Podstawowy przewodnik po izolatorach wysokiego napięcia: Funkcje przyczyny uszkodzeń oraz wskazówki dotyczące konserwacji

Izolatory są zazwyczaj wykonane z porcelany, stąd też nazywane są izolatorami porcelanowymi. Mają gęstą strukturę i wybrzuszoną powierzchnię, co wzmacnia ich właściwości izolacyjne. Izolatory dla różnych poziomów napięcia mają różne skuteczne wysokości i konfiguracje powierzchni. Im wyższy poziom napięcia, tym dłuższy izolator i większa liczba żłobień.

1. Funkcje izolatorów

Wysokonapięciowe izolatory muszą posiadać wystarczającą siłę elektrycznej izolacji oraz mechaniczną wytrzymałość. Są one głównie podzielone na dwa typy: izolatory stacjonarne i liniowe.

• Izolatory stacjonarne są szeroko stosowane wewnątrz stacji transformatorowych. Izolatory stacjonarne dzielą się dalej na izolatory postowe i rurkowe, dostępne zarówno w wersji do użytku wewnętrznego, jak i zewnętrznego. Izolatory zewnętrzne są zwykle zaprojektowane z strukturą żłobioną. W stacjach transformatorowych, izolatory postowe wspierają i zabezpieczają szyny rozdzielcze i przewody pod napięciem w przełącznikach wewnętrznych i zewnętrznych, zapewniając odpowiednią odległość izolacyjną między szynami lub przewodami pod napięciem a ziemią. Są również używane w urządzeniach elektrycznych do wspierania przewodów przenoszących prąd. Izolatory rurkowe (zwane krótko rurkami) są używane do przeprowadzania szyn przez ściany, montażu przewodów w zamkniętych przełącznikach i łączenia z zewnętrznymi przewodami (szynami).

• W instalacjach zewnętrznych, izolatory liniowe są używane dla elastycznych szyn. Izolatory liniowe dzielą się na izolatory zawieszone i pinowe.

2. Przyczyny uszkodzeń izolatorów

Uszkodzenia izolatorów są zazwyczaj spowodowane następującymi czynnikami:

• Niewłaściwa instalacja prowadząca do przekroczenia określonych wartości obciążeń mechanicznych;

• Błędny dobór, gdzie napięcie znamionowe izolatora jest niższe niż napięcie robocze;

• Uszkodzenia zewnętrzne spowodowane nagłymi zmianami temperatury, gradem lub innymi siłami mechanicznymi;

• Zanieczyszczenie powierzchni, które może powodować przebicie w warunkach deszczu, śniegu lub mgły;

• Zbyt duże siły elektromagnetyczne i mechaniczne działające na izolator podczas zdarzeń krótcego zwarcia w urządzeniach elektrycznych.

3. Przyczyny i obsługa przebicia powierzchniowego izolatorów

• Przyczyny przebicia powierzchniowego izolatorów obejmują:

• Nakładanie się brudu na powierzchni izolatora i w jamach żłobien. Chociaż izolator może mieć wystarczającą wytrzymałość dielektryczną w stanie suchym, jego wytrzymałość maleje, gdy jest mokry, tworząc drogę do przepływu prądu i zwiększając przeciek prądu, co prowadzi do przebicia powierzchniowego i wyładowania;

• Nawet przy minimalnym zanieczyszczeniu powierzchni, nadnapięcie w systemie energetycznym może powodować przebicia powierzchniowe na powierzchni izolatora.

• Po przebiciu powierzchniowym, izolacyjne właściwości powierzchni izolatora znacznie się obniżają i należy go natychmiast wymienić. Izolatory, które nie były przebite, powinny być sprawdzone i wyczyszczone. Co więcej, cykle konserwacji i czyszczenia powinny być ustalane w zależności od warunków środowiskowych, a regularne kontrole i czyszczenie powinno być przeprowadzane, aby zapobiegać wypadkom przebicia.

4. Regularna inspekcja i konserwacja izolatorów

W trakcie długotrwałej eksploatacji, zdolność izolacyjna i wytrzymałość mechaniczna izolatorów stopniowo się obniża. Stawy szyn mogą również doświadczyć zwiększenia oporu kontaktowego ze względu na cykliczne zmiany temperatury. Aby zapewnić bezpieczną eksploatację, konserwacja musi być wzmocniona, a regularne kontrole przeprowadzane. Poniższe praktyki są ogólnie zalecane:

• Utrzymuj izolatory czyste i wolne od zanieczyszczeń. Części porcelanowe powinny być wolne od pęknięć lub uszkodzeń, a regularne czyszczenie i inspekcja powinny być przeprowadzane.

• Sprawdź ślady przebicia na powierzchni porcelany i sprawdź sprzęt na rdzę, uszkodzenia lub brakujące klamry rozdzielcze.

• Sprawdź poluzowanie połączeń śrubowych między szynami lub między szynami a końcówkami urządzeń, na gorąco czy złe kontakty.

• Sprawdź stawy rozszerzające szyny na pęknięcia, fałdy lub rozerwane nitki.

• W środowiskach pylistych lub korozji, zwiększ częstotliwość czyszczenia izolatorów i wprowadź skuteczne środki antyzanieczyszczające.