Повреждения воздушных линий электропередачи (ВЛ) обычно вызваны механическими напряжениями, деградацией под воздействием окружающей среды и электрическими перегрузками. К основным техническим причинам относятся эоловая вибрация, приводящая к усталостному разрушению жил в проводах типа ACSR (АС), термическое старение изоляции в самонесущих изолированных проводах (СИП / ABC), а также гальваническая коррозия в местах соединений. Предотвращение аварий требует строгого соблюдения стандарта IEC 60826 («Проектирование воздушных линий электропередачи»), применения гасителей вибрации, правильного регулирования натяжения и использования высококачественных материалов (например, применения проводов типа ACSR/АС со смазкой сердечника в условиях высокой засоленности). Регулярный тепловизионный контроль имеет решающее значение для обнаружения локального перегрева до возникновения катастрофического электрического или механического пробоя.
Техническое сравнение уязвимостей проводов и кабелей воздушных линий
В нижеприведенной таблице сравниваются распространенные типы проводов и кабелей для воздушных линий и их специфические механизмы повреждений в стандартных условиях эксплуатации.
| Тип провода / кабеля | Основной материал | Стандарт | Основная причина повреждения | Профилактические меры |
| ACSR (АС) | Алюминий / Сталь | IEC 61089 / ГОСТ 839 | Эоловая вибрация / Коррозия сердечника | Гасители вибрации (типа Стокбриджа) / Смазка сердечника |
| AAAC (АЖ/АН) | Алюминиевый сплав | EN 50183 | Провес / Усталость от растяжения | Точная регулировка натяжения / Предварительное вытягивание |
| ABC / СИП (НН/СН) | СПЭ (XLPE) / Алюминий | NF C 33-209 / ГОСТ 31946 | УФ-деградация / Образование токопроводящих дорожек (трекинг) | Добавление сажи (технического углерода) >2 % |
| AAC (А) | Алюминий | ASTM B231 / ГОСТ 839 | Низкая прочность на разрыв / Растяжение | Использование только на коротких пролетах |
Факторы экологических и механических напряжений
УФ- и термическая деградация самонесущих изолированных проводов (СИП / ABC)
Изолированные воздушные кабели и провода (СИП) склонны к растрескиванию изоляции из-за длительного воздействия ультрафиолетового излучения и температурных циклов. Стандартный сшитый полиэтилен (СПЭ / XLPE), используемый в этих проводах, должен содержать не менее 2,5% сажи (технического углерода) для обеспечения УФ-стабильности. Превышение длительно допустимой рабочей температуры +90°C ускоряет деструкцию макромолекулярных цепей, что приводит к охрупчиванию изоляции и последующим межфазным коротких замыканиям.
Эоловая вибрация и пляска проводов
Высокочастотные низкоамплитудные эоловые вибрации (3–150 Гц) вызывают усталостные напряжения в точках подвеса провода. Со временем это приводит к обрыву отдельных проволок в проводах ACSR (АС). Напротив, пляска проводов — низкочастотные высокоамплитудные колебания, вызванные гололедообразованием, — может привести к разрушению опор или схлестыванию проводов (короткому замыканию в пролете). Предотвращение этих явлений включает использование межфазных распорок и аэродинамических гасителей колебаний.
Электрические повреждения и отраслевые стандарты
Электрический пробой и трекингостойкость
В воздушных системах среднего напряжения (СН) поверхностный трекинг (образование токопроводящих дорожек) возникает при соединении загрязнений (соли, пыли) с влагой на поверхности кабеля. Критически важно соблюдать требования стандарта IEC 60502-2 к конструкции кабеля и обеспечивать длину пути утечки изоляторов в соответствии с местным уровнем загрязнения (по IEC 60815).
Молниезащита и защита от импульсных перенапряжений
Воздушные линии выступают в качестве масштабных антенн для атмосферных разрядов. Защита требует:
- Грозозащитные тросы: Правильное размещение грозозащитных тросов (OPGW / ОКГТ или оцинкованного стального каната) для обеспечения защитного угла <30°.
- Сопротивление заземления: Поддержание сопротивления заземления опор ＜10 Ω для обеспечения быстрого рассеивания токов импульсных перенапряжений и предотвращения обратных перекрытий на фазные провода.