عیوب رایج عایقها و اقدامات پیشگیرانه
ایزولاتور نوع خاصی از مولفههای عایقکننده است که دو هدف را برآورده میسازد: حمایت از رسانهها و جلوگیری از زمین شدن جریان در خطوط انتقال هوایی. این محصول به طور گسترده در نقاط اتصال بین برجهای انتقال و رسانهها، و همچنین بین ساختارهای زیرстанیون و خطوط قدرت استفاده میشود. بر اساس مواد عایقکننده، ایزولاتورها به سه نوع تقسیمبندی میشوند: سرامیک، شیشه و مرکب. تحلیل نقصهای رایج ایزولاتورها و اقدامات نگهداری پیشگیرانه به طور اصلی به منظور جلوگیری از خرابی عایقکنندگی ناشی از تنشهای مکانیکی و الکتریکی مختلف به دلیل تغییرات محیطی و بار الکتریکی، و در نتیجه حفاظت از عملکرد و عمر مفید خطوط قدرت صورت میگیرد.
تحلیل نقص
ایزولاتورها طی سال در معرض جو قرار دارند و به دلیل عواملی مانند ضربههای برق، آلودگی، آسیبهای پرنده، یخ و برف، دماهای بالا، سرما شدید و تفاوت ارتفاع، مستعد وقوع حوادث مختلف هستند.
حوادث ضربه برق: مسیرهای خطوط هوایی اغلب از مناطق کوهستانی، میدانهای باز و مناطق آلوده صنعتی عبور میکنند، که این خطوط به ضربههای برق بسیار آسیبپذیر هستند که میتواند منجر به سوراخ شدن یا شکستن ایزولاتور شود.
حوادث آسیب پرنده: تحقیقات نشان میدهد که بخش قابل توجهی از خروجبرق ایزولاتورها توسط پرندگان ایجاد میشود. نسبت به ایزولاتورهای سرامیکی و شیشهای، احتمال خروجبرق در ایزولاتورهای مرکب به دلیل فعالیت پرندگان بیشتر است. این حوادث بیشتر در خطوط انتقال ۱۱۰ کیلوولت و بالاتر رخ میدهند، در حالی که خروجبرق ناشی از آسیب پرنده در شبکههای توزیع شهری ۳۵ کیلوولت و پایین نادر است. این به دلیل این است که جمعیت پرندگان در مناطق شهری نسبتاً کمتر است، ولتاژ خطوط کمتر است، فاصله هوا که میتواند پل شود کوچک است و ایزولاتورها معمولاً نیاز به حلقههای کورونا ندارند؛ ساختار شانهای آنها به طور مؤثری خروجبرق ناشی از پرندگان را جلوگیری میکند.
حوادث حلقه کورونا: در حین عملکرد، میدان الکتریکی نزدیک به لوازم فلزی در انتهای ایزولاتورها به شدت متمرکز میشود، با قدرت میدان بالا نزدیک به فلانژ. برای بهبود توزیع میدان، حلقههای کورونا معمولاً در شبکههای ۲۲۰ کیلوولت و بالاتر نصب میشوند. با این حال، حلقههای کورونا فاصله هوا مؤثر از دنباله ایزولاتور را کاهش میدهند، که منجر به کاهش ولتاژ تحمل آن میشود. علاوه بر این، ولتاژ کم ایجاد کورونا در مهرههای ثابت حلقه کورونا میتواند در شرایط بد جوی منجر به خروجبرق کورونا شود، که امنیت دنباله ایزولاتور را تحت تأثیر قرار میدهد.
حوادث آلودگی: این حوادث زمانی رخ میدهند که آلودگیهای رسانا روی سطح ایزولاتور در شرایط مرطوب جمع میشوند، که به طور قابل توجهی عملکرد عایقکنندگی را کاهش میدهد و خروجبرق را تحت ولتاژ عادی عملیاتی ایجاد میکند.
حوادث با علت ناشناخته: برخی از حوادث خروجبرق ایزولاتور دارای علت ناشناخته هستند، مانند ایزولاتورهای سرامیکی صفر مقدار، شکستن ایزولاتورهای شیشهای یا قطع ایزولاتورهای مرکب. با وجود بررسیهای پس از وقوع توسط واحد عملیاتی، علت دقیق خروجبرق اغلب شناسایی نمیشود. این حوادث معمولاً از شب تا صبح، به ویژه در مواقع بارانی یا ابری رخ میدهند و بسیاری از آنها میتوانند با موفقیت بازبسته شوند.
اقدامات نگهداری
علل اصلی خروجبرق ناشی از برق شامل فاصله خشک ناکافی، پیکربندی حلقه کورونای تکطرفه و مقاومت زمین برج بیش از حد است. اقدامات پیشگیرانه شامل استفاده از ایزولاتورهای مرکب با طول تمدید شده، نصب حلقههای کورونای دوطرفه و کاهش مقاومت زمین برج است.
برای جلوگیری مؤثر از آسیب پرنده، واحدهای عملیاتی باید در بخشهایی که حوادث مربوط به پرندگان به طور مکرر رخ میدهند، شبکههای دندانهای پرنده، سوزنهای پرنده یا محافظهای پرنده نصب کنند.
برای خطوط مجهز به حلقههای کورونا، باید طراحی با فاصله یکسان بین شانههای بزرگ و کوچک اتخاذ شود، با فاصله شانهای که الزامات فنی را برآورده میسازد. در غیر این صورت، باید فاصله خزش ایزولاتورها افزایش یابد تا خطر خروجبرق ناشی از یخ و برف کاهش یابد. بررسیها و پاترولهای منظم باید تقویت شوند، با نمونهبرداری دورهای از ایزولاتورها که در مناطق و محیطهای مختلف عملیاتی هستند، برای آزمونهای مقاومت کششی، عملکرد الکتریکی و پیری عایقکنندگی، به منظور جلوگیری از خروجبرق ناشی از نقص مکانیکی یا پیری شانه.
برای جلوگیری از خروجبرق ناشی از آلودگی، معمولاً از اقدامات زیر استفاده میشود:
پاکسازی منظم ایزولاتورها. پیش از فصل خروجبرق آلودگی بالا، پاکسازی کاملی باید انجام شود، با افزایش فراوانی در مناطق با آلودگی بالا.
افزایش فاصله خزش و افزایش سطح عایقکنندگی. این شامل افزودن واحد ایزولاتور بیشتر در مناطق آلوده یا استفاده از ایزولاتورهای ضد آلودگی است. تجربه عملیاتی نشان میدهد که ایزولاتورهای ضد آلودگی در بخشهای با آلودگی بالا عملکرد خوبی دارند.
استفاده از پوششهای ضد آلودگی، مانند پارافین، واسلین یا پوششهای آلی سیلیکون، برای بهبود مقاومت سطح ایزولاتور در برابر آلودگی.
برای حوادث خروجبرق با علت ناشناخته، ایزولاتورهای جدید هممدل و ایزولاتورهای قدیمی که بیش از سه سال در خدمت بودهاند باید تحت آزمونهای خروجبرق خشک فرکانس تجاری و شکست مکانیکی قرار گیرند. آزمونهای پیری نیز باید بر روی ایزولاتورهایی که از دورههای مختلف خدمت گذراندهاند انجام شود. ایزولاتورها باید طبق دورههای برنامهریزی شده به طور منظم پاکسازی شوند و چگالی توده نمک (SDD) به طور فوری اندازهگیری شود. در طول تولید ایزولاتورهای جدید، باید از عوامل پیری پیشرفته استفاده شود تا مقاومت ماده افزایش یابد.
