, Kabel und Leitungsträger.
In einzelnen Abschnitten ändern sich die durchhängenden Pfeile der Drähte, die Drähte werden zusammengeführt, die Isolationsabstände werden verringert. Durch Eisbildung, Unterbrechungen von Leitern und Zerstörung von Stützen kommt es nicht nur bei Überspannungen, sondern auch bei normaler Betriebsspannung zu Konvergenz und Kollision von Leitern mit überlappenden Isolationslücken.
Durch Eis zerstörte Deckenstützen
Kaskadenartige Zerstörung von Stromleitungsstützen bei Eis
Vibration - Dies sind Vibrationen von Drähten mit hoher Frequenz (5–50 Hz), kurzer Wellenlänge (2–10 m) und unbedeutender Amplitude (2–3 Durchmesser des Drahtes). Diese Vibrationen treten fast ständig auf und werden durch schwache Winde verursacht die zu Turbulenzen in der Strömung um die Oberfläche des Luftleiters führen. Aufgrund von Vibrationen kommt es zu einer „Ermüdung“ des Drahtmaterials und zu Brüchen einzelner Drähte in der Nähe der Befestigungsstellen des Drahtes in der Nähe der Klemmen und in der Nähe der Stützen. Dies führt zu einer Schwächung des Drahtquerschnitts und manchmal zu deren Bruch.
Schwingungsdämpfer am Draht
„Tanz“ von Drähten – das sind ihre Schwingungen mit niedriger Frequenz (0,2–0,4 Hz), einer langen Wellenlänge (in der Größenordnung von einem oder zwei Bereichen) und einer signifikanten Amplitude (0,5–5 m und mehr).Die Dauer dieser Schwankungen ist meist kurz, kann aber manchmal mehrere Tage betragen.
Drahttanz wird normalerweise bei relativ starkem Wind und Eis beobachtet, häufiger bei Drähten mit großem Querschnitt. Beim Tanzen von Drähten treten große mechanische Kräfte auf, die auf Drähte und Träger wirken und häufig zum Bruch von Drähten und manchmal auch zum Bruch von Trägern führen. Beim Tanzen der Leiter verringern sich die Isolationsabstände aufgrund der großen Schwingungsamplitude, teilweise kollidieren die Leiter, wodurch Überlappungen bei der Betriebsspannung der Leitung möglich sind. Wire Dancing kommt relativ selten vor, führt aber zu den schlimmsten Unfällen auf Freileitungen.
Lesen Sie hier mehr darüber. „Vibrationen und Tanzen von Drähten an Freileitungen“.
Luftverschmutzung durch Aschepartikel, Zementstaub, chemische Verbindungen (Salze) usw. ist für den Betrieb von Freileitungen gefährlich. Die Ablagerung dieser Partikel auf der nassen Oberfläche der Isolierung der Leitung und der elektrischen Ausrüstung führt zum Auftreten leitfähiger Kanäle undschwächt die Isolierung mit der Möglichkeit einer Überlappung nicht nur bei Überspannungen, sondern auch bei normaler Betriebsspannung. Die Verschmutzung aufgrund der hohen Salzkonzentration in der Luft entlang der Meeresküste kann zu einer aktiven Oxidation von Aluminium und einer Verschlechterung der mechanischen Festigkeit der Drähte führen.
Korrodierte Stützhalterung
Der Verfall ihres Holzes wirkt sich auf die Beschädigung von Freileitungen mit Holzstützen aus.
Die Zuverlässigkeit von Freileitungen wird auch von einigen anderen Betriebsbedingungen beeinflusst, beispielsweise von der Bodenbeschaffenheit, was besonders für Freileitungen im Hohen Norden wichtig ist.