РАЗДЕЛ 2. АНАЛИЗ АВАРИЙНОСТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
2.1. Изменение климата и влияние на надежность воздушных линий электропередачи
Наибольшее количество катастроф, как правило, посещают человечество на рубеже
веков. Ураганы, торнадо, цунами, землетрясения, извержения вулканов, войны –
вот далеко не полный список того, что несло людям боль, смерть и разрушения. В
связи с развитием инфраструктуры, расширением обжитых территорий, новейшими
достижениями научно-технического прогресса ущерб от катаклизмов становится все
более значительным, да и само человечество становится все более уязвимым.
В течение 1961-2000 годов в Украине зафиксировано повышение среднегодовой
температуры на 0,7 0C [134]. Изменение среднесезонной температуры для различных
областей Украины представлено в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Тренды средней температуры по сезонам, 0C [[cxxxiv]]
Часть Украины
Изменение средней температуры, 0C
Зима
Весна
Лето
Осень
Северная часть
+ 3.4
+1.1
-1.1
Центральная часть
+2.8
+0.6
-0.5
-1
Южная часть
+1.2
-0.6
-1.2
Однако, указанные изменения температуры по сезонам не являются равномерными.
Так, в ноябре температура практически по всей территории Украины колеблется от
+20C до – 50C, что приводит к увеличению частоты гололедно-изморозевых явлений.
Летом довольно часто фиксируются изменения температуры до 15-170C за сутки, что
является следствием повышения частоты гроз в июле и августе, которая за
последние 20 лет возросла с 9-14 дней до 20-30.
В течение последних 20 лет максимальная масса гололеда, зафиксированная
метеостанциями Украины, была ниже примерно в два раза по сравнению с предыдущим
периодом, но в последние пять лет зафиксировано некоторое увеличение данного
параметра. На рис. 2.1 представлен тренд максимальной годовой массы гололеда по
данным метеостанции Мариуполь.
Рис. 2.1. Максимальная масса гололеда по данным метеостанции Мариуполь
Большинство отечественных и зарубежных ученых отмечают увеличение количества
катастроф, связанных с влиянием природно-климатических факторов. Так по данным
[31] частота штормов и ураганов, за последние 20 лет, по территории Украины и
России возросла в 1,6 – 2.5. Эти аспекты оказывают существенное влияние на
надежность эксплуатируемых воздушных линий. Ниже приведен анализ статистических
данных аварий, произошедших в электрических сетях Украины за последние 10 лет.
2.2. Повреждаемость элементов воздушных линий электропередачи при действии
ветровых нагрузок
4-го июля 2000 года на территории Украины наблюдались ураганные ветра, в
результате чего была разрушена 71 опора воздушных линий электропередачи
напряжением 330 – 750 кВ. Причиной данных повреждений являлся микроциклон с
дождем и градом. Средняя скорость ветра, зафиксированная метеостанциями в
данный период, составляла 25-30 м/с. Циклон появился в южной части Львовской
области вследствие прохождения по Закарпатью достаточно контрастного теплого
атмосферного фронта. Максимальные скорости ветра были отмечены на территории
шириной 10-20 км. По границам микроциклона были отмечены смерчи, которые
собственно и стали причинами разрушений. Вечером 4-го июля были повреждены одна
ВЛ напряжением 750 кВ и две ВЛ напряжением 330 кВ на территории Западной и
Юго-Западной энергосистем. Утром 5-го июля были разрушены опоры воздушных линий
напряжением 330 кВ «Николаев – Херсон», «Приднепровская – Первомайская» и
«Трихаты – Криворожская» (рис. 2.2).
Всего в результате экстремальных ветров было разрушено 24 металлические опоры
ВЛ 750 кВ, 7 металлических опор ВЛ 330 кВ (см. рис. 2.2, 2.3) и 40
железобетонных опор ВЛ 330 кВ, все разрушенные опоры являлись промежуточными, а
80 % разрушений – каскадными и расположенными на равнинной местности.
Путь циклона и аварии на ВЛ представлены на рис. 2.4.
Аналогичные, но не столь широкомасштабные природные явления были причиной
других аварий на воздушных линиях электропередачи 110-750 кВ на Украине (см.
рис. 2.4).
Картину повреждений необходимо дополнить следующим фактом: приведенное на рис.
2.5 сравнение разрушенных опор в зависимости от материала опоры не
визуализирует должным образом повреждаемость, т.к. ВЛ 750 кВ на Украине
выполнены только на металлических опорах. По опорам ВЛ 330 кВ соотношение
упавших металлических опор в 3 раза меньше железобетонных (11:34).
Рис. 2.2. Падение опоры ВЛ 330 кВ “Трихаты - Криворожская”
Рис. 2.3. Падение траверсы опоры ВЛ 750 кВ «Винница – Западноукраинская»
Рис. 2.4. Путь циклона и повреждаемость опор ВЛ в июле 2000 года
Рис. 2.5. Повреждаемость опор ВЛ 330-750 кВ в июле 2000 года
2.3. Повреждаемость элементов воздушных линий электропередачи при действии
гололедно-ветровых нагрузок
Значительное количество отказов опор ВЛ за последние 20 лет связано с
широкомасштабной гололедной аварией 2000 года. Наибольшая природная катастрофа,
которая постигла электрические сети Украины за последние пятьдесят лет,
парализовала жизнедеятельность населенных пунктов двенадцати областей Украины.
Обледенение привело к аварии 20931 линии электропередачи, было разрушено более
300 тыс. железобетонных и около 20 000 металлических опор ВЛ [[cxxxv]].
2.3.1. Синоптическая ситуация в ноябре 2000 года
Интенсивное гололедообразование в южных и юго-западных регионах Украины в
ноябре 2000 года явилось следствием взаимодействия холодного арктического
воздуха, перемещавшегося с северо-востока, с теплым и влажным воздухом с
юго-запада. Гололедообразование сопровождалось переохлажденным дождем и
туманом.
Значительная масса гололеда образовалась в течение 10-12 часов, а в следующие
4-5 дней наблюдалось несущественное нарастание гололеда. Отмеченная в ноябре
2000 года интенсив
- Київ+380960830922