5.3.3. Аварии ЛЭП от действия гроз во времени

С целью анализа влияния грозовой и солнечной активности на возникновение аварий от действия гроз на линиях электропередач нами были сопоставлены суммарная годовая продолжительность гроз, суммарное число повреждений ЛЭП-110 от гроз для территории Горного Алтая и среднегодовое число солнечных пятен за период с 1992 по 1998 гг. (рис.40). В целом для территории Горного Алтая наблюдается средняя связь между грозовой активностью и числом аварий на высоковольтных линиях электропередач. Коэффициент корреляции суммарной годовой продолжительности гроз и числа повреждений линий электропередач от гроз с 90% уровнем значимости составил 0,7. Корреляции аварийности ЛЭП от действия гроз с солнечной активностью не обнаружено.

Рис.40. Распределение по годам аварий на ЛЭП от гроз, годовой продолжительности гроз и среднегодового числа солнечных пятен

Однако, для рассматриваемого периода с 1992 по 1998 характерно наличие минимума солнечной активности (1994-1995), которому соответствует смена солнечных циклов (22 четного на 23 нечетный цикл). При этом на территории Горного Алтая наблюдается повышение грозовой активности. Одной из причин такого поведения гроз может быть смена знака солнечных циклов определенного направления, т.е. от четного к нечетному. Как мы уже отмечали, Горный Алтай является высоко гелиочувствительной территорией и в периоды высокой активности Солнца электрические процессы грозовых проявлений, видимо, контролируются солнечными процессами (Дмитриев, 1988; Дмитриев, Скавинский, 1989; Дмитриев, Шитов, 1997; Дмитриев, 1998; Шитов, 1999). В период же минимальной активности Солнца электроразрядные процессы гроз Горного Алтая, становятся высокочувствительными именно к электросистемам, которые локально изменяют электрические характеристики приземной атмосферы, и поэтому начинают взаимодействовать с ЛЭП и подстанциями (Кочеева, 2002).

Напомним, что по результатам районирования высотных линий электропередач на территории Горного Алтая по степени аварийности были выделены шесть групп линий (табл.19, рис.38), различающихся по территориальной принадлежности и причинности возникновения повреждений. При этом наибольшей поражаемости от действия гроз подвержены ЛЭП-110, расположенные в наиболее урбанизированном и технически оснащенном Майминском районе (II группа), и линии, находящиеся в грозовом очаге - Шебалинском районе (III группа). Также важно еще раз отметить, что на указанных линиях электропередач в разные годы в сумме возникает более 80% аварий от действия гроз. Для проверки предположения о "чувствительности" гроз в годы спокойного Солнца к электросистемам нами было проведено сопоставление солнечной и грозовой активности с числом повреждений ЛЭП II (Майминский район) и III (Шебалинский район) групп за период с 1992 по 1998 годы (табл.21).

Таблица 6

Повреждаемость от действия гроз в I и II группах ЛЭП-110, солнечная и грозовая активность в период с 1992-1998 гг.

Корреляционный анализ рассматриваемых в таблице 6 величин выявил отрицательную корреляцию между аварийностью от гроз ЛЭП II и III групп (R=-0,8 при р<0,1). На спаде 22-го Солнечного цикла (1992-1994 гг.) отмечается большее число аварий ЛЭП-110 в Майминском районе, в начале 23-го цикла (1995-1998 гг.) действию гроз подвергаются преимущественно линии, расположенные в Шебалинском районе ("грозовой очаг") (табл.6). Кроме того для Майминского района была получена статистически значимая обратная связь числа солнечных пятен и суммарной продолжительности гроз. Коэффициент корреляции составил -0,85 при уровне значимости р<0,1. Для других величин (табл.6) статистически значимые меры связи не обнаружены.

Таким образом, большее число аварий от гроз на ЛЭП происходит в так называемых грозовых очагах (Шебалинский район). В годы снижения солнечной активности увеличивается число аварий на наиболее нагруженных линиях (Майминский район).

Важно отметить, что для территории Майминского района также выявлена обратная связь солнечной активности и числа отключений ЛЭП-110 с не установленными причинами (R=-0,7 при р < 0,01). Т.е. в годы спокойного Солнца между 22-м и 23-м солнечными циклами в рассматриваемом районе отмечалось увеличение автоматических отключений, причины которых выявить не удалось. С точки зрения представлений о нарастании концентрации модифицированного физического вакуума (МВФ), являющейся следствием изменения Солнечной активности (Дмитриев, Дятлов, Гвоздарев, 2004), аварийность ЛЭП на территории Майминского района с невыявленными причинами возникновения не является "экзотическим" исключением. Она еще раз подчеркивает экологический риск неравновесного электросостояния среды, вызванного прохождением высотных линий электропередач.

Механизм дополнительных автоматических отключений электросети с позиций модели модифицированного физического вакуума, подразумевающего существование вакуумных доменов (или природных самосветящихся образований (ПСО) - области пространства, в которых локально осуществляется связь электрических и гравитационных поляризаций, а также связи спиновых и магнитных индукций) подробно рассмотрен в работе (Дмитриев, Дятлов, Гвоздарев, 2004, с. 101). Так как гроза является одним из видов "проявленных" ПСО-ВД (Дмитриев, 1998), то мы считаем уместным кратко процитировать основную идею влияния ПСО-ВД на аварийность ЛЭП: "При попадании ЛЭП в тело ВД возможно замыкание проводов через воздух за счет повышения его проводимости. Такое замыкание должно вызвать переходные процессы в сети, которые могут привести к повышению напряжения и отключению автоматики. ... Если ЛЭП поднимается в гору и попала внутрь ВД, на таком участке за счет электрогравитационной поляризации должна возникнуть значительная статическая разность потенциалов. Ее изменение при движении ВД (появление при входе проводов внутрь ВД и исчезновение при выходе) также может создать значительные токи в ЛЭП и привести к выключению автоматики" (Дмитриев, Дятлов, Гвоздарев, 2004, с. 102).

Для Майминского района подтверждением возможного дополнительного влияния на аварийность ЛЭП именно ПСО-ВД может свидетельствовать факт регистрации гроз с частотой разрядов более 100 импульсов в минуту, а также регистрация мощных гроз без грома (Дмитриев, Кочеева, Шитов, 2002). Наличие специфики грозоразрядных процессов в Майминском районе еще раз говорит в пользу наличия и генерации на отдельных участках модифицированного физического вакуума. Кроме того, ЛЭП Сигнал-Майма, для которой наблюдается до 20% отключений от наброса мощности (табл.4), "поднимается в гору". Перепад относительной высоты для нее составляет около 100-150 м. Большая часть отключений этой линии от наброса мощности происходит в дни магнитных бурь.

Стоит также отметить, что и для сети ЛЭП расположенных на территории грозового очага (Шебалинский район) также характерно максимальное число аварий с не выясненными причинами (см. раздел 5.3.1, табл.19). Возможно и здесь определенный вклад в аварийность вносится генерацией ПСО-ВД на отдельных участках, характеризующихся геолого-геофизическим не равновесием среды, контролируемым солнечной активностью (Дмитриев, 1998).

Рассматривая влияние солнечной активности на характер аварийности ЛЭП по причине действия гроз, важно также проведение исследований зависимости аварийности ЛЭП от степени геомагнитной активности. Для этого дни грозоактивных сезонов в период с 1992 по 1998 гг. были разделены по величине Kp индекса на две группы: дни с низкой геомагнитной активностью (Кр<4) и дни с высокой геомагнитной активностью (Кр≥4) Результаты сравнения среднего числа аварий от гроз на ЛЭП-110 по выделенным группам приведены на рисунке 41. Так отключения высоковольтных линий электропередач по причине действия гроз происходят преимущественно в магнитоспокойные дни. Оценка достоверности полученных изменений по критерию Стьюдента выявила их статистическую значимость. Статистически значимых изменений аварийности ЛЭП с неустановленными причинами в дни магнитных бурь и в магнитоспокойные дни обнаружить не удалось.

Рис.41. Распределение среднего числа аварий на ЛЭП-110 на территории горного Алтая в зависимости от степени геомагнитной активности

Таким образом, экологические риски грозовой активности (отключение линий электропередач, лесные пожары от гроз) повторяют тенденцию максимизации числа гроз в магнитоспокойные дни.