Causes des dommages aux lignes électriques aériennes

Les raisons de la défaillance des lignes électriques aériennes sont principalement dues aux facteurs suivants : surtensions (atmosphériques et de manœuvre), changements de température ambiante, action du vent, formation de glace sur les fils, vibrations, « danses » des fils, pollution de l'air.

Voici une brève description de certains des facteurs énumérés.

Les surtensions atmosphériques sur les lignes électriques sont dues aux orages. De telles surtensions de courte durée se traduisent souvent par des claquages ​​des entrefers d'isolement, et notamment le recouvrement de l'isolement, et parfois son claquage ou sa défaillance.

Le chevauchement de l'isolation s'accompagne généralement de arc électrique, qui se maintient même après une surtension, c'est-à-dire à la tension de fonctionnement. Un arc signifie un court-circuit, donc le défaut doit être déclenché automatiquement.

La foudre a frappé une ligne aérienne

Les surtensions de commutation (internes) se produisent lorsque interrupteurs marche et arrêt… Leur effet sur l'isolation des équipements du réseau est similaire à l'effet des surtensions atmosphériques. Le chevauchement doit également être désactivé automatiquement.

Destruction de la jupe isolante par un arc

Dans les réseaux jusqu'à 220 kV, les surtensions atmosphériques sont généralement plus dangereuses. Dans les réseaux de 330 kV et plus, les surtensions de commutation sont plus dangereuses.

Réparation de câbles aériens

Les changements de température de l'air sont assez importants, la plage peut aller de -40 à +40 ° C, de plus, le conducteur de la ligne aérienne est chauffé par le courant, et avec une puissance économiquement possible, la température du conducteur est de 2-5 ° supérieur à celui de l'air.

L'abaissement de la température de l'air augmente la température de chauffage admissible et le courant conducteur. Dans le même temps, avec une baisse de température, la longueur du fil diminue, ce qui, aux points d'attache fixes, augmente les contraintes mécaniques.

Une augmentation de la température des fils entraîne leur recuit et une diminution de la résistance mécanique. De plus, à mesure que la température augmente, les fils s'allongent et les flèches d'affaissement augmentent. En conséquence, la taille des lignes aériennes et les distances d'isolement, c'est-à-dire la fiabilité et la sécurité de la ligne électrique aérienne sont réduites.

L'action du vent entraîne l'apparition d'une force horizontale supplémentaire, donc une charge mécanique supplémentaire sur les fils, câbles et supports. Dans le même temps, les tensions des fils et câbles et les contraintes mécaniques de leur matériau augmentent. Des forces de flexion supplémentaires apparaissent également sur les supports. En cas de vents violents, il peut y avoir des cas de rupture simultanée de plusieurs supports de lignes.

Formations de glace sur les fils à cause de la pluie et du brouillard, ainsi que de la neige, du givre et d'autres particules surfondues. Les formations de glace entraînent l'apparition d'une charge mécanique importante sur les fils, câbles et supports sous la forme d'efforts verticaux supplémentaires. Cela réduit les marges de sécurité pour les fils, les câbles et les supports de ligne.

Dans des sections séparées, les flèches affaissées des fils changent, les fils sont rapprochés, les distances d'isolation sont réduites. En raison des formations de glace, des interruptions des conducteurs et de la destruction des supports, la convergence et la collision des conducteurs avec des espaces d'isolation qui se chevauchent se produisent non seulement pendant les surtensions, mais également à une tension de fonctionnement normale.

Supports aériens détruits à cause de la glace

Destruction en cascade des supports de lignes électriques en conditions glaciales

Vibration - ce sont des vibrations de fils à haute fréquence (5-50 Hz), à courte longueur d'onde (2-10 m) et d'amplitude insignifiante (2-3 diamètres de fil).Ces vibrations se produisent presque constamment et sont causées par des vents faibles qui provoquent des turbulences dans l'écoulement autour de la surface du conducteur d'air. En raison des vibrations, une «fatigue» du matériau du fil se produit et des ruptures se produisent dans les fils individuels près des endroits où le fil est attaché près des pinces, près des supports. Cela conduit à un affaiblissement de la section des fils, et parfois à leur rupture.

Amortisseur de vibrations sur le câble

"Danse" des fils - ce sont leurs oscillations avec une basse fréquence (0,2-0,4 Hz), une longue longueur d'onde (de l'ordre d'une ou deux gammes) et une amplitude importante (0,5-5 m et plus) .La durée de ces fluctuations est généralement courte, mais atteint parfois plusieurs jours.

La danse du fil est généralement observée dans des vents et des glaces relativement forts, plus souvent dans des fils de grande section. Lorsque les fils dansent, des forces mécaniques importantes se produisent qui agissent sur les fils et les supports, provoquant souvent la rupture des fils et parfois la rupture des supports. Lorsque les conducteurs dansent, les distances d'isolation sont réduites en raison de la grande amplitude des oscillations, dans certains cas les conducteurs entrent en collision, ce qui permet des chevauchements à la tension de fonctionnement de la ligne. La danse sur fil est relativement rare, mais elle entraîne les pires accidents sur les lignes électriques aériennes.

En savoir plus ici. "Vibration et danse des fils sur les lignes électriques aériennes".

La pollution de l'air causée par la présence de particules de cendres, de poussières de ciment, de composés chimiques (sels), etc. est dangereuse pour le fonctionnement des lignes électriques aériennes. Le dépôt de ces particules sur la surface humide de l'isolant de la ligne et des équipements électriques conduit à l'apparition de canaux conducteurs etfragilise l'isolation avec la possibilité de le chevaucher non seulement pendant les surtensions, mais également sous tension de fonctionnement normale. La pollution due à la forte présence de sels dans l'air le long des côtes maritimes peut entraîner une oxydation active de l'aluminium et une détérioration de la résistance mécanique des fils.

Support de support corrodé

La pourriture de leur bois affecte les dommages des lignes électriques aériennes avec des supports en bois.

La fiabilité des lignes aériennes est également affectée par certaines autres conditions d'exploitation, par exemple les propriétés du sol, ce qui est particulièrement important pour les lignes aériennes dans le Grand Nord.