Αξιολόγηση Συμπεριφοράς Γραμμής Ηλεκτρικής Ενέργειας Σε Περιβάλλον Πυρκαγιάς

Abstract

Η διατριβή αυτή ερευνά την αξιολόγηση της συμπεριφοράς γραμμώνηλεκτρικής ενέργειας σε περιβάλλον πυρκαγιών.Στο κεφάλαιο 1.1 της εισαγωγής γίνεται αρχικά μια σύντομη αναφορά στοσκεπτικό των δοκιμών ποιοτικού ελέγχου σε ηλεκτροτεχνικές κατασκευέςεστιάζοντας στη δοκιμή υπερθέρμανσης, στις διηλεκτρικές δοκιμές, στη δοκιμήμηχανικής αντοχής, στη δοκιμή υπό βραχυκύκλωμα και στις ειδικές δοκιμές.Στο κεφάλαιο 1.2 γίνεται μία περιληπτική παρουσίαση των φαινομένων προ καικατά τη διάσπαση των ηλεκτρομονωτικών υλικών (αέρα, λαδιού, στερεών) καθώς καιτης μακροσκοπικής και της κβαντομηχανικής θεωρίας των φαινομένων της γήρανσηςκαι της διάσπασης των στερεών ηλεκτρομονωτικών υλικών. Επίσης, παρατίθεται έναισοδύναμο κύκλωμα που συνδυάζει τις δύο προαναφερόμενες θεωρίες αναφορικά μετη γήρανση και τη διάσπαση των στερεών ηλετρομονωτικών υλικών των πρακτικώνεφαρμογών.Στο κεφάλαιο 1.3 εξετάζεται η θερμική συμπεριφορά των αγωγών ηλεκτρικήςενέργειας τόσο υπό το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας όσο και κατά το βραχυκύκλωμα.Αναφορικά με τη θερμική καταπόνηση των αγωγών κατά το βραχυκύκλωμα,παρουσιάζεται ο υπολογισμός της αύξησης της θερμοκρασίας σε γραμμές τηςηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, εξετάζεται η θερμική καταπόνηση των γραμμώνδιανομής σε περιβάλλον πυρκαγιάς. Επιπλέον, αναφορικά με το δίκτυο χαμηλήςτάσης, παρουσιάζεται η συνθήκη βραχυκύκλωσης, επισημαίνεται η αναγκαιότητα τηςεφαρμογής της και παρατίθενται πειραματικές διερευνήσεις, που αφορούν την επαφήγυμνών αγωγών του δικτύου τόσο με δένδρα όσο και με τον αγωγό δημοτικούφωτισμού. Επιπρόσθετα, για τους γυμνούς αγωγούς των γραμμών διανομής δίνεταιυπολογισμός της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτων αλουμινίου κατά τηνπρόσκρουσή τους στο έδαφος.Στη συνέχεια αναφορικά με τη διηλεκτρική συμπεριφορά των εναερίωνγραμμών ηλεκτρικής ενέργειας, εξετάζεται το θέμα των αποστάσεων μόνωσης καιπροστασίας, η εκδήλωση σπινθηρισμών σε γυμνούς αγωγούς, σε μονωτήρες και σελυόμενους ηλεκτρικούς συνδέσμους του δικτύου. Τέλος, γίνεται σύντομη αναφοράσχετικά με τη μηχανική συμπεριφορά των εναερίων γραμμών της ηλεκτρικήςενέργειας.Στο κεφάλαιο 1.4 γίνεται σύντομη αναφορά για την αποκοπή του ουδετέρουσε γραμμές χαμηλής τάσης καθώς και με τις πιθανές συνέπειες για τον άνθρωπο καιτο περιβάλλον από την αποκοπή αγωγού του δικτύου διανομής χαμηλής τάσης.Στο κεφάλαιο 2 παρατίθεται ο σκοπός της διατριβής, σε ό,τι αφορά τιςμετρήσεις που έγιναν αφενός για τη διερεύνηση της διηλεκτρικής συμπεριφοράς τηςυδρόφοβου σιλικονούχου επάλειψης μονωτήρων και αφετέρου για τη μείωση τηςδιηλεκτρικής συμπεριφοράς μονωτήρων πορσελάνης σε περιβάλλον πυρκαγιάςκαθώς και για την πειραματική διερεύνηση της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτωνκατά την άφιξή τους στο έδαφος.Το κεφάλαιο 3 περιλαμβάνει τις μετρήσεις που έγιναν. Πιο συγκεκριμένα,πρώτα παρατίθεται η διαδικασία και τα αποτελέσματα των μετρήσεων των μερικώνεκκενώσεων σε δοκίμια στερεών ηλεκτρομονωτικών υλικών, από πρεσπάν καιπέρτιναξ, με ή χωρίς υδρόφοβo σιλικονούχο επάλειψη, υπό κρουστικές τάσεις τηςμορφής 1,2/50 μs, σε περιβάλλον ατμοσφαιρικού αέρα. Στη συνέχεια παρουσιάζεταιη διαδικασία και τα αποτελέσματα των μετρήσεων της αντίστασης μόνωσης δοκιμίωνεκ μονωτήρων πορσελάνης (από εξοπλισμό του δικτύου διανομής μέσης τάσης) κατάτη θερμική καταπόνησή τους. Στο τρίτο μέρος του κεφαλαίου παρουσιάζεται ηδιαδικασία και τα αποτελέσματα των μετρήσεων της θερμοκρασίας υποθετικώντηγμάτων αλουμινίου κατά την αφιξή τους στο έδαφος κατόπιν ελεύθερης πτώσηςαπό ύψος 5 m.Στο κεφάλαιο 4 δίνονται δύο τυπικά παραδείγματα θερμικής, διηλεκτρικήςκαι μηχανικής συμπεριφοράς γραμμών διανομής μέσης τάσης ηλεκτρικής ενέργειαςσε περιβάλλον πυρκαγιάς.Τα σχόλια επί των αποτελεσμάτων των προαναφερομένων μετρήσεωνπεριλαμβάνονται στο κεφάλαιο 5. Συγκεκριμένα, η υδρόφοβος σιλικονούχοςεπάλειψη των στερεών μονωτικών πρεσπάν και πέρτιναξ φαίνεται ότι περιορίζει τηνεκδήλωση των μερικών εκκενώσεων. Η μείωση της ειδικής αντίστασης τηςπορσελάνης με την αύξηση της θερμοκρασίας, μπορεί να οδηγήσει σε αναίρεση τηςμονωτικής της ικανότητας. Από τη μέτρηση της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτωναλουμινίου κατά την άφιξή τους στο έδαφος, ύστερα από την ελεύθερη πτώση τουςαπό ύψος 5 m, προέκυψε ότι η αύξηση της θερμοκρασίας ήταν 29 οC πάνω απόεκείνη του περιβάλλοντος και δεν παρατηρήθηκαν ίχνη καψίματος ή μαυρίσματος.Στο έκτο κεφάλαιο δίνεται περιληπτικά η συνεισφορά της εργασίας στηνέρευνα και τις πρακτικές εφαρμογές.-9-Abstract