بخشی از مقاله
آسيب به تاسيسات برقي و عمليات ترميم آن پس از وقوع زلزله
چکیده
در این مقاله پس از بررسی آسیبهای وارده به تاسیسات برق نمونه شهر بم و عملیات ترمیم آن پس از وقوع زمین لرزه، با تعیین نقاط با اهمیت شبکه و پهنه بندی خطر زلزله در ایران، میزان خطرپذیری شبکه برق کشور در برابر زمین لرزه مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین در این مقاله بر اساس مشاهدات صورت گرفته در زمین لرزه‌های اخیر ایران نظیر بم، زرند،قائنات و گیلان، اجزا آسیب پذیر شبکه قدرت در برابر زمین لرزه مورد شناسایی قرار گرفته اند و راهکارهایی جهت
بهسازی و ایمن سازی این تجهیزات و افزایش قابلیت اطمینان شبکه در برابر زمین لرزه ارائه گردیده است. از آنجایی که طراحی ادوات جدایش پایه و جاذب انرژی بواسطه جرم نسبتا کم تجهیزات پست ها، سادگی اتصال آنها به سازه‌های نگهدارنده و سادگی اتصال سازه‌های نگهدارنده به پی، به سادگی میسر می باشد، استفاده از این ادوات به منظور افزایش پریود سازه و کاهش شتاب وارده به تجهیزات در زمان وقوع زلزله به عنوان یک راهکار کارآمد پیشنهاد گردیده است.
كلمات کلیدي: زمین‌لرزه، خطرپذیری، پست، حداکثر شتاب زمین، روانگرایی، ادوات جدایش پایه و جاذب انرژی
1- مقدمه
بر اثر زمین لرزه به بزرگی 5/6 درجه ریشتر، در ساعت 5 صبح روز جمعه پنجم دیماه سال 1382 در 193 کیلومتری کرمان اتفاق افتاد، شهرستان بم و ارگ تاریخی آن بکلی ویران شد.در این زمین لرزه بیش از 26000 نفر در بم، بروات و تعدادی از روستاهای اطراف جان باختند و در حدود 14.360 نفر نیز زخمی گردیدند. همچنین در حدود 6/99 درصد ساختمانها و تقریبا تمامی تاسیسات زیربنایی (شریان‌های حیاتی) این شهرستان نظیر شبکه‌های برق، آب و فاضلاب، گاز، تلفن، جادهها، پلها و قنوات بطور جدی آسیب دیدند. تنها خسارت مستقیم وارده به تاسیسات پست 230 کیلو ولت و شبکه فشار متوسط و ضعیف بم بالغ بر 67 میلیارد ریال گردید[1].
از آنجایی که عملکرد مناسب شبکه برق در هنگام وقوع زلزله متضمن برون شد هر چه سریعتر از شرایط بحرانی، بازیافت سایر تاسیسات زیربنایی و خود ترمیمی جامعه میباشد، تعیین نقاط آسیب‌پذیر شبکه انتقال و توزیع کشور در برابر زلزله و طرحریزی راهکارهایی جهت بهسازی و ایمنی سازی تجهیزات شبکه در این نقاط و همچنین فعال نمودن ستادهای مدیریت بحران در صنعت برق از اهمیت ویژهای برخوردار است.
2- وضعیت زمین ساختی پهنه زلزله زده و ساز و کار زمین‌لرزه بم
بر اساس تخمین گشتاور لرزهای و مشاهده نگاشت لرزه اصلی و پسلرزه‌ها، بزرگای زلزله بم5/6 ریشتر و ژرفای کانونی آن، 8 کیلومتر برآورد گردید. گسل بم با راستای عمومی شمالی-جنوبی از نزدیکی شهر بم و از کنار شهر بروات، عبور می‌نماید (شکل 1).
شکل 1: پهنه زلزله زده بم
نگاشت بدست آمده در ایستگاه شتاب‌نگاری بم برروی مولفه‌های افقی شمالی- جنوبی و شرقی –غربی به ترتیب بیشینه شتاب تصحیح نشده و بر روی مولفه‌های قائم بیشینه شتاب تصحیح نشده را نشان میدهد.
3- آسیبهای وارده به تاسیسات برق بم
برق بم و حومه آن توسط یک پست 230 کیلوولت تامین می‌گردد. این پست بواسطه دو خط انتقال 230 کیلوولت به پستهای شهاب و عنبرآباد متصل می‌گردد. در زمان وقوع زلزله دو خط انتقال 230 کیلوولت بم – کرمان 1 وبم - کرمان 2 نیز در دست احداث بود. این پست دارای یک ترانسفورمر 132/230 و دو ترانسفورمر 20/132 کیلوولت و شینه‌بندی 5/1 کلیدی ناقص میباشد.بخش 132 کیلوولت این پست توسط دو خط 132 کیلوولت به دو پست 20/132 کیلوولت خودروسازی و رستمآباد در خارج از شهرستان بم متصل می‌گردد. در زمان وقوع زلزله 12 فیدر 20 کیلوولتی توسط 207 کیلومتر خط هوایی فشار متوسط، 318 دستگاه ترانسفورمر توزیع هوایی و 160 کیلومتر شبکه فشار ضعیف، برق 27000 مشترک را تامین مینمودند.
3-1- آسیبهای وارده به پست 230 کیلوولت بم
در پی وقوع زمین لرزه تجهیزات این پست به میزان زیادی تخریب شد و با خارج شدن پست اصلی 230 کیلوولت از مدار، برق شهرستان‌های بم، کهنوج، راور و گلبافت قطع گردید. در این پست ترانسفورمر 132/230 از روی ریل خارج و حدود cm50 جابجا شد و ریل آن بدلیل وزن سنگینش (130 تن) و افتادن ترانسفورماتور از بالای ریل، در محل اتکا شکسته و در برخی مناطق خم گردید. با وجود لنگر خمشی بزرگ وارد شده در محل اتکای ترانسفورماتور بر روی ریل، پیچهای ثابت کننده آسیب جدی ندیده بودند (شکل2).
شکل 2: خارج شدن ترانسفورمر 230 کیلوولت از ریل
همچنین یکی از بوشینگ‌های سر این ترانسفورماتور شکسته شد. از آسیبهای دیگر وارد شده در محل این ترانسفورمر کشیده شدن سیمهای متصل به ترانسفورمر در جهت پایین و روانگرایی زمین در فاصله 5 متری پی آن بود. همچنین دو ترانسفورمر 20/132 کیلوولت نیز به میزان 10 و 12 سانتیمتر از محل ریل خود جابجا شدند، اما به بوشینگ‌های روی آنها آسیبی نرسید. همچنین در این پست مقره‌های اتکایی 2 بریکر 230 کیلوولت و 4 بریکر 130 کیلوولت شکسته شده و با آسیب دیدن آببندی آنها روغن آنها نشت نمود (شکل3).
شكل 3: شكستن كامل بريكل و از بين رفتن آب بندي آنها
مقره‌های اتکایی برقگیرهای این پست نیز بشدت آسیب دیدند و در برخی از فازها با شکسته شدن کامل مقره اتکایی، برقگیر آویزان گردید (شکل4)
شكل 4: شكستن مقره اتكايي برقگير و آويزان شدن آن
در اتاق کنترل پست قسمتی از سقف و یکی از دیوارها و نمای بیرونی آن ترک برداشته بود و برخی تابلوها تا 10 سانتیمتر جابجا شده بودند. در اتاق رله تابلوهای شارژرها جابجا شده بودند و تمامی باتری‌ها در اتاق باتریخانه شکسته شده بودند. پستهای 20/132 کیلوولت خودروسازی و رستمآباد که خارج از شهر واقع بودند در این زلزله آسیبی ندیدند. بطور کلی خسارت وارده به تجهیزات پست 20/132/230 کیلوولت بم، 23 میلیارد ریال برآورد گردیده است[1]. در شکل(5) برخی از تجهیزات آسیب دیده این پست که تعویض گردیده اند، نشان داده شده است.
شکل 5: برخی از تجهیزات آسیب دیده تعویضی
3-2- آسیبهای وارده به شبکه توزیع
در این زلزله آسیبهای وارده به 318 دستگاه پست توزیع هوایی بیش از 40 درصد بوده است. تعداد 40 تا 50 دستگاه ترانسفورماتور از پایه کنده شده و به زمین سقوط کرده بودند و تعداد دیگری از ترانسفورماتورهای 20 کیلوولت نیز در محل استقرار خود دچار خسارت و آسیب شده بودند. همچنین خطوط فشار متوسط وضعیف بشدت آسیب دیده بودند. میزان خسارات وارده به خطوط توزیع در مناطق شمال شرقی، شرق و شمال شهر بسیار گستردهتر بود. همچنین در عملیات جستجو و امداد و نجات بدلیل تنگ بودن کوچه‌ها و خیابان‌ها برخی از تیرها شکسته شده و هادی‌ها بریده شده بودند.
بطور کلی آسیبهای وارده به شبکه توزیع در زلزله بم به شرح ذیل میباشد:
شکل 6: خطوط فشار ضعیف آسیب دیده
شکل 7: شکستن تیرهای برق بخصوص در قسمتهای پایینی و میانی
- آسیب دیدن تیرهای برق بدلیل ریزش ساختمانها و دیوارهای بیرونی.
- افتادن تیرهای برق
- جابجایی‌های بزرگ افقی تیرهای برق
- جابجایی‌های بزرگ عمودی برق بخصوص در خاکهای نرم و در تیرهای نزدیک به گسل بم.
- چرخش تیرهای برق بدلیل لنگر چرخشی وارده.
- خم شدن آرماتورهای (میلگردهای) تیرها بدلیل شکستن پوشش بتنی و یا خاموت‌های تیرها.
- شکست و یا شکاف‌های برشی بتن تیرها، بدلیل عدم استفاده از خاموت و یا فاصله زیاد بین خاموتها.
- کشیده و یا بریده شدن هادی‌ها به واسطه افتادن تیرها و نخل‌های بین تیرهای برق.
شکل 8: خم شدن آرماتورهای تیرها
- کشیده و یا بریده شدن کابلهای انشعابات برق مشترکین.
- آسیب دیدن ترانسفورمرهای 20 کیلوولت و شکستن بوشینگ آنها بدلیل کنده شدن از پایه و سقوط به زمین.
- آسیب دیدن تکیه‌گاه و یا اتصالات ترانسفورمرهای 20 کیلوولت و شکستن بوشینگ آنها بدلیل جابجایی زیاد.
- افتادن چراغ‌های روشنایی معابر و خیابان‌ها بدلیل شتاب افقی بزرگ زلزله.
- شکستن و یا آسیب دیدن کنتورهای مشترکین در ساختمانها (بدلیل نصب اکثر کنتورها برروی دیوارهای بیرونی، این دستگاه‌ها بشدت آسیب دیده و یا افتاده بودند).
شکل 9: افتادن ترانسفورمر ها از روی تیر و شکستن بوشینگ آنها
در این زمین‌لرزه قسمت‌هایی از ساختمان مدیریت بم نیز تخریب گردید و به اتاق فرمان پست
230 نیز آسیبهای غیرسازهای وارد آمد. همچنین به برخی دیگر از ساختمان‌های اداری و سازمانی نیز آسیب وارد گردید. میزان کل این خسارات 11 میلیارد ریال برآورد شده است[1].
4- ترمیم شبکه برق بم
در ساعت 5 صبح روز جمعه، دیسپاچینگ، از طریق اپراتور بم از وقوع زلزله مطلع شد. در ساعت 6 ستاد مدیریت بحران برق در محل برق منطقه‌ای کرمان تشکیل و اولین گروه امدادرسانی به بم اعزام گردید. در ساعت 8 این گروه وارد پست بم شد و وضعیت خسارات وارده به پست و تجهیزات مورد نیاز را مشخص نمود. در ساعت 10 ستاد مدیریت بحران در ساختمان مدیریت بم تشکیل و از استان‌های همجوار درخواست کمک گردید. ساعت 30: 15 پست موبایل 132 کیلوولت به بم وارد شد و با رفع مشکلات بخش 132 کیلوولت یکی از ترانسفورمرهای 20/132 کیلوولت به شبکه
سراسری برق متصل گردید. در ساعت 30: 17 پستهای 20/132 کیلوولت خودروسازی و رستمآباد به شبکه متصل گردیدند. در ساعت 18 با وصل 4 فیدر 20 کیلوولت شهر، تعدادی از خیابانهای اصلی روشن گردید. در ساعت 20 برقرسانی به مراکز حساس نظیر پمپ بنزین‌ها، صدا و سیما، فرودگاه، چاههای آب شرب، بیمارستان‌ها ستاد امداد و سردخانه‌ها میسر گردید. در روز دوم بعد از وقع زلزله دومین ترانسفورمر 20/132 کیلوولت پست بم به شبکه متصل گردید.
در همین حین عملیات کشیدن و جایگذاری ترانسفورمر 20/230 کیلوولت در محل استقرار خود بوسیله تیفور و جرثقیل و ثابت کردن ترانسفورماتور با وسایل اولیه و تعویض بوشینگ‌ها، برقراری اتصالات و تعمیر قسمتهای آسیب دیده ترانسفورمر توسط 7 گروه 10 نفره ادامه داشت.
اکیپ‌هایی نیز جهت انجام خدمات و تعمیرات درون شهری از طریق مدیریت مستقر در ساختمان مدیریت برق بم اعزام شدند و برنامهریزی، سازماندهی و تقسیم کار برای اکیپ‌های مختلف انجام شد و افراد هر گروه برای انجام وظایف محوله توسط مسئولین خود توجیه شدند تا براساس اولویت‌های تعیین شده به محلهای مورد نظر جهت برقرسانی عزیمت نمایند. ترمیم کامل شبکه
توزیع به دلیل عدم امکان دسترسی به خیابانهای فرعی و کوچه‌ها، ماهها بعد از وقوع زلزله و پس از پاکسازی و آواربرداری و تخریب بناهای باقیمانده میسر گردید. در این زلزله عدم اطلاع امداد رسانان غیربومی از نقشه‌ها و میسرهاو زیر آوار رفتن بیشتر پرسنل بم و یا عزیزانشان، موجب کندی کار راه‌اندازی تاسیسات و تامین خدمات اولیه گردیده بود.
