في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-، تمتد التحديات التي تواجه الموصلات إلى ما هو أبعد من مجرد "الصلابة". إنني أتفهم مخاوفك بشأن الاستقرار التشغيلي للبنية الأساسية للطاقة أثناء البرد القارس-وخاصة أثناء مواسم الرياح العاتية والثلوج-عندما يمكن أن يؤدي فشل موصل واحد إلى إرسال موجات صادمة عبر شبكة إمداد الطاقة بالكامل.
تتضمن الأخطاء الشائعة التي تؤثر على الموصلات في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-في المقام الأول الحمل الميكانيكي الزائد وسرعة الموصل الناتجة عن تراكم الجليد؛ ومضات ضوئية ناتجة عن تدهور أداء العزل؛ كسر هش للمكونات المعدنية. وارتخاء الوصلات الناتجة عن التمدد الحراري والانكماش. ومن بين هذه الأعطال،-تمثل الأعطال المرتبطة بالجليد النسبة الأكبر وتشكل التركيز الأساسي لجهود الوقاية والتحكم لتشغيل شبكة الكهرباء وصيانتها أثناء فصل الشتاء.
I. تثليج الموصل: الخطأ الأكثر انتشارًا وتدميرًا
1. الأضرار الميكانيكية
فواصل الخطوط وانهيار البرج: يؤدي تراكم الجليد إلى زيادة وزن الموصل؛ وفي الحالات الشديدة، يتجاوز هذا الوزن حد الحمل التصميمي، مما يؤدي إلى كسر الخيوط، أو قطع الموصلات، أو حتى انهيار أعمدة وأبراج الكهرباء.
القفز الناتج عن التذويب غير المتساوي-: عندما يختلف تراكم الجليد عبر امتدادات مختلفة لخط النقل، أو عندما يتساقط الجليد بشكل غير متساو من أقسام معينة، فإن عدم توازن الحمل الناتج يمكن أن يتسبب في "قفز" الموصل أو سوطه بعنف، مما يؤدي إلى دوائر قصيرة من الطور-إلى-الطور.
ركض الموصل: يؤدي تراكم الجليد إلى تغيير المظهر الديناميكي الهوائي للموصل. تحت أحمال الرياح، يصبح الموصل عرضة للذبذبات-المنخفضة التردد والسعة الكبيرة- المعروفة باسم "الركض"، والتي تعمل على تسريع إجهاد تركيبات الأجهزة ويمكن أن تؤدي إلى قطع الموصلات أو العوازل التالفة.
2. الأعطال الكهربائية
وميض العازل (ميض الجليد): يؤدي تراكم الجليد إلى إنشاء "جسور جليدية" بين حواف (سقائف) العوازل، مما يقلل بشكل كبير من مسافة الزحف الفعالة. أثناء عملية الذوبان، تجعل الموصلية العالية للمياه الجليدية الذائبة النظام عرضة بشكل كبير للوميض -إلى-الأعطال الأرضية.
المرحلة -إلى-دوائر الطور القصيرة: يمكن أن يؤدي ركض الموصل أو الزيادة المفرطة في الترهل (المنحنى السفلي للخط) إلى الإضرار بالحد الأدنى من مسافات الخلوص الآمنة بين الموصلات، مما يؤدي إلى تفريغ كهربائي ودوائر قصيرة.
ثانيا. مشاكل المواد والاتصال الناجمة عن درجات الحرارة المنخفضة
1. تقصف الموصلات وتجهيزات الأجهزة
درجات الحرارة المنخفضة تقلل من صلابة المواد المعدنية. يظهر هذا بشكل خاص عند درجات حرارة أقل من -20 درجة، حيث تصبح المكونات مثل الموصلات ومشابك الخطوط والمسامير أكثر عرضة للكسر الهش.
2. اتصالات فضفاضة أو متصدعة
نظرًا للاختلافات في معاملات التمدد الحراري بين المواد المختلفة، تكون نقاط الاتصال عرضة للارتخاء في ظل دورات التجميد والذوبان المتكررة. يؤدي هذا إلى زيادة مقاومة التلامس، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الموضعية وربما يؤدي إلى الإرهاق.
3. الشيخوخة أو العزل التالف
يصبح غلاف الكابل (عادةً PVC أو المطاط) قاسيًا وهشًا عند درجات الحرارة المنخفضة. وهو عرضة للتشقق-الناجم عن الانحناء أو الضغط أو التأرجح الناتج عن الرياح-مما يؤدي إلى كشف الموصل ويخلق مخاطر حدوث دوائر قصيرة أو صدمة كهربائية.
ثالثا. المخاطر المركبة من العوامل البيئية الخارجية
تشابك الأجسام الغريبة: قد تؤدي الرياح القوية إلى دفع حطام خفيف الوزن-مثل الأغطية البلاستيكية أو اللافتات الإعلانية-إلى خطوط الكهرباء. وإذا تم تغطيتها لاحقًا بالثلج أو الجليد الرطب، فإن هذا الحطام يزيد بشكل كبير من الحمل الهيكلي على الخطوط؛ وبدلاً من ذلك، قد يؤدي ذلك إلى حدوث ماس كهربائي بشكل مباشر.
تراكم الجليد على الغطاء النباتي: عندما تصبح الأشجار والخيزران داخل ممر خط الكهرباء مغطاة بالجليد، يزداد وزنها بشكل كبير. وهذا يجعلها عرضة للسقوط والسقوط على الخطوط، مما يؤدي إلى تعثر الدائرة أو كسر الخط.
