Proves d'aislament elèctric | Causa de fallida de l'aislant
Per assegurar-se del rendiment desitjat d'un aislant elèctric, és a dir, per evitar un fallament de l'aislant no desitjat, cada aislant ha de passar diverses proves d'aislant.
Abans de passar pels tests d'aislant, intentarem entendre les diferents causes del fallament de l'aislant. Ja que la prova de l'aislant assegura la qualitat de l'aislant elèctric i les possibilitats de fallament de l'aislació depenen de la qualitat de l'aislant.
Causes del fallament de l'aislant
Hi ha diverses causes pel qual pot ocórrer el fallament de l'aislació en el sistema elèctric de potència. Anem a veure-les una per una-
Rompiment de l'aislant
L'aislant de porcellana principalment consta de tres materials diferents. El cos principal de porcellana, l'arranjament de fixació d'acer i el cement per fixar la part d'acer amb la porcellana. A causa dels canvis climàtics, aquests materials diferents a l'aislant es dilaten i contracten a diferents velocitats. Aquestes expansions i contraccions desiguals de la porcellana, l'acer i el cement són la causa principal del rompiment de l'aislant.
Material d'aislació defectuós
Si el material d'aislació utilitzat per l'aislant té algun defecte, l'aislant pot tenir moltes possibilitats de perforar-se en aquest lloc.
Porositat en els materials d'aislació
Si l'aislant de porcellana es fabrica a baixes temperatures, això el farà porós, i per aquest motiu absorbirà humitat de l'aire, disminuint així la seva aïllament i començant a fluir una corrent de fuga a través de l'aislant, el que portarà al fallament de l'aislant.
Vernissatge inadequat a la superfície de l'aislant
Si la superfície de l'aislant de porcellana no està vernissada correctament, l'humitat pot adhirir-se a ella. Aquesta humitat, juntament amb el pols depositat a la superfície de l'aislant, produeix un camí conductor. Com a resultat, la distància de flash-over de l'aislant es redueix. Com que la distància de flash-over es redueix, la probabilitat de fallament de l'aislant degut a flash-over augmenta.
Flash-over a través de l'aislant
Si ocorre un flash-over, l'aislant pot sobrecalentar-se, el que podria resultar en la seva ruptura.
Estressos mecànics a l'aislant
Si l'aislant té alguna part feble deguda a un defecte de fabricació, pot trencar-se en aquesta part quan es li apliquen estressos mecànics pel seu conductor. Aquests són els principals causes del fallament de l'aislant. Ara discutirem les diferents proves d'aislant per assegurar la mínima probabilitat de fallament de l'aislació.
Prova de l'aislant
Segons la norma britànica, l'aislant elèctric ha de passar les següents proves
Proves de flash-over de l'aislant
Proves de rendiment
Proves rutinàries
Anem a discutir-les una per una-
Prova de flash-over
Hi ha principalment tres tipus de proves de flash-over realitzades en un aislant i aquests són-
Prova de flash-over a freqüència de potència seca de l'aislant
Primer, l'aislant a provar es munta de la manera en què s'utilitzaria pràcticament.
Després, els terminals d'una font de tensió de freqüència variable de tensió es connecten als dos electrodes de l'aislant.
Ara es connecta la tensió de freqüència de potència i es va incrementant gradualment fins a un valor especificat. Aquest valor especificat és inferior a la tensió mínima de flash-over.
Aquesta tensió es manté durant un minut i es verifica que no hi hagi cap flash-over o perforació.
L'aislant ha de ser capaç de mantenir la tensió mínima especificada durant un minut sense flash-over.
Prova de flash-over a freqüència de potència humida o prova de pluja de l'aislant
En aquesta prova també, l'aislant a provar es munta de la manera en què s'utilitzaria pràcticament.
Després, els terminals de la font de tensió de freqüència de potència variable es connecten als dos electrodes de l'aislant.
Després, l'aislant es pulveritza amb aigua a un angle de 45o de tal manera que la precipitació no superi els 5,08 mm per minut. La resistència de l'aigua utilitzada per la pulverització ha de ser entre 9 kΩ i 11 kΩ per cm3 a pressió i temperatura atmosfèrica normals. D'aquesta manera, creem condicions artificials de pluja.
Ara es connecta la tensió de freqüència de potència i es va incrementant gradualment fins al valor especificat.
Aquesta tensió es manté durant un minut o 30 segons, segons s'especifiqui, i es verifica que no hi hagi cap flash-over o perforació. L'aislant ha de ser capaç de mantenir la tensió mínima de freqüència de potència especificada durant el període especificat sense flash-over en aquestes condicions humides.
Prova de tensió de flash-over a freqüència de potència de l'aislant
L'aislant es manté de manera similar a la prova anterior.
En aquesta prova, la tensió aplicada es va incrementant de manera similar a les proves anteriors.
Però en aquest cas, es registra la tensió quan l'aire del voltant es treu.
Prova de tensió de flash-over a impuls de l'aislant
L'aislant exterior de línia aèria ha de ser capaç de suportar els surts de tensió elevada causats per llamps, etc. Per tant, aquest ha de ser provat contra aquests surts de tensió elevada.
L'aislant es manté de manera similar a la prova anterior.
Després, es connecta un generador de tensió d'impuls molt elevat de diversos centenars de milers d'Hz a l'aislant.
Es connecta aquesta tensió a l'aislant i es registra la tensió de spark over.
La raó entre aquesta tensió registrada i la lectura de tensió recollida de la prova de tensió de flash-over a freqüència de potència s'anomena raó d'impuls de l'aislant.
Aquesta raó hauria de ser aproximadament 1,4 per a aislants de tipus pin i 1,3 per a aislants de tipus suspensió.
Prova de rendiment de l'aislant
Ara discutirem les proves de rendiment de l'aislant una per una-
Prova cíclica de temperatura de l'aislant
Primer, l'aislant es calenta en aigua a 70oC durant una hora.
Després, aquest aislant es refreda immediatament en aigua a 7oC durant una altra hora.
Aquest cicle es repeteix tres vegades.
Després de completar aquests tres cicles de temperatura, l'aislant es seca i es revisa minuciosament el vernissatge de l'aislant.
Després d'aquesta prova, no hauria de haver-hi cap danys o deteriorament en el vernissatge de la superfície de l'aislant.
Prova de tensió de perforació de l'aislant
Primer, l'aislant es suspendre en un oli aïllant.
Després, es connecta una tensió de 1,3 vegades la tensió de flash-over a l'aislant.
Un bon aislant no hauria de perforar-se en aquestes condicions.
Prova de porositat de l'aislant
Primer, l'aislant es treu en peces.
Després, aquestes peces trencades d'aislant es sumergeixen en una solució d'alcohol al 0,5 % de colorant fucsina sota una pressió d'uns 140,7 kg/cm2 durant 24 hores.
Després, es treuen les mostres i es revisen.
La presència d'una lleugera porositat en el material es indica per una penetració profunda del colorant en ell.
Prova de resistència mecànica de l'aislant
S'aplica a l'aislant 2,5 vegades la força de treball màxima durant uns 60 segons.
L'aislant ha de ser capaç de suportar aquesta quantitat d'estressos mecànics durant un minut sense cap danys.
Prova rutinària de l'aislant
Cada aislant ha de passar les següents proves rutinàries abans de recomanar-los per a utilitzar-los al lloc.
