Prova degli isolatori elettrici | Causa del guasto dell'isolatore

Per garantire la prestazione desiderata di un isolatore elettrico, ovvero per evitare l'indesiderato fallimento dell'isolatore, ogni isolatore deve sottoporsi a numerosi test dell'isolatore.
Prima di passare al test dell'isolatore cercheremo di comprendere le diverse cause del fallimento dell'isolatore. Infatti, il test dell'isolatore garantisce la qualità dell'isolatore elettrico e le probabilità di fallimento dell'isolamento dipendono dalla qualità dell'isolatore.

Cause del fallimento dell'isolatore

Esistono diverse cause per cui può verificarsi il fallimento dell'isolamento nel sistema di potenza elettrica. Vediamole una per una-

Crepe nell'isolatore

L'isolatore in porcellana è composto principalmente da tre materiali diversi. Il corpo principale in porcellana, l'allestimento in acciaio e la calce per fissare la parte in acciaio alla porcellana. A causa delle variazioni climatiche, questi materiali diversi nell'isolatore si espandono e contraggono a ritmi diversi. Questa espansione e contrazione diseguale della porcellana, dell'acciaio e della calce sono la causa principale delle crepe nell'isolatore.

Materiale di isolamento difettoso

Se il materiale di isolamento utilizzato per l'isolatore è difettoso, l'isolatore ha una alta probabilità di essere perforato in quel punto.

Porosità nei materiali di isolamento

Se l'isolatore in porcellana viene prodotto a temperature basse, diventerà poroso e, a causa di ciò, assorbirà umidità dall'aria, riducendo quindi il suo isolamento e permettendo a una corrente di fuga di iniziare a fluire attraverso l'isolatore, portando al fallimento dell'isolatore.

Verniciatura impropria sulla superficie dell'isolatore

Se la superficie dell'isolatore in porcellana non è verniciata correttamente, l'umidità può aderire su di essa. Questa umidità, insieme alla polvere depositata sulla superficie dell'isolatore, crea un percorso conduttivo. Di conseguenza, la distanza di flash-over dell'isolatore si riduce. Con la riduzione della distanza di flash-over, aumenta la possibilità di fallimento dell'isolatore a causa del flash-over.

Flash-over attraverso l'isolatore

Se si verifica un flash-over, l'isolatore può surriscaldarsi, il che può portare alla sua rottura.

Sollecitazioni meccaniche sull'isolatore

Se un isolatore presenta una parte debole a causa di un difetto di fabbricazione, può rompersi in quella zona quando vi vengono applicate sollecitazioni meccaniche dal conduttore. Queste sono le principali cause del fallimento dell'isolatore. Ora discuteremo i diversi test dell'isolatore per garantire la minima possibilità di fallimento dell'isolamento.

Test dell'isolatore

Secondo lo Standard Britannico, l'isolatore elettrico deve sottoporsi ai seguenti test

1. Test di flash-over dell'isolatore

2. Test di prestazione

3. Test di routine

Ne discuteremo uno per uno-

Test di flash-over

Ci sono principalmente tre tipi di test di flash-over eseguiti su un isolatore e questi sono-

Test di flash-over a frequenza di rete asciutta dell'isolatore

1. In primo luogo, l'isolatore da testare viene montato nello stesso modo in cui sarebbe utilizzato praticamente.

2. Quindi, i terminali di una fonte di tensione a frequenza di rete variabile sono collegati agli elettrodi dell'isolatore.

3. Ora, la tensione a frequenza di rete viene applicata e gradualmente aumentata fino al valore specificato. Questo valore specificato è inferiore alla tensione minima di flash-over.

4. Questa tensione viene mantenuta per un minuto e si osserva che non dovrebbe verificarsi alcun flash-over o perforazione.

L'isolatore deve essere in grado di sostenere la tensione minima specificata per un minuto senza flash-over.

Test di flash-over a frequenza di rete bagnata o test di pioggia dell'isolatore

1. Anche in questo test, l'isolatore da testare viene montato nello stesso modo in cui sarebbe utilizzato praticamente.

2. Quindi, i terminali di una fonte di tensione a frequenza di rete variabile sono collegati agli elettrodi dell'isolatore.

3. Dopo di che, l'isolatore viene spruzzato con acqua ad un angolo di 45° in modo tale che la precipitazione non superi i 5,08 mm al minuto. La resistività dell'acqua utilizzata per lo spruzzo deve essere compresa tra 9 kΩ e 11 kΩ per cm³ a pressione e temperatura atmosferica normali. In questo modo, creiamo una condizione artificiale di pioggia.

4. Ora, la tensione a frequenza di rete viene applicata e gradualmente aumentata fino al valore specificato.

5. Questa tensione viene mantenuta per un minuto o 30 secondi, come specificato, e si osserva che non dovrebbe verificarsi alcun flash-over o perforazione. L'isolatore deve essere in grado di sostenere la tensione minima specificata a frequenza di rete per il periodo specificato senza flash-over nelle condizioni umide indicate.

Test di tensione di flash-over a frequenza di rete dell'isolatore

1. L'isolatore viene tenuto in modo simile al test precedente.

2. In questo test, la tensione applicata viene gradualmente aumentata in modo simile ai test precedenti.

3. Tuttavia, in questo caso, si registra la tensione quando l'aria circostante si rompe.

Test di tensione di flash-over a impulsi di frequenza dell'isolatore

L'isolatore esterno aerei deve essere in grado di sostenere alte tensioni transitorie causate da fulmini, ecc. Pertanto, deve essere testato contro queste alte tensioni transitorie.

1. L'isolatore viene tenuto in modo simile al test precedente.

2. Quindi, un generatore di tensione impulsiva molto alta a diverse centinaia di migliaia di Hz viene collegato all'isolatore.

3. Viene applicata una tale tensione all'isolatore e si registra la tensione di scintillamento.

4. Il rapporto tra questa tensione registrata e la lettura di tensione raccolta dal test di flash-over a frequenza di rete è noto come rapporto di impulso dell'isolatore.

Questo rapporto dovrebbe essere approssimativamente 1,4 per gli isolatori a perno e 1,3 per gli isolatori a sospensione.

Test di prestazione dell'isolatore

Ora discuteremo i test di prestazione dell'isolatore uno per uno-

Test di ciclo termico dell'isolatore

1. L'isolatore viene prima riscaldato in acqua a 70°C per un'ora.

2. Quindi, questo isolatore viene immediatamente raffreddato in acqua a 7°C per un'altra ora.

3. Questo ciclo viene ripetuto per tre volte.

4. Al termine di questi tre cicli termici, l'isolatore viene asciugato e la verniciatura dell'isolatore viene attentamente osservata.
   Dopo questo test, non dovrebbero esserci danni o deterioramenti nella verniciatura della superficie dell'isolatore.

Test di tensione di perforazione dell'isolatore

1. L'isolatore viene prima sospeso in un olio isolante.

2. Quindi, una tensione pari a 1,3 volte la tensione di flash-over, viene applicata all'isolatore.

Un buon isolatore non dovrebbe perforarsi in queste condizioni.

Test di porosità dell'isolatore

1. L'isolatore viene prima spezzato in pezzi.

2. Quindi, questi pezzi rotti di isolatore vengono immersi in una soluzione al 0,5% di alcol di colorante fucsina sotto pressione di circa 140,7 kg ⁄ cm² per 24 ore.

3. Dopo di che, i campioni vengono rimossi e esaminati.

La presenza di una leggera porosità nel materiale è indicata da una profonda penetrazione del colorante in esso.

Test di resistenza meccanica dell'isolatore

All'isolatore viene applicata una forza di 2,5 volte la massima forza di lavoro per circa un minuto.
L'isolatore deve essere in grado di sostenere questa quantità di stress meccanico per un minuto senza subire danni.

Test di routine dell'isolatore

Ogni isolatore deve sottoporsi ai seguenti test di routine prima di essere consigliato per l'uso in sito.

Test di carico di prova dell'isolatore

Nel test di carico di prova dell'isolatore, viene applicata una carica del 20% in eccesso rispetto alla carica di lavoro massima specificata per circa un minuto a ciascun isolatore.

Test di corrosione dell'isolatore