Ледяной дождь: ночной кошмар для энергетиков

Page 1
background image

Page 2
background image

12

СЕТИ  РОССИИ

В

 

 

начале

 

января

 1998 

г

три

 

следующие

 

друг

 

за

 

другом

 

теплые

 

воздушные

 

массы

перенасыщенные

 

влагой

двинулись

 

от

 

Мексиканского

 

зали

-

ва

 

к

 

территории

простирающейся

 

от

 

южного

 

американского

 

штата

 

Ала

-

бама

 

до

 

канадской

 

прибрежной

 

про

-

винции

 

Новая

 

Шотландия

На

 

юге

 

вы

-

пали

 

сильные

 

дожди

вызвавшие

 

на

-

воднение

Эти

 

огромные

 

массы

 

вла

-

ги

 

столкнулись

 

с

 

неподвижным

 

хо

-

лодным

 

зимним

 

воздухом

пришед

-

шим

 

с

 

Лабрадорского

 

полуострова

и

 

на

 

огромную

 

территорию

охваты

-

вающую

 

юго

-

восток

 

провинции

 

Он

-

тарио

юго

-

запад

 

провинции

 

Квебек

 

и

 

северо

-

восток

 

США

обрушился

 

ле

-

дяной

 

дождь

.

Бедствие

 

продолжалось

 

пять

 

су

-

ток

выпало

 

до

 80 

мм

 

ледяного

 

до

-

ждя

Это

 

привело

 

к

 

серьезной

 

ава

-

рии

 

системы

 

электроснабжения

 

в

 

Северной

 

Америке

В

 

результа

-

те

без

 

преувеличения

пострада

-

ли

 

миллионы

 

людей

некоторые

 

были

 

лишены

 

электричества

 

в

 

тече

-

ние

 

нескольких

 

недель

Авария

 

слу

-

чилась

 

в

 

середине

 

суровой

 

зимы

 

именно

 

там

где

 

до

 80% 

жителей

 

для

 

отопления

 

используют

 

электри

-

чество

Эта

 

катастрофа

 

относится

 

к

 

круп

-

нейшим

 

природным

 

катаклизмам

случившимся

 

в

 

Северной

 

Америке

 

за

 

несколько

 

последних

 

столетий

.

Редакция

 

журнала

 INMR 

в

 

своем

 

первом

 

выпуске

 2008 

г

посвятила

 

истории

 

и

 

урокам

 

этой

 

трагедии

 

де

-

сятилетней

 

давности

 

две

 

публикации

 

(1, 2), 

краткое

 

содержание

 

которых

 

приводится

 

ниже

Ледяной дождь:

 ночной кошмар для 

энергетиков

Странное явление — ледяной дождь. В конце прошлого года его испытали на себе 
жители российской столицы, а в конце января 2011-го с этим природным явлением 
столкнулись американцы. Причем подобные катаклизмы уже случались в Северной 
Америке — в США и Канаде.

Святослав ЮРЬЕВ

Характер

 

ледяной

 

бури

 

и

 

ее

 

по

-

следствия

 

явились

 

объектами

 

тща

-

тельного

 

анализа

 

с

 

целью

 

выработ

-

ки

 

решений

которые

 

могли

 

бы

 

сни

-

зить

 

тяжесть

 

последствий

 

подобных

 

катастроф

 

в

 

будущем

Представите

-

ли

 

государственной

 

метеослужбы

 

Ка

-

нады

 

считают

что

 

нет

 

прямых

 

доказа

-

тельств

 

того

что

 

этот

 

шторм

 

связан

 

с

 

глобальным

 

потеплением

На

 

южной

 

территории

 

провинции

 

Квебек

 

ледя

-

ные

 

бури

 

повторялись

 

периодически

 

— 

в

 1941, 1961 

и

 1983 

годах

хотя

 

ни

 

одна

 

из

 

них

 

не

 

носила

 

такого

 

ка

-

тастрофического

 

характера

В

 

то

 

же

 

время

 

ледяные

 

бури

имевшие

 

ме

-

сто

 

в

 

Китае

Восточной

 

Канаде

 

и

 

на

 

среднем

 

востоке

 

США

 

не

 

могут

 

рас

-

сматриваться

 

как

 

капризы

 

природы

которые

 

наблюдаются

 

только

 

раз

 

при

 

жизни

 

одного

 

поколения

.

Повреждения

 

системы

 

электро

-

снабжения

вызванные

 

этой

 

природ

-

ной

 

катастрофой

привели

 

аналити

-

ков

 

в

 

области

 

электроэнергетики

 

к

 

мысли

 

о

 

необходимости

 

внести

 

кор

-

рективы

 

в

 

существующие

 

стандар

-

ты

 

на

 

строительство

 

линий

 

электро

-

передачи

 

для

 

того

чтобы

 

снизить

 

ри

-

ски

 

их

 

повреждения

возрастающие

 

из

-

за

 

продолжающегося

 

изменения

 

климата

Последствия

 

выпадения

 

ледяно

-

го

 

дождя

 

оказались

 

разными

 

для

 

раз

-

личных

 

компаний

Например

про

-

ектная

 

допустимая

 

ледяная

 

нагруз

-

ка

 

в

 

компании

 N.B. Power 

соответ

-

ствовала

 12,5 

мм

 

ледяного

 

покры

-

тия

Реальная

 

же

 

толщина

 

гололедно

-


Page 3
background image

13

№ 1 (4), январь-февраль, 2011

го

 

образования

 

составляла

 38 

мм

и

 

только

 

благодаря

 

принятому

 

запа

-

су

 

прочности

 

при

 

строительстве

 

ли

-

ний

 

электропередачи

 

удалось

 

предот

-

вратить

 

повреждения

Запас

 

прочно

-

сти

 

для

 

деревянных

 

элементов

 

с

 

уче

-

том

 

прямой

 

горизонтальной

 

весовой

 

нагрузки

 

на

 

провод

 

был

 

принят

 

рав

-

ным

 4, 

для

 

поперечной

 

нагрузки

 — 3. 

Для

 

стальных

 

конструкций

 

коэффици

-

ент

 

запаса

 

равен

 3 

для

 

вертикаль

-

ной

 

нагрузки

 

и

 1,5 — 

для

 

поперечной

Самые

 

большие

 

проблемы

 

в

 

компа

-

нии

 

были

 

на

 

линии

 

электропередачи

 

кВ

Они

 

возникли

 

из

-

за

 

падения

 

де

-

ревьев

 

и

 

поломанных

 

сучьев

Потре

-

бовалась

 

неделя

 

для

 

восстановления

 

более

 

или

 

менее

 

нормальной

 

работы

 

линии

.

В

 

Западной

 

Онтарио

 

непрерыв

-

ный

 

ледяной

 

дождь

 

привел

 

к

 

обруше

-

нию

 

более

 

сотни

 

опор

 

на

 

старой

 

ли

-

нии

 

электропередачи

 115 

кВ

На

 

но

-

вой

 

линии

расположенной

 

парал

-

лельно

 

старой

было

 

лишь

 

небольшое

 

повреждение

поскольку

 

в

 

ней

 

ис

-

пользовались

 

другие

 

опоры

спроек

-

тированные

 

иначе

В

 

Квебеке

 

опоры

 

ЛЭП

 

были

 

рас

-

считаны

 

на

 

радиальную

 

ледяную

 

на

-

грузку

 

до

 45 

мм

Эта

 

величина

 

рас

-

сматривается

 

как

 

достаточно

 

кон

-

сервативная

поскольку

 

метеороло

-

ги

 

считают

что

 

интенсивные

 

ледяные

 

дожди

 

могут

 

выпадать

 

только

 

один

 

раз

 

в

 50—150 

лет

Однако

 

сочетание

 

ледяной

 

нагрузки

образующейся

 

на

 

опорах

 (

что

 

в

 

некоторых

 

случаях

 

при

-

водит

 

к

 

утроению

 

их

 

веса

), 

с

 

провода

-

ми

покрытыми

 

льдом

привело

 

к

 

па

-

дению

 

многих

 

сотен

 

опор

 

ЛЭП

 

и

 

по

-

ломке

 

десятков

 

тысяч

 

деревянных

 

столбов

.

Количество

 

поврежденных

 

опор

 

крупнейшей

 

электроэнергетической

 

компании

 Hydro Quebec (HQ) 

на

 

лини

-

ях

 

передачи

 230—735 

кВ

 

составило

 

300, 

а

 

на

 120-

киловольтной

 

линии

 — 

800. 

Здесь

 

осадки

 

выпали

 

в

 

виде

 

ле

-

дяного

 

дождя

мороси

 

и

 

снега

.

До

 1973 

г

компания

 Hydro Quebec 

принимала

 

требования

 

канадской

 

Ассоциации

 

стандартов

в

 

соответ

-

фарфоровых

 

изоляторов

Извест

-

но

что

 

изоляторы

 

из

 

фарфора

 

обла

-

дают

 

большой

 

прочностью

поэто

-

му

 

такое

 

состояние

 

гирлянд

 

изолято

-

ров

 

не

 

могло

 

быть

 

результатом

 

толь

-

ко

 

их

 

падения

 

на

 

землю

Они

веро

-

ятно

были

 

повреждены

 

еще

 

до

 

паде

-

ния

Разрушение

 

гирлянды

 

изолято

-

ров

 

дает

 

мгновенный

 

и

 

катастрофи

-

ческий

 

эффект

в

 

особенности

 

когда

 

проводная

 

система

 

находится

 

под

 

ле

-

дяной

 

нагрузкой

Такая

 

авария

 

дает

 

цепную

 

реакцию

которая

 

может

 

по

-

ложить

 

на

 

землю

 

опору

 

за

 

опорой

Причиной

 

разрушения

 

изолято

-

ров

 

может

 

быть

 

их

 

плохое

 

качество

например

клей

 

содержит

 

добавку

 

окиси

 

алюминия

который

 

исполь

-

зуется

 

для

 

сокращения

 

времени

 

за

-

твердевания

 

при

 

изготовлении

 

изо

-

ляторов

Вероятно

изоляторы

 

начали

 

терять

 

механическую

 

прочность

 

еще

 

на

 

складе

Плохое

 

качество

 

изолято

-

ров

 

привело

 

к

 

падению

 

линии

 735 

кВ

 

всего

 

лишь

 

при

 

половине

 

номиналь

-

ной

 

нагрузки

Поэтому

 

использова

-

ние

 

плохих

 

анкерных

 

изоляторов

 

не

-

допустимо

.

В

 

целом

все

 

звенья

 

ЛЭП

 

в

 

усло

-

виях

 

повышенной

 

ледяной

 

нагрузки

 

подверглись

 

разрушению

 — 

опоры

гирлянды

 

изоляторов

 

и

 

провода

Детальный

 

анализ

 

последствий

 

этой

 

катастрофы

проведенный

 

спе

-

циалистами

в

 

конечном

 

итоге

 

при

-

вел

 

к

 

изменению

 

подхода

 

к

 

проекти

-

рованию

 

воздушных

 

линий

 

электро

-

передачи

.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Ice Storm in North America. 10 

Years After the Great Ice Storm of 
98. INMR, Q1, 2008.

2.  Ice Storm Blackout of 98: Act of 

God or Act of Insulator? INMR, Q1, 
2008.

Когда

 

верстался

 

номер

.

 

Свыше

 375 

тыс

потребителей

 

лишились

 

электри

-

чества

 

из

-

за

 

разгула

 

стихии

 

в

 

США

 

в

 

ночь

 

со

 2 

на

 3 

февраля

По

 

данным

 

мест

-

ных

 

властей

ветер

 

и

 

обледенение

 

стали

 

причиной

 

обрыва

 

линий

 

электропере

-

дачи

 

на

 

территории

 

от

 

Техаса

 

до

 

штатов

 

Новой

 

Англии

.

Как

 

сообщили

 

представители

 

энергетических

 

компаний

обслуживающих

 

Техас

ледяной

 

дождь

 

и

 

вызванное

 

циклоном

 

резкое

 

понижение

 

температуры

 

привели

 

не

 

только

 

к

 

обрыву

 

линий

 

электропередачи

но

 

и

 

к

 

выходу

 

из

 

строя

 

не

-

скольких

 

электроподстанций

В

 

результате

 

без

 

света

 

и

 

тепла

 

остались

 

около

 3 

млн

 

жилых

 

домов

Энергетикам

 

удалось

 

быстро

 

восстановить

 

работу

 

электро

-

подстанций

чего

 

нельзя

 

сказать

 

о

 

подаче

 

электроэнергии

 

всем

 

потребителям

.

Обрыв

 

линий

 

электропередачи

 

привел

 

к

 

серьезным

 

сбоям

 

в

 

работе

 

желез

-

нодорожного

 

транспорта

 

на

 

Восточном

 

побережье

 

США

Прервано

 

железно

-

дорожное

 

сообщение

 

между

 

Нью

-

Йорком

Филадельфией

 

и

 

Бостоном

В

 

Бо

-

стоне

 

из

-

за

 

снегопада

 

не

 

работает

 

общественный

 

транспорт

.

ствии

 

с

 

которыми

 

при

 

проектирова

-

нии

 

линий

 

электропередачи

 

допусти

-

мая

 

норма

 

на

 

образование

 

льда

 (

по

 

радиусу

была

 

около

 13 

мм

  (

при

 

ве

-

тровой

 

нагрузке

 8 

фунтов

 

на

 

квадрат

-

ный

 

фут

).

Начиная

 

с

 1973 

года

 

эта

 

компа

-

ния

 

изменила

 

используемый

 

при

 

про

-

ектировании

 

электросетей

 

подход

 

к

 

предельной

 

нагрузке

Линии

 

электро

-

передачи

 

стали

 

проектировать

 

на

 

на

-

грузки

которые

 

могут

 

возникнуть

 

в

 

период

 

времени

 

от

 50 

до

 150 

лет

но

 

без

 

использования

 

дополнительного

 

коэффициента

 

запаса

 

прочности

Та

-

ким

 

образом

допустимая

 

проектная

 

радиальная

 

ледяная

 

нагрузка

 

с

 

плот

-

ностью

 0,9 

для

 

региона

 

долины

 

Свя

-

того

 

Лаврентия

 

была

 

принята

 45 

мм

и

 

эта

 

величина

 

в

 

дальнейшем

 

исполь

-

зовалась

 

как

 

норма

 

при

 

проектиро

-

вании

 

ЛЭП

Данный

 

проектный

 

кри

-

терий

 

был

 

одним

 

из

 

наиболее

 

жест

-

ких

 

среди

 

принятых

 

в

 

Северной

 

Аме

-

рике

.

Компания

 HQ 

существенно

 

изме

-

нила

 

свой

 

подход

 

к

 

проектированию

 

ЛЭП

Была

 

разработана

 

более

 

обо

-

снованная

 

процедура

которая

 

обе

-

спечивала

 

сбалансированные

 

нагру

-

зочные

 

и

 

прочностные

 

характеристи

-

ки

 

вдоль

 

всей

 

линии

 

передачи

Рань

-

ше

 

в

 

линиях

 

были

 

как

 

прочные

так

 

и

 

слабые

 

компоненты

.

На

 

местах

 

аварии

 

рядом

 

с

 

по

-

валенными

 

опорами

 

ЛЭП

 

лежали

 

гирлянды

 

полностью

 

разрушенных

 


Читать онлайн

Странное явление — ледяной дождь. В конце прошлого года его испытали на себе жители российской столицы, а в конце января 2011-го с этим природным явлением столкнулись американцы. Причем подобные катаклизмы уже случались в Северной Америке — в США и Канаде.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»