Pannes courantes des isolateurs et mesures préventives
Un isolateur est un type spécial de composant isolant qui sert à la fois à supporter les conducteurs et à empêcher le courant de se mettre à la terre sur les lignes de transport aérien. Il est largement utilisé aux points de connexion entre les pylônes de transport et les conducteurs, ainsi qu'entre les structures de postes électriques et les lignes électriques. Selon le matériau diélectrique, les isolateurs sont classés en trois types : porcelaine, verre et composite. L'analyse des pannes d'isolateurs courantes et des mesures de maintenance préventive vise principalement à prévenir les défaillances d'isolation causées par diverses contraintes mécaniques et électriques dues aux changements environnementaux et de charge électrique, protégeant ainsi le fonctionnement et la durée de vie des lignes électriques.
Analyse des Pannes
Les isolateurs sont exposés à l'atmosphère toute l'année et sont vulnérables à divers accidents dus à des facteurs tels que les coups de foudre, la pollution, les dommages causés par les oiseaux, la glace et la neige, les hautes températures, le grand froid et les différences d'altitude.
Accidents liés aux Coups de Foudre : Les corridors de lignes aériennes passent souvent par des zones vallonnées, montagneuses, des champs ouverts et des zones industriellement polluées, rendant les lignes très vulnérables aux coups de foudre, ce qui peut entraîner la perforation ou la rupture des isolateurs.
Accidents liés aux Dommages Causés par les Oiseaux : Les recherches montrent qu'une part significative des flashs d'isolateurs est causée par les oiseaux. Comparativement aux isolateurs en porcelaine et en verre, les isolateurs composites ont une probabilité plus élevée de flash due à l'activité des oiseaux. Ces incidents se produisent principalement sur les lignes de transport de 110 kV et au-dessus, tandis que les flashs dus aux dommages causés par les oiseaux sont rares dans les réseaux de distribution urbains de 35 kV et inférieurs. Cela est dû au fait que les populations d'oiseaux sont relativement plus faibles dans les zones urbaines, que les tensions des lignes sont plus faibles, que l'écart d'air pouvant être franchi est petit et que les isolateurs n'ont généralement pas besoin d'anneaux de corona ; leur structure de gouttelettes empêche efficacement les flashs causés par les oiseaux.
Accidents liés aux Anneaux de Corona : Lors de l'exploitation, le champ électrique près des accessoires métalliques aux extrémités des isolateurs est fortement concentré, avec une forte intensité du champ près du collet. Pour améliorer la répartition du champ, des anneaux de corona sont généralement installés sur les réseaux de 220 kV et au-dessus. Cependant, les anneaux de corona réduisent la distance d'air effective de la chaîne d'isolateurs, diminuant sa tension de tenue. De plus, la faible tension d'apparition de la corona aux boulons de fixation de l'anneau de corona peut entraîner une décharge de corona sous des conditions météorologiques défavorables, affectant la sécurité de la chaîne d'isolateurs.
Accidents liés à la Pollution : Ces accidents se produisent lorsque des contaminants conducteurs accumulés à la surface des isolateurs deviennent humides par temps humide, réduisant considérablement les performances d'isolation et provoquant un flash sous la tension de service normale.
Accidents de Cause Inconnue : Certains incidents de flash d'isolateurs n'ont pas de cause déterminée, tels que les isolateurs en porcelaine de valeur zéro, les isolateurs en verre brisés ou les isolateurs composites déclenchés. Malgré les inspections post-incident menées par les unités d'exploitation, la cause exacte du flash reste souvent indéterminée. Ces incidents se produisent généralement de la fin de la nuit au début du matin, surtout par temps pluvieux ou nuageux, et beaucoup peuvent être reclos automatiquement avec succès.
Mesures de Maintenance
Les principales causes de flash liés à la foudre incluent une distance d'arc sec insuffisante, une configuration d'anneau de corona monobloc et une résistance de mise à la terre du pylône excessive. Les mesures préventives comprennent l'utilisation d'isolateurs composites de longueur allongée, l'installation de doubles anneaux de corona et la réduction de la résistance de mise à la terre du pylône.
Pour prévenir efficacement les dommages causés par les oiseaux, les unités d'exploitation devraient installer des filets anti-oiseaux, des aiguilles anti-oiseaux ou des gardes anti-oiseaux dans les sections sujettes à des incidents fréquents liés aux oiseaux.
Pour les lignes équipées d'anneaux de corona, une conception d'espacement égal entre les grandes et les petites gouttelettes doit être adoptée, avec un espacement de gouttelettes répondant aux exigences techniques. Si ce n'est pas le cas, la distance de reptation des isolateurs doit être augmentée pour réduire les risques de flash causés par la glace et la neige. Les inspections et patrouilles régulières doivent être renforcées, avec des prélèvements périodiques d'isolateurs opérant dans différentes régions et environnements pour des tests de résistance à la traction, de performance électrique et de vieillissement de l'isolation, afin de prévenir les flashs dus à une force mécanique insuffisante ou au vieillissement des gouttelettes.
Pour prévenir les flashs de pollution, les mesures suivantes sont généralement adoptées :
Nettoyage régulier des isolateurs. Un nettoyage complet doit être effectué avant la saison de flashs de haute pollution, avec une fréquence accrue dans les zones fortement polluées.
Augmentation de la distance de reptation et renforcement du niveau d'isolation. Cela comprend l'ajout de plus d'unités d'isolateurs dans les zones polluées ou l'utilisation d'isolateurs anti-pollution. L'expérience opérationnelle montre que les isolateurs anti-pollution fonctionnent bien dans les sections fortement polluées.
Application de revêtements anti-pollution, tels que la cire de paraffine, la vaseline ou les revêtements organosiliconés, pour améliorer la résistance à la pollution de la surface de l'isolateur.
Pour les incidents de flash de cause inconnue, de nouveaux isolateurs du même modèle et les anciens ayant été en service pendant plus de trois ans doivent subir des tests de flash sec à fréquence industrielle et de défaillance mécanique. Des tests de vieillissement doivent également être effectués sur les isolateurs de différentes périodes de service. Les isolateurs doivent être nettoyés régulièrement selon des cycles programmés, et la densité de dépôt de sel (DDS) doit être mesurée rapidement. Lors de la production de nouveaux isolateurs, des agents antivieillissement avancés doivent être incorporés pour améliorer la durabilité du matériau.
