在 1989 年洛杉矶的一个秋天的晚上 ， 汤姆 - 麦克曼的邻居家正在施工 ， 接着越来越多的卡车开始出现 ， 车上有许多电动工具、测试设备和液态氮罐 ， 麦克曼的好奇心得到了满足 ， 他了解到 ， 如果一条高压地下输电线路发生了故障 ， 每小时给城市带来数万美元的损失 ， 在接下来的几个月里 ， 他在公司的邮件列表中分享了他所了解的各种工程细节 ， 然而这些信息像病毒一样在各种公告板 ， 列表和论坛上传播 ， 那么这件事为什么会产生了如此大的影响 ， 这是一个值得重温的故事 。
关于高压输电线路的工作中 ， 电功率与输电线路中的电压和电流的乘积有关 ， 如果提高了电力的电压 ， 那么便需要更少的电流来输送相同的功率 ， 变压器和发电厂在将电力送上路之前会提升电压 ， 通常分三条独立的线路 ， 称为相位减少电流 ， 从而最大限度地减少因导体的电阻而浪费的能量 ， 高电压使电力传输更有效率 ， 高压电不仅极其危险 ， 而且还倾向于在空气中产生电弧 ， 而空气对其他相位或接地物体 ， 如果说没有一个很好的绝缘体的话 ， 传统的解决方案是将这些线路悬挂在头顶上 ， 使其保持足够高的高度 ， 以避免与树木和人类活动的接触 。
其次 ， 在每条线之间还需要保持足够的距离 ， 防止它们之间形成电弧 ， 不幸的是 ， 将高压线串起来并不总是可行的 ， 也不会被当地居民所接受 ， 特别是在密集的城市地区 ， 在 20 世纪 70 年代就是如此 ， 当时拉脱维亚的工程师们正在决定如何扩大他们的输电系统 ， 将电力从分散的良好发电厂输送到圣莫附近的奥林匹克变电站 ， 工程师们尝试了一些在当时相对较新的创新方法 ， 在 3 条 230 千伏的线路下运行 ， 在西部大约 10 英里或 16 公里的距离内输送大量的电力 ， 为洛杉矶数十万个家庭和企业供电 ， 如何将高压线置于地面之下 ， 这里创造了一套全新的挑战 ， 在这种电压下的导体 ， 每个都需要大约 10 英尺或 3 米的间隙 ， 以避免发生事故 ， 虽然空气属于绝缘体 ， 但工程师的工作是将电力限制在导体内 。
那么 ， 要怎样才可以把这三个高压相位 ， 塞进一个在地下运行的小管道里呢 ， 需要一个比空气更好的绝缘体吗 ， 当时比较流行的选择之一是使用高压液体填充的 ， 这种设计首先是在地下安装一根钢管 ， 并沿途设置检修故障 ， 铜导体周围有许多层纸质绝缘层 ， 接下来 ， 在每一个导体周围都有一层被称为滑触线的保护层 ， 以保护线路不被损坏 ， 并在安装过程中便于沿着管道滑动 ， 导线用大型绞车拉过钢管 ， 然后在每个故障点拼接起来 ， 一旦钢管被完全焊接起来 ， 它就慢慢地灌入了一种被称为液体电介质的非导电油 ， 这种油浸透了每个导体周围的纸质绝缘层 ， 形成一个高度绝缘的层 ， 以防止电弧 ， 即使导体之间和周围的钢管之间仅有几英寸的距离 ， 同时 ， 油的作用带走导体产生的热量 。
至关重要的是 ， 油要完全浸透纸质绝缘层 ， 并填满管道内的每一个角落和缝隙 ， 就像在延长线周围的塑料绝缘层上开一个洞一样 ， 由于电压极高 ， 油中即使有一个小气泡也会形成电弧的地方 ， 管道内的油被加压 ， 通常是正常大气压力的 14 倍左右或超过 200 磅 / 平方英寸 ， 以确保不会形成气泡 ， 所有导体对电流的流动都有一定的阻力 ， 因此会产生热量 ， 最终会损坏导体和绝缘 ， 如果导体积累了更多的热量 ， 我们就可以通过线路推动更多的功率 ， 这是管道式充油电缆的一个主要好处 ， 导体被一个巨大的液体散热器所包围 ， 可以循环使用 ， 以保持温度下降 ， 防止在线路中形成热点 。
在传输线的每一端都有一个都有设备进行加压 ， 里面装满了泵和绝缘油 ， 这条特殊的输电线路以 6 小时为周期进行油循环 ， 在每个周期结束时 ， 泵会逆转 ， 使流体在管道中以相反的方向移动 ， 但对于分散的线路 ， 运送泵是一个缓慢的过程 ， 不是把所有的液体从管线的一端抽到另一端 ， 而只是让它沿着管线移动一小段距离 ， 以平均温度移动 ， 并尽量减少任何单一部分过热的可能性 。
然而 ， 即使在那么慢的速度下 ， 工程师也不能直接将流动方向切换进来 ， 移动的流体具有动量 ， 迅速改变其速度会产生危险的峰值和压力 ， 比如当水龙头或洗衣机内的阀门关闭得太快时 ， 这种动力会转化到水管上 ， 因此我们有时候在关闭水管时 ， 可能会听到管道敲击墙壁的声音 ， 或者在最糟糕的情况下 ， 还可能会完全断裂管道 。
在可能包含大量液体的大型管道中 ， 为了避免尖峰和压力 ， 扭转泵可能相当于将一列货运火车撞到砖墙上 ， 这可能会损坏设备或破裂管道 ， 分散在线路两端的泵将在 6 小时的周期中存留最后一小时 ， 使油的速度减慢 ， 为下一个周期提供一个平滑的过渡 ， 使其向相反方向流动 ， 减少管道的压力 ， 循环介质油有助于保持沿线管道内的温度一致 ， 但它不能控制该平均温度随时间的变化 ， 传输线并不提供恒定的电流 ， 相反 ， 电流取决于瞬时电力需求 ， 而瞬时电力需求是在每分钟的基础上变化的 ， 这取决于被打开或关闭的设备和装置 ， 当需求发生变化时 ， 输电线路中的电流也会发生变化 ， 因此线路中的热量也会相应增加或减少 ， 许多材料随着温度的变化而膨胀或收缩 ， 地下输电线路中使用的铜导体也是如此 ， 当这些线路在外管内膨胀时 ， 可能会促使导体移动和弯曲 。
如果不仔细设计 ， 膨胀会会使管道内部压力升高 ， 从而超过管道材料内的允许应力 ， 而膨胀超过数十次上百次的话 ， 每个导体周围的纸绝缘会开始软化或撕裂 ， 最终导致电介质破裂 ， 换句话说 ， 这就是电弧短路 ， 从而导致 1989 年奥林匹克线路事故的发生 。
在修复故障之前 ， 首先 ， 工程师们必须定位地下线路的故障部分 ， 这里有许多设备可以使用 ， 例如试图沿着线路使用穿透地面的雷达 ， 但当时无法确定故障地点 ， 工程师们还尝试了时域、反射汤姆的方法 ， 通过电缆发射波形并测量反射 ， 但结果并不理想 ， 最后们还使用了一种被称为 " 冲击器 " 的设备 ， 该设备将高电压的脉冲引入电缆 ， 当这种脉冲到达故障点时 ， 会引起电弧 ， 故意让地面上再次引起事故 ， 因此可以听到砰的一声 ， 由一个带有麦克风和数字滤波器的手持式探测器来帮助 ， 工作人员使用汽车电池和电压表测量导体之间的电阻 ， 以精确确定汤姆 - 麦克曼邻居家附近的故障位置 。
一旦找到 ， 接下来就是如何来修复电缆故障 ， 如果想要修复在高压油中泡在钢管内的绝缘油的话 ， 在修复前用液氮将所有的油抽出管道是不可行的 ， 这些油如果在抽出后就不能在项目结束后储存和重新使用 ， 因为这个过程会引入污染物 ， 降低油的绝缘性能 ， 但是工程师们也不能把油快速的处理掉 ， 然后用新的油来代替 ， 因为这种东西很贵 ， 而且需要非常长的时间来凑集这么多绝缘油的数量 ， 因此还会延长非常昂贵的停工时间 ， 更重要的是 ， 从管道的其他部分释放油压可能会使气泡在纸绝缘层内形成 ， 进而还顺坏线路安全的部分 ， 造成二次伤害 ， 最后工程师们使用的解决方案是使用液态硝基来冻结绝缘油 ， 通常在零下 200 摄氏度或零下 320 华氏度左右 ， 在要修复的部分的两端安装固体塞子 ， 这使得管道的其他部分保持在一定的压力之下 ， 如果这些塞子受环境影响的话 ， 就会造成高压油的喷发发 ， 并将大量的油溢出到环境中 。
因此 ， 维修人员在加州各地召集了液氮公司 ， 以确保在维修期间保持油的冻结 ， 不幸的是 ， 在沿着整条线路拍摄 X 射线后 ， 工程师还意识到许多电缆由于热膨胀而有可能出现类似的故障 ， 在得出这不是一个快速修复的结论后 ， 水电部门决定放掉整条线路的油 ， 并在它已经停运的情况下实施预防措施 ， 在管道的关键位置安装铝环 ， 限制电缆的热运动 ， 经过许多个月和价值数千万美元的停工期 ， 卡车和工作人员终于离开了汤姆的邻居 ， 这条地下输电线路终于被重新接通 ， 但在之前线路上的停电 ， 严重破坏了他们在整个城市的网络 。
在两千零八年 ， 水电部门开始制定一个替换材料 ， 这次使用较新的聚乙烯绝缘材料 ， 而不是高压油 ， 经过 10 年的规划环境和公众会议 ， 设计和施工 ， 该项目于 20 世纪 80 年代完成 ， 原来的输电线路仍然在原地 ， 如果需要的话 ， 为再次防止事故发生 ， 原来的输电线路作为备用 ， 如果在你身边的地下电缆出现事故 ， 你会怎么做 ， 欢迎在评论区留言 。