Vanlige feil ved isolatorer og forebyggende tiltak

En isolator er en spesiell type isolerende komponent som har den doble funksjonen av å støtte ledere og forhindre at strøm havner i jorden i overføringsledninger. Den brukes vidt på koblingspunktene mellom overføringsmastene og lederne, samt mellom understasjonskonstruksjoner og kraftledninger. Basert på dielektrisk materiale, deles isolatorer inn i tre typer: porseleinn, glas og sammensatt. Analyse av vanlige isolatorkvad og forebyggende vedlikeholdsforanstaltninger har hovedsakelig til formål å forhindre isolasjonssvikt forårsaket av ulike mekaniske og elektriske belastninger på grunn av miljømessige og elektriske belastningsendringer, dermed sikre drift og nytteperiode for kraftledninger.

Feilanalyse

Isolatorer er utsatt for atmosfæren hele året og er sårbare for ulike uhell på grunn av faktorer som lynnedslag, forurensning, skade fra fugler, is og snø, høye temperaturer, ekstrem kulde og høydeforskjeller.

• Uhell med lynnedslag: Overføringskorridorer passer ofte gjennom bakker, fjell, åpne marker og industrielt forurenset områder, noe som gjør linjene svært sårbare for lynnedslag, som kan føre til isolatorpunktur eller kvasing.

• Uhell med skade fra fugler: Forskning viser at en betydelig del av isolatorflammer skyldes fugler. Sammenlignet med porseleinn- og glasisolatorer har sammensatte isolatorer en høyere sannsynlighet for flamme på grunn av fugleaktivitet. Slike hendelser forekommer mest på overføringslinjer på 110 kV og over, mens flammer på grunn av skade fra fugler er sjeldne i byfordelingsnettverk på 35 kV og lavere. Dette er fordi fuglepopulasjonene er relativt mindre i byområder, linjespenningen er lavere, luftgappen som kan overbringes er liten, og isolatorer krever generelt ikke korona-ringer; deres skjede-struktur effektivt forebygger flamme på grunn av fugler.

• Uhell med korona-ringer: Under drift er feltet nær metallmonteringen ved endene av isolatorer høyt koncentrert, med høy feltstyrke nær flangetten. For å forbedre feltdistribusjon installeres korona-ringer ofte på nettverk på 220 kV og over. Imidlertid reduserer korona-ringer den effektive luftavstanden i isolatorstrengen, noe som senker dens brytningsvoltage. I tillegg kan den lave koronainitieringsvoltage ved korona-ringens fastsettingsskruer føre til koronadischarge under ugunstige værforhold, noe som påvirker sikkerheten til isolatorstrengen.

• Forurensningsuhell: Disse forekommer når ledbare forureningsstoff som akkumuleres på isolatoroverflaten blir fuktet i fuktig vær, noe som reduserer isolasjonsytelsen betydelig og fører til flamme under normal driftsspenning.

• Uhell med ukjent årsak: Noen isolatorflamme-hendelser har ubestemte årsaker, som nullverdiporseleinnisolatorer, kvasede glassisolatorer eller utslåtte sammensatte isolatorer. Selv etter hendelsesundersøkelser av driftsenheter, forblir den nøyaktige årsaken til flamme ofte ubekjent. Disse hendelsene forekommer ofte fra kveld til morgen, spesielt under regnfulle eller overskyet vær, og mange kan bli vellykket automatisk lukket igjen.

Vedlikeholdsforanstaltninger

De viktigste årsakene til flamme på grunn av lynnedslag inkluderer utilstrekkelig tørrbueavstand, enkeltsidig korona-ring-konfigurasjon og for høy jordmotstand for mast. Forebyggende foranstaltninger inkluderer bruk av forlenget lengde sammensatte isolatorer, installering av dobbel korona-ring og reduksjon av jordmotstand for mast.

For å effektivt forebygge skade fra fugler, bør driftsenheter installere fuglespill-nett, fuglespill-spydspisser eller fuglespill-skjold i seksjoner med hyppige fuglerelaterte hendelser.

For linjer utstyrt med korona-ringer, bør det benyttes en likeavstand design mellom store og små skjeder, med skjedeavstand som oppfyller tekniske krav. Hvis ikke, bør glideavstanden til isolatorer økes for å redusere flammeerisiko på grunn av is og snø. Regelmessige inspeksjoner og patruljer bør styrkes, med periodisk prøving av isolatorer i ulike regioner og miljøer for trekkestyrke, elektrisk ytelse og isolasjonsaldringstester for å forebygge flamme på grunn av utilstrekkelig mekanisk styrke eller skjedealdring.

For å forebygge forurensningsflamme, tas vanligvis følgende foranstaltninger:

• Regelmessig rengjøring av isolatorer. En fullstendig rengjøring bør utføres før høyforurensningsflammesesongen, med økt frekvens i sterkt forurenset områder.

• Økning av glideavstand og forbedring av isolasjonsnivå. Dette inkluderer legging til flere isolatorenheter i forurenset områder eller bruk av anti-forurensningsisolatorer. Driftserfaring viser at anti-forurensningsisolatorer presterer godt i sterkt forurenset seksjoner.

• Anvendelse av anti-forurensningsbelægninger, som paraffin, petroleumsjelly eller silikonorganiske belægninger, for å forbedre isolatoroverflaten sin motstandsdyktighet mot forurensning.

• For flamme-hendelser med ukjent årsak, bør nye isolatorer av samme modell og gamle isolatorer som har vært i drift i over tre år, undergå nettfrekvens tørrflamme- og mekanisk feiltest. Aldringstester bør også utføres på isolatorer fra ulike driftsperioder. Isolatorer bør rengjøres regelmessig ifølge planlagte sykluser, og saltdepotthet (SDD) bør måles umiddelbart. Under produksjon av nye isolatorer, bør avanserte anti-aldringsmidler inkorporeres for å forbedre materialeholdbarhet.