Quali sono le cause del fallimento della resistenza dielettrica nei disjunitori a vuoto?

Cause di fallimento della resistenza dielettrica negli interruttori a vuoto:

• Contaminazione superficiale: il prodotto deve essere pulito accuratamente prima del test di resistenza dielettrica per rimuovere qualsiasi sporco o contaminante.

I test di resistenza dielettrica per gli interruttori includono sia la tensione di resistenza alla frequenza di rete che la tensione di resistenza all'impulso di fulmine. Questi test devono essere eseguiti separatamente per le configurazioni tra fasi e tra poli (attraverso l'interruttore a vuoto).

Si consiglia di testare gli interruttori per l'isolamento mentre sono installati in armadi di commutazione. Se testati separatamente, le parti di contatto devono essere isolate e schermate, tipicamente utilizzando tubi retrattili termici o maniche isolanti. Per gli interruttori a fissaggio, il test viene generalmente eseguito avvitando direttamente i cavi di prova ai terminali delle colonne dei poli.

Per le colonne dei poli con isolamento solido e interruttore a vuoto, l'interruttore a vuoto stesso non richiede falde (gonne) per aumentare la distanza di strisciamento. L'interruttore a vuoto è racchiuso all'interno di resina epoxidica utilizzando gomma silicone, quindi la superficie esterna dell'interruttore non è sottoposta a tensione. Invece, il guasto si verifica lungo la superficie esterna della colonna dei poli con isolamento solido. Pertanto, la distanza di strisciamento tra i terminali superiore e inferiore della colonna dei poli con isolamento solido deve soddisfare i requisiti. Per uno spazio tra poli di 210 mm, dopo aver sottratto il diametro del braccio di contatto di 50 mm, la distanza di strisciamento non può superare 240 mm se non sono presenti falde.

Poiché il braccio di contatto e il terminale della colonna dei poli non possono essere completamente sigillati, le falde in questa sezione sono estremamente importanti. Per applicazioni a 40,5 kV, con uno spazio tra poli di 325 mm, anche aggiungendo falde non si può soddisfare la distanza di strisciamento richiesta, rendendo molto probabile il guasto superficiale. Pertanto, è generalmente necessario utilizzare gomma silicone compressa per formare un isolamento solido sigillato nella giunzione tra il braccio di contatto e la colonna dei poli, impedendo completamente il tracciamento superficiale lungo la faccia della colonna dei poli. Dopo questo trattamento, la distanza di strisciamento tra i poli superiore e inferiore attraverso il braccio di contatto può soddisfare i requisiti, evitando il rilascio.

Se la distanza di isolamento esterno e la distanza di strisciamento della colonna dei poli con isolamento solido sono sufficientemente grandi, il rilascio tipicamente non si verificherà. La riduzione della resistenza dielettrica è solitamente causata dalla perdita di vuoto nell'interruttore o dal completo fallimento dell'assemblaggio del polo. Fessure o difetti della custodia dovuti a progettazione o fabbricazione impropria, invecchiamento precoce del materiale a causa di problemi di lavorazione o guasti da vibrazione possono anche portare al danno dell'equipaggiamento.

Per le colonne dei poli di tipo cilindro isolante, sia le pareti interne che esterne del cilindro isolante devono essere considerate per la distanza di strisciamento. Pertanto, i prodotti con uno spazio tra poli di 205 mm generalmente non sono disponibili. Inoltre, l'interruttore a vuoto stesso deve fornire una distanza di strisciamento sufficiente per prevenire il guasto superficiale tra i poli superiore e inferiore.

Inoltre, l'idroscopicità del materiale può anche causare il fallimento del test di isolamento. Anche se la resina epoxidica ha una certa resistenza all'acqua, l'esposizione prolungata a ambienti umidi o bagnati permette alle molecole d'acqua di penetrare gradualmente nella resina, portando all'idrolisi che rompe i legami chimici e degrada le prestazioni, come adesione ridotta e resistenza meccanica.

L'acqua è un buon conduttore elettrico. Dopo l'assorbimento di umidità, la costante dielettrica della resina epoxidica aumenta e la sua resistenza all'isolamento diminuisce, il che può portare a fughe elettriche, guasti e altri malfunzionamenti nell'equipaggiamento elettrico. La resina epoxidica assorbita umidità nelle colonne dei poli degli interruttori può scatenare scariche parziali, accorciando così la durata di vita dell'equipaggiamento.

Nei campi elettrici elevati, l'umidità accelera la crescita degli alberi elettrici, ulteriormente degradando le prestazioni di isolamento. Questo è una causa comune di fallimento dell'isolamento in resina epoxidica nell'equipaggiamento elettrico.

L'assorbimento di umidità promuove anche reazioni tra la resina epoxidica e altri fattori ambientali (come ossigeno, sostanze acide o alcaline), accelerando l'invecchiamento del materiale, che si manifesta come ingiallimento e fragilità.

Per le colonne dei poli con isolamento solido ad alta corrente, di solito vengono installati dissipatori di calore nella parte superiore. Questi dissipatori di calore sono solitamente realizzati in alluminio e ricoperti di isolamento fluidificato in resina epoxidica sulla superficie esterna. A causa delle pareti sottili delle alette dei dissipatori di calore, l'intensità del campo elettrico rimane elevata in cima, anche se vengono fornite punte arrotondate, rendendo probabile il rilascio.

In generale, il rilascio può verificarsi tra il dissipatore di calore e l'otturatore metallico. In tali casi, è necessario prestare attenzione alla distanza elettrica tra di essi. L'otturatore dovrebbe evitare bordi affilati; invece, si possono utilizzare superfici piatte piegate o design simili per migliorare la distribuzione del campo elettrico.