Общие неисправности изоляторов и меры предотвращения

Изолятор - это особый тип изолирующего компонента, который служит двойной цели: поддерживает проводники и предотвращает утечку тока на землю в воздушных линиях электропередачи. Он широко используется в точках соединения между опорами передачи и проводниками, а также между конструкциями подстанций и линиями электропередачи. В зависимости от диэлектрического материала изоляторы делятся на три типа: фарфоровые, стеклянные и композитные. Анализ распространенных неисправностей изоляторов и мер профилактического обслуживания направлен в первую очередь на предотвращение отказа изоляции, вызванного различными механическими и электрическими нагрузками вследствие изменений окружающей среды и электрической нагрузки, тем самым обеспечивая работу и срок службы линий электропередачи.

Анализ неисправностей

Изоляторы круглый год находятся на открытом воздухе и подвержены различным авариям из-за факторов, таких как удары молнии, загрязнение, повреждение птицами, снег и лед, высокие температуры, экстремальный холод и перепады высот.

• Аварии, вызванные ударом молнии: Коридоры воздушных линий часто проходят через холмистые местности, горы, открытые поля и промышленно загрязненные зоны, что делает линии особенно уязвимыми для ударов молнии, которые могут привести к пробою или разрушению изоляторов.

• Аварии, вызванные повреждением птицами: Исследования показывают, что значительная часть пробоев изоляторов вызвана птицами. По сравнению с фарфоровыми и стеклянными изоляторами, композитные изоляторы имеют более высокую вероятность пробоя из-за активности птиц. Такие инциденты чаще всего происходят на линиях передачи 110 кВ и выше, тогда как пробои, вызванные повреждением птицами, редки в городских распределительных сетях 35 кВ и ниже. Это связано с тем, что популяции птиц в городских районах относительно меньше, напряжение линий ниже, воздуховый зазор, который может быть преодолен, мал, и изоляторы обычно не требуют коронных колец; их конструкция щитков эффективно предотвращает пробои, вызванные птицами.

• Аварии, связанные с коронными кольцами: Во время эксплуатации электрическое поле вблизи металлических деталей на концах изоляторов сильно концентрируется, с высокой силой поля вблизи фланца. Для улучшения распределения поля коронные кольца обычно устанавливаются на сетях 220 кВ и выше. Однако коронные кольца снижают эффективный воздушный зазор изоляторной цепочки, уменьшая ее выдерживающее напряжение. Кроме того, низкое напряжение начала короны на болтах крепления коронных колец может привести к коронному разряду при неблагоприятных погодных условиях, что влияет на безопасность изоляторной цепочки.

• Аварии, вызванные загрязнением: Они происходят, когда проводящие загрязняющие вещества, накопленные на поверхности изолятора, становятся влажными в сырую погоду, значительно снижая изоляционные свойства и вызывая пробой при нормальном рабочем напряжении.

• Аварии неизвестного происхождения: Некоторые инциденты пробоя изоляторов имеют неопределенную причину, такие как нулевые фарфоровые изоляторы, разбитые стеклянные изоляторы или сработавшие композитные изоляторы. Несмотря на проверки после инцидентов операционными единицами, точная причина пробоя часто остается неустановленной. Эти инциденты обычно происходят с позднего вечера до раннего утра, особенно в дождливую или пасмурную погоду, и многие из них могут быть успешно автоматически повторно закрыты.

Меры по обслуживанию

Основные причины пробоя, вызванного молнией, включают недостаточное сухое дуговое расстояние, одиночное коронное кольцо и чрезмерное сопротивление заземления опор. Профилактические меры включают использование удлиненных композитных изоляторов, установку двойных коронных колец и снижение сопротивления заземления опор.

Для эффективного предотвращения повреждений птицами эксплуатационные единицы должны устанавливать сетки, иглы или защитные устройства против птиц в участках, где часто происходят инциденты, связанные с птицами.

Для линий, оборудованных коронными кольцами, следует применять равномерное расположение между большими и маленькими щитками, с расстоянием между щитками, соответствующим техническим требованиям. Если это не так, необходимо увеличить ползучий путь изоляторов, чтобы снизить риск пробоя, вызванного льдом и снегом. Необходимо усилить регулярные осмотры и патрулирование, периодически отбирать образцы изоляторов, работающих в различных регионах и условиях, для испытаний на прочность на растяжение, электрические характеристики и старение изоляции, чтобы предотвратить пробои, вызванные недостаточной механической прочностью или старением щитков.

Для предотвращения пробоев, вызванных загрязнением, обычно применяются следующие меры:

• Регулярная очистка изоляторов. Перед сезоном высокого риска пробоев из-за загрязнения должна быть проведена комплексная очистка, с увеличенной частотой в сильно загрязненных районах.

• Увеличение ползучего пути и повышение уровня изоляции. Это включает добавление дополнительных изоляторных единиц в загрязненных районах или использование антизагрязняющих изоляторов. Опыт эксплуатации показывает, что антизагрязняющие изоляторы хорошо работают в сильно загрязненных секциях.

• Применение антизагрязняющих покрытий, таких как парафин, вазелин или силиконовые органические покрытия, для улучшения сопротивления загрязнению поверхности изолятора.

• Для инцидентов пробоя неизвестного происхождения новые изоляторы той же модели и старые, которые находились в эксплуатации более трех лет, должны пройти испытания на сухой пробой при промышленной частоте и механические испытания на отказ. Также должны быть проведены испытания на старение изоляторов из разных периодов эксплуатации. Изоляторы должны регулярно очищаться в соответствии с запланированными циклами, и плотность солевых отложений (SDD) должна измеряться своевременно. При производстве новых изоляторов следует использовать передовые антистареющие агенты для повышения долговечности материала.