Avaries comunes dels aïllants i mesures preventives
Un aïllant és un tipus especial de component aïllant que serveix amb doble propòsit: suportar els conductors i prevenir que la corrent s'endevi a terra en les línies d'alimentació aèria. Es fa un ús ampli en els punts de connexió entre les torres de transmissió i els conductors, així com entre les estructures de subestacions i les línies elèctriques. En funció del material dielèctric, els aïllants es classifiquen en tres tipus: porcellana, vidre i compostos. L'anàlisi de les faltes comunes dels aïllants i les mesures de manteniment preventiu tenen com objectiu principal prevenir l'insuficiència d'aïllament causada per diversos estressos mecànics i elèctrics deguts als canvis ambientals i de càrrega elèctrica, així doncs protegint el funcionament i la vida útil de les línies elèctriques.
Anàlisi de Falles
Els aïllants estan exposats a l'atmosfera tot l'any i són susceptibles a diversos accidentes deguts a factors com impactes de llamps, contaminació, daños causats pels ocells, neu i gel, altes temperatures, fred extrema i diferències d'altitud.
Accidents per Impacte de Llamp: Els corredors de línia aèria sovint travessen zones muntanyoses, camps oberts i àrees industrialment contaminades, fent que les línies siguin molt vulnerables als impactes de llamp, que poden portar a la perforació o trencament dels aïllants.
Accidents per Daños Causats Pels Ocells: Les investigacions mostren que una part significativa de les fulguracions dels aïllants són causades pels ocells. Comparat amb els aïllants de porcellana i vidre, els aïllants compostos tenen una major probabilitat de fulguració deguda a l'activitat dels ocells. Aquests incidents ocorren principalment en línies de transmissió de 110 kV i superiors, mentre que les fulguracions causades pels ocells són rares en xarxes de distribució urbana de 35 kV i inferiors. Això és degut al fet que les poblacions d'ocells són relativament més petites en àrees urbanes, les tensions de línia són més baixes, la distància d'aire que pot ser travessada és petita, i els aïllants normalment no requereixen anells de corona; la seva estructura de gotejos prevé eficientment les fulguracions causades pels ocells.
Accidents Per Anells de Corona: Durant la operació, el camp elèctric proper a les ferralleries als extrems dels aïllants està altament concentrat, amb una forta intensitat de camp propera al flange. Per millorar la distribució del camp, es sol instal·lar anells de corona en grills de 220 kV i superiors. No obstant això, els anells de corona reduïxen la distància efectiva d'aire de la cadena d'aïllants, disminuint la seva tensió de resistència. A més, la baixa tensió d'inici de corona en els tornills de fixació dels anells de corona pot portar a descàrregues de corona en condicions meteorològiques adverses, afectant la seguretat de la cadena d'aïllants.
Accidents Per Contaminació: Aquests ocorren quan els contaminants conductius acumulats a la superfície dels aïllants es humitgen en condicions d'humitat, reduint significativament el rendiment d'aïllament i provocant fulguracions sota la tensió d'operació normal.
Accidents de Causa Desconeguda: Algunes fulguracions d'aïllants tenen causes indeterminades, com aïllants de porcellana de valor zero, aïllants de vidre trencats, o aïllants compostos que saltin. Malgrat les inspeccions post-incident per part de les unitats d'operació, sovint la causa exacta de la fulguració roman sense identificar. Aquests incidents ocorren sovint des de la nit fins a l'amanecer, especialment en condicions de pluja o cel encobert, i molts poden ser reestablerts amb èxit automàticament.
Mesures de Manteniment
Les principals causes de fulguracions induïdes per llamps inclouen una distància d'arc sec insuficient, configuració d'anell de corona simple extrem, i una resistència a terra de la torre excessiva. Les mesures preventives inclouen l'ús d'aïllants compostos de longitud estesa, l'instal·lació d'anells de corona dobles, i la reducció de la resistència a terra de la torre.
Per prevenir eficaçment els daños causats pels ocells, les unitats d'operació haurien d'instal·lar xarxes antiocells, agulles antiocells o protectors antiocells en trams propensos a incidents freqüents relacionats amb ocells.
Per a les línies dotades d'anells de corona, s'hauria d'adoptar un disseny d'espaiat igual entre gotejos grans i petits, amb un espaiat de gotejos que compleixi els requisits tècnics. Si no, s'hauria d'augmentar la distància de reptació dels aïllants per reduir el risc de fulguracions causades per neu i gel. S'haurien de reforçar les inspeccions i patrul·les regulars, amb mostreig periòdic d'aïllants en funcionament en diferents regions i entorns per a proves de resistència a la tracció, rendiment elèctric i envejeciment de l'aïllament per prevenir fulguracions degudes a una força mecànica insuficient o envejeciment dels gotejos.
Per prevenir les fulguracions per contaminació, generalment es prenen les següents mesures:
Neteja regular dels aïllants. S'hauria de realitzar una neteja completa abans de la temporada d'alta fulguració per contaminació, amb increment de la freqüència en àrees altament contaminades.
Augment de la distància de reptació i millora del nivell d'aïllament. Això inclou afegir més unitats d'aïllants en àrees contaminades o utilitzar aïllants anticontaminació. L'experiència operativa mostra que els aïllants anticontaminació funcionen bé en trams altament contaminats.
Aplicació de revestiments anticontaminació, com cera de parafina, vaselina o revestiments orgànics de silicó, per millorar la resistència a la contaminació superficial dels aïllants.
Per als incidents de fulguració de causa desconeguda, s'haurien de realitzar proves de fulguració a freqüència de xarxa i fallos mecànics en nous aïllants del mateix model i en els vells que han estat en servei durant més de tres anys. També s'haurien de realitzar proves d'envejeciment en aïllants de diferents períodes de servei. Els aïllants s'haurien de netejar regularment segons cicles programats, i s'hauria de mesurar prontament la densitat de deposició de sal (SDD). Durant la producció de nous aïllants, s'haurien d'incorporar agents anticorrosius avançats per augmentar la durabilitat del material.
