Научная статья на тему 'Термодеструкция деревянных изоляционных конструкций воздушных линий'

Термодеструкция деревянных изоляционных конструкций воздушных линий Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
49
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Шергунова Н. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Термодеструкция деревянных изоляционных конструкций воздушных линий»

ределенного знания адресатом. Поэтому безусловная ценность информации принципиально не может иметь количественной оценки;

- вариативной ценностью по отношению к получателю, которая субъективна и может изменяться в любых пределах количественного измерения в зависимости от индивидуальных знаний, интеллектуальных и других способностей, внешних и внутренних условий получателя, а также во времени и в пространстве.

В настоящее время во многих организациях применяются информационные технологии, созданы корпоративные сети для приема и передачи информации, базы и хранилища данных. В результате возникла задача по защите корпоративной информации. Информация только тогда требует защиты, когда она представляет определенную ценность для «нападающей» стороны, а ее утечка наносит вред «защищающейся»

Проблема возгорания древесины воздушных линий от токов утечки, с которой более 50 лет назад столкнулись энергетики, актуальна и в настоящее время. Во-первых, возгорание (тепловое разрушение древесины от приложенного высокого напряжения линий электропередач) всегда завершается существенным экономическим ущербом. Поэтому изучение процессов возгорания древесины способствует решению интересующих производство задач, имеет большое научное и практическое значение [1]. Во-вторых, необходимость таких исследований вытекает из практической и научной ценности изучения закономерностей взаимодействия древесины с водой при высоком напряжении. Эта сторона проблемы в настоящее время мало изучена.

Анализ натурных исследований состояния древесины опор и траверс ВЛ показал, что разрушение древесины под действием токов утечки начинается в зоне заусениц, острых бортиков и металлических выступов или неровностей штампованных деталей арматуры крепления.

Разрушение деревянных опор (ДО) токами утечки связано с увлажнением в результате эксплуатации

стороне. И та и другая стороны учитывают затраты на защиту-нападение и сопоставляют их возможности потерями-приобретениями при организации защиты-нападения. Необходимо понимать цель использования конкретной информации и последствия, которые могут произойти при ее утечке, искажении или доступности посторонним лицам.

Литература

1. Федеральный закон Российской Федерации «Об информации, информатизации и защите информации», 1995.

2. Философский энциклопедический словарь.

3. Жуков Н.И. Информация (философский анализ центрального понятия кибернетики). - Минск: Наука и техника, 1971.

4. Чернавский Д.С. Синергетика и информация. - М.: Наука, 2001.

г.

загрязненных поверхностей траверс и опор, находящихся под высоким напряжением. Для оценки степени разрушения древесины траверс и опор от токов утечки, а также в целях организации мер по ограничению этого явления, уменьшения материального ущерба, связанного с возгоранием и пожарами ДО, была разработана классификация дефектов (треков) - характерных мест их образования на поверхности траверс и опор (рис. 1).

Пожары возникали на траверсах в зоне крепления их к укосинам и центрального болта. Пожары траверс могут завершаться возгоранием древесины в стороне центрального болта ее крепления. Пожар обусловлен последовательным образованием и развитием дефектов 5, 6, 7. Одновременное образование и развитие дефектов 5, 6, 7 - наиболее распространенный процесс разрушения древесины обследованного участка ВЛ.

Однако многочисленные факторы не всегда способствует развитию образования треков, переходящих в пожары. На обследованном участке ВЛ имеется большое количество траверс, разрушенных действием токов утечки, но по тем или иным причинам не сго-

Московский государственный технологический университет «Станкин» 3 октября 2006

УДК 621. 315

ТЕРМОДЕСТРУКЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

© 2007 г. Н.А. Шергунова

ревших. Установлена зависимость состояния поверхности древесины от действия токов утечки и сроков эксплуатации.

Результаты обследования состояния поверхностей сгоревших траверс и опор, мест возникновения очага возгорания на них, то есть дефектов, вызывающих пожар и аварию на линии, позволили заключить следующее.

ш

J—

9

б)

3 "

Рис. 1. Распределение треков (дефектов) на деревянных элементах: а - вид опоры со стороны расположения траверсы; б - вид опоры с противоположной стороны крепления траверсы; в - вид опоры с боку

Развитие сети треков на поверхности траверс и опор ВЛ происходит по следующим этапам. Первый характеризуется образованием треков на поверхности элемента опоры, прилегающей к металлическим частям. Это явление наблюдается через 2-3 года эксплуатации, в условиях регионов с загрязненной атмосферой. На втором этапе развития сети треков завершается соединением металлических креплений опоры или траверсы. Этот период более длителен и сопровождается расширением и углублением треков на поверхности древесины, образованием сложной картины их развития. Испещренные треками участки поверхности древесины траверс или опор являются местами наиболее интенсивных отложений и накоплений пыли. Однако наиболее благоприятное для возгорания древесины ВЛ можно считать состояние после 5-7 лет эксплуатации. Возгорание траверс и опор ухудшает их техническое состояние, ускоряет процессы износа и старения конструкций, снижая пределы допустимых нагрузок ВЛ в целом.

Как показало натурное обследование состояния поверхности древесины ВЛ, разрушение идет в двух направлениях, имеется общее начало - трек - и источник образования - ток утечки. В одном случае разрушение развивается по структуре трек - пожар (при благоприятных климатических условиях). Второе

направление связано только с ростом площади углеродных мостиков-треков в зависимости от увеличения сроков эксплуатации траверсы. Подобное разрушение траверсы не завершается пожаром и не оказывает существенного влияния на сроки ее эксплуатации по механическим характеристикам древесины.

Возгорание деревянных опор в районах с загрязненной атмосферой вследствие токов утечки в настоящее время является одним из распространенных видов повреждений и проблема защиты их от огне-разрушений в районах с загрязненной атмосферой весьма актуальна. Это подтверждается и сопоставлением времени на восстановление линии после повреждений, вызванных возгоранием и погодными условиями. Внезапный перерыв питания, особенно железнодорожных потребителей, влечет за собой вынужденные задержки движения нескольких поездов и экономический ущерб. Число повреждений от возгорания и погодных условий составляет 50-90% общего количества.

Процесс загрязнения изоляционных конструкций ВЛ 10 кВ весьма сложен и обусловлен рядом факторов, оказывающих неоднозначное влияние и изменяющихся во времени: численностью источников загрязнения атмосферы, характером перевозимых грузов и концентрацией загрязняющих компонентов, их физическими свойствами и химическим составам; метеорологическими условиями и т. д.

Первоочередной параметр, по которому должен осуществляться контроль поверхностных слоев, их состав. Для поверхностей деревянных траверс, железобетонных элементов ВЛ характерна сложная неоднородность. Произведенные исследования позволили определить, что с увеличением времени эксплуатации растет содержание элементов кремния, кальция и частично хрома, то есть увеличивается содержание кремнезема - 8 О и СаСО3. Содержание других соединений практически не изменяется в зависимости от срока эксплуатации траверс, что вполне объяснимо, так как в процессе их эксплуатации длительное воздействие осадков приводит к вымыванию осевших в древесине растворимых солей. Нарастает лишь запыленность нерастворимыми соединениями кремнеземами и карбонатами. Следует отметить, что в траверсе после 2,5 лет эксплуатации и на поверхности сгоревшей траверсы повышено содержание хрома и меди.

В качестве мер, предотвращающих явления возгорания деревянных изоляционных конструкций, за счет снижение влагоабсорбционных характеристик древесины, следует предусматривать очистку элементов опорно-поддерживающих конструкций от грязи, классификацию их и повторную пропитку.

Для оценки числа возгорания опор был взят обследуемый участок железной дороги, где собран достаточно полный опыт эксплуатации, а также проведены исследования и измерения градиента напряжения

2

9

на ослабленном участке между штырем и укосиной [1]. Ожидаемое число возгораний опор можно получить из следующего выражения:

n = NmF

1 - K c

C1K c mm

где п - число возгорания древесины на ВЛ; т - число деревянных опор на обследуемом участке; N - число увлажнения древесины в конкретных условиях; Е -функция нормального распределения; Кс тш - коэффициент состояния древесины стремится к минимуму; С\ - коэффициент вариации распределения Лапласа.

Для каждого рассмотренного участка рассчитано многолетнее число возгораний на 100 км в год. Предложенная математическая модель ожидаемого числа возгораний деревянных элементов ВЛ 10 кВ системы продольного электроснабжения позволяет определить удельное число возгорания деревянных элементов ВЛ 10 кВ, которое составляет 1,2 на 100 км в год , по опыту эксплуатации - 1,3 [1].

На основании экспериментов были сделаны следующие выводы

1. Наиболее благоприятные условия для перекрытия возникают во время высыхания полупроводящего слоя загрязнения на изоляторе и расположения фронта очагов возгорания по длине траверсы.

2. Наиболее благоприятные условия возгорания траверсы наблюдается в первые моменты увлажнения комбинированного узла атмосферными осадками.

3. Плотность слоя загрязнений на поверхности изолятора и его химический состав определяют время подсушки, следовательно, интенсивность изменения тока утечки и время его воздействия на древесину.

4. Процесс перекрытия комбинированной изоляции начинается с возникновения первичных частичных дуг, в дальнейшем появлением поперечных и продольных дуг и завершается подсушкой поверхности изолятора со смещением во времени развития термического разложения древесины.

Литература

1. Шергунова Н.А. Надежность двухцепных воздушных линий системы продольного электроснабжения железных дорог в районах с загрязненной атмосферой. // Вестн. МАНЭБ. Самара, 1999. № 4. С. 91-92.

Самарская государственная академия путей сообщения

17 июля 2006 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.