خاموشی ناشی از طوفان یخ در سال ۱۹۹۸

تپ چنجر تحت بار براي ترانسفورماتور هاي قدرت (بخش ۴)
شهریور ۱۸, ۱۳۹۹
پست ۱۰۰۰ کیلوولت مجهز به بوشینگ های کامپوزیتی GIS
شهریور ۲۵, ۱۳۹۹

خاموشی ناشی از طوفان یخ در سال ۱۹۹۸

 

 

طوفان یخ عظیم ژانویه ۱۹۹۸ همچنان در بین مخربترین اتفاقات در تاریخ نوین شبکه برق است که بر روی بخش اعظمی از کانادای شرقی و قسمت های شمالی آمریکا تاثیر گذاشت. مردم ایالت کبک کانادا بصورت جزئی، با بیش از یک میلیون شهروند که بدون برق – که بعضی از آنها برای ۲ ماه برق نداشتند،  تحت تاثیر این واقعه قرار گرفتند. در این مقاله با مصاحبه های اختصاصی و عکس هایی که بلافاصله بعد از این رویداد گرفته شده اند، در رابطه با نکاتی که از این واقعه آموخته شد بحث می کند. با توجه به مشاهدات طوفان یخ مشابهی که اروپا را مانند آمریکای میانه غربی تحت تاثیر قرار داد، این نوع اتفاقات نمی توانند تا این حد شدید رخ دهند مگر هر یک بار در یک نسل. امروزه، با تغییرات آب و هوایی، این نوع پدیده آب و هوایی ممکن است به یک مشکل تکراری برای مراکز برق تبدیل شود.

واژگون شدن هزازران دکل برق منطقه بوسیله ی طوفان عظیم یخ ۱۹۹۸ بیشتر به دلیل قرار گرفتن فاجعه آمیز یخ بر روی کانداکتور ها، دقیقا بالای محدودیت های طراحی بیشتر خط ها بود، مخصوصا به دلیل  مشایعت بادهای زیاد. با این وجود، حقیقت اینست که همه ی خط ها دچار واژگونی نشدند. در حقیقت برخی از ساختار های انتقال پا برجا مانده حتی با اینکه عملا تمامی دکل های خط کناری افتاده بودند. چندین سال پیش، یک مهندس کارشناس انتقال که از نزدیک درگیر مشکلات متعاقب مربوط به طوفان یخ بود، دیدگاه هایش را در رابطه با این طوفان در اختیار مجله INMR قرار داد.

برایان وایت توضیح می دهد: “اگر من یک اعتقاد در زندگی حرفه ای خود داشته باشم، آن اینست که نباید اجازه داده شود تا سیستم سیم در خطوط انتقال قطع و یا دچار مشکل شود. این قضیه مربوط به مقره ها در رشته ها یا پوزیشن های یک طرفه نیز می شود.” وایت در تمام عمر خود با بررسی خرابی های دائمی خطوط انتقال در سراسر جهان زندگی کرد. و همچنان موقع صحبت در باره ی خاطراتی که دو دهه ی پیش وقتی با همکارش  داشته است برقی در چشمانش دیده می وشد وقتی او به همراه همکارش در بین اولین رسیدنشان به بالک واژگون شده یک دکل انتقال بودند، یکی از ده ها دکلی که از خط ۷۳۵ کیلوولت جنوب شرقی مونترال افتاده بودند. همانجا،  کنار روی زمین کنار یکی از دکل های واژگون شده یک مقره ی سرامیکی قرار داشت که از شواهد معلوم بود که از نظر مکانیکی کاملا خراب شده است. او اشاره کرد که، با وجود اینکه سرامیک ها ساختار شکننده ای دارند اما این مقره ها بسیار با دوام هستند. او تاکید کرد که شرایط این نوع رشته مقره را نمی توان فقطز از روی اینکه به راحتی بر روی زمین افتاده اند بررسی کرد. اگر یک بسته ی ۴ تایی از مقره ها بیوفتد و شما یک رشته مقره شکسته شده پیدا کنید، بطور واضح این بدلیل افتادن مقره نیست و در آن صورت در بدترین حالت چیپ آن می شکست. خیر، وجود این شدت از تخریب مقره ها شواحد بسیار قوی تری از این دارد که این فیل شدن قبل از افتادن مقره بر روی زمین است.

وایت که نه چندان قبل درگذشت، از آرژانتین به ژاپن و سپس به چین برای سخنرانی به عوان مشاور کارشناس در طراحی دکل در مراکز برقی سفر کرد. او در رابطه با دلیل اصلی تعداد زیاد خرابی ها در ژانویه ۱۹۹۸ توضیح داد: “اگر ساختار بستر خطوط انتقال بوسیله ی یخ های بزرگ شکسته شود، باعث افتادن آنها شده۸ و این ها به دلیل این هست و نه۸ هیچ چیز بیشتری. یک خط ممکن است یک دکل را از دست دهد، اما این اتفاقی جزئیست. به طور مشابه، اگر یک مقره سوسپانسون فیل کند، کانداکتور می افتد. با وجو اینکه این یک مشکل جدی تلقی می شود، اما هنوز قابل مقایسه با بدترین کابوس یک مهندس خط انتقال- فیل کردن آبشاری- نیست.”

وایت این مشکلات را با چیزی که می تواند ادر خرابی ای در سیستم های سیم های اور هد در خطوط انتقال اتفاق بیوفتن مقایسه کرد. او می گوید: “اگر این شبکه بحرانی دچار قطعی شود، به ناچار لود های طولی هم دچار فیل آبشاری می شوند. او همچنین اشاره کرد که انواع خاص ساختار ها، مانند دکل های V، می تواند در این نقطه مقاومت کند. ولی این مقدار یخ سنگین بر روی کانداکتور، باعث می شود که توقف این فیل آبشاری تقریبا غیر ممکن شود، و این موضوع به نوع دکل نیز بستگی ندارد.

وایت به مثالی در مورد یک سیستم مرده ی خط ۷۳۵ کیلوولتی اشاره کرد که متشکل از ۴ زنجیره ی ۳۶ تایی مقره های موازی که به هم جفت شده بودند اشاره کرد. او ازعان کرد که اگر یکی از این مقره ها در هر یک از این زنجیره ها از نظر مکانیکی فیل کند (دچار خرابی شود)، شوک عظیمی به تمام ساختار وارد خواهد شد- او انرژی که آزاد می شود تخمین میزند که برابر با پرتاب ماشینی بزرگ از فاصله ی چندین متری باشد.

پس از نظر وایت چه چیزی باعث بروز قطعی در سیستم های سیم در خطوط می شوند که باعث قطعی آبشاری می شود؟ “مقره های با کیفیت پایین” او بدون لحظه ای مکس گفت. ” همینقدر ساده و مهم. مانند همه ی خطوط، سیستم انتقال برق فقط به اندازه ی ضعیف ترین پیوندشان قابل اعتماد هستند.”

طبق صحبت های وایت، نسبت مقره های تحت بار به شبکه های متاثر کمتر از میزان استاندارد بوده، بسته به فرمولاسیون میزان آلمینیوم اکسید افزودنی به کار رفته در سیمان مایل است که بطور قابل توجهی زمان درمان را کاهش می دهد. البته او تاکید کرد که این کاهش با کاهش عملکرد مکانیکی مشابه تطبیق دارد. در حقیقت، او ادعا می کند که شواهد واضحی از تست وجود دارد که این مقره ها شروع به از دست دادن مقاومت مکانیکی خود شدند در حالی که هنوز در انبار بودند. وایت سپس عکسی از زنجیره ی V شکل دوبل خط ۷۳۵ کیلوولتی که از همین مقره های نامرغوب در آن استفاده ده بود منتشرکرد و ثابت کرد که آنها در فقط نصف لود اسمیشان افتاده بودند. ” تمام شواهد در دست از این حادثه  به یک نتیجه ی ساده  تکیه می کنند: مقره های نامناسب در هر نوع ساختار یک طرفه ای می تواند سبب بروز مشکل شود.”

پس چطور می توان جلوی همچین فیل آبشاری را زمانی که آغاز شده باشد، گرفت؟ بعضی از مراکز ایده ساختاری مخصوص و تقویت شده را در نظر گرفتند که طوری طراحی شده که شوک وارد شده را جذب کند و ازین طریق موجب قطع فیل آبشاری شود. با این وجود، وایت در رابطه با این زاه حل کمی شکاک بود. ” من شخصا باور ندارم که اینکار در عمل موثر واقع شود. تنها راه متوقف کردن قطعی آبشاری از دیدگاه من، اینست که از حرکت سیستم سیم جلوگیری کرد. در این صورت حتی اگر دکل های تقویت شده هم سالم بمانند، قطعی آبشاری ادامه پیدا خواهد کرد.”

با نگاهی دوباره به تجربیات گفته شده، وایت از دیدگاه فلسفی هم اشاره کرد که: “من تمام زندگی خودم را صرف بررسی و مطالعه فیل ها و خرابی ها کردم. اینجا موقعیتی بود از مقره های نامناسب تحت بار در یک لوکیشن آسیب پذیر به خصوص در شبکه. اگر این مدل مقره ها را بطور درست مورد آزمایش قرار دهید تا متوجه شوید واقعا چه اتفاقی رخ داده است، آنگاه است که در رسیدن به جواب پیشرفت می کنید. در غیر این صورت به هیچ جایی نمی رسید.”

 

شکل: مقره ی جدا شده از زنجیره دقیقا کنار دکل سرنگون شده ی ۷۳۵ کیلوولتی

شکل: این عکس توسط وایت استفاده شده بود تا ادعای خود را در رابطه باا اینکه مقره های با کیفیت با پایین دچار سقوط شدند با اینکه فقط در نصف لود اسمی خود قرار داشتند، را ثابت کند.

 

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *