Испытание электрических изоляторов | Причины отказа изоляторов

Для обеспечения желаемой производительности электрического изолятора, чтобы избежать нежелательного повреждения изолятора, каждый изолятор должен пройти ряд испытаний изолятора.
Прежде чем перейти к испытанию изолятора, попробуем понять различные причины повреждения изолятора. Поскольку испытание изолятора обеспечивает качество электрического изолятора, и вероятность повреждения изоляции зависит от качества изолятора.

Причины повреждения изолятора

Существуют различные причины, по которым может произойти повреждение изоляции в электрической энергетической системе. Давайте рассмотрим их по порядку-

Разрушение изолятора

Фарфоровый изолятор в основном состоит из трех различных материалов. Основное фарфоровое тело, стальная сборка и цемент для закрепления стальной части с фарфором. Из-за изменения климатических условий, эти различные материалы в изоляторе расширяются и сжимаются с разной скоростью. Неравномерное расширение и сжатие фарфора, стали и цемента являются основной причиной разрушения изолятора.

Бракованный изоляционный материал

Если изоляционный материал, используемый для изолятора, имеет дефекты, изолятор может иметь высокую вероятность пробоя в этом месте.

Пористость изоляционных материалов

Если фарфоровый изолятор изготовлен при низких температурах, он станет пористым, и вследствие этого будет поглощать влагу из воздуха, что уменьшит его изоляцию, и через изолятор начнет протекать ток утечки, что приведет к повреждению изолятора.

Неправильная глазуровка поверхности изолятора

Если поверхность фарфорового изолятора не правильно глазурована, на ней может оседать влага. Эта влага вместе с осевшей пылью создает проводящий путь. В результате расстояние пробоя изолятора уменьшается. С уменьшением расстояния пробоя возрастает вероятность повреждения изолятора из-за пробоя.

Пробой через изолятор

Если происходит пробой, изолятор может перегреться, что в конечном итоге может привести к его разрушению.

Механические напряжения на изоляторе

Если у изолятора есть слабое место из-за производственного дефекта, он может сломаться в этом слабом месте под воздействием механического напряжения, создаваемого проводником. Это основные причины повреждения изолятора. Теперь обсудим различные процедуры испытания изолятора, чтобы минимизировать вероятность повреждения изоляции.

Испытание изолятора

Согласно британскому стандарту, электрический изолятор должен пройти следующие испытания:

1. Испытания на пробой изолятора

2. Испытания на производительность

3. Рутинные испытания

Рассмотрим их по порядку-

Испытание на пробой

Основные три типа испытаний на пробой, проводимые на изоляторе, это-

Испытание на сухой пробой изолятора на частоте сети

1. Сначала изолятор, который будет испытан, монтируется так, как он будет использоваться на практике.

2. Затем терминалы переменного источника напряжения частоты сети соединяются с обоими электродами изолятора.

3. Теперь напряжение частоты сети применяется и постепенно увеличивается до указанного значения. Это указанное значение ниже минимального напряжения пробоя.

4. Это напряжение поддерживается в течение одной минуты, и наблюдается, чтобы не было никакого пробоя или пробоя.

Изолятор должен быть способен выдерживать указанное минимальное напряжение в течение одной минуты без пробоя.

Испытание на мокрый пробой изолятора на частоте сети или испытание на дождь

1. В этом испытании также изолятор, который будет испытан, монтируется так, как он будет использоваться на практике.

2. Затем терминалы переменного источника напряжения частоты сети соединяются с обоими электродами изолятора.

3. После этого изолятор опрыскивается водой под углом 45° таким образом, чтобы осадки не превышали 5,08 мм в минуту. Сопротивление воды, используемой для опрыскивания, должно находиться в диапазоне от 9 до 11 кОм/см³ при нормальном атмосферном давлении и температуре. Таким образом, мы создаем искусственные условия дождя.

4. Теперь напряжение частоты сети применяется и постепенно увеличивается до указанного значения.

5. Это напряжение поддерживается в течение одной минуты или 30 секунд, как указано, и наблюдается, чтобы не было никакого пробоя или пробоя. Изолятор должен быть способен выдерживать указанное минимальное напряжение частоты сети в течение указанного периода времени без пробоя в указанных влажных условиях.

Испытание на напряжение пробоя изолятора на частоте сети

1. Изолятор устанавливается таким же образом, как в предыдущих испытаниях.

2. В этом испытании применяемое напряжение постепенно увеличивается, как и в предыдущих испытаниях.

3. Но в этом случае фиксируется напряжение, при котором окружающий воздух разрушается.

Испытание на импульсное напряжение пробоя изолятора

Надземный внешний изолятор должен быть способен выдерживать высоковольтные скачки, вызванные молнией и т.д. Поэтому он должен быть проверен на высоковольтные скачки.

1. Изолятор устанавливается таким же образом, как в предыдущих испытаниях.

2. Затем к изолятору подключается генератор очень высокого импульсного напряжения с частотой в несколько сотен тысяч Гц.

3. Такое напряжение применяется к изолятору, и фиксируется напряжение пробоя.

4. Отношение этого зафиксированного напряжения к напряжению, полученному в ходе испытания на пробой изолятора на частоте сети, называется импульсным коэффициентом изолятора.

Это отношение должно быть примерно 1,4 для штыревых изоляторов и 1,3 для подвесных изоляторов.

Испытания на производительность изолятора

Теперь рассмотрим испытания на производительность изолятора по порядку-

Испытание на температурный цикл изолятора

1. Изолятор сначала нагревается в воде при 70°C в течение одного часа.

2. Затем этот изолятор немедленно охлаждается в воде при 7°C в течение еще одного часа.

3. Этот цикл повторяется три раза.

4. После завершения этих трех температурных циклов, изолятор сушится, и тщательно осматривается глазуровка изолятора.
   После этого испытания не должно быть никаких повреждений или ухудшений на глазурованной поверхности изолятора.

Испытание на пробивное напряжение изолятора

1. Изолятор сначала подвешивается в изоляционном масле.

2. Затем напряжение 1,3 раза больше напряжения пробоя, применяется к изолятору.

Хороший изолятор не должен пробиваться в этих условиях.

Испытание на пористость изолятора

1. Изолятор сначала разбивается на куски.

2. Затем эти куски изолятора погружаются в 0,5%-ный спиртовой раствор фуксина под давлением около 140,7 кг/см² в течение 24 часов.

3. После этого образцы извлекаются и исследуются.

Наличие небольшой пористости в материале указывает на глубокое проникновение красителя.

Испытание на механическую прочность изолятора

К изолятору применяется нагрузка, равная 2,5 раза максимальной рабочей нагрузке, в течение примерно одной минуты.
Изолятор должен быть способен выдерживать эту механическую нагрузку в течение одной минуты без каких-либо повреждений.

Рутинные испытания изолятора

Каждый изолятор должен пройти следующие рутинные испытания перед рекомендацией к использованию на объекте.

Испытание на контрольную нагрузку изолятора