العمل عبر الخط المباشر

في الهندسة الكهربائية ، يُعرف العمل على الخطوط الكهربائية الحية ، أو ما يُسمى أيضًا بصيانة الخطوط الساخنة ، بأنه صيانة المعدات الكهربائية، التي غالبًا ما تعمل بجهد عالٍ ، أثناء توصيلها بالتيار الكهربائي. ورغم أن هذا العمل أكثر خطورة على العاملين من العمل على المعدات الكهربائية بعد فصل التيار عنها، إلا أن تقنيات صيانة الخطوط الحية تُستخدم في قطاع توزيع الطاقة الكهربائية لتجنب انقطاع التيار الكهربائي عن المشتركين وتكاليفه الاقتصادية الباهظة لإجراء الصيانة الدورية الضرورية على خطوط النقل وغيرها من المعدات.
طُوِّرت أولى تقنيات العمل على خطوط الكهرباء الحية في أوائل القرن العشرين، وجرى لاحقًا تحسين كلٍّ من المعدات وأساليب العمل للتعامل مع الفولتيات العالية المتزايدة. وفي ستينيات القرن الماضي، طُوِّرت أساليب في المختبرات لتمكين العاملين الميدانيين من الاتصال المباشر بخطوط الجهد العالي. ويمكن تطبيق هذه الأساليب لضمان العمل الآمن عند أعلى فولتيات النقل. [ 1 ]
خلفية
بشكل عام، يستحيل تحديد ما إذا كانت الأجهزة الكهربائية موصولة بالتيار الكهربائي بمجرد النظر؛ وعلى أي حال، غالباً ما يكون من الضروري صيانة الدوائر أو إصلاحها أثناء تشغيلها. إضافةً إلى ذلك، عند الفولتية العالية، ليس من الضروري ملامسة الأجهزة المشحونة مباشرةً للتعرض للصدمة الكهربائية، لأن الشرارة الكهربائية قد تنتقل من الجهاز إلى أداة أو جزء من الجسم. كما أن مواد مثل المطاط، رغم كونها عوازل ممتازة، معرضة أيضاً للتلف الكهربائي عند الفولتية العالية.
طُرق

بشكل عام، توجد ثلاث طرق للعمل على خطوط الكهرباء الحية تساعد العمال على تجنب المخاطر الكبيرة المرتبطة بهذا العمل. [ 2 ] وتعمل هذه الطرق، بطرق مختلفة، على منع مرور التيار الكهربائي من المعدات الحية عبر العامل.
- عصا ساخنة أو أداة خط مباشر
- تُستخدم العصي العازلة في أعمال الخطوط الكهربائية الحية، حيث يبقى العامل على مسافة محددة من الأجزاء الموصلة للتيار الكهربائي، وينفذ العمل باستخدام عصا عازلة. ويمكن تثبيت أدوات على العصا، مما يسمح بإنجاز العمل بأمان بعيدًا عن الموصلات الكهربائية.
- قفازات عازلة أو قفازات مطاطية
- يتم حماية عامل الخطوط الكهربائية الحية كهربائياً بواسطة قفازات عازلة ومعدات عازلة أخرى، ويقوم بالعمل عن طريق الاتصال الميكانيكي المباشر بالأجزاء الحية.
- باليد المجردة أو الإمكانات
- في أسلوب العمل اليدوي المباشر، يقوم العامل بملامسة الأجزاء الموصلة للتيار الكهربائي مباشرةً. قبل التلامس، يُرفع جسم العامل إلى نفس الجهد الكهربائي للأجزاء الموصلة، ثم يُثبّت هناك بواسطة وصلة كهربائية، مع الحفاظ على عزل مناسب عن المحيط ذي الجهود المختلفة، كالأرض أو الأشخاص الآخرين أو الأشجار. ولأن العامل والأجزاء الموصلة للتيار الكهربائي يكونان على نفس الجهد، لا يمر أي تيار كهربائي عبر جسم العامل.
- تم الكشف عنها أو تم تفريغها من الطاقة
- تعتبر بعض المنظمات العمل على المعدات غير المؤرضة والمفصولة عن التيار الكهربائي شكلاً آخر من أشكال العمل على خطوط الكهرباء الحية. وذلك لأن الخط قد يُشحن عن غير قصد (مثلاً من خلال محول مشحون عكسياً، ربما نتيجة لمولد طوارئ غير موصول بشكل صحيح وغير معزول بشكل كافٍ في منشأة العميل)، أو قد يُقترن حثياً بخط مجاور قيد التشغيل. ولمنع ذلك، يُؤرض الخط أولاً باستخدام مشبك يُعرف باسم وصلة التأريض. وبمجرد تثبيته، لا يُعتبر أي عمل لاحق عملاً على خطوط الكهرباء الحية.
عصا ساخنة
ظهرت تقنية العمل بالعصي العازلة في العقد الثاني من القرن العشرين، حيث استُخدمت أعمدة عازلة مصنوعة من الخشب المُعالج حراريًا في مهام مثل استبدال الصمامات ، واستبدال عوازل الأعمدة، ونقل الخطوط إلى دعامات مؤقتة. [ 2 ] مكّنت هذه العصي فنيي الخطوط من إنجاز العمل دون تجاوز مسافات الأمان الدنيا من المعدات الكهربائية الحية. ومع تطور الخبرة في هذه التقنيات، ازدادت جهود التشغيل التي يُجرى عندها العمل. ومع ظهور أعمدة الألياف الزجاجية في أواخر الخمسينيات، والتي لا تتشقق ولا تمتص مياه الأمطار، أصبحت شركات الكهرباء مستعدة لتنفيذ أعمال الصيانة بالعصي العازلة حتى أعلى جهود التشغيل لديها، والتي قد تصل إلى 765 كيلوفولت. [ 2 ]
يمكن تركيب أدوات، مثل الخطافات أو مفاتيح الربط، في نهاية العمود. وتتيح الأعمدة الأكثر تطوراً إمكانية استخدام أدوات تعمل بالهواء المضغوط أو الهيدروليكي، مما يسمح، على سبيل المثال، بفك البراغي عن بُعد. كما تتيح فرشاة سلكية دوارة تنظيف طرف التوصيل قبل إجراء التوصيل. ومع ذلك، تقل مهارة العامل بشكل طبيعي عند استخدام الأدوات في نهاية عمود يبلغ طوله عدة أمتار. [ 3 ]
قفازات عازلة أو قفازات مطاطية للعمل
تُستخدم عادةً للأعمال التي تزيد عن 1 كيلو فولت تيار متردد و1.5 كيلو فولت تيار مستمر. الفئات الأساسية هي:
- الفئة 00 - جهد التشغيل بين الأطوار 500 فولت
- الفئة 0 - جهد التشغيل بين الأطوار 1.0 كيلو فولت
- الفئة 1 - جهد التشغيل بين الأطوار 7.5 كيلو فولت
- الفئة 2 - جهد التشغيل بين الأطوار 17 كيلو فولت
- الفئة 3 - جهد التشغيل بين الأطوار 26.5 كيلو فولت
- الفئة 4 - جهد التشغيل بين الأطوار 36 كيلو فولت
تحمي القفازات العامل من التعرض للجزء الموصل للتيار الكهربائي الذي يعمل عليه، والذي يُشار إليه أحيانًا بنقطة التلامس الأولى؛ وهي النقطة التي يدخل منها التيار إلى الجسم في حال حدوث تلامس غير مقصود. وتُستخدم أغطية من مواد عازلة، مثل البطانيات وخراطيم الكهرباء، في العمل بالقفازات المطاطية لحماية العامل من التعرض لجزء ذي جهد كهربائي مختلف، والذي يُشار إليه أحيانًا بنقطة التلامس الثانية؛ وهي النقطة التي يخرج منها التيار من الجسم في حال حدوث تلامس غير مقصود.
اليد المجردة
العمل اليدوي المباشر، أو العمل على خطوط الكهرباء، يتضمن وضع العامل في اتصال كهربائي مباشر مع خط كهربائي علوي مُفعّل. قد يعمل العامل بمحاذاة الخطوط، أو من منصة معلقة بها، أو قد يجلس أو يقف مباشرة على الخط نفسه. [ 3 ] في جميع الحالات، يبقى جسم العامل على نفس جهد الخط. من الضروري أن يلتزم العامل بحدود اقتراب مناسبة وكافية من أي جزء ذي جهد مختلف. استُخدمت هذه التقنيات لأول مرة عام 1960. [ 2 ]
هناك عدة طرق يمكن للعامل من خلالها الوصول إلى الأجزاء الحية:
- يستطيع العامل الوصول إلى الموقع باستخدام نوع متخصص من منصات العمل المتحركة المرتفعة (MEWP) تُسمى جهازًا هوائيًا عازلًا (IAD)، مزودًا بذراع من مادة عازلة، حيث تكون جميع الأجزاء الموصلة في نهاية المنصة ملحومة معًا. وهناك متطلبات أخرى لضمان العمل الآمن، مثل أجهزة التحكم في الميل، ووسائل منع حدوث فراغ في خطوط الهيدروليك، وغيرها.
- يستطيع العامل الوقوف على سلم عازل يتم تحريكه إلى الخط بواسطة حبل غير موصل للكهرباء.
- يتم إنزال العامل من طائرة هليكوبتر وينقل نفسه إلى خط الإنتاج.
- يتم نقل العامل إلى جانب السلك بواسطة طائرة هليكوبتر تحوم في الجو، ويعمل من ذلك الموقع.
عند اقتراب العامل من الخط، يتشكل قوس كهربائي بينه وبين الخط نتيجةً لشحنه. قد يكون هذا القوس مُنهكًا، لذا يجب على العامل توصيل نفسه بالخط كهربائيًا فورًا لمنع حدوث المزيد من الأقواس. [ 3 ] قد يستخدم العامل عصا موصلة أثناء الاقتراب لإجراء التوصيل الأولي. بمجرد ملامسة الخط، يكون العامل في مأمن من الصدمة الكهربائية لأن كلاً من العامل والسلك يكونان على نفس الجهد الكهربائي ، وبالتالي لا يمر أي تيار عبر جسمه. هذا هو نفس المبدأ الذي يسمح للطيور بالجلوس بأمان على خطوط الكهرباء. [ 3 ]
عند إتمام العمل، تُعكس العملية لإخراج العامل بأمان من السلك. يوفر العمل باليد المجردة لعامل الخطوط مهارة أكبر من طريقة العصا الساخنة، وقد يكون الخيار المفضل إذا سمحت الظروف بذلك. [ 4 ] باستخدام هذه التقنية، يمكن استبدال سلاسل العوازل وفواصل الموصلات ومخمدات الاهتزاز ، أو وصل الخطوط ، دون أي انقطاع في التيار الكهربائي. [ 4 ]
يكفي المجال الكهربائي القوي المحيط بالأجهزة المشحونة لتوليد تيار كهربائي يبلغ حوالي 15 ميكروأمبير لكل كيلوفولت/متر عبر جسم الإنسان. [ 5 ] ولمنع ذلك، يُطلب عادةً من العاملين الذين يتعرضون للحرارة الشديدة ارتداء بدلة فاراداي . وهي عبارة عن بدلة عمل مصنوعة من ألياف موصلة أو منسوجة بها بالكامل. تُعتبر هذه البدلة بمثابة قفص فاراداي قابل للارتداء ، يعمل على معادلة الجهد الكهربائي على الجسم، ويضمن عدم مرور أي تيار كهربائي عبر الأنسجة. [ 6 ] [ 7 ] كما أن القفازات الموصلة، وحتى الجوارب الموصلة، ضرورية أيضًا، [ 8 ] مع إبقاء الوجه فقط مكشوفًا. [ 3 ]
لا يوجد حد عملي كبير للجهد الأقصى للعمل اليدوي الساخن، وقد تم تنفيذه بنجاح في بعض من أعلى جهود تشغيل النقل في العالم، مثل نظام 1150 كيلو فولت الروسي . [ 9 ]
هليكوبتر
يستطيع عامل صيانة خطوط الكهرباء، مرتدياً بدلة فاراداي، العمل على خطوط كهربائية عالية الجهد أثناء نقله إليها بواسطة مروحية. ويمكنه إجراء الصيانة جالساً على منصة مثبتة على المروحية بينما تحوم الطائرة بجوار الخط. عند الاقتراب من الخط، يتم ملامسة عصا طويلة له لمعادلة جهد المروحية مع جهد الخط، ثم يتم توصيل سلك ربط قابل للفصل، موصول بهيكل المروحية، بالخط أثناء العمل. أو بدلاً من ذلك، يمكن للعامل الانتقال من المروحية إلى الأسلاك والزحف عليها، ثم تعود المروحية لاصطحابه بعد إتمام العمل. [ 10 ]
حماية العين
القوس الكهربائي شديد السطوع، حتى في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، وقد يُسبب ما يُعرف بـ"عين القوس" ، وهي حالة مؤلمة قد تُؤدي إلى فقدان البصر . لذا، يُنصح بتزويد العمال بنظارات واقية مُلونة لحماية أعينهم في حال حدوث وميض، وللحماية من الشظايا المتطايرة من القوس الكهربائي.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ غورور، رافي (26-08-2017). "العمل على الخطوط الحية والعوازل" . INMR : مصادر معلومات النقل والتوزيع المستقلة . تم الاسترجاع في 10-03-2019 .
- 1 2 3 4 "دليل العمل المباشر للمحطات الفرعية" (ملف PDF) . معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI ). أكتوبر 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2008 .
- 1 2 3 4 5 ستيكس، غاري (سبتمبر 1988). "العمل في درجات حرارة عالية: الحياة عند 765 كيلو فولت" (ملف PDF) . مجلة IEEE Spectrum . 25 (9): 54-56 . doi : 10.1109/6.7169 . ISSN 0018-9235 .
- 1 2 ميلر، آر إتش؛ مالينوفسكي، جيه إتش (1970). تشغيل نظام الطاقة . ماكجرو هيل بروفيشنال . ص 178-180 . ISBN 978-0-07-041977-3.
- ↑ كراولسكي، أندريه؛ نييادليك، توماش (7-9 يونيو 2006). "أعمال الأسلاك الحية على خطوط النقل الهوائية ذات الجهد 400 كيلوفولت و220 كيلوفولت" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الدولي الثامن للصيانة الحية . براغ: ICOLIM 2006.
- ↑ بوسونيتو، دوريانو؛ إيوليتا، ماريو (7-9 يونيو 2006). "تطوير البدلات الموصلة: التجربة الإيطالية" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الدولي الثامن للصيانة الحية . براغ: ICOLIM 2006.
- ↑ ديفيز، جون (1988). أداء الملابس الواقية . الجمعية الأمريكية لاختبار المواد الدولية . الصفحات 813-832 . ISBN 978-0-8031-1167-7.
- ↑ مجلة التايمز الكهربائية . المجلد 156. يوليو 1969. ص 58.
- ↑ كريلوف، إس. في.؛ تيماشوفا، إل. في. (1993). "تجربة صيانة الخطوط الحية على خطوط 500-1200 كيلوفولت في روسيا". وقائع مؤتمر ESMO '93. المؤتمر الدولي السادس لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول إنشاءات النقل والتوزيع وصيانة الخطوط الحية . الصفحات 359-368 . doi : 10.1109/TDCLLM.1993.316236 . ISBN 0-7803-1340-2.
- ↑ هيد، إيلان (أبريل 2015). "الشحنات عالية القيمة" . مجلة فيرتيكال . الصفحات 80-87 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2021 .
- الطاقة الكهربائية
- السلامة الكهربائية
