Almindelige fejl ved isolatorer og forebyggende foranstaltninger

En isolator er en speciel type af isolerende komponent, der har den dobbelte funktion at støtte ledere og forhindre, at strøm jordes i overgrundsledninger. Den anvendes bredt på forbindelsespunkter mellem transmissionsmasten og lederne samt mellem understationsstrukturer og kraftledninger. Baseret på dielektrisk materiale inddeles isolatorer i tre typer: porcelæn, glas og komposit. Analyse af almindelige fejl ved isolatorer og forebyggende vedligeholdelsesforanstaltninger har primært til formål at forhindre isolationsfejl som følge af forskellige mekaniske og elektriske spændinger pga. miljø- og elektriske belastningsændringer, hvilket sikrer drift og levetid af kraftledninger.

Fejlanalyse

Isolatorer er udsat for atmosfæren hele året igennem og er sårbare over for forskellige ulykker pga. faktorer som lynnedslag, forurening, skade fra fugle, is og sne, høje temperaturer, ekstreme kulde og højdeforskelle.

• Lynnedslagsulykker: Overgrundsledningskorridorer går ofte gennem bjergede områder, bjerge, åbne marker og industrielt forurenede zoner, hvilket gør linjerne meget udsatte for lynnedslag, der kan føre til bore eller knust isolator.

• Ulykker pga. skade fra fugle: Forskning viser, at en betydelig del af isolatoroverslag skyldes fugle. I forhold til porcelæns- og glasisolatorer har kompositisolatorer en højere sandsynlighed for overslag pga. fugleaktivitet. Sådanne hændelser forekommer mest på transmissionslinjer på 110 kV og over, mens overslag pga. fugleskade er sjældent i byområders distributionsnetværk på 35 kV og lavere. Dette skyldes, at fuglepopulationerne er relativt mindre i byområder, netværksstrømmen er lavere, luftklaffeklippen, der kan broderes, er lille, og isolatorer har typisk ikke behov for koronaringe; deres skederstruktur forebygger effektivt fugleinduceret overslag.

• Koronaringulykker: Under drift er det elektriske felt nær metalmonteringerne ved isolatorernes ender højt koncentreret med høj feltstyrke nær flangen. For at forbedre feltfordelingen installeres koronaringer ofte på netværk på 220 kV og over. Koronaringer reducerer dog den effektive luftklaffeklippe af isolatorstrengen, hvilket nedsætter dens brydningsspænding. Desuden kan lav koronaopståelsesspænding ved koronaringens fastgørelsesbolte føre til koronadischarge under dårlige vejrforhold, hvilket påvirker sikkerheden af isolatorstrengen.

• Forureningsulykker: Disse opstår, når ledbare forureningspartikler, der er samlet på isolatoroverfladen, bliver fugtige i fugtigt vejr, hvilket betydeligt nedsætter isolationsydeevnen og forårsager overslag under normal driftsspænding.

• Ulykker af ukendt årsag: Nogle isolatoroverslagshændelser har ubestemte årsager, som f.eks. nulværdi porcelænisolatorer, knuste glasisolatorer eller trukne kompositisolatorer. Selvom driftsenhederne gennemfører efterforskning efter hændelsen, forbliver den præcise årsag til overslag ofte ubekendt. Disse hændelser forekommer ofte fra sen aften til tidligt morgen, især under regnvejr eller overskyet vejrt, og mange kan blive automatisk genlukket.

Vedligeholdelsesforanstaltninger

De vigtigste årsager til lysningsinduceret overslag inkluderer utilstrækkelig tørr bueafstand, enkelt-end koronaringkonfiguration og for høj jordspænding på masten. Forebyggende foranstaltninger inkluderer brug af forlængede kompositisolatorer, installation af dobbelt koronaringe og reduktion af jordspændingen på masten.

For at effektivt forebygge skade fra fugle, bør driftsenheder installere fuglespirenet, fuglenål eller fuglevogtere i sektioner, der er udsat for hyppige fuglerelaterede hændelser.

For ledninger udstyret med koronaringe, bør en lige afstand design mellem store og små skeder anvendes, hvor skederafstanden opfylder tekniske krav. Hvis ikke, bør krybafstanden på isolatorerne øges for at reducere risikoen for overslag pga. is og sne. Regelmæssig inspektion og patruljering bør styrkes, med periodisk prøvetagning af isolatorer, der opererer i forskellige regioner og miljøer, for strækstyrke, elektrisk ydeevne og isoleringsaldringstests for at forhindre overslag pga. utilstrækkelig mekanisk styrke eller skederaldring.

For at forhindre forureningsinduceret overslag, anvendes følgende foranstaltninger:

• Regelmæssig rengøring af isolatorer. En omfattende rengøring bør gennemføres før højt forurenet overslagsår, med øget frekvens i stærkt forurenede områder.

• Øgning af krybafstand og forbedring af isolationsniveau. Dette inkluderer tilføjelse af flere isolatorenheder i forurenede områder eller brug af anti-forurening isolatorer. Driftserfaring viser, at anti-forurening isolatorer fungerer godt i stærkt forurenede sektioner.

• Anbringelse af anti-forurening belægninger, som paraffin, petroleums jelly eller silikonorganiske belægninger, for at forbedre isolatoroverfladens modstandskraft mod forurening.

• For overslagshændelser af ukendt årsag, bør nye isolatorer af samme model og gamle, der har været i drift i over tre år, undergå netspændings tørr bueoverslag og mekaniske fejltests. Aldringstests bør også gennemføres på isolatorer fra forskellige serviceperioder. Isolatorer bør rengøres regelmæssigt i overensstemmelse med planlagte cyklusser, og saltdepotmassetæthed (SDD) bør måles hurtigt. Under produktion af nye isolatorer bør avancerede anti-aldringstilføjelser integreres for at forbedre materialeholdbarhed.