Vanliga fel vid isolatorer och förebyggande åtgärder
En isolator är en speciell typ av isolerande komponent som har det dubbla syftet att stödja ledare och förhindra att ström går till mark i överföringsledningar. Den används vidt och brett vid anslutningspunkter mellan överföringstorn och ledare, samt mellan understationskonstruktioner och elkraftledningar. Baserat på dielektriskt material delas isolatorer in i tre typer: porcellan, glas och komposit. Att analysera vanliga isolatorfel och förebyggande underhållsåtgärder syftar främst till att förhindra isolationsfel orsakade av olika mekaniska och elektriska spänningar på grund av miljö- och elbelastningsförändringar, vilket skyddar drift och livslängd hos elkraftledningar.
Felanalys
Isolatorer utsätts året runt för atmosfären och är känsliga för olika olyckor på grund av faktorer som blixtträffar, föroreningar, fågelskador, is och snö, höga temperaturer, extrem kyla och höjdskillnader.
Blixtolyckor: Överföringsledningskorridorer passerar ofta genom bergiga områden, berg, öppna fält och industriellt förorenade zoner, vilket gör ledningarna mycket sårbara för blixtträffar, vilket kan leda till isolatorernas genombrott eller sprickor.
Fågelskador: Forskning visar att en betydande andel av isolatorfläckar orsakas av fåglar. Jämfört med porcelan och glasisolatorer har kompositisolatorer en högre sannolikhet för fläckar på grund av fågelaktivitet. Sådana incidenter inträffar mestadels på överföringsledningar av 110 kV och över, medan fläckar på grund av fågelskador är sällsynta i urbana distributionsnät på 35 kV och lägre. Det beror på att fågelpopulationerna är relativt mindre i urbana områden, nätspänningen är lägre, luftgapet som kan överbryggas är litet, och isolatorer kräver generellt inte koronaringar; deras kamstruktur förhindrar effektivt fläckar orsakade av fåglar.
Koronaringolyckor: Under drift koncentreras elektriska fält nära metallfogningar vid ändarna av isolatorer, med hög fältstyrka nära flänsen. För att förbättra fältdistributionen installeras koronaringar vanligtvis i nät av 220 kV och över. Koronaringar minskar dock den effektiva luftavståndet för isolatorsträngen, vilket sänker dess hållbarhetsspanning. Dessutom kan den låga koroninceptionsspänningen vid koronaringens fastspänningsbolag leda till koronavläggning under otillräckliga väderförhållanden, vilket påverkar säkerheten för isolatorsträngen.
Föroreningsolyckor: Dessa inträffar när ledande föroreningar ackumulerade på isolatorytan blir fuktiga i fuktigt väder, vilket drastiskt minskar isoleringsprestanda och orsakar fläckar vid normal driftspänning.
Olyckor av okänd orsak: Vissa isolatorfläckar har obestämda orsaker, såsom nollvärde porcelanisolatorer, spruckna glasisolatorer eller trötta kompositisolatorer. Trots efterolycksinspektioner av driftenheter finns den exakta orsaken till fläckar ofta obekräftad. Dessa incidenter inträffar vanligtvis från sen kväll till tidig morgon, särskilt under regnigt eller molnigt väder, och många kan framgångsrikt automatisera sig igen.
Underhållsåtgärder
De huvudsakliga orsakerna till blixtinducerade fläckar inkluderar otillräcklig torr bågeavstånd, enkeländad koronaringkonfiguration och för hög tornjordningsresistans. Förebyggande åtgärder inkluderar användning av utökade kompositisolatorer, installation av dubbla koronaringar och minskning av tornjordningsresistans.
För att effektivt förhindra fågelskador bör driftenheter installera fågelnät, fågelnål eller fågelskydd i sektioner där fågelrelaterade incidenter inträffar ofta.
För linjer utrustade med koronaringar bör ett likformigt avstånd designas mellan stora och små kammar, med kammaravstånd som uppfyller tekniska krav. Om inte, bör krypavståndet för isolatorer ökas för att minska riskerna för fläckar orsakade av is och snö. Regelmässiga inspektioner och patrulleringar bör förstärkas, med periodiska provtagningar av isolatorer som opererar i olika regioner och miljöer för dragstyrka, elektrisk prestanda och isoleringsåldrande tester för att förhindra fläckar på grund av otillräcklig mekanisk styrka eller kammaråldrande.
För att förhindra föroreningsfläckar antas vanligtvis följande åtgärder:
Regelbunden rengöring av isolatorer. En fullständig rengöring bör utföras innan hög-föroreningsfläcksesongen, med ökad frekvens i starkt förorenade områden.
Ökning av krypavstånd och förbättring av isolationsnivå. Detta inkluderar tillägg av fler isolatorenheter i förorenade områden eller användning av föroreningsmotståndiga isolatorer. Drifterfarenheter visar att föroreningsmotståndiga isolatorer fungerar bra i starkt förorenade avsnitt.
Tillämpning av föroreningsmotståndiga beläggningar, såsom paraffin, petrolatum eller silikonorganiska beläggningar, för att förbättra isolatorns ytföroreningstäthet.
För fläckincidenter av okänd orsak bör nya isolatorer av samma modell och gamla isolatorer som har varit i drift i över tre år genomgå nätspänningstorrt fläcktest och mekaniska misslyckandetest. Åldrandetest bör också genomföras på isolatorer från olika serviceperioder. Isolatorer bör rengöras regelbundet enligt planerade cykler, och saltdepotdensitet (SDD) bör mätas snabbt. Vid produktion av nya isolatorer bör avancerade motåldrandemedel införlivas för att förbättra materialhållfasthet.
