ความเสียหายทั่วไปของฉนวนและมาตรการป้องกัน
ฉนวนเป็นส่วนประกอบพิเศษที่ใช้สำหรับการรองรับสายไฟและป้องกันกระแสไฟฟ้าลงดินในสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ มันถูกใช้งานอย่างกว้างขวางที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเสาส่งไฟฟ้าและสายไฟฟ้า รวมถึงระหว่างโครงสร้างสถานีไฟฟ้าและสายไฟฟ้า ตามวัสดุฉนวน ฉนวนถูกแบ่งออกเป็นสามประเภทคือ กระเบื้อง แก้ว และคอมโพสิต การวิเคราะห์ความผิดปกติของฉนวนและการบำรุงรักษาเพื่อป้องกันหลักๆ ได้มุ่งเน้นในการป้องกันความล้มเหลวของฉนวนที่เกิดจากแรงกลและไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามสภาพแวดล้อมและความต้องการทางไฟฟ้า เพื่อรักษาการทำงานและความยาวนานของการใช้งานของสายส่งไฟฟ้า
การวิเคราะห์ความผิดปกติ
ฉนวนถูกสัมผัสกับบรรยากาศตลอดทั้งปีและมีโอกาสเกิดอุบัติเหตุต่าง ๆ จากปัจจัยต่าง ๆ เช่น การถูกฟ้าผ่า การปนเปื้อน สัตว์ป่าทำลาย หิมะ ความร้อนสูง อากาศหนาวจัด และความแตกต่างของระดับความสูง
อุบัติเหตุจากการถูกฟ้าผ่า: เส้นทางของสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะมักจะผ่านพื้นที่ที่มีภูเขา ทุ่งโล่ง และพื้นที่ที่มีมลภาวะทางอุตสาหกรรม ทำให้สายส่งไฟฟ้ามีความเสี่ยงต่อการถูกฟ้าผ่า ซึ่งอาจนำไปสู่การทะลุหรือแตกของฉนวน
อุบัติเหตุจากการทำลายโดยนก: การวิจัยพบว่าส่วนใหญ่ของเหตุการณ์แฟลชโอเวอร์ของฉนวนเกิดจากนก เมื่อเทียบกับฉนวนกระเบื้องและฉนวนแก้ว ฉนวนคอมโพสิตมีโอกาสเกิดแฟลชโอเวอร์จากการทำลายโดยนกมากกว่า เหตุการณ์เหล่านี้มักเกิดขึ้นบนสายส่งไฟฟ้าที่มีแรงดัน 110 kV ขึ้นไป ในขณะที่แฟลชโอเวอร์จากการทำลายโดยนกในระบบกระจายไฟฟ้าในเมืองที่มีแรงดัน 35 kV หรือน้อยกว่านั้นนั้นหายาก เนื่องจากประชากรนกในเมืองน้อยกว่า แรงดันไฟฟ้าต่ำ ระยะอากาศที่สามารถข้ามได้น้อย และฉนวนไม่จำเป็นต้องใช้วงแหวนโคโรนา; โครงสร้างของแผ่นป้องกันมีประสิทธิภาพในการป้องกันแฟลชโอเวอร์จากการทำลายโดยนก
อุบัติเหตุจากวงแหวนโคโรนา: ในระหว่างการทำงาน สนามไฟฟ้าใกล้กับอุปกรณ์โลหะที่ปลายของฉนวนมีความเข้มข้นสูง พร้อมกับความเข้มของสนามไฟฟ้าที่สูงใกล้กับฝาครอบ เพื่อปรับปรุงการกระจายสนามไฟฟ้า วงแหวนโคโรนาถูกติดตั้งอย่างทั่วไปในระบบส่งไฟฟ้าที่มีแรงดัน 220 kV ขึ้นไป แต่วงแหวนโคโรนาลดระยะอากาศที่มีผลต่อการทนทานของสายฉนวน ทำให้แรงดันที่สามารถทนทานลดลง นอกจากนี้ แรงดันเริ่มต้นของโคโรนาที่สลักเกลียวของวงแหวนโคโรนามีค่าต่ำ อาจทำให้เกิดการปล่อยโคโรนาภายใต้สภาพอากาศที่ไม่ดี ซึ่งส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของสายฉนวน
อุบัติเหตุจากการปนเปื้อน: เกิดขึ้นเมื่อมีสารนำไฟฟ้าสะสมบนผิวฉนวนแล้วกลายเป็นชื้นในอากาศที่ชื้น ทำให้สมรรถนะฉนวนลดลงอย่างมากและทำให้เกิดแฟลชโอเวอร์ภายใต้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานปกติ
อุบัติเหตุที่ไม่ทราบสาเหตุ: บางเหตุการณ์ของแฟลชโอเวอร์ของฉนวนมีสาเหตุที่ไม่แน่นอน เช่น ฉนวนกระเบื้องที่มีค่าศูนย์ ฉนวนแก้วที่แตก หรือฉนวนคอมโพสิตที่ทริกเกอร์ แม้ว่าหน่วยงานปฏิบัติการจะตรวจสอบหลังเหตุการณ์ แต่สาเหตุที่แท้จริงของแฟลชโอเวอร์มักยังไม่สามารถระบุได้ เหตุการณ์เหล่านี้มักเกิดขึ้นตั้งแต่กลางคืนถึงเช้าตรู่ โดยเฉพาะในสภาพอากาศฝนตกหรือมืดครึ้ม และหลายครั้งสามารถทำการป้อนไฟใหม่ได้สำเร็จ
มาตรการบำรุงรักษา
สาเหตุหลักของแฟลชโอเวอร์จากการถูกฟ้าผ่ารวมถึงระยะทางอาร์คแห้งไม่เพียงพอ การติดตั้งวงแหวนโคโรนาที่ปลายเดียว และความต้านทานการต่อพื้นของเสาส่งไฟฟ้าสูงเกินไป มาตรการป้องกันรวมถึงการใช้ฉนวนคอมโพสิตที่มีความยาวเพิ่มขึ้น การติดตั้งวงแหวนโคโรนาสองชั้น และการลดความต้านทานการต่อพื้นของเสาส่งไฟฟ้า
เพื่อป้องกันการทำลายโดยนก หน่วยงานปฏิบัติการควรติดตั้งตาข่ายป้องกันนก เข็มป้องกันนก หรือตะแกรงป้องกันนกในส่วนที่มีการเกิดเหตุการณ์จากนกบ่อยครั้ง
สำหรับสายส่งไฟฟ้าที่ติดตั้งวงแหวนโคโรนา ควรใช้การออกแบบระยะห่างระหว่างแผ่นขนาดใหญ่และเล็กที่เท่ากัน พร้อมกับระยะห่างระหว่างแผ่นที่ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค หากไม่สามารถทำได้ ควรมีการเพิ่มระยะทางคลานของฉนวนเพื่อลดความเสี่ยงของแฟลชโอเวอร์ที่เกิดจากน้ำแข็งและหิมะ นอกจากนี้ยังควรมีการตรวจเช็คและลาดตระเวนอย่างสม่ำเสมอ พร้อมกับการสุ่มตัวอย่างฉนวนที่ใช้งานในพื้นที่และสภาพแวดล้อมต่าง ๆ เพื่อทดสอบความแข็งแรงด้านแรงดึง สมรรถนะทางไฟฟ้า และการเสื่อมสภาพของฉนวน เพื่อป้องกันแฟลชโอเวอร์ที่เกิดจากความแข็งแรงทางกลไม่เพียงพอหรือการเสื่อมสภาพของแผ่น
เพื่อป้องกันแฟลชโอเวอร์จากการปนเปื้อน ทั่วไปแล้วจะใช้มาตรการดังนี้:
การทำความสะอาดฉนวนอย่างสม่ำเสมอ ควรทำความสะอาดอย่างครบถ้วนก่อนฤดูกาลแฟลชโอเวอร์จากมลภาวะ และเพิ่มความถี่ในการทำความสะอาดในพื้นที่ที่มีมลภาวะสูง
การเพิ่มระยะทางคลานและเพิ่มสมรรถนะฉนวน รวมถึงการเพิ่มจำนวนฉนวนในพื้นที่ที่มีมลภาวะหรือการใช้ฉนวนป้องกันมลภาวะ ประสบการณ์การดำเนินงานแสดงให้เห็นว่าฉนวนป้องกันมลภาวะมีประสิทธิภาพดีในส่วนที่มีมลภาวะสูง
การเคลือบสารป้องกันมลภาวะ เช่น แว็กซ์พาราฟิน วาเซลีน หรือสารเคลือบอินทรีย์ซิลิโคน เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการปนเปื้อนบนผิวฉนวน
สำหรับเหตุการณ์แฟลชโอเวอร์ที่ไม่ทราบสาเหตุ ฉนวนรุ่นเดียวกันที่เป็นใหม่และฉนวนที่ใช้งานมาเกินสามปีควรถูกทดสอบความทนทานต่อแฟลชโอเวอร์ที่ความถี่ไฟฟ้าและทดสอบความเสียหายทางกล ควรทำการทดสอบการเสื่อมสภาพของฉนวนจากช่วงเวลาการใช้งานที่ต่างกัน ฉนวนควรถูกทำความสะอาดตามรอบที่กำหนด และวัดความหนาแน่นของเกลือที่สะสม (SDD) ทันท่วงที ในระหว่างการผลิตฉนวนใหม่ ควรผสมสารป้องกันการเสื่อมสภาพที่ทันสมัยเพื่อเพิ่มความทนทานของวัสดุ
