Falhas comuns de isoladores e medidas preventivas
Um isolador é um tipo especial de componente isolante que tem o duplo propósito de suportar condutores e impedir que a corrente se aterre em linhas de transmissão aéreas. É amplamente utilizado nos pontos de conexão entre torres de transmissão e condutores, bem como entre estruturas de subestações e linhas de energia. Com base no material dielétrico, os isoladores são classificados em três tipos: porcelana, vidro e compósito. Analisar falhas comuns de isoladores e medidas de manutenção preventiva visa principalmente prevenir falhas de isolamento causadas por várias tensões mecânicas e elétricas devido a mudanças ambientais e de carga elétrica, protegendo assim a operação e a vida útil das linhas de energia.
Análise de Falhas
Os isoladores estão expostos à atmosfera durante todo o ano e são suscetíveis a diversos acidentes devido a fatores como descargas atmosféricas, poluição, danos causados por aves, gelo e neve, altas temperaturas, frio extremo e diferenças de elevação.
Acidentes por Descarga Atmosférica: As faixas de linhas aéreas frequentemente passam por áreas montanhosas, campos abertos e zonas industrialmente poluídas, tornando as linhas altamente vulneráveis a descargas atmosféricas, que podem levar a perfuração ou estilhaçamento dos isoladores.
Acidentes por Danos Causados por Aves: Pesquisas mostram que uma parte significativa das descargas de isoladores é causada por aves. Em comparação com isoladores de porcelana e vidro, os isoladores compostos têm maior probabilidade de descarga devido à atividade de aves. Tais incidentes ocorrem principalmente em linhas de transmissão de 110 kV e acima, enquanto descargas devido a danos causados por aves são raras nas redes de distribuição urbana de 35 kV e abaixo. Isso ocorre porque as populações de aves são relativamente menores nas áreas urbanas, as tensões de linha são menores, a lacuna de ar que pode ser ponteada é pequena, e os isoladores geralmente não requerem anéis de corona; sua estrutura de gotejamento previne efetivamente descargas induzidas por aves.
Acidentes com Anéis de Corona: Durante a operação, o campo elétrico próximo aos encaixes metálicos nas extremidades dos isoladores está altamente concentrado, com alta intensidade do campo perto da flange. Para melhorar a distribuição do campo, anéis de corona são comumente instalados em redes de 220 kV e acima. No entanto, os anéis de corona reduzem a distância de ar efetiva da cadeia de isoladores, diminuindo sua tensão de resistência. Além disso, a baixa tensão de início de corona nos parafusos de fixação do anel de corona pode levar a descargas de corona sob condições climáticas adversas, afetando a segurança da cadeia de isoladores.
Acidentes por Poluição: Estes ocorrem quando contaminantes condutivos acumulados na superfície do isolador ficam úmidos em clima húmido, reduzindo significativamente o desempenho do isolamento e causando descargas sob tensão de operação normal.
Acidentes de Causa Indeterminada: Alguns incidentes de descarga de isoladores têm causas indeterminadas, como isoladores de porcelana de valor zero, isoladores de vidro estilhaçados ou isoladores compostos disparados. Apesar de inspeções pós-incidente realizadas pelas unidades operacionais, a causa exata da descarga frequentemente permanece desconhecida. Esses incidentes ocorrem comumente da noite até a manhã, especialmente durante tempo chuvoso ou nublado, e muitos podem ser recolocados automaticamente com sucesso.
Medidas de Manutenção
As principais causas de descargas de corona induzidas por descargas atmosféricas incluem distância de arco seco insuficiente, configuração de anel de corona em uma única extremidade e resistência de aterramento excessiva da torre. Medidas preventivas incluem o uso de isoladores compostos de comprimento estendido, instalação de anéis de corona duplos e redução da resistência de aterramento da torre.
Para prevenir efetivamente danos causados por aves, as unidades operacionais devem instalar redes antipássaros, agulhas antipássaros ou guardas antipássaros em seções propensas a incidentes frequentes relacionados a aves.
Para linhas equipadas com anéis de corona, deve-se adotar um design de espaçamento igual entre grandes e pequenas saliências, com espaçamento de saliências atendendo aos requisitos técnicos. Se não, a distância de rastejo dos isoladores deve ser aumentada para reduzir os riscos de descarga devido ao gelo e neve. Devem ser reforçadas as inspeções e patrulhas regulares, com amostragem periódica de isoladores operando em diferentes regiões e ambientes para testes de resistência à tração, desempenho elétrico e envelhecimento do isolamento, para prevenir descargas devido a força mecânica insuficiente ou envelhecimento das saliências.
Para prevenir descargas devido à poluição, geralmente são adotadas as seguintes medidas:
Limpeza regular dos isoladores. Uma limpeza completa deve ser realizada antes da temporada de alta incidência de descargas devido à poluição, com aumento da frequência em áreas altamente poluídas.
Aumento da distância de rastejo e melhoria do nível de isolamento. Isso inclui adicionar mais unidades de isoladores em áreas poluídas ou usar isoladores anti-poluição. A experiência operacional mostra que os isoladores anti-poluição se saem bem em seções altamente poluídas.
Aplicação de revestimentos anti-poluição, como cera de parafina, vaselina ou revestimentos orgânicos de silicone, para melhorar a resistência à poluição superficial dos isoladores.
Para incidentes de descarga de causa desconhecida, novos isoladores do mesmo modelo e os antigos que tenham sido usados por mais de três anos devem passar por testes de descarga seca de frequência de rede e falha mecânica. Também devem ser realizados testes de envelhecimento em isoladores de diferentes períodos de serviço. Os isoladores devem ser limpos regularmente de acordo com ciclos programados, e a densidade de depósito de sal (DDS) deve ser medida prontamente. Durante a produção de novos isoladores, devem ser incorporados agentes anti-envelhecimento avançados para melhorar a durabilidade do material.
