Düz Tərəf İmpuls Bozulması HTV-Poçulmuş Kompozit Fayans izolyatorlarda: Mekanizmlər Test və Modelləşdirilmə

Fərfor və şüşə izolyatorlar ən yaxşı dielektrik performansı və mexaniki qüvvəyə malikdir, amma ciddi zənginləşmə kimi şəraitdə pislikli flaşoverlərə məruz qalmaq həvəzi ilə təhdid edilir. Dış izolyasiyanın pislikli flaşover mühümətlərinə qarşı mühümətini artırmaq üçün istehsalçılar adətən izolyator səthlərinə oda temperaturunda vulkanlaşdırılmış silikon kauciuk (RTV) pövkünləri tətbiq edirlər. Bu pövkünlər üstünlük dərəcəsində hidrofobik və hidrofobiya köçürmə xüsusiyyətləri ilə təmin edilir və bu da flaşover riskini azaldır. Başlanğıcda Çində RTV pövkünləri sahədə tətbiq olunurdu, bu üsul yüksək inşaat çətinliyi və keyfiyyət idarəetməsinin dəyişkənliyi ilə xarakterizə olunurdu.

Daha sonra, fabrika bazlı dip etmə və ya spray prosesləri inkişaf etdirildi, bu da RTV pövkünləri olan izolyatorların tam məhsullar kimi göndərilə biləcəyi və nəzərdən keçirilə biləcəyi imkan verdi, bu da məhsul keyfiyyətini nəticələrlə birgə maraqlandırdı və elektrik şəbəkələrində geniş yayılmasına səbəb oldu. Amma RTV pövkünləri aşağı mexaniki qüvvəyə və izolyator badana ilə zayıf arayüz birləşməsinə malikdir, bu da onları nəqliyyat, tikinti, quraşdırılma və uzun müddət işləməsi zamanı xarici güclərə təsir altına girməyə məruz qoyur. İşləmə yaşlanması kimi peçələnmə, çatlamalar və delaminasiya kimi məsələlər sıx-sıx rast gəlir, bu da yenidən montaj və pövkünlərin yenidən tətbiq edilməsinə səbəb olur, bu da yüksək servis maliyyəti ilə nəticələnir.

Disk suspensiyaya malik kompozit fərfor izolyatorlar tam fərfor izolyatoru nüvə kimi istifadə edirlər, minimum 3 mm qalınlığında yüksek temperaturda vulkanlaşdırılan silikon kauciuk (HTV) astarı - yüksək temperatur injeksiyası vasitəsilə tək formavı prosesdə hazırlanır. RTV-ə nisbətən HTV daha yüksək mexaniki qüvvəyə, izledilmə və eroziya mühümətinə, yanıcıya qarşı mühümətə, elektrik xüsusiyyətlərinə, yaşlanmaya qarşı mühümətə və yüksək temperatur dayanığına malikdir.

Həmçinin, fərfor səthinin glazurlanan qatını dəyişdirərək və xüsusi qopuş agentlər tətbiq edərək, fərfor və HTV silikon kauciuku arasında arayüz birləşmə qüvvəsi əhəmiyyətli dərəcədə artırılır, bu da komponentin birləşməsinə və bərabərsizliyinə səbəb olur. Nəticədə, disk suspensiyaya malik kompozit fərfor izolyatorlar aşağı əməliyyat və servis talablarına malik olaraq, daha yaxşı mexaniki və pisliklərə qarşı flaşover performansı ilə, elektrik şəbəkələrində dış izolyasiya tətbiqlərinə yeni bir yol açır.

Sahə təcrübəsi göstərir ki, havada asılı olan liniyalar şimşəkdən vurulduqda, nəticədə alınan fazladak voltaj çox qısaca, yüksək tənqidi və çox yüksək qrafik voltaja malik dik frontlu impulslar əhatə edir, bu da liniya izolyatorlarına ciddi təhdid təşkil edir. Belə dik impulslar disklərə zərbə vurmağa və hətta patlamağa səbəb olur, və ciddi hallarda, dizlərin kəsilmesinə və liniyanın düşməsinə səbəb olur. Dik frontlu impuls mühüməti, izolyator keyfiyyətinin ən vacib göstəricilərindən biridir.

Ətrafdakı və qlobal araşdırmalar fərfor və şüşə izolyatorların dik dalga performansı üzərində geniş şəkildə işləmişdir, amma disk suspensiyaya malik kompozit fərfor izolyatorlar haqqında araşdırmalar azdır və onların altındakı mekanizmlər yaxşı anlaşılmamışdır. Bu səbəbdən, bu məqalə disk suspensiyaya malik kompozit fərfor izolyatorların havada dik dalga flaşover xüsusiyyətlərini araşdırmak üçün impulslu flaşover testləri aparmışdır.

Havadaki impulslu flaşover testləri, elektrik ekipmanının dik dalga mühümətini effektiv şəkildə qiymətləndirir, bu da aşırı şərtlərdə təhlükəsizlik və etibarlılığı təmin edir və izolyator keyfiyyət qiymətləndirməsində əhəmiyyətli dərəcədadır. Bu araşdırmada, ilk olaraq impulslu flaşover testləri aparılır, sonra test nəticələrinə əsasən dik dalga voltaj tepe nöqtəsində elektrik sahə paylanmasını simulyasiya edilir və performans dəyişikliyinin mekanizmi araşdırılır, bu da elektrik şəbəkələrində kompozit fərfor izolyatorların izolyasiya uyğunluğuna yönəldicilik təmin edir.

1 Havadaki Impulslu Flaşover Test Quraşdırması

1.1 Namuna

Bir istehsalçı tərəfindən istehsal olunan HU550B240/650T AC disk suspensiyaya malik kompozit fərfor izolyatoru test namunası kimi seçildi. Izolyator tripl umbrella strukturasına malikdir, Şəkil 1-də göstərilən kimi. Onun əsas performans parametrləri Cədvəl 1-də sadalıdır.

1.2 Test Platforması və Sənədləşmə
Test üçün 2400 kV impulslu voltaj generatoru istifadə edildi. Izolyator başlığı yerə doğru qapanmış metal plaqaya qoyuldu və pin ucu ətrafında çiməntən yaranan elektrik sahənin çoxluğu qarşısında standart top soketi quraşdırıldı. Izolyator quraşdırması Şəkil 2-də göstərilən kimi ilə göstərilmiştir.

Ümumi 20 izolyator namunası üzərində havada impulslu flaşover testləri aparıldı. Havada impulslu flaşover test metodları dik front metoduna və amplitud metoduna bölünür, amplitud metodu disk izolyatorlar üçün əsas olaraq istifadə olunur.

Bu araşdırmada amplitud metodu istifadə edildi, bu metod impulsnun frontunun xətti olması talab edilmir, yalnız flaşover voltajının amplitudunu kriteriya kimi istifadə edir, front vaxtı 100-200 ns arasındakı və amplitud dəyişikliyi ±10% dərəcəsində tənzimlənir. Test zamanı hər bir izolyatora beş müsbət polardlı impulslu voltaj tətbiq edildi, sonra beş mənfi polardlı impulslar tətbiq edildi, bu ardıcıllıq bir dəfə təkrarlandı. Ardıcıl impulslar arasında 1-2 dəqiqə aralığı saxlanıldı.

Ətrafdakı və qlobal araşdırmalar göstərir ki, fərfor izolyator səthlərinə silikon kauciuk pövkünü tətbiq etmək, fərfor izolyatorların səthindəki streamerların yayılmasının sürətini dəyişir, bu da dik frontlu impulslara qarşı mühüməti azaldır. Amma faktiki əməliyyatda, izolyatorun başlığında izolyasiya performansı təsirlənmez.

Bu mövcudluq, ən azı on fərfor disk izolyator istehsalçısı tərəfindən təsdiqlənmişdir: shed profilinin neçə dərəcəli rib və ya alternativ umbrella tipi, və ya başlığın silindrik və konus forması olsa da, silikon kauciuk pövkünü tətbiq edildikdə hər bir izolyatorun dik dalga flaşover performansında bir dərəcədə azalmaları müşahidə edilmişdir.

Nəticədə, relevant standartlar dəyişdirilib, RTV pövkünlü fərfor disk izolyatorların havada impulslu flaşover test amplitudları 2.8 p.u.-dan 2.2 p.u.-ya endirilib. İlkin test nəticələri göstərir ki, 2.2 p.u. amplitudda nadir flaşoverlər baş verir. Bu səbəbdən, bu araşdırmada RTV pövkünlü olmayan fərfor izolyatorlar seçilib və 2.8 p.u. standart test voltajında havada impulslu flaşover testləri aparıldı, voltaj front vaxtı 100-200 ns arasındakı qalıblarda tənzimləndi.

Daha sonra, voltaj polardu və flaşover yerləri üzərində statistik analiz edildi, 15 flaşover hadisəsi içərisindən 14-ü müsbət polardda, biri isə mənfi polardda baş verdi. Müsbət polardlı flaşoverlər içərisində 8-i başda, 6-sı shedlərdə, yeganə mənfi polardlı flaşover başda baş verdi. Həmçinin, shedlərdə flaşover baş verən zaman izolyator səthinə qalxma müşahidə edildi, amma başda flaşover baş verən zaman belə bir şey müşahidə edilmədi.

Amma, referansda, bütün fərfor izolyatorların dik frontlu flaşoverləri başda baş verdi, və referansda, fərfor izolyatorların RTV pövkünü öncə və sonra başda flaşoverlər baş verdi. Bu testin aksine, tek vaxt injection-molded HTV overcoat olmadan, eyni partiyadan fərfor izolyatorların dik dalga flaşoverləri yalnız başda baş verdi. HTV overmolding-dən sonra, kompozit fərfor izolyatorların flaşoverləri hem başda, hem də boyunda baş verdi, bu da HTV silikon kauciuk pövkünün flaşover yolunu dəyişdirdiyini göstərir.

Flaşoverə qədər impulsların sayı qeyd edildi, nəticələr Şəkil 4-də göstərilmişdir. Göstərilən kimi, 12 izolyator ilk beş impulsta flaşover verdi, biri 7-ci impulsta, iki 15-ci impulsta flaşover verdi. Referansda, RTV pövkünlü fərfor izolyatorların dik dalga mühüməti ciddi dərəcədə azalır, daha böyük tonajlı izolyatorlar daha yüksək flaşover ehtimalına malikdir, bu da silikon kauciuk pövkünün dik dalga mühümətini azaltdığını göstərir. Bu testdə, %80 HTV overmolded kompozit izolyatorlar ilk dörd impulsta flaşover verdi, bu da HTV silikon kauciukun izolyatorun dik frontlu impulslara qarşı mühümətini ciddi dərəcədə azaltdığını göstərir.

3 Dik Dalga Voltaj Tepe Nöqtəsində Elektrik Sa