절연자의 일반적인 고장과 예방 조치
절연자는 전송선로에서 전류가 지면으로 흐르는 것을 방지하고 도체를 지지하는 이중 목적으로 사용되는 특수한 종류의 절연 구성 요소입니다. 전송탑과 도체 사이, 그리고 변전소 구조물과 전력선 사이의 연결 지점에서 널리 사용됩니다. 절연자의 유형은 절연 재료에 따라 세 가지로 분류되며, 이는 세라믹, 유리, 복합재입니다. 일반적인 절연자 고장과 예방 유지 관리 조치를 분석하는 것은 환경 및 전기 부하 변화로 인한 다양한 기계적 및 전기적 스트레스로 인해 발생할 수 있는 절연 실패를 방지하여 전력선의 작동과 수명을 보호하기 위한 것입니다.
고장 분석
절연자는 연중 대기 중에 노출되어 있으며, 번개, 오염, 새의 손상, 눈과 얼음, 고온, 극한의 추위, 고도 차이 등의 요인으로 인해 다양한 사고에 취약합니다.
번개 사고: 상공 선로 통로는 종종 언덕, 산, 개활지, 산업 오염 지역 등을 통과하므로 번개에 매우 취약하며, 이는 절연자의 파열이나 파손을 초래할 수 있습니다.
새의 손상 사고: 연구에 따르면 절연기의 플래시오버의 상당 부분이 새들에 의해 발생합니다. 세라믹과 유리 절연기보다 복합 절연기가 새들의 활동으로 인해 플래시오버가 발생할 가능성이 더 높습니다. 이러한 사건은 주로 110 kV 이상의 송전선에서 발생하며, 35 kV 이하의 도시 배전망에서는 새의 손상으로 인한 플래시오버가 드뭅니다. 이는 도시 지역에서 새의 수가 상대적으로 적고, 선로의 전압이 낮으며, 공기 간극이 작고, 절연기에 코로나 링이 필요하지 않으며, 그 쉐드 구조가 새에 의한 플래시오버를 효과적으로 방지하기 때문입니다.
코로나 링 사고: 운전 중 절연기의 양끝 금속 피팅 근처의 전기장은 매우 집중되며, 플랜지 근처에서 전기장 강도가 높습니다. 전기장 분포를 개선하기 위해 220 kV 이상의 전력망에는 일반적으로 코로나 링이 설치됩니다. 그러나 코로나 링은 절연기 줄의 효과적인 공기 간극을 줄여 내압을 낮춥니다. 또한, 코로나 링의 고정 볼트에서의 낮은 코로나 발생 전압은 악천후 조건에서 코로나 방전을 일으켜 절연기 줄의 안전성을 저하시킵니다.
오염 사고: 절연기 표면에 축적된 도전성 오염물질이 습한 날씨에 젖으면 절연 성능이 크게 감소하여 정상 운전 전압에서도 플래시오버가 발생합니다.
원인 불명 사고: 일부 절연기 플래시오버 사례는 원인이 불분명한 경우가 있습니다. 예를 들어, 제로 값 세라믹 절연기, 깨진 유리 절연기, 또는 트립된 복합 절연기 등이 있습니다. 운영 단위의 사후 검사에도 불구하고 플래시오버의 정확한 원인은 종종 식별되지 않습니다. 이러한 사고는 주로 밤 늦게부터 새벽까지, 특히 비가 오거나 흐린 날씨에 많이 발생하며, 많은 경우 자동 재폐합이 성공적으로 이루어집니다.
유지 관리 조치
번개에 의한 플래시오버의 주요 원인은 건조 아크 거리 부족, 단일 끝 코로나 링 구조, 그리고 과도한 타워 접지 저항입니다. 예방 조치로는 연장형 복합 절연기 사용, 이중 코로나 링 설치, 타워 접지 저항 감소 등이 있습니다.
새의 손상을 효과적으로 방지하기 위해 운영 단위는 새 관련 사고가 잦은 구간에 새 방지 망, 새 방지 바늘, 또는 새 방지 장치를 설치해야 합니다.
코로나 링을 장착한 선로의 경우, 큰 쉐드와 작은 쉐드 사이의 동일한 간격 설계를 채택해야 하며, 쉐드 간격은 기술 요구 사항을 충족해야 합니다. 그렇지 않으면, 절연기의 크롤 거리를 증가시켜 눈과 얼음으로 인한 플래시오버 위험을 줄여야 합니다. 정기적인 점검과 순찰을 강화하고, 다양한 지역과 환경에서 운영 중인 절연기 샘플을 정기적으로 인장 강도, 전기 성능, 절연 노화 테스트를 실시하여 기계적 강도 부족이나 쉐드 노화로 인한 플래시오버를 방지해야 합니다.
오염 플래시오버를 방지하기 위해 일반적으로 다음과 같은 조치가 취해집니다:
정기적인 절연기 청소. 고오염 플래시오버 시즌 전에 포괄적인 청소를 수행하고, 특히 오염이 심한 지역에서는 청소 빈도를 늘려야 합니다.
크롤 거리 증가 및 절연 수준 향상. 이는 오염 지역에서 절연기 유닛을 추가하거나, 오염 방지 절연기를 사용함을 포함합니다. 운영 경험에 따르면, 오염 방지 절연기는 오염이 심한 구간에서 좋은 성능을 보여줍니다.
파라핀 왁스, 석유 젤리, 실리콘 유기 코팅 등의 오염 방지 코팅 적용으로 절연기 표면의 오염 저항력을 향상시킵니다.
원인 불명의 플래시오버 사고의 경우, 동일 모델의 새로운 절연기와 3년 이상 사용된 오래된 절연기에 대해 공급 주파수 건식 플래시오버 및 기계적 결함 테스트를 수행해야 합니다. 다양한 서비스 기간의 절연기에 대한 노화 테스트도 수행해야 합니다. 절연기는 예정된 주기대로 정기적으로 청소되어야 하며, 염분 침전 밀도(SDD)는 즉시 측정되어야 합니다. 새로운 절연기 생산 시에는 고급 노화 방지제를 혼합하여 재료의 내구성을 향상시켜야 합니다.
