علل بروز حوادث در شبكه توزيع نيرو

[pesare irani 41805]

چكيده: آگاهي و بررسي دقيق علل بروز حوادث در شبكه‌هاي توزيع نيرو مي‌تواند نقش بسيار مهمي را در نگهداري و بهره‌برداري مطلوب از شبكه ايفا نمايد، به همين دليل ريشه‌يابي و انعكاس علل بروز حوادث مذكور در سطح كشور مربوط به كليه شركتهاي برق منطقه‌اي كمك شاياني در پيشگيري و تقليل حوادث مشابه خواهد نمود. در اين مقاله علل خروج فيدرهاي 20 كيلوولت پستهاي 63 كيلوولت جنوب‌شرق تهران مورد بررسي و بحث قرار مي‌گيرد. شرح مقاله: رشته توزيع در همه زمينه‌ها به كوشش و تلاش وافري نياز دارد زيرا حدود نيمي از سرمايه‌گذاري صنعت برق در اين رشته خرج مي‌گردد كه در صورت رعايت مواردي چند منجر به صرفه‌جوئيهاي قابل توجه خواهد شد. معمولاً توجه كمتري به سيستم توزيع در مقايسه با سيستم توليد و انتقال مبذول مي‌گردد ولي بايستي توجه داشت كه اگر به سيستم توزيع توجه كافي نشود نمي‌توان برروي درآمد حاصله آن زياد حساب كرد، لذا در اين مقاله علل بروز حوادث در شبكه توزيع نيرو كه منجر به قطع فيدرهاي 20 كيلوولت شده است مورد بررسي قرار مي‌گيرد. گزارشات معايب ايجاد شده در شبكه 20 كيلوولت در سال 1365 مربوط به محدوده امور توزيع جنوب‌شرق تهران مورد بررسي قرار گرفته است و علل بروز قطع فيدرهاي 20 كيلوولت پستهاي 63 كيلوولت مربوط به شبكه هوائي يا زيرزميني و تجهيزات بصورت تفكيك مشخص و بيان گرديده است. در اين بررسي قطع فيدر بعلت كمبود نيرو و يا نياز به سرويس خط و ضرورتاً قطع فيدر به صورت دستي قيد نشده بلكه صرفاً قطع فيدرها بعلت بروز حادثه و يا علل زودگذر منظور گرديده است. بررسيهاي انجام شده در شبكه‌هاي توزيع نيروي جنوب‌شرق تهران نشان مي‌دهد كه در سال 1365 فيدرهاي 20 كيلوولت پستهاي 63 كيلوولت اين منطقه بدلايل مختلفي از مدار خارج شده‌اند كه جدول (1) علل اين خروج را نشان مي‌دهد. براساس جدول (1) بطور كلي مي‌توان عيب‌ها را به دو دسته زير تقسيم نمود: الف‌: عيبهاي زودگذر كه پس از وقوع روي شبكه باعث قطع فيدر 20 كيلوولت شده ولي مجدداً مي‌توان شبكه را پس از چند لحظه تحت تانسيون قرار داد. ب‌: عيبهاي دائم كه بعد از ايجاد شدن روي شبكه و قطع فيدر 20 كيلوولت، در صورت رفع نقص و يا خارج نمودن قسمتي از شبكه معيوب از مدار نمي‌توان شبكه مذكور را مجدداً تحت تانسيون قرار داد. با توجه به اينكه در جدول (1) شرح علل بروز قطع فيدرهاي 20 كيلوولت تقريباً بروشني بيان شده است معهذا به تشريح بعضي از موارد بشرح زير اقدام گرديده است. 1ـ بررسي علل عيبهاي زودگذر: با بررسي آمارهاي بدست آمده مشخص شده است بارندگي و باد و طوفان از عوامل مهم در ايجاد قطع فيدرهاي 20 كيلوولت مي‌باشند كه در اثر ايجاد حركت در شبكه هوائي در امتداد عرضي برخورد دو فاز حادث مي‌گردد. برروي تيرهاي منصوبه در زواياي 20 درجه و به بالا در صورتيكه شبكه از دو طرف انتهائي نشده باشد استفاده از مقره بشقابي آويز باعث مي‌گردد كه شبكه 20 كيلوولت برروي پايه مذكور به كنسول نزديك شده و در اثر بروز عوامل جوي مورد اشاره و حركت خط 20 كيلوولت و نتيجتاً نزديك شدن بيش از حد فاز به كنسول تير، ايجاد جرقه زدن مي‌گردد و همچنين بعضاً بعلت وجود عيب روي شبكه و در نتيجه قطع فيدر 20 كيلوولت مربوطه، باعث قطع يك فيدر 20 كيلوولت ديگر نيز مي‌شود كه تاكنون علت اين امر و چگونگي جلوگيري از آن مشخص نشده است. پرواز پرندگان از روي كنسول تيرهاي سيماني، خصوصاً در حالتيكه ميله مقره ثابت از نوع كوتاه باشد ايجاد اتصال كوتاه بين يك فاز و كنسول كه از طريق آرماتور تير زمين خواهد شد مي‌گردد. همچنين مشاهده شده است در كنار مزارع برخاستن پرندگان بطور دسته جمعي از روي فازهاي يك فاصله از خط هوائي كه معمولاً بعلت خاصي از جمله عبور يك وسيله نقليه از حوالي آن منطقه صورت مي‌گيرد باعث حركت هاديها و نتيجتاً كم شدن فاصله هوائي دو فاز شده و ايجاد جرقه زدن مي‌شود. وجود اجساد پرندگان در پاي تير يا در امتداد شبكه بيانگر اين مطلب مي‌باشد. 2ـ عيبهاي دائم: 1ـ2ـ بررسي علل عدم جريان گرفتن فيدرهاي 20 كيلوولت و يا قطع مجدد آنها: در اثر وجود اشكال و يا ازدياد بار شبكه، فيدر 20 كيلوولت زير بار قرار نگرفته و يا ظرف مدت كوتاهي مجدداً قطع خواهد نمود كه پس از بررسي در صورتيكه قطع فيدر مربوط به ازدياد بار نباشد پس از بازديد شبكه و در صورت مشخص بودن نقطه اتصال، اين قسمت از شبكه كه برروي آن ايجاد اتصال شده است جهت انجام اقدامات لازم و رفع نقص از مدار خارج مي‌گردد و بقيه مدار تحت تانسيون قرار مي‌گيرد ولي پاره‌اي از موارد پس از بررسي عيني شبكه عيب ظاهراً قابل تشخيص نيست كه در اينحال نقاط ارتباط شبكه از جمله ارتباط سركابلهاي هوائي به شبكه، سركابلهاي داخلي، سكسيونرها، ترانسها وجمپرها كه در اين نقاط بعلت شل شدن احتمالي پيچ و مهره‌ها امكان جرقه زدن وجود دارد نياز به آچاركشي خواهد داشت. شكستن مقره و يا بروز ترك برروي مقره در اثر مرور زمان و در مواقع بارندگي نيز باعث اختلال در شبكه مي‌گردد. جدا شدن هادي شبكه از مقره اتكائي و افتادن آن برروي كنسول كه معمولاً در اثر خوب متصل نشدن هادي به مقره و در اثر باد و طوفان كه به مرور زمان باعث قطع اتصال مي‌شود و در اينحال بعلت اتصال فاز به زمين، فيدر 20 كيلوولت زير بار قرار نمي‌گيرد. سقوط اشياء رويشبكه 20 كيلوولت هوائي مانند قطعات فلزي كه معمولاً در محدوده شهرها در اثر باد و طوفان و از روي ساختمانهاي بلند به پائين مي‌افتند يا قرار گرفتن شاخه‌هاي درختان در بين فازهاي شبكه هوائي در هنگام باد و طوفان و در مواقع بارندگي ايجاد اتصالي را مي‌نمايد. 2ـ2ـ بررسي چگونگي اتصالي روي كابلهاي زيرزميني: در جدول (1) تعداد كل اتصالي 137 مورد اعلام شده است كه از اين تعداد 6 مورد در اثر برخورد بيل مكانيكي يا لودر و 18 مورد كلنگ خوردگي به كابل 20 كيلوولت مي‌باشد و 15 مورد اتصالي برروي كابل اختصاصي 20 كيلوولت مشترك و همچنين 2 مورد اتصالي برروي كابل فشار ضعيف شبكه توزيع باعث قطع فيدر 20 كيلوولت شده است همچنين 96 مورد نيز بعلت بروز اتصالي برروي كابل يا مفصل 20 كيلوولت ايجاد قطع جريان فيدر مربوطه را نموده است، كه در مورد اخيرالذكر از ديدگاهي ديگر در جدول (2) محل و چگونگي اتصالي در كابلهاي 20 كيلوولت زيرزميني توزيع نيرو شهر تهران در سه ماهه اول سال 1366 و اواخر سال 1365 مورد بررسي قرار گرفته است. 3ـ2ـ بررسي نقاط و چگونگي اتصالي كابلهاي زيرزميني: براساس جدول (2) از مجموع 213 مورد رفع اتصالي كه برروي كابلهاي 20 كيلوولت محدوده توزيع نيروي تهران صورت گرفته است، 57% آن روي كابل ايجاد گرديده است كه عواملي همچون كلنگ‌خوردگي و برخورد بيل مكانيكي به كابل و يا شكسته شدن كابل 20 كيلوولت در هنگام اجراي عمليات كابلكشي عامل آن بوده است، 17% بروز اتصالي بعلت وجود نقص در داخل يا گلوئي مفصل 20 كيلوولت ايجاد گرديده و 26% نيز بعلت بروز اتصالي در داخل مفصل 20 كيلوولت سبب تركيدن مفصل 20 كيلوولت شده است كه جمعاً 43% نقاط اتصال در داخل مفصل 20 كيلوولت مشاهده شده است. 4ـ2ـ بررسي علل بروز نقص روي سركابل: علل و محل بروز نقص در سر كابلهاي 20 كيلوولت مربوط به محدوده توزيع نيروي تهران در سه ماهه اول سال 1366 و اواخر سال 1365 كه منجر به تعمير يا تعويض سركابل بوده مورد بررسي قرار گرفته است كه نتايج در مورد 66 حادثه در جدول (3) منعكس مي‌باشد. معمولاًدر صورتيكه سركابل نشت روغن نداشته باشد و با انجام سرويس مرتب كمبود روغن آن جبران گردد كمتر برروي چنين سركابلي ايجاد حادثه خواهد شد زيرا وجود نشتي خصوصاً برروي سركابل داخلي باعث آن خواهد شد كه نه تنها مواد داخل محفظه آن بتدريج و در اثر گرما به خارج انتقال يابد بلكه بعلت اختلاف سطح سركابلهاي هوائي از محل سركابلهاي منصوبه در داخل پست‌هاي زميني باعث پائين آمدن سطح روغن در داخل سركابل هوائي نيز شده كه در صورت عدم تأمين روغن لازم باعث بروز نقص فني خواهد گرديد. جنس اغلب كابلشوها مس با آب نيكل مي‌باشد كه در هنگام ارتباط شبكه هوائي 20 كيلوولت به سركابل هوائي منصوبه پس از استفاده كابلشو مناسب برروي سيم ارتباط شبكه 20 كيلوولت كه از آلومينيوم يا آلياژ آن مي‌باشد به سركابل اتصال مي‌يابد، پس از مرور زمان بعلت شل بودن پيچ و مهره در نقطه اتصال كابلشو و يا بعلت استفاده از دو نوع هادي مختلف و مس و آلومينيوم ايجاد خوردگي و عدم ارتباط كابل در آن نقطه و در نتيجه بروز شعله خواهد شد. سه مورد تصادم وسيله نقليه با تير و در نتيجه صدمه به تير برق و كابل 20 كيلوولت كه در داخل لوله و برروي آن نصب بوده است ايجاد اتصالي برروي كابل و به فاصله حدود 5 متري سركابل هوائي نموده و در اين حال باعث تركيدن سركابل گرديده است. 5ـ2ـ بررسي يك حادثه مربوط به تركيدن سركابل در اثر نفوذ رطوبت هوا به داخل كابل زيرزميني: به منظور تغذيه يكي از پستهاي زميني در جنوب تهران از طريق پيمانكار نسبت به انجام عمليات كابلكشي بين دو پست كه يكي از آنها تحت تانسيون بوده است اقدام مي‌گردد كه پس از نظارت و اتمام كار كابلكشي مي‌بايستي توسط كارفرما از دو طرف كابل، سركابل داخلي نصب شود كه به سبب زيادي حجم كارها انجام اين عمل چند ماه به تعويق مي‌افتد و بعلت عدم پلمپ شدن كابل از دو طرف باعث خارج شدن كمي روغن از كابل روغني 20 كيلوولت 185 × 3 ميليمتر مربع مي‌گردد. استادكار مربوطه در هنگام نصب سركابل متوجه اين مطلب شده و حدود 4 متر از طرفين كابل را كه در محوطه داخلي و كف پست قرار داشته قطع مي‌نمايد و دو دستگاه سركابل داخلي برروي كابل ياد شده نصب مي‌نمايد. عليرغم اينكه لازم بود يادآوري شود تا قبل از تحت تانسيون قرار گرفتن اين كابل كه حداقل 10 درصد از نظر نفوذ رطوبت مشكوك بوده است با استفاده از وسايل موجود تست بعمل آيد معهذا باين مهم توجه نشده و اتمام كار صادر مي‌شود. بلافاصله بعد از تحت تانسيون قرار گرفتن كابل يكي از سركابلها بعلت وجود رطوبت در كابل صدمه مي‌بيند كه مجدداً پس از جمع‌آوري آن و قطع حدود سه متر ديگر از كابل مجدداً سركابل ديگري مورد استفاده قرار گرفته و پس از تست آن تحت تانسيون گذاشته مي‌شود. 6ـ2ـ بررسي علل معيوب شدن ترانسفورماتور توزيع: از جدول (1) ملاحظه مي‌شود كه در يك درصد از علل قطع فيدرهاي 20 كيلوولت مربوط به بروز نقص در ترانسفورماتور اعلام گرديده است. معمولاً در فصل سرما، از آنجا كه داخل ساختمان پستهاي زميني گرمتر از فضاي خارج مي‌باشند در صورتيكه امكان ورود حيوانات وجود داشته باشد احتمال بروز حادثه متصور است و براساس آمار موجود، قرار داشتن گربه برروي ترانسفورماتور پستهاي زميني در چهارچوب مورد حادثه آفرين بوده است. بالا بودن بار از حد مجاز و يا نامتعادل شدن بار هر يك از فازهاي ترانسفورماتورهاي توزيع و يا عدم سرويس به موقع و كمبود روغن آن كه معمولاً در اثر نشتي روغن ايجاد مي‌گردد در بروز نقص در ترانسفورماتور مؤثر مي‌باشند. در شبكه‌هاي هوائي توزيع نيروي فشار ضعيف كه بصورت غيراستاندارد در گذشته ايجاد شده است معمولاً سيم نول در پائين شبكه قرار دارد و بدين لحاظ عملاً مشاهده مي‌شود كه در هنگام دائر نمودن انشعابات تكفاز از شبكه هوائي، تعادل بار مورد توجه قرار نگرفته بلكه از نزديكترين فاز كه در دسترس كارگر نصب انشعاب مي‌باشد ارتباط داده مي‌شود كه اين عمل باعث نامتعادلي بار در ترانسفورماتور مي‌گردد. مصرف بي رويه نيروي برق توسط دائر كنندگان انشعابات برق غير مجاز هم باعث ايجاد نامتعادلي بار و بعضاً بالا بردن بار ترانسفورماتورها از حد مجاز مي‌شوند. 3ـ پيشنهاد: بابررسي آماري جدول (1) مشاهده مي‌شود كه 86/71 درصد اتصال كوتاه خطوط بصورت زودگذر مي‌باشند كه بدين ترتيب بمنظور تقليل تعداد دفعات قطع و وصل ديژنكتور فيدرهاي 20 كيلوولت و صرفه‌جوئي در هزينه‌ها و تقليل مدت خاموشي مشتركين نياز به نصب ريكلوزر در نقاطي از شبكه كه ضروري بنظر مي‌رسد محسوس است بشرط آنكه در سرويس و بهره‌برداري دستگاه ياد شده رعايت و توجه لازم بعمل آيد. اقدام بموقع بمنظور هرس درختان بلندي كه در مسير و زير شبكه هوائي توزيع نيرو قرار دارند به ميزان چشكگيري در جهت تقليل بروز اتصالي در شبكه هوائي مؤثر خواهد بود، همچنين در صورتيكه در هنگام طراحي شبكه هوائي و نيز اجراي طرح و احداث آن بيشتر دقت بعمل آيد و تنش دادن خط با درنظر گرفتن دماي محيط و مقطع سيم و با توجه به جداول استاندارد صورت پذيرد از تعداد عيبهاي زودگذر به مقدار زياد كاسته خواهد شد. هماهنگي و همكاري بيشتر فيمابين ادرات شركتهاي برق منطقه‌اي با شركت مخابرات، شركت گاز، شهرداريهاي مناطق و سازمان آب و ... در امر نظارت برانجام حفاريهاي معابر و همچنين استفاده از نوار مخصوص هشدار دهنده مسير كابل برق در هنگام كابلكشي باعث تقليل حوادث مربوط به كلنگ‌خوردگي يا برخورد بيل مكانيكي به كابل برق خواهد شد. بررسيهاي انجام شده نشان مي‌دهد كه انجام اقداماتي همچون آموزش كاركنان در همه سطوح در ارتباط با شغل پرسنل و باز آموزي دوره‌اي كليه كارگران به منظور هر چه بيشتر بالا بردن كيفيت انجام طرحها و همچنين ايجاد امكانات لازم مربوط به اجراي اصولي طرحها جهت رعايت كامل موارد استاندارد و نيز انجام نظارت دقيقتر و بالاخره فراهم نمودن امكانات سرويس و بازديد منظم از شبكه و تجهيزات منصوبه در حد لزوم مي‌تواند در تقليل حوادث شبكه بخوبي نقش خود را نمايان سازد. 4ـ نتيجه: با نگرشي اجمالي بر چگونگي ايجاد هر يك از علتها كه باعث خاموشي يك منطقه براي مدت زماني مي‌گردد اين نكته را آشكار مي‌سازد كه در صورت صرف توجه بيشتر و انجام اقداماتي نه چندان دور از دسترس مي‌توان حوادث روي شبكه را به حداقل رسانده و بدين طريق نه تنها عمر بعضي از قطعات و لوازم شبكه را در حد طبيعي برسانيم بلكه از نظر تقليل هزينه‌ها و جلب رضايت نسبي مشتركين نيز اقدام مؤثر خواهد شد.