Οι διακοπές λειτουργίας που προκαλούνται από την άγρια ζωή είναι ένα από τα πιο επίμονα και υποτιμημένα προβλήματα αξιοπιστίας στα υπαίθρια δίκτυα διανομής υψηλής τάσης - και επιδεινώνονται καθώς η υποδομή του δικτύου επεκτείνεται όλο και περισσότερο μέσα στους φυσικούς βιότοπους. Τα πουλιά που φωλιάζουν στους σταυροειδείς βραχίονες, οι σκίουροι που γεφυρώνουν τους αγωγούς φάσης, τα φίδια που σκαρφαλώνουν στις κατασκευές των στύλων και τα μεγάλα αρπακτικά που προσγειώνονται πάνω από τους υπό τάση ακροδέκτες, όλα έχουν ένα κοινό αποτέλεσμα: ένα τόξο φάσης-φάσης ή φάσης-γης που ενεργοποιεί τον τροφοδότη, καταστρέφει τον εξοπλισμό και σε πολλές περιπτώσεις καταστρέφει τον υπαίθριο διακόπτη διακοπής φορτίου στο σημείο σφάλματος. Η κρυμμένη δυσκολία δεν είναι ότι η παρεμβολή της άγριας πανίδας είναι άγνωστη - είναι ότι τα περισσότερα έργα αναβάθμισης του δικτύου την αντιμετωπίζουν ως μεταγενέστερη σκέψη και όχι ως πρωταρχική απαίτηση σχεδιασμού για την επιλογή εξωτερικού LBS και την προστασία από το τόξο. Για τους μηχανικούς κοινής ωφέλειας και τους εργολάβους EPC που διαχειρίζονται γηρασμένες υποδομές διανομής, το παρόν άρθρο παρέχει ένα δομημένο πλαίσιο αντιμετώπισης προβλημάτων και αναβάθμισης που ενσωματώνει την προστασία από την άγρια ζωή απευθείας στις προδιαγραφές και την πρακτική εγκατάστασης των εξωτερικών LBS.
Πίνακας περιεχομένων
- Γιατί οι υπαίθριες εγκαταστάσεις LBS είναι ιδιαίτερα ευάλωτες σε βλάβες που προκαλούνται από την άγρια ζωή;
- Πώς η βλάβη τόξου που προκαλείται από την άγρια ζωή υποβαθμίζει την απόδοση του υπαίθριου LBS;
- Πώς να επιλέξετε και να αναβαθμίσετε το υπαίθριο LBS για την προστασία από παρεμβολές άγριας ζωής;
- Πώς να αντιμετωπίσετε προβλήματα και να αποκαταστήσετε την υπηρεσία μετά από διακοπή λόγω άγριας ζωής;
- Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τις παρεμβολές στην άγρια ζωή και την προστασία του τόξου LBS σε εξωτερικούς χώρους
Γιατί οι υπαίθριες εγκαταστάσεις LBS είναι ιδιαίτερα ευάλωτες σε βλάβες που προκαλούνται από την άγρια ζωή;
Οι υπαίθριοι διακόπτες φορτίου καταλαμβάνουν μια δομικά μοναδική θέση στο δίκτυο διανομής που τους καθιστά δυσανάλογα ελκυστικούς για την άγρια πανίδα. Σε αντίθεση με τους γυμνούς αγωγούς που είναι τοποθετημένοι μεταξύ στύλων, ένα υπαίθριο συγκρότημα LBS συγκεντρώνει πολλαπλούς ενεργοποιημένους ακροδέκτες, μηχανικές συνδέσεις και δομικό υλικό τοποθέτησης σε μια συμπαγή διάταξη - συχνά ακριβώς στο ύψος και τη διαμόρφωση που τα πουλιά και τα αναρριχώμενα ζώα βρίσκουν πιο προσιτά.
Γιατί ο κόμβος LBS είναι ένα σημείο υψηλού κινδύνου
Τρία δομικά χαρακτηριστικά συνδυάζονται για να αυξήσουν τον κίνδυνο βλάβης της άγριας πανίδας ειδικά σε υπαίθριες εγκαταστάσεις LBS:
- Συγκέντρωση ακροδεκτών - οι ακροδέκτες φάσεων σε υπαίθριο τριφασικό LBS τοποθετούνται σε ελάχιστες αποστάσεις που καθορίζονται από την κατηγορία τάσης. Στα 11 kV, η απόσταση φάσης-φάσης μπορεί να είναι μόλις 200-250 mm - εύκολα γεφυρώνεται από το άνοιγμα των φτερών ενός μεγάλου πουλιού ή το μήκος του σώματος ενός φιδιού.
- Υπερυψωμένες επίπεδες επιφάνειες - το περίβλημα του μηχανισμού λειτουργίας, η πλάκα τοποθέτησης του εγκάρσιου βραχίονα και το κουτί τερματισμού καλωδίων παρέχουν επίπεδες οριζόντιες επιφάνειες που χρησιμοποιούν τα πτηνά για κουρνιάσματα, φωλιές και κατανάλωση θηραμάτων.
- Δομική πολυπλοκότητα - οι μηχανικές συνδέσεις, οι μονωτήρες και το υλικό ενός υπαίθριου LBS δημιουργούν μεγαλύτερη επιφάνεια και μεγαλύτερη γεωμετρική ποικιλία από ένα απλό αγωγό, προσελκύοντας ζώα που αναζητούν δομική πολυπλοκότητα για καταφύγιο ή πλεονεκτικά σημεία κυνηγιού.
Κατηγορίες άγριας ζωής και οι μηχανισμοί σφάλματός τους
| Τύπος άγριας ζωής | Μηχανισμός σφάλματος | Επίπεδο τάσης που επηρεάζεται περισσότερο | Εποχιακή αιχμή |
|---|---|---|---|
| Μεγάλα αρπακτικά (αετοί, γεράκια) | Γέφυρες πτέρυγας-υποδοχέα φάση-προς-φάση | 11 kV - 33 kV | Εποχές μετανάστευσης |
| Corvids (κοράκια, κοράκια) | Υλικό φωλιάσματος (σύρμα, φύλλο) που πέφτει στους ακροδέκτες | 11 kV - 66 kV | Ανοιξιάτικη φωλεοποίηση |
| Σκίουροι / τρωκτικά | Το σώμα γεφυρώνει τον αγωγό φάσης σε γειωμένο υλικό | 11 kV - 33 kV | Φθινοπωρινή αναζήτηση τροφής |
| Φίδια | Το σώμα γεφυρώνει το μονωτή φάσης με τη γειωμένη δομή | 11 kV - 33 kV | Καλοκαιρινή δραστηριότητα |
| Νυχτερίδες | Αποικία που κουρνιάζει σε κλειστά κενά στέγασης LBS | 11 kV - 24 kV | Καλοκαίρι / φθινόπωρο |
Το πλαίσιο αναβάθμισης του πλέγματος
Οι παλαιές υπαίθριες εγκαταστάσεις LBS που σχεδιάστηκαν πριν από 20-30 χρόνια καθορίστηκαν σύμφωνα με τα ελάχιστα πρότυπα απομάκρυνσης φάσεων που αντανακλούσαν την τοπολογία του δικτύου της εποχής τους - μικρότερα ανοίγματα, χαμηλότερα ρεύματα σφάλματος και μικρότερη έκθεση σε διαδρόμους άγριας ζωής που δημιουργήθηκαν από την επέκταση της γεωργικής και δασικής χρήσης γης. Τα έργα αναβάθμισης του δικτύου που αυξάνουν την τάση τροφοδοσίας από 11 kV σε 33 kV ή επεκτείνουν τις γραμμές σε προηγουμένως μη ηλεκτροδοτούμενες αγροτικές περιοχές, συχνά επαναχρησιμοποιούν τις υπάρχουσες δομές στύλων και τις διατάξεις τοποθέτησης LBS χωρίς να επανεκτιμούν τον κίνδυνο σφάλματος άγριας ζωής στη νέα τάση και τις απαιτήσεις απομάκρυνσης. Εδώ είναι που το κρυφό πρόβλημα επιτείνεται: υψηλότερη τάση σημαίνει ευρύτερο τόξο, μεγαλύτερη ενέργεια σφάλματος και σοβαρότερη ζημία LBS από κάθε συμβάν επαφής με άγρια ζώα.
Πώς η βλάβη τόξου που προκαλείται από την άγρια ζωή υποβαθμίζει την απόδοση του υπαίθριου LBS;
Ένα συμβάν επαφής με άγρια ζώα σε ένα υπαίθριο LBS δεν είναι απλώς ένα στιγμιαίο σφάλμα που εκκαθαρίζεται και αφήνει τον εξοπλισμό άθικτο. Η ενέργεια τόξου που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος φάσης-φάσης ή φάσης-γης σε μέση έως υψηλή τάση προκαλεί σωρευτική και συχνά μη αναστρέψιμη βλάβη στο συγκρότημα LBS - βλάβη που μπορεί να μην αποτρέπει την άμεση επαναλειτουργία, αλλά θα μειώσει σημαντικά την εναπομένουσα διάρκεια ζωής του διακόπτη και θα αυξήσει την πιθανότητα μιας επακόλουθης βλάβης υπό κανονική λειτουργία μεταγωγής.
Ο καταρράκτης ζημιών τόξου
Στάδιο 1: Αρχικό arc flash
Όταν ένα πουλί ή ζώο γεφυρώνει δύο φάσεις ή μια φάση προς τη γη, το τόξο ξεκινά στο σημείο επαφής. Η θερμοκρασία ανάφλεξης τόξου σε επίπεδα σφάλματος 11-33 kV φθάνει τοπικά τους 8.000-20.000°C.1 - επαρκής για να εξατμιστεί το χάλκινο υλικό επαφής, να αφαιρεθούν οι επιφάνειες των πολυμερών μονωτήρων και να εναποτεθούν αγώγιμοι άνθρακες κατά μήκος της διαδρομής ερπυσμού των γειτονικών μονωτήρων.
Στάδιο 2: Διάβρωση επαφής
Κάθε συμβάν τόξου διαβρώνει υλικό από τις κύριες επαφές LBS. Σε αντίθεση με την ελεγχόμενη διακοπή τόξου μιας σχεδιασμένης λειτουργίας μεταγωγής, ένα τόξο σφάλματος άγριας ζωής είναι ανεξέλεγκτο - μπορεί να παραμείνει για πολλούς κύκλους πριν το καθαρίσει η ανάντη προστασία, προκαλώντας δυσανάλογη διάβρωση επαφών σε σχέση με μια κανονική λειτουργία διακοπής φορτίου.
Στάδιο 3: Παρακολούθηση της επιφάνειας του μονωτήρα
Οι εναποθέσεις άνθρακα από το τόξο, σε συνδυασμό με τα αγώγιμα κατάλοιπα του εξατμισμένου ζωικού ιστού, δημιουργούν μόνιμες επιφανειακές διαδρομές παρακολούθησης στους μονωτήρες LBS.2. Αυτές οι διαδρομές παρακολούθησης μειώνουν την αποτελεσματική απόσταση ερπυσμού του μονωτήρα και γίνονται προτιμώμενες διαδρομές ρεύματος διαρροής κατά τη διάρκεια των επόμενων υγρών ή υγρών συνθηκών - προετοιμάζοντας την επόμενη ανάφλεξη χωρίς περαιτέρω συμμετοχή της άγριας ζωής.
Στάδιο 4: Δομική βλάβη υλικού
Η πίεση έκρηξης τόξου και το θερμικό σοκ μπορούν να ραγίσουν τα περιβλήματα των μονωτήρων, να παραμορφώσουν τους σφιγκτήρες ακροδεκτών και να σπάσουν τα εποξειδικά ή πολυμερή σώματα των μονωτικών στοιχείων LBS. Οι ζημιές υλικού αυτού του τύπου είναι συχνά αόρατες κατά τη διάρκεια οπτικής επιθεώρησης μετά το σφάλμα που διεξάγεται από το επίπεδο του εδάφους.
Συγκριτικός αντίκτυπος: Αθροιστική έκθεση
| Παράμετρος βλάβης | Ενιαίο γεγονός τόξου άγριας ζωής | Μετά από 3+ συμβάντα (χωρίς παρέμβαση) |
|---|---|---|
| Διάβρωση επαφής | 5-15% της ονομαστικής διάρκειας ζωής επαφής | >50% - πλησιάζει το όριο αντικατάστασης |
| Αποτελεσματικότητα ερπυσμού του μονωτήρα | Μειωμένη με παρακολούθηση του διοξειδίου του άνθρακα | Σοβαρή βλάβη - κίνδυνος ανάφλεξης στη βροχή |
| Διηλεκτρική τάση αντοχής | Οριακά μειωμένη | Μπορεί να αποτύχει στη δοκιμή ρουτίνας HV |
| Μηχανική λειτουργία LBS | Συνήθως δεν επηρεάζεται | Πιθανή δέσμευση από θραύσματα αποθέσεων τόξου |
| Υπολειπόμενη διάρκεια ζωής | Μειωμένη κατά 20-30% | Απρόβλεπτο - απαιτείται άμεση επιθεώρηση |
Περίπτωση πελάτη - Περιφερειακή εταιρεία διανομής στη νότια Αφρική:
Ένας μηχανικός κοινής ωφέλειας με γνώμονα την ποιότητα επικοινώνησε μαζί μας μετά από επανειλημμένα σφάλματα τροφοδότησης σε μια αγροτική γραμμή διανομής 22 kV που είχε αναβαθμιστεί από 11 kV δύο χρόνια νωρίτερα. Η γραμμή διέσχιζε ένα διάδρομο μεταναστευτικών πουλιών και οι επιθεωρήσεις μετά τη βλάβη έβρισκαν συνεχώς στοιχεία μεγάλης δραστηριότητας αρπακτικών στους υπαίθριους κόμβους μεταγωγής LBS. Η εταιρεία κοινής ωφέλειας επανατροφοδοτούσε τον τροφοδότη μετά από κάθε ταξίδι χωρίς λεπτομερή επιθεώρηση LBS, υποθέτοντας ότι ο ανάντη επανακλειδωτής είχε καθαρίσει το σφάλμα καθαρά. Όταν διενεργήσαμε τεχνική εξέταση των μονάδων LBS στους τρεις πιο συχνά επηρεαζόμενους κόμβους, και οι τρεις παρουσίαζαν βλάβες στην τροχιά του μονωτήρα σταδίου 3 και οι δύο παρουσίαζαν ρωγμές στο περίβλημα σταδίου 4, οι οποίες ήταν αόρατες από το επίπεδο του εδάφους. Η εταιρεία κοινής ωφέλειας αντικατέστησε και τις τρεις μονάδες με υπαίθρια LBS με προστασία από το τόξο, τα οποία διαθέτουν καλυμμένα τερματικά συγκροτήματα και κάλυμμα μονωτήρα, και εγκατέστησε προστατευτικά πηδήματα αποτροπής αρπακτικών στις δομές των εγκάρσιων βραχιόνων. Τα ταξίδια τροφοδοσίας σε αυτούς τους κόμβους μειώθηκαν από 11 κατά μέσο όρο ετησίως σε μηδέν κατά τους 18 μήνες που ακολούθησαν την αναβάθμιση.
Πώς να επιλέξετε και να αναβαθμίσετε το υπαίθριο LBS για την προστασία από παρεμβολές άγριας ζωής;
Η αντιμετώπιση των παρεμβολών της άγριας πανίδας σε υπαίθριους κόμβους LBS απαιτεί μια πολυεπίπεδη στρατηγική προστασίας - κανένα μεμονωμένο μέτρο δεν εξαλείφει εντελώς τον κίνδυνο, αλλά ο συνδυασμός των σωστών προδιαγραφών LBS, του υλικού προστασίας από το τόξο και των φυσικών αποτρεπτικών μέσων μειώνει την πιθανότητα σφάλματος σε διαχειρίσιμα επίπεδα. Ο ακόλουθος οδηγός επιλογής ισχύει τόσο για νέες εγκαταστάσεις όσο και για έργα αναβάθμισης του δικτύου με μετασκευή υφιστάμενων κόμβων LBS.
Βήμα 1: Εκτελέστε μια εκτίμηση κινδύνου για την άγρια ζωή στη διαδρομή
Πριν καθορίσετε τις απαιτήσεις προστασίας από τόξο LBS, χαρακτηρίστε το προφίλ απειλής άγριας ζωής της διαδρομής της γραμμής:
- Προσδιορίστε την εγγύτητα σε υγροτόπους, δάση, γεωργικές εκτάσεις και γνωστούς διαδρόμους φωλιάσματος ή μετανάστευσης αρπακτικών πτηνών.
- Επανεξέταση των αρχείων σφαλμάτων της κοινής ωφέλειας για την υπάρχουσα γραμμή - τα σφάλματα που προκαλούνται από την άγρια φύση αφήνουν χαρακτηριστικές υπογραφές (μονοφασικά ή φάση-προς-φάση, εκκαθαρίζονται από τον επανακλειστή, δεν υπάρχει βλάβη στον αγωγό).
- Συμβουλευτείτε τις βάσεις δεδομένων της τοπικής αρχής για την άγρια φύση για τα προστατευόμενα είδη που ενδέχεται να υπάρχουν - αυτό επηρεάζει τις μεθόδους αποτροπής που είναι νομικά επιτρεπτές.
- Ταξινόμηση κάθε κόμβου LBS ως χαμηλού, μεσαίου ή υψηλού κινδύνου για την άγρια ζωή με βάση την εγγύτητα των ενδιαιτημάτων και την ιστορική συχνότητα σφαλμάτων
Βήμα 2: Επιλέξτε LBS εξωτερικού χώρου με ενσωματωμένα χαρακτηριστικά προστασίας από το τόξο
Δεν προσφέρουν όλα τα σχέδια LBS εξωτερικού χώρου ισοδύναμη προστασία από το τόξο. Για κόμβους μέσου έως υψηλού κινδύνου άγριας ζωής, διευκρινίστε:
- Συγκροτήματα καλυμμένων ακροδεκτών - μονωτικά καλύμματα ή καλύμματα πάνω από ακροδέκτες φάσης που μειώνουν την εκτεθειμένη υπό τάση επιφάνεια χωρίς να διακυβεύεται η πρόσβαση στη μεταγωγή
- Αυξημένη απόσταση φάσης-φάσης - όπου το επιτρέπει η δομή του στύλου, προσδιορίστε το υλικό τοποθέτησης LBS που αυξάνει την απόσταση φάσης πέρα από την ελάχιστη απόσταση IEC, μειώνοντας το εύρος των ζώων που μπορούν να γεφυρώσουν τις φάσεις.
- Προφίλ μονωτήρων ανθεκτικά στο τόξο - μονωτήρες με ραβδώσεις ή προφίλ με διαχωριστικό προφίλ με ένωση κατά της τροχιάς (σιλικόνη με πλήρωση ATH) που αντιστέκονται στην επιφανειακή απανθράκωση από τα συμβάντα τόξου
- Στεγανοποιημένο περίβλημα μηχανισμού - εμποδίζει τα μικρά ζώα (τρωκτικά, νυχτερίδες, φίδια) να εισέλθουν στο διαμέρισμα του μηχανισμού λειτουργίας και να έρθουν σε επαφή με τα εσωτερικά ηλεκτροφόρα μέρη.
Βήμα 3: Εφαρμογή υλικού φυσικής αποτροπής
| Αποτρεπτικός τύπος | Στόχος Άγριας Ζωής | Αποτελεσματικότητα | Σημειώσεις εγκατάστασης |
|---|---|---|---|
| Προστατευτικά πέρκα για αρπακτικά (λωρίδες ακίδας) | Μεγάλα πουλιά | Υψηλή | Τοποθετήστε σε όλες τις επίπεδες επιφάνειες του εγκάρσιου βραχίονα εντός 2m από το LBS |
| Μονωτικά καλύμματα αγωγών φάσης | Σκίουροι, φίδια | Πολύ υψηλή | Κάλυψη 3m αγωγού σε κάθε πλευρά του κόμβου LBS |
| Προστατευτικά προστασίας άγριας ζωής μονωτήρων (πολυμερή μανίκια) | Αναρριχητικά ζώα | Υψηλή | Εφαρμογή πάνω από τα σώματα μονωτήρων LBS - δεν πρέπει να μειώνει την ερπυσμό |
| Οπτικά αποτρεπτικά μέσα (ανακλαστική ταινία, δολώματα κουκουβάγιας) | Μικρά έως μεσαία πτηνά | Χαμηλό-Μέτριο | Συμπλήρωμα μόνο - όχι πρωτογενής προστασία |
| Βραχίονες αποτροπής φωλιάς | Κορακοειδή, αρπακτικά | Μεσαίο | Εγκαταστήστε στα άκρα του εγκάρσιου βραχίονα και στις άνω επιφάνειες του περιβλήματος LBS. |
Βήμα 4: Επαλήθευση της συμμόρφωσης με τα πρότυπα IEC για το υλικό προστασίας από το τόξο
Όλα τα εξαρτήματα προστασίας από το τόξο που τοποθετούνται σε υπαίθρια LBS πρέπει να επαληθεύονται ως προς:
- IEC 62271-103 - Επιβεβαιώστε ότι τα μονωτικά καλύμματα και τα περιβλήματα δεν μειώνουν την ονομαστική απόσταση φάσης-φάσης ή φάσης-γης κάτω από το ελάχιστο πρότυπο.
- IEC 60900 / IEC 60243 - απαιτήσεις διηλεκτρικής αντοχής για μονωτικά καλύμματα που χρησιμοποιούνται στην ονομαστική τάση του συστήματος
- IEC 60529 - Ο βαθμός προστασίας IP οποιουδήποτε κλειστού υλικού πρέπει να διατηρηθεί μετά την εγκατάσταση του αποτρεπτικού συστήματος.3
- Για έργα αναβάθμισης του δικτύου: επιβεβαιώστε ότι οι απαιτήσεις εκκαθάρισης της αναβαθμισμένης κατηγορίας τάσης πληρούνται με όλο το υλικό προστασίας άγριας ζωής που έχει εγκατασταθεί - όχι μόνο με το γυμνό LBS.
Βήμα 5: Ενσωμάτωση της προστασίας τόξου στις προδιαγραφές αναβάθμισης του δικτύου
Για έργα αναβάθμισης του δικτύου που αντικαθιστούν ή αναβαθμίζουν τα υπαίθρια LBS σε υφιστάμενες κατασκευές στύλων:
- Συμπερίληψη της ταξινόμησης κινδύνου για την άγρια ζωή στα παραδοτέα της επιτόπιας έρευνας
- Προσδιορίστε το υλικό προστασίας από το τόξο ως στοιχείο γραμμής στις προδιαγραφές προμήθειας LBS - όχι ως τροποποίηση πεδίου.
- Απαιτείται η εργοστασιακή τοποθέτηση καλυμμάτων ακροδεκτών και περιβλημάτων μονωτήρων, όπου είναι δυνατόν - τα εξαρτήματα που τοποθετούνται στο πεδίο έχουν υψηλότερα ποσοστά σφάλματος εγκατάστασης
- Επικαιροποίηση των ρυθμίσεων των ηλεκτρονόμων προστασίας ώστε να λαμβάνονται υπόψη οι ταχύτεροι χρόνοι εκκαθάρισης σφαλμάτων που επιτυγχάνονται με τα σύγχρονα σχέδια LBS με προστασία από τόξο
Πώς να αντιμετωπίσετε προβλήματα και να αποκαταστήσετε την υπηρεσία μετά από διακοπή λόγω άγριας ζωής;
Όταν ένας τροφοδότης ενεργοποιείται και οι δείκτες μετά τη βλάβη ή τα δεδομένα SCADA υποδεικνύουν ένα συμβάν επαφής με άγρια ζώα σε έναν εξωτερικό κόμβο LBS, η διαδικασία αποκατάστασης πρέπει να ακολουθεί μια δομημένη ακολουθία. Το πιο επικίνδυνο λάθος είναι να αντιμετωπίζεται ένα σφάλμα που προκλήθηκε από άγρια ζώα ως μια συνήθης λειτουργία επαναφοράς και να επανενεργοποιείται χωρίς επιτόπια επιθεώρηση - ιδίως μετά το δεύτερο ή τρίτο συμβάν στον ίδιο κόμβο.
Ακολουθία αντιμετώπισης προβλημάτων
Βήμα 1: Προσδιορισμός της θέσης του σφάλματος
- Επανεξέταση των δεικτών διέλευσης βλάβης SCADA (FPI) ή των αρχείων καταγραφής συμβάντων ρελέ προστασίας για να προσδιοριστεί ποιος κόμβος LBS βρίσκεται πλησιέστερα στο σημείο βλάβης.
- Έλεγχος για υπογραφή σφάλματος από φάση σε φάση: ταυτόχρονη υπερένταση σε δύο φάσεις με ταχεία εκκαθάριση από τον επανακλειστή ή την ανάντη προστασία - χαρακτηριστικό συμβάν γεφύρωσης άγριας ζωής
- Εάν έχουν εγκατασταθεί μηχανοκίνητοι ελεγκτές με ανίχνευση βλαβών, ελέγξτε το αρχείο καταγραφής συμβάντων για τον συγκεκριμένο κόμβο
Βήμα 2: Διεξαγωγή οπτικής επιθεώρησης σε επίπεδο εδάφους πριν από την επανενεργοποίηση
- Αναζητήστε ορατά σημάδια εγκαύματος από τόξο στο υλικό των ακροδεκτών LBS, στις επιφάνειες του μονωτήρα και στη δομή του εγκάρσιου βραχίονα.
- Ελέγξτε για υπολείμματα ζώων στη βάση του στύλου ή στο υλικό του LBS - επιβεβαιώνει την αιτία της άγριας ζωής και προσδιορίζει το είδος για την επιλογή αποτρεπτικού μέσου
- Επιθεωρήστε τις επιφάνειες των μονωτήρων με κιάλια για εντοπισμό ίχνους άνθρακα, ρωγμές ή επιφανειακή απομάκρυνση.
- Μην ενεργοποιείτε ξανά εάν υπάρχει ορατή ζημιά στον μονωτήρα
Βήμα 3: Εκτέλεση επιθεώρησης από κοντά και ηλεκτρικών δοκιμών
- Απενεργοποιήστε και γειώστε τον κόμβο LBS σύμφωνα με τις διαδικασίες ασφαλούς εργασίας.
- Πραγματοποιήστε μέτρηση αντίστασης επαφής - τιμές >150% της βασικής γραμμής υποδεικνύουν διάβρωση τόξου που απαιτεί αντικατάσταση επαφής4
- Πραγματοποιήστε δοκιμή αντίστασης επιφάνειας μονωτήρα - τιμές κάτω από 100 MΩ σε ξηρές συνθήκες υποδεικνύουν βλάβη στην τροχιά.
- Διεξαγωγή δοκιμής τάσης αντοχής διηλεκτρικού σε 80% της ονομαστικής τάσης αντοχής συχνότητας ισχύος5 - η αποτυχία υποδεικνύει ότι απαιτείται αντικατάσταση του μονωτήρα
Βήμα 4: Αποκατάσταση της υπηρεσίας με κατάλληλα προσωρινά μέτρα
- Εάν το LBS περάσει τις ηλεκτρικές δοκιμές: επανατροφοδοτήστε και προγραμματίστε πλήρη αντικατάσταση εντός 90 ημερών για μονάδες με ορατή βλάβη από τόξο.
- Εάν το LBS αποτύχει στις ηλεκτρικές δοκιμές: αντικαταστήστε το πριν από την επανενεργοποίηση - μην λειτουργείτε ένα κατεστραμμένο LBS υπό φορτίο.
- Εφαρμόστε αντιολισθητική ένωση RTV σε επιφάνειες μονωτήρων που παρουσιάζουν εναποθέσεις άνθρακα σε αρχικό στάδιο ως προσωρινό μέτρο μέχρι την αντικατάσταση.
Κοινά λάθη αντιμετώπισης προβλημάτων προς αποφυγή
- Λάθος 1: Αυτόματο επανακλείσιμο επανειλημμένα μέσω σφαλμάτων άγριας ζωής - κάθε προσπάθεια επανακλεισίματος μέσω ενός μη εκκαθαρισμένου σφάλματος άγριας ζωής προσθέτει κύκλους διάβρωσης τόξου στις επαφές LBS- περιορίστε σε δύο προσπάθειες επανακλεισίματος πριν από το κλείδωμα και την αποστολή συνεργείου πεδίου.
- Λάθος 2: Αντικατάσταση μόνο της ορατά κατεστραμμένης φάσης - γεγονότα τόξου σε τριφασικό LBS καταπονούν και τις τρεις φάσεις ταυτόχρονα μέσω ρεύματος σφάλματος και έκρηξης τόξου- επιθεωρείτε πάντα και τις τρεις φάσεις πριν κηρύξετε τη μονάδα επισκευάσιμη.
- Λάθος 3: Αγνόηση του συντονισμού του ανάντη recloser - ένα σφάλμα άγριας ζωής που επανειλημμένα ενεργοποιεί τον τροφοδότη χωρίς να εκκαθαρίζεται μπορεί να υποδεικνύει ότι ο συντονισμός προστασίας recloser- LBS χρειάζεται αναθεώρηση- η ενέργεια σφάλματος που φτάνει στο LBS μπορεί να είναι υψηλότερη από ό,τι υποτίθεται στην αρχική μελέτη συντονισμού.
- Λάθος 4: Επανεγκατάσταση χωρίς αποτρεπτικό υλικό - η επαναφορά του ίδιου απροστάτευτου LBS στον ίδιο κόμβο που έχει υποστεί πολλαπλά σφάλματα άγριας ζωής εγγυάται την επανάληψη- εγκαθιστάτε πάντα αποτρεπτικό υλικό ως μέρος της αποκατάστασης και όχι ως ξεχωριστό μελλοντικό έργο.
Συμπέρασμα
Οι παρεμβολές της άγριας πανίδας σε υπαίθριες εγκαταστάσεις LBS είναι ένα πρόβλημα δομικής αξιοπιστίας που γίνεται όλο και πιο σημαντικό καθώς τα έργα αναβάθμισης του δικτύου επεκτείνουν την υποδομή διανομής υψηλής τάσης σε φυσικούς βιότοπους και διαδρόμους μετανάστευσης. Οι ζημιές τόξου από συμβάντα επαφής με άγρια ζώα υποβαθμίζουν την απόδοση των LBS σωρευτικά και αόρατα - μέχρις ότου μια επανατροφοδότηση ρουτίνας να μετατραπεί σε καταστροφική βλάβη. Το βασικό συμπέρασμα: η προστασία της άγριας ζωής δεν είναι ένα προαιρετικό εξάρτημα για υπαίθρια LBS σε αγροτικά και ημιαστικά δίκτυα υψηλής τάσης - είναι μια πρωταρχική απαίτηση σχεδιασμού που ανήκει στις προδιαγραφές προμήθειας, στο πρότυπο εγκατάστασης και στο πρωτόκολλο συντήρησης από την πρώτη ημέρα.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τις παρεμβολές στην άγρια ζωή και την προστασία του τόξου LBS σε εξωτερικούς χώρους
Ερώτηση: Ποιο είναι το πιο αποτελεσματικό μεμονωμένο μέτρο για τη μείωση των σφαλμάτων φάσης-φάσης που προκαλούνται από την άγρια ζωή σε υπαίθριους κόμβους LBS σε τροφοδότες διανομής υψηλής τάσης;
Α: Η τοποθέτηση μονωτικών καλυμμάτων στους αγωγούς φάσης για 3 μέτρα σε κάθε πλευρά του κόμβου LBS, σε συνδυασμό με καλυμμένα συγκροτήματα ακροδεκτών στο ίδιο το LBS, εξαλείφει την πλειονότητα των διαδρομών σφάλματος γεφύρωσης τόσο για τα πτηνά όσο και για τα αναρριχώμενα ζώα σε μεσαία επίπεδα τάσης.
Ε: Πώς μπορώ να διακρίνω ένα σφάλμα που προκαλείται από την άγρια ζωή από άλλους τύπους σφαλμάτων κατά την εξέταση των αρχείων καταγραφής συμβάντων SCADA ή ρελέ προστασίας;
Α: Τα σφάλματα άγριας ζωής εμφανίζονται συνήθως ως ταυτόχρονες υπερτάσεις δύο φάσεων με πολύ σύντομη διάρκεια σφάλματος (1-3 κύκλοι), που καθαρίζονται από την πρώτη πυροδότηση του επανακλειδώματος, χωρίς επακόλουθο σφάλμα κατά το επανακλείσιμο - γεγονός που τα διακρίνει από τη σύγκρουση αγωγών (που σχετίζεται με τον άνεμο, μεγαλύτερης διάρκειας) ή την αστοχία μόνωσης (μονοφασική, προοδευτική).
Ερ: Η τοποθέτηση μονωτικών καλυμμάτων ακροδεκτών σε ένα εξωτερικό LBS επηρεάζει την απόσταση από την ονομαστική τάση ή τη συμμόρφωση με το πρότυπο IEC 62271-103;
A: Τα σωστά καθορισμένα μονωτικά καλύμματα πρέπει να διατηρούν ή να υπερβαίνουν τις ελάχιστες αποστάσεις φάσης-φάσης και φάσης-γης που απαιτούνται από το πρότυπο IEC 62271-103 για την ονομαστική κατηγορία τάσης. Επαληθεύετε πάντα τις διαστάσεις αποστάσεων με εγκατεστημένα καλύμματα - μη συμμορφούμενα καλύμματα μπορεί να μειώσουν την απόσταση κάτω από το ελάχιστο πρότυπο.
Ερ: Πόσα συμβάντα τόξου που προκαλούνται από την άγρια ζωή μπορεί να αντέξει συνήθως ένα υπαίθριο LBS πριν απαιτήσει αντικατάσταση;
Α: Δεν υπάρχει σταθερός αριθμός - εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος σφάλματος και τη διάρκεια του τόξου. Ως πρακτική κατευθυντήρια γραμμή, κάθε υπαίθριο LBS που έχει υποστεί τρία ή περισσότερα συμβάντα σφάλματος άγριας ζωής θα πρέπει να υποβάλλεται σε πλήρη ηλεκτρικό έλεγχο, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης της αντίστασης επαφής και της δοκιμής αντοχής σε υψηλή τάση, πριν εγκριθεί η συνέχιση της λειτουργίας.
Ερώτηση: Ποιες αλλαγές στις προδιαγραφές αναβάθμισης του δικτύου είναι πιο σημαντικές για τη μείωση του κινδύνου σφάλματος άγριας ζωής κατά την αναβάθμιση ενός τροφοδότη από 11 kV σε 33 kV;
Α: Οι πιο κρίσιμες αλλαγές είναι: η αύξηση της απόστασης φάσης προς φάση στους κόμβους LBS για να πληρούνται οι απαιτήσεις απομάκρυνσης 33 kV (γεγονός που μειώνει επίσης το εύρος των ζώων που μπορούν να γεφυρώσουν φάσεις), η αναβάθμιση της απόστασης ερπυσμού των μονωτήρων ώστε να ταιριάζει με την υψηλότερη κατηγορία τάσης και η εκ των υστέρων τοποθέτηση καλυμμάτων ακροδεκτών προστατευμένων από το τόξο - και τα τρία πρέπει να αντιμετωπιστούν μαζί, όχι μεμονωμένα.
-
“Arc Flash”,
https://en.wikipedia.org/wiki/Arc_flash. Αναφέρει λεπτομερώς τις θερμικές ιδιότητες και τις καταστροφικές δυνατότητες των ηλεκτρικών εκλάμψεων τόξου σε συστήματα υψηλής τάσης. Τύπος πηγής: έρευνα. Υποστηρίζει: Η θερμοκρασία του ηλεκτρικού τόξου σε επίπεδα σφάλματος 11-33 kV φθάνει τοπικά τους 8.000-20.000 °C. ↩ -
“Παρακολούθηση επιφάνειας σε μονωτήρες πολυμερών”,
https://ieeexplore.ieee.org/document/133967. Αναλύει τον τρόπο με τον οποίο τα οργανικά υπολείμματα και η απανθράκωση υποβαθμίζουν τις διηλεκτρικές ιδιότητες των επιφανειών μονωτήρων. Τύπος πηγής: έρευνα. Υποστηρίζει: Οι εναποθέσεις άνθρακα από το τόξο, σε συνδυασμό με το αγώγιμο υπόλειμμα του εξαερωμένου ζωικού ιστού, δημιουργούν μόνιμες επιφανειακές διαδρομές παρακολούθησης στους μονωτήρες LBS. ↩ -
“IP Ratings”,
https://www.iec.ch/ip-ratings. Επίσημα πρότυπα για την αξιολόγηση του βαθμού προστασίας που παρέχουν τα μηχανικά περιβλήματα και τα ηλεκτρικά περιβλήματα. Ρόλος τεκμηρίωσης: general_support; Τύπος πηγής: πρότυπο. Υποστηρίζει: Η βαθμολογία IP οποιουδήποτε κλειστού υλικού πρέπει να διατηρείται μετά την αποτρεπτική εγκατάσταση. ↩ -
“Συντήρηση διακοπτών μέσης τάσης”,
https://www.eaton.com/us/en-us/catalog/electrical-circuit-protection/medium-voltage-switchgear.html. Περιγράφει τις διαδικασίες συντήρησης πεδίου και τα διαγνωστικά όρια για την αξιολόγηση της φθοράς των επαφών. Τύπος πηγής: βιομηχανία. Υποστηρίζει: μέτρηση αντίστασης επαφής - τιμές >150% της βασικής γραμμής υποδεικνύουν διάβρωση τόξου που απαιτεί αντικατάσταση επαφής. ↩ -
“ANSI/NETA ATS”,
https://www.netaworld.org/standards/ansi-neta-ats. Παρέχει προδιαγραφές δοκιμών αποδοχής για εξοπλισμό και συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Ρόλος τεκμηρίωσης: general_support; Τύπος πηγής: πρότυπο. Υποστηρίζει: Διενέργεια δοκιμής διηλεκτρικής τάσης αντοχής στο 80% της ονομαστικής τάσης αντοχής συχνότητας ισχύος. ↩
