Kerusakan umum isolator dan tindakan pencegahan

Felix Spark

Bidang: Kegagalan dan Pemeliharaan

China

Isolator adalah komponen isolasi khusus yang berfungsi ganda untuk mendukung konduktor dan mencegah arus masuk ke tanah pada saluran transmisi udara. Isolator ini banyak digunakan pada titik-titik sambungan antara menara transmisi dan konduktor, serta antara struktur gardu induk dan jaringan listrik. Berdasarkan bahan dielektrik, isolator dibagi menjadi tiga jenis: porselen, kaca, dan komposit. Analisis kerusakan umum isolator dan langkah-langkah pemeliharaan preventif sebagian besar bertujuan untuk mencegah kegagalan isolasi yang disebabkan oleh berbagai stres mekanis dan listrik akibat perubahan lingkungan dan beban listrik, sehingga melindungi operasi dan umur layanan jaringan listrik.

Analisis Kerusakan

Isolator terpapar atmosfer sepanjang tahun dan rentan terhadap berbagai kecelakaan karena faktor-faktor seperti sambaran petir, pencemaran, kerusakan burung, es dan salju, suhu tinggi, cuaca dingin ekstrem, dan perbedaan elevasi.

Kejadian Sambaran Petir: Koridor saluran udara sering melewati daerah perbukitan, pegunungan, lapangan terbuka, dan zona yang tercemar industri, sehingga membuat saluran sangat rentan terhadap sambaran petir, yang dapat menyebabkan tusukan atau pecahnya isolator.
Kejadian Kerusakan Burung: Penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar kilatan isolator disebabkan oleh burung. Dibandingkan dengan isolator porselen dan kaca, isolator komposit memiliki probabilitas kilatan yang lebih tinggi karena aktivitas burung. Insiden semacam itu sebagian besar terjadi pada jaringan transmisi 110 kV dan di atasnya, sementara kilatan karena kerusakan burung jarang terjadi pada jaringan distribusi perkotaan 35 kV dan di bawahnya. Hal ini karena populasi burung relatif lebih sedikit di area perkotaan, tegangan jaringan lebih rendah, celah udara yang bisa dilalui kecil, dan isolator biasanya tidak memerlukan cincin korona; struktur sirip mereka secara efektif mencegah kilatan yang disebabkan burung.
Kejadian Cincin Korona: Selama operasi, medan listrik dekat fitting logam di ujung isolator sangat terkonsentrasi, dengan kekuatan medan tinggi dekat flensa. Untuk meningkatkan distribusi medan, cincin korona biasanya dipasang pada jaringan 220 kV dan di atasnya. Namun, cincin korona mengurangi jarak udara efektif dari rangkaian isolator, menurunkan tegangan tahanannya. Selain itu, tegangan inisiasi korona yang rendah pada baut pengunci cincin korona dapat menyebabkan pembuangan korona dalam kondisi cuaca buruk, mempengaruhi keselamatan rangkaian isolator.
Kejadian Pencemaran: Kejadian ini terjadi ketika kontaminan konduktif yang menumpuk di permukaan isolator menjadi lembab dalam cuaca lembab, secara signifikan mengurangi kinerja isolasi dan menyebabkan kilatan di bawah tegangan operasional normal.
Kejadian dengan Penyebab Tidak Diketahui: Beberapa insiden kilatan isolator memiliki penyebab yang tidak ditentukan, seperti isolator porselen bernilai nol, isolator kaca yang pecah, atau isolator komposit yang tersengat. Meskipun pemeriksaan pasca-insiden oleh unit operasional, penyebab pasti kilatan sering kali tetap tidak diketahui. Insiden tersebut umumnya terjadi dari malam hingga pagi, terutama selama cuaca hujan atau berawan, dan banyak yang dapat berhasil dinyalakan kembali secara otomatis.

Tindakan Pemeliharaan

Penyebab utama kilatan akibat petir termasuk jarak busur kering yang tidak cukup, konfigurasi cincin korona satu ujung, dan resistensi grounding menara yang terlalu tinggi. Tindakan pencegahan termasuk penggunaan isolator komposit panjang, pemasangan cincin korona ganda, dan penurunan resistensi grounding menara.

Untuk mencegah kerusakan burung secara efektif, unit operasional harus memasang jaring anti-burung, jarum anti-burung, atau pelindung burung di bagian-bagian yang sering terkena insiden terkait burung.

Untuk jaringan yang dilengkapi dengan cincin korona, desain jarak sama antara sirip besar dan kecil harus diadopsi, dengan jarak sirip memenuhi persyaratan teknis. Jika tidak, jarak merayap isolator harus ditingkatkan untuk mengurangi risiko kilatan akibat es dan salju. Pemeriksaan dan patroli rutin harus diperkuat, dengan pengambilan sampel berkala dari isolator yang beroperasi di berbagai wilayah dan lingkungan untuk tes kekuatan tarik, kinerja listrik, dan penuaan isolasi untuk mencegah kilatan akibat kekuatan mekanis yang tidak mencukupi atau penuaan sirip.

Untuk mencegah kilatan pencemaran, tindakan umum berikut biasanya diadopsi:

Pembersihan rutin isolator. Pembersihan menyeluruh harus dilakukan sebelum musim kilatan pencemaran, dengan frekuensi yang ditingkatkan di daerah yang sangat tercemar.
Meningkatkan jarak merayap dan meningkatkan tingkat isolasi. Ini termasuk menambah unit isolator di daerah yang tercemar atau menggunakan isolator anti-pencemaran. Pengalaman operasional menunjukkan bahwa isolator anti-pencemaran berkinerja baik di bagian yang sangat tercemar.
Menerapkan lapisan anti-pencemaran, seperti lilin parafin, vaselin, atau lapisan organik silikon, untuk meningkatkan ketahanan pencemaran permukaan isolator.
Untuk insiden kilatan dengan penyebab tidak diketahui, isolator baru model yang sama dan isolator lama yang telah beroperasi lebih dari tiga tahun harus menjalani tes kilatan kering frekuensi daya dan kegagalan mekanis. Tes penuaan juga harus dilakukan pada isolator dari periode layanan yang berbeda. Isolator harus dibersihkan secara rutin sesuai siklus yang direncanakan, dan kepadatan deposit garam (SDD) harus diukur segera. Selama produksi isolator baru, agen anti-penuaan canggih harus dicampur untuk meningkatkan daya tahan material.