Faltas comúns de aisladores e medidas preventivas

Un aislante é un compoñente especial de aislamento que serve para dous propósitos: sostentar os conductores e evitar que a corrente se desagüe nas liñas de transmisión aérea. Empregase amplamente nos puntos de conexión entre as torres de transmisión e os conductores, así como entre as estruturas das subestacións e as liñas eléctricas. Segundo o material dieléctrico, os aislantes clasifícanse en tres tipos: porcelana, vidro e compósito. Analizar os fallos comúns dos aislantes e as medidas de mantemento preventivo ten como principal obxectivo prevenir a falla do aislamento causada por diversas presións mecánicas e eléctricas debido aos cambios ambientais e de carga eléctrica, asegurando así o funcionamento e a vida útil das liñas eléctricas.

Análise de Fallos

Os aislantes están expostos á atmosfera durante todo o ano e son susceptibles a diversos accidentes debido a factores como raios, contaminación, danos causados por aves, xeo e neve, altas temperaturas, frío extremo e diferenzas de elevación.

• Accidentes por Raios: Os corredores de liñas aéreas pasan frecuentemente por zonas montañosas, campos abertos e zonas industrialmente contaminadas, facendo que as liñas sexan moi vulnerables a raios, que poden levar ao punteamento ou rotura dos aislantes.

• Accidentes por Danos de Aves: As investigacións mostran que unha parte significativa das descargas nos aislantes son causadas por aves. En comparación cos aislantes de porcelana e vidro, os aislantes compósitos teñen maior probabilidade de descarga debido á actividade das aves. Estes incidentes ocorren principalmente en liñas de transmisión de 110 kV e superiores, mentres que as descargas por danos de aves son raras nas redes de distribución urbana de 35 kV e inferiores. Isto debeuse a que as poblacións de aves son relativamente menores nas áreas urbanas, as voltaxes das liñas son menores, a distancia de aire que pode ser ponteada é pequena e os aislantes xeralmente non requiren anéis de corona; a súa estrutura de salientes prevén eficazmente as descargas causadas polas aves.

• Accidentes con Anéis de Corona: Durante a operación, o campo eléctrico próximo aos accesorios metálicos nos extremos dos aislantes está altamente concentrado, coa alta intensidade do campo próximo á flange. Para mellorar a distribución do campo, os anéis de corona instálanse comúnmente en redes de 220 kV e superiores. No entanto, os anéis de corona reducen a distáncia efectiva de aire da cadea de aislantes, diminuíndo a súa tensión de resistencia. Ademais, a baixa tensión de inicio de corona nos parafusos de fixación dos anéis de corona pode levar a descargas de corona en condicións meteorolóxicas adversas, afectando a seguridade da cadea de aislantes.

• Accidentes por Contaminación: Estes ocorren cando os contaminantes conductivos acumulados na superficie do aislante humedécense no tempo húmido, reducindo significativamente o rendemento do aislamento e provocando descargas bajo a tensión de operación normal.

• Accidentes de Causa Descoñecida: Algúns incidentes de descarga nos aislantes teñen causas indeterminadas, como aislantes de porcelana de valor cero, aislantes de vidro rotos ou aislantes compósitos que saltan. A pesar das inspeccións posteriores aos incidentes realizadas polas unidades operativas, a causa exacta da descarga permanece frecuentemente sen identificar. Estes incidentes ocorren comunmente desde finais da noite ata as primeiras horas da mañá, especialmente durante o tempo chuvioso ou nublado, e moitos poden ser recerrados automaticamente con éxito.

Medidas de Mantemento

As principais causas de descargas por raios inclúen distancia de arco seca insuficiente, configuración de anel de corona unidireccional e resistencia de aterramento da torre excesiva. As medidas preventivas inclúen o uso de aislantes compósitos de lonxitude estendida, a instalación de anéis de corona dobre e a redución da resistencia de aterramento da torre.

Para prever eficazmente os danos causados por aves, as unidades operativas deben instalar redes antipáxaros, agullos antipáxaros ou protectores antipáxaros nas seccións propensas a incidentes frecuentes relacionados con aves.

Para as liñas equipadas con anéis de corona, debe adoptarse un deseño de espaciamiento igual entre os salientes grandes e pequenos, cun espaciamiento de salientes que cumpra os requisitos técnicos. Se non, a distancia de arrastre dos aislantes debe aumentarse para reducir os riscos de descarga causados polo xeo e a neve. Deben reforzarse as inspeccións e patrullas regulares, e realizar muestreos periódicos de aislantes que operan en diferentes rexións e entornos para ensaios de resistencia a tracción, rendemento eléctrico e envellecemento do aislamento, para prever descargas debido a falta de resistencia mecánica ou envellecemento dos salientes.

Para prever as descargas por contaminación, xeralmente adoptanse as seguintes medidas:

• Limpieza regular dos aislantes. Debe realizarse unha limpeza comprehensiva antes da tempada de descargas por alta contaminación, aumentando a frecuencia nas zonas altamente contaminadas.

• Aumento da distancia de arrastre e mellora do nivel de aislamento. Isto inclúe a adición de máis unidades de aislantes en zonas contaminadas ou o uso de aislantes anticontaminación. A experiencia operativa mostra que os aislantes anticontaminación funcionan ben en seccións altamente contaminadas.

• Aplicación de revestimentos anticontaminación, como cera de parafina, vaselina ou revestimentos orgánicos de silicón, para mellorar a resistencia á contaminación da superficie do aislante.

• Para os incidentes de descarga de causa descoñecida, os novos aislantes do mesmo modelo e os antigos que levan máis de tres anos en servizo deben someterse a ensaios de descarga seca a frecuencia de rede e de fallo mecánico. Tamén deben realizarse ensaios de envellecemento en aislantes de diferentes períodos de servizo. Os aislantes deben limparse regularmente segundo ciclos programados, e medir oportunamente a densidade de depósito de sal (SDD). Durante a produción de novos aislantes, deben incorporarse agentes antienvellecemento avanzados para mellorar a durabilidade do material.