בסביבות-טמפרטורות נמוכות, האתגרים העומדים בפני מוליכים מתרחבים הרבה מעבר ל"להיות נוקשה". אני מבין את החששות שלך לגבי היציבות התפעולית של תשתית החשמל בזמן קור עז-במיוחד בעונות של רוחות ושלג כבדות-כאשר כשל של מוליך בודד יכול לשלוח גלי הלם בכל רשת אספקת החשמל.
התקלות הנפוצות המשפיעות על מוליכים בסביבות-טמפרטורות נמוכות כוללות בעיקר עומס מכני ודהירת מוליכים הנגרמת על ידי הצטברות קרח; הבזקים הנובעים מירידה בביצועי בידוד; שבר שביר של רכיבי מתכת; וחיבורים משוחררים הנגרמים מהתפשטות והתכווצות תרמית. בין אלה, תקלות הקשורות לקרח מהוות את השיעור הגדול ביותר ומהוות את המוקד העיקרי של מאמצי מניעה ובקרה לתפעול ותחזוקה של רשת החשמל בעונת החורף.
I. קרח מוליכים: התקלה הנפוצה וההרסנית ביותר
1. נזק מכני
שבירות קו וקריסות מגדלים: הצטברות קרח מגדילה את משקל המוליך; במקרים חמורים, משקל זה חורג ממגבלת העומס בתכנון, מה שמוביל לגדילים שבורים, מוליכים מנותקים, או אפילו לקריסת עמודי שירות ומגדלים.
קפיצה הנגרמת על ידי הסרה- לא אחידה: כאשר הצטברות קרח משתנה על פני טווחים שונים של קו תמסורת, או כאשר קרח נשפך בצורה לא אחידה מקטעים ספציפיים, חוסר איזון העומס הנובע מכך יכול לגרום למוליך "לקפוץ" או להצליף בעוצמה, מה שמוביל לקיצורי שלב-ל-שלבים.
דהירת מוליך: הצטברות קרח משנה את הפרופיל האווירודינמי של המוליך. תחת עומסי רוח, המוליך הופך רגיש לתנודות-תדירות- גדולות במשרעת הידועות בשם "דהירה", מה שמאיץ עייפות באביזרי חומרה ועלול לגרום לניתוק מוליכים או מבודדים פגומים.
2. תקלות חשמל
מבודד Flashover (Ice Flashover): הצטברות קרח יוצרת "גשרי קרח" בין החצאיות (הסככות) של המבודדים, ומקטינה משמעותית את מרחק הזחילה האפקטיבי. במהלך תהליך ההפשרה, המוליכות הגבוהה של מי הקרח הנמסים הופכת את המערכת לרגישה מאוד להברקה-ל-תקלות קרקע.
שלב-ל-קיצורי שלב: דהירת מוליך או עלייה מופרזת בצניחה (העקומה כלפי מטה של הקו) עלולות לסכן את מרחקי המרווח הבטוח המינימליים בין המוליכים, ולהוביל לפריקה חשמלית ולקצרים.
II. בעיות חומר וחיבור הנגרמות על ידי טמפרטורות נמוכות
1. שבירת מוליכים ואביזרי חומרה
טמפרטורות נמוכות מפחיתות את הקשיחות של חומרי מתכת. זה בולט במיוחד בטמפרטורות מתחת ל-20 מעלות, שבהן רכיבים כגון מוליכים, מהדקי קווים וברגים הופכים להיות מועדים באופן משמעותי לשבר שביר.
2. חיבורים רופפים או סדוקים
בשל הבדלים במקדמי ההתפשטות התרמית בין חומרים שונים, נקודות חיבור נוטות להתרופף תחת מחזורי הקפאה- חוזרים ונשנים. זה מוביל להתנגדות מוגברת למגע, מפעיל התחממות יתר מקומית ועלול לגרום לשחיקה.
3. בידוד מזדקן או פגום
כיסוי הכבלים (בדרך כלל PVC או גומי) הופך קשה ושביר בטמפרטורות נמוכות. הוא רגיש לסדקים-שנגרמות כתוצאה מכיפוף, דחיסה או נדנוד-שמקורו ברוח-אשר חושף את המוליך ויוצר סיכונים לקצר חשמלי או להתחשמלות.
III. סיכונים מורכבים מגורמים סביבתיים חיצוניים
הסתבכות על ידי חפצים זרים: רוחות חזקות עלולות להעיף פסולת קלה-כגון יריעות פלסטיק או כרזות פרסומות-על קווי חשמל. אם לאחר מכן מצופה בשלג רטוב או קרח, פסולת זו מגדילה באופן משמעותי את העומס המבני על הקווים; לחלופין, הוא עשוי להפעיל ישירות קצר חשמלי.
הצטברות קרח על הצמחייה: כאשר עצים ובמבוק בתוך מסדרון קו החשמל הופכים עטופים בקרח, משקלם גדל באופן דרמטי. זה גורם להם להיות מועדים להתהפך וליפול על הקווים, וכתוצאה מכך ניתוק מעגל או שבירת קו.
