Υπαίθριες γραμμές διανομής χαμηλής τάσης σε περιβάλλον πυρκαγιών
Authors: Ψαρρός Ελευθέριος 
Published: August 2021

Η εργασία αυτή αφορά τις υπαίθριες γραμμές διανομής χαμηλής τάσης σε περιβάλλον πυρκαγιάς. Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μία εισαγωγή στα εναέρια δίκτυα διανομής και μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας. Γίνεται μία σύντομη αναφορά στα φαινόμενα των σπινθηρισμών στις εναέριες γραμμές διανομής και στη θερμική καταπόνηση των γραμμών διανομής χαμηλής τάσης κατά το βραχυκύκλωμα. Ο σκοπός της εργασίας που καθορίζεται στο δεύτερο κεφάλαιο είναι: η θερμική καταπόνηση των γυμνών αγωγών του δικτύου διανομής τόσο από την πυρκαγιά όσο και από το βραχυκύκλωμα. Εξετάζονται επίσης: η θερμοκρασία υποθετικών τηγμάτων από τους αγωγούς κατά την πρόσκρουσή τους στο έδαφος καθώς και η παραμένουσα διαστολή των επιτόνων από την πυρκαγιά. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται μία πειραματική και θεωρητική διερεύνηση της συνθήκης ουδετέρωσης σε γραμμές διανομής χαμηλής τάσης. Ακολούθως προτείνεται ένα μαθηματικό μοντέλο υπολογισμού της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτων αλουμινίου κατά την πρόσκρουσή τους στο έδαφος, καθώς και μία εφαρμογή του (βλ. κεφάλαιο 4). Στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται τα πειραματικά και τα θεωρητικά αποτελέσματα για τη συμπεριφορά των επιτόνων σε περιβάλλον πυρκαγιάς. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής έγιναν 5 προγράμματα στον ηλεκτρονικό υπολογιστή για τη διευκόλυνση των υπολογισμών σε περιπτώσεις πυρκαγιών του (βλ. κεφάλαιο 6): α) το πρόγραμμα υπολογισμού της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτων μετάλλου, β) το πρόγραμμα υπολογισμού του ύψους της φλόγας σύμφωνα με το σχήμα της βλάστησης, γ) το πρόγραμμα υπολογισμού του ύψους της φλόγας σύμφωνα με το ρυθμό απελευθέρωσης θερμότητας, δ) το πρόγραμμα αναλυτικού υπολογισμού του εναλλασσόμενου ρεύματος βραχυκύκλωσης και της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στους αγωγούς σε περίπτωση τριφασικού βραχυκυκλώματος σε μία γραμμή διανομής χαμηλής τάσης και ε) το πρόγραμμα εμπειρικού υπολογισμού του εναλλασσόμενου ρεύματος βραχυκύκλωσης και της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στους αγωγούς σε περίπτωση τριφασικού βραχυκυκλώματος σε μία γραμμή διανομής χαμηλής τάσης. Τα σχόλια επί των πειραματικών και των θεωρητικών αποτελεσμάτων που προαναφέρθηκαν δίνονται στο έβδομο κεφάλαιο. Μπορεί να υποτεθεί ότι κατά την εκδήλωση του βραχυκυκλώματος σε οποιαδήποτε γραμμή διανομής χαμηλής τάσης για την οποία ισχύει η συνθήκη ουδετέρωσης, δεν δημιουργούνται τήγματα αλουμινίου γιατί η αύξηση των θερμοκρασιών που αναπτύσσονται είναι αμελητέα. Επίσης το προτεινόμενο μαθηματικό μοντέλο φαίνεται ότι δίνει μία ικανοποιητική προσέγγιση για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας υποθετικών τηγμάτων αλουμινίου κατά την πρόσκρουσή τους στο έδαφος. Από τα πειραματικά και θεωρητικά αποτελέσματα φαίνεται ότι η φωτιά προκαλεί παραμένουσα διαστολή στους επιτόνους που έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της ισορροπίας των δυνάμεων στους στύλους, με επακόλουθο να προκαλείται μείωση των αποστάσεων μόνωσης. Στο όγδοο κεφάλαιο δίνεται περιληπτικά η προαναφερθείσα συνεισφορά της εργασίας (του 7ου κεφαλαίου) στην έρευνα και τις πρακτικές εφαρμογές. Στο τέλος της εργασίας υπάρχουν τα παραρτήματα που αφορούν α) τον υπολογισμό της θερμικής ροής από ακτινοβολία σε αγωγό αλουμινίου από καιγόμενο δέντρο, β) τον υπολογισμό της θερμικής ροής από μεταφορά σε αγωγό αλουμινίου από φωτιά χαμηλής βλάστησης και γ) ένα παράδειγμα χρήσης του προγράμματος υπολογισμού του ύψους της φλόγας σε περίπτωση πυρκαγιάς υπαίθρου κάτω από γυμνούς αγωγούς αλουμινίου του δικτύου της χαμηλής τάσης, καθώς και η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε.