Gewone fouten van isolatoren en voorkomende maatregelen
Een isolator is een speciaal type isolerend component dat het dubbele doel dient van het ondersteunen van geleiders en het voorkomen dat stroom naar de grond gaat in overhoeks transmissielijnen. Het wordt wijdverspreid gebruikt op de verbindingpunten tussen transmissiemasten en geleiders, evenals tussen substationstructuren en elektriciteitslijnen. Op basis van het dielectrische materiaal worden isolatoren ingedeeld in drie types: porselein, glas en composiet. Analyseren van veelvoorkomende isolatorfouten en preventieve onderhoudsmaatregelen is primair gericht op het voorkomen van isolatiestoringen veroorzaakt door verschillende mechanische en elektrische spanningen als gevolg van veranderingen in omgevings- en elektrische belasting, waardoor de bedrijfsduur en levensduur van elektriciteitslijnen beschermd wordt.
Foutanalyse
Isolatoren staan het hele jaar door blootgesteld aan de atmosfeer en zijn vatbaar voor verschillende ongelukken door factoren zoals blikseminslagen, vervuiling, vogelschade, ijs en sneeuw, hoge temperaturen, extreme kou en hoogteverschillen.
Blikseminslagongevallen: Overhoeks lijncorridors lopen vaak door heuvelachtige gebieden, bergen, open velden en industrieel vervuilde zones, waardoor de lijnen zeer kwetsbaar zijn voor blikseminslagen, wat kan leiden tot perforatie of verbrijzeling van de isolator.
Vogelschadeongevallen: Onderzoek wijst uit dat een aanzienlijk deel van de isolatorflitsoverschrijdingen veroorzaakt wordt door vogels. In vergelijking met porselein- en glasisolatoren hebben composietisolatoren een hogere kans op flitsoverschrijving door vogelactiviteit. Deze incidenten komen voornamelijk voor op transmissielijnen van 110 kV en hoger, terwijl flitsoverschrijvingen door vogelschade zeldzaam zijn in stedelijke distributienetwerken van 35 kV en lager. Dit komt omdat de vogelpopulatie in stedelijke gebieden relatief kleiner is, de lijnspanningen lager zijn, de luchtopening die kan worden overbrugd klein is, en isolatoren meestal geen corona ringen nodig hebben; hun schaduwstructuur voorkomt effectief flitsoverschrijvingen door vogels.
Corona ring ongelukken: Tijdens de werking is het elektrisch veld bij de metalen bevestigingen aan de uiteinden van isolatoren sterk geconcentreerd, met een hoge veldsterkte bij de flens. Om de veldverdeling te verbeteren, worden corona ringen vaak geïnstalleerd op netwerken van 220 kV en hoger. Echter, corona ringen verkleinen de effectieve luchtopening van de isolatorreeks, waardoor de doorbraakspanning afneemt. Bovendien kan de lage corona-aanmaakspanning bij de bouten van de corona ring leiden tot coronaontlading onder slechte weersomstandigheden, wat de veiligheid van de isolatorreeks beïnvloedt.
Vervuilingsongevallen: Deze treden op wanneer geleidende verontreinigingen die zich op de oppervlakte van de isolator hebben opgehoopt, nat worden in vochtig weer, wat de isolatieprestaties aanzienlijk vermindert en leidt tot flitsoverschrijving onder normale bedrijfsspanning.
Ongelukken van onbekende oorzaak: Sommige isolatorflitsoverschrijdingsincidenten hebben onbepaalde oorzaken, zoals nulwaarde porseleinisolatoren, verbrijzelde glasisolatoren of getrippeerde composietisolatoren. Ondanks post-incident inspecties door operatie-eenheden blijft de exacte oorzaak van de flitsoverschrijving vaak onbekend. Deze incidenten komen vaak voor van laat in de avond tot vroeg in de ochtend, vooral tijdens regenachtig of bewolkt weer, en veel kunnen succesvol automatisch hergesloten worden.
Onderhoudsmaatregelen
De belangrijkste oorzaken van blikseminduced flitsoverschrijvingen zijn onvoldoende droge boogafstand, een configuratie met een corona ring aan één kant en te hoge mastaardingweerstand. Preventieve maatregelen omvatten het gebruik van verlengde composietisolatoren, het installeren van dubbele corona ringen en het verminderen van de mastaardingweerstand.
Om vogelschade effectief te voorkomen, moeten operatie-eenheden vogelspiknetten, vogelspikkels of vogelbeschermers installeren in secties waar vogelgerelateerde incidenten frequent voorkomen.
Voor lijnen die corona ringen hebben, moet een gelijke afstandsdesign tussen grote en kleine schaduwen worden toegepast, met schaduwafstanden die technische eisen voldoen. Als dit niet het geval is, moet de kruipafstand van de isolatoren worden verhoogd om de risico's van flitsoverschrijving door ijs en sneeuw te verminderen. Regelmatige inspecties en patrouilles moeten worden versterkt, met periodiek monsteren van isolatoren die in verschillende regio's en omgevingen werken, voor treksterkte-, elektrische prestatie- en isolatieverouderingstests om flitsoverschrijvingen te voorkomen door onvoldoende mechanische sterkte of schaduveroudering.
Om vervuilingsflitsoverschrijvingen te voorkomen, worden de volgende maatregelen meestal genomen:
Regelmatige reiniging van isolatoren. Een grondige reiniging moet worden uitgevoerd voor het seizoen met hoge vervuilingsflitsoverschrijving, met verhoogde frequentie in sterk vervuilde gebieden.
Verhoging van de kruipafstand en versterking van de isolatieniveau. Dit omvat het toevoegen van meer isolatoreenheden in vervuilde gebieden of het gebruik van anti-vervuilingsisolatoren. Operationele ervaring toont aan dat anti-vervuilingsisolatoren goed functioneren in sterk vervuilde secties.
Toepassing van anti-vervuilingscoatings, zoals paraffine, petroleumjelly of siliciumorganische coatings, om de vervuilingsbestendigheid van de isolatoroppervlakte te verbeteren.
Voor flitsoverschrijvingsincidenten van onbekende oorzaak, moeten nieuwe isolatoren van hetzelfde model en oude isolatoren die langer dan drie jaar in dienst zijn geweest, ondergaan aan netspanningsdroge flitsoverschrijving- en mechanische fouttests. Verouderingstests moeten ook worden uitgevoerd op isolatoren van verschillende dienstperioden. Isolatoren moeten regelmatig worden gereinigd volgens geplande cycli, en de zoutdepositiedichtheid (SDD) moet snel worden gemeten. Tijdens de productie van nieuwe isolatoren moeten geavanceerde anti-verouderingsmiddelen worden toegevoegd om de materiaalduurzaamheid te verhogen.
