Столкновение проводника

В электропередачи воздушной линии столкновение проводников происходит, когда провода под напряжением случайно соприкасаются друг с другом. В системах воздушной передачи обычно используются неизолированные неизолированные проводники из соображений веса и экономии. При соприкосновении оголенных проводников возникающее мгновенное короткое замыкание или электрическая дуга могут вызвать нарушения в электроэнергетической системе, повреждение проводников или пожар. Столкновение проводников может быть вызвано ветром, льдом, чрезмерным провисанием из-за ползучести или термического расширения из-за длительной большой нагрузки или контакта с животными или предметами. Столкновение проводников предотвращается правильной конструкцией и установкой с учетом вероятных погодных условий и нагрузки. Последствия столкновения проводников можно смягчить с помощью предохранителей или защитных реле и автоматических выключателей для обесточивания закороченных проводников. Для некоторых типов линий электропередачи может оказаться возможным автоматическое повторное включение автоматического выключателя в расчете на то, что конфликт является кратковременной проблемой, что сводит к минимуму прерывание обслуживания потребителей сети.

Причины

Сильный ветер или порывы ветра часто могут привести к непреднамеренному контакту проводников, особенно там, где линии электропередачи имеют чрезмерное провисание или другие структурные условия, которые позволяют проводникам находиться в непосредственной близости. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Деревья возле линий электропередачи могут сломаться и уронить ветки на провода, увеличивая вероятность столкновения проводников из-за их сближения. ^{[ 1 ]}

Транспортные средства могут удариться о опоры или опоры электропередачи, а самолеты могут запутаться в проводах. Это может привести к столкновению линий электропередачи. Столкновения такого типа, часто возникающие в результате аварий, могут оказывать каскадное воздействие на энергосистему, приводя к столкновению проводников. ^{[ 3 ]}

Сейсмическая активность может сместить опорные конструкции линий электропередачи, нарушив запланированное расстояние между проводниками и, возможно, вызвав столкновение.

акты вандализма, Еще одной причиной столкновений проводов являются направленные на линии электропередач. Умышленное швыряние предметов в линии электропередач может привести к их опрокидыванию и последующему столкновению проводов. ^{[ 4 ]}

Процесс

Когда проводники сталкиваются, выделяется тепло, а также испаряется материал проводника и выбрасываются металлические частицы. Эти выброшенные частицы, часто в виде искр, затем уносятся ветром. ^{[ 4 ]}

Аспект горения обусловлен выделением энергии в виде электрической дуги (электрический пробой газа, приводящий к электрическому разряду). Одновременно материал проводника разрушается и испаряется из-за интенсивного тепла, выделяемого этой дугой. На процесс существенно влияют ключевые параметры, в том числе напряжение дуги , ток короткого замыкания и продолжительность дуги. Более высокое напряжение дуги увеличивает энергию электрической дуги, а увеличение тока короткого замыкания приводит к более существенному выделению тепла и испарению материала проводника. Продолжительность дуги играет решающую роль, влияя на степень испарения материала и потенциально приводя к расплавлению или горению частиц. ^{[ 2 ]}

При контакте между проводниками может возникнуть электрическая дуга с яркой вспышкой, выбросом искр и клубами белого дыма. Интенсивный нагрев дуги приводит к тому, что основной металл достигает точки кипения и испаряется. Когда эти испаренные металлические частицы вступают в контакт с воздухом, они воспламеняются и быстро горят, образуя ${\ce {Al2O3}}$ ( оксид алюминия ) в виде мелких аэрозольных частиц. Эти аэрозольные частицы могут достигать температуры от 930 К ( Кельвина ) до 2730 К и создавать характерное облако дыма. Когда оксид находится в расплавленном состоянии, процесс окисления протекает быстро, при этом тепло, выделяемое при окислении, компенсирует потери тепла за счет конвекции и излучения . Эти капли будут продолжать гореть до тех пор, пока не израсходуется весь металл или пока они не достигнут земли. ^{[ 2 ]}

Эффекты

Возгорание в результате столкновения проводников является постоянной проблемой во всем мире, причем многочисленные случаи происходят в различных странах. Подобные инциденты могут привести к значительному экологическому ущербу, например, к лесным пожарам, а также к существенным финансовым потерям и в ряде случаев представляют потенциальную угрозу для жизни людей. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Пример катастрофы из-за столкновения проводников произошел в Западной Австралии 2 декабря 2004 года. Проводник напряжением 19,1 кВ (киловольт) оторвался от изолятора , установленного на опоре на первом столбе, и впоследствии столкнулся с подвешенным заземлителем на расстоянии примерно 200 метров. Это столкновение привело к вспышке (возгоранию горючего материала в закрытом помещении), в результате чего были выброшены горячие металлические частицы (искры), которые воспламенили сухую скошенную стерню, что и привело к лесному пожару. Во время пожара оба проводника оборвались, причем первый проводник в конечном итоге стал жертвой износа конструкции и влияния северных ветров. Когда оба проводника упали и коснулись разделительного ограждения, возник лесной пожар. Стоит отметить, что ранее владелец недвижимости сообщал о низко висящей линии электропередачи, примыкающей к первому столбу. По подсчетам владельца недвижимости, сгорело около 468 гектаров земли. ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Рамляк, Иван; Майстрович, Матислав; Сутлович, Элис (5 мая 2014 г.). «Статистический анализ частиц сталкивающихся проводников» . Международная энергетическая конференция IEEE (ENERGYCON) 2014 г. IEEE. стр. 638–643. дои : 10.1109/ENERGYCON.2014.6850494 . ISBN 978-1-4799-2449-3 . S2CID 32761986 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Майстрович, Матислав; Сутлович, Элис; Рамляк, Иван; Нижетич, Сандро (2018), Нижетич, Сандро; Пападопулос, Агис (ред.), «Сравнение критического диаметра частиц алюминия и меди, образующихся при столкновении проводов воздушной линии» , «Роль эксергии в энергетике и окружающей среде » , «Зеленая энергетика и технологии», Cham: Springer International Publishing, стр. 13– 25, номер домена : 10.1007/978-3-319-89845-2_2 , ISBN 978-3-319-89845-2 , получено 6 ноября 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Сутлович, Э.; Рамляк, И.; Майстрович, М. (12 июня 2019 г.). «Анализ экспериментов по столкновению проводников» . Электротехника . 101 (2): 467–476. дои : 10.1007/s00202-019-00790-0 . ISSN 0948-7921 . S2CID 253711952 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Рассел, Б. Дон; Беннер, Карл Л .; Вишкампер, Джеффри А. (14 апреля 2012 г.). «Распределительный фидер, вызывающий лесные пожары: механизмы и профилактика» . 2012 65-я ежегодная конференция инженеров по релейной защите . IEEE. стр. 43–51. дои : 10.1109/cpre.2012.6201220 . ISBN 978-1-4673-1842-6 . S2CID 22707760 .
^ Департамент защиты прав потребителей и занятости правительства Западной Австралии (20 мая 2005 г.). «ОТЧЕТ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПРОИСШЕСТВИИ» (PDF) .

Эта статья об электроэнергии незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Рамляк, Иван; Майстрович, Матислав; Сутлович, Элис (5 мая 2014 г.). «Статистический анализ частиц сталкивающихся проводников» . Международная энергетическая конференция IEEE (ENERGYCON) 2014 г. IEEE. стр. 638–643. дои : 10.1109/ENERGYCON.2014.6850494 . ISBN 978-1-4799-2449-3 . S2CID 32761986 .

[:5-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Майстрович, Матислав; Сутлович, Элис; Рамляк, Иван; Нижетич, Сандро (2018), Нижетич, Сандро; Пападопулос, Агис (ред.), «Сравнение критического диаметра частиц алюминия и меди, образующихся при столкновении проводов воздушной линии» , «Роль эксергии в энергетике и окружающей среде » , «Зеленая энергетика и технологии», Cham: Springer International Publishing, стр. 13– 25, номер домена : 10.1007/978-3-319-89845-2_2 , ISBN 978-3-319-89845-2 , получено 6 ноября 2023 г.

[:12-3] Перейти обратно: ^а ^б Сутлович, Э.; Рамляк, И.; Майстрович, М. (12 июня 2019 г.). «Анализ экспериментов по столкновению проводников» . Электротехника . 101 (2): 467–476. дои : 10.1007/s00202-019-00790-0 . ISSN 0948-7921 . S2CID 253711952 .

[:52-4] Перейти обратно: ^а ^б Рассел, Б. Дон; Беннер, Карл Л .; Вишкампер, Джеффри А. (14 апреля 2012 г.). «Распределительный фидер, вызывающий лесные пожары: механизмы и профилактика» . 2012 65-я ежегодная конференция инженеров по релейной защите . IEEE. стр. 43–51. дои : 10.1109/cpre.2012.6201220 . ISBN 978-1-4673-1842-6 . S2CID 22707760 .

[:3-5] Департамент защиты прав потребителей и занятости правительства Западной Австралии (20 мая 2005 г.). «ОТЧЕТ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПРОИСШЕСТВИИ» (PDF) .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]