الفشل الشائع للمعزولات ووسائل الوقاية

العازلات هي مكونات عازلة متخصصة تؤدي دورًا مزدوجًا في خطوط نقل الطاقة الهوائية: دعم الموصلات ومنع توصيل التيار الكهربائي بالأرض. يتم تركيبها عند نقاط الاتصال بين الأعمدة/الأبراج والموصلات، وبين هياكل المحطات وخطوط الطاقة. بناءً على المواد العازلة، تنقسم العازلات إلى ثلاثة أنواع: الفخار، الزجاج، والمركبة. يهدف تحليل أخطاء العازلات الشائعة واستراتيجيات الصيانة إلى منع فشل العزل بسبب التغيرات البيئية والأحمال الكهربائية، والتي تولد ضغوط كهروميكانيكية تؤثر على أداء وعمر خدمة خطوط الطاقة.

تحليل الأخطاء

تعرض العازلات باستمرار للجو، مما يجعلها عرضة لمجموعة متنوعة من الأخطاء بسبب الضربات الخفيفة، التلوث، تدخل الطيور، الجليد/الثلج، الحرارة/البرودة القصوى، وتفاوتات الارتفاع.
• الضربات الخفيفة: غالبًا ما تمر ممرات النقل عبر التلال، الجبال، المناطق المفتوحة، أو المناطق الصناعية الملوثة، حيث تكون الخطوط عرضة لثقب أو انفجار العازلات بسبب الضربات الخفيفة.
• تدخل الطيور: تشير الأبحاث إلى أن نسبة كبيرة من حوادث الفلاشوفر تنشأ من نشاط الطيور. تظهر العازلات المركبة قابلية أعلى للفلاشوفر المرتبط بالطيور مقارنة بأنواع الفخار أو الزجاج. تحدث هذه الحوادث بشكل أساسي على خطوط نقل 110 كيلوفولت وأعلى؛ بينما تواجه شبكات التوزيع الحضرية (≤35 كيلوفولت) حالات أقل بسبب انخفاض عدد الطيور، مستويات الجهد المنخفضة، المسافات الهوائية الأصغر للانهيار، والفائدة الفعالة من الألواح العازلة بدون حلقات التدرج.
• فشل حلقات التدرج: تتطلب التركيز العالي للمجال الكهربائي بالقرب من نهاية العازلات استخدام حلقات التدرج على أنظمة 220 كيلوفولت وأعلى. ومع ذلك، فإن هذه الحلقات تقلل من المسافة الواضحة، مما يقلل من الجهد المقاوم. أثناء الأحوال الجوية الشديدة، يمكن أن يؤدي الجهد المنخفض لبدء الكورونا عند براغي تركيب الحلقات إلى حدوث تفريغ كورونا، مما يؤثر على سلامة السلسلة.
• الفلاشوفر بسبب التلوث: تتراكم الملوثات الموصلة على سطوح العازلات. تحت ظروف الرطوبة، يمكن لهذا التلوث أن يقلل بشكل كبير من قوة العزل، مما يؤدي إلى حدوث فلاشوفر خلال التشغيل العادي.
• أسباب غير معروفة: العديد من حوادث الفلاشوفر لا تمتلك تفسيرات واضحة، مثل العوازل الفخارية ذات المقاومة الصفرية، أو العوازل الزجاجية المكسورة، أو رحل العازلات المركبة. رغم عمليات الفحص، تبقى الأسباب غير معروفة. تتميز هذه الحوادث عادة بحدوثها ليلاً (خاصة أثناء الأمطار) وغالبًا ما تسمح بإعادة التشغيل التلقائي بعد حدوث الخطأ.

الإجراءات الوقائية

• حماية من الضربات الخفيفة: معالجة الأسباب الجذرية (مسافة القوس الجاف القصيرة، حلقات التدرج الواحدة، مقاومة الأرض المرتفعة) عن طريق تركيب عوازل مركبة ممتدة، حلقات تدرج مزدوجة، وتحسين تأريض الأبراج.
  • منع الأضرار الناجمة عن الطيور: نشر شبكات حماية من الطيور، شوك مضادة للطيور، أو أغطية حماية على الأقسام عالية الخطورة من الخطوط.
  • تخفيف آثار حلقات التدرج: استخدام عوازل بألواح متساوية الحجم تلبي متطلبات المسافة التقنية. زيادة المسافة السطحية عند الحاجة لتقليل حوادث الفلاشوفر بسبب الجليد/الثلج. إجراء فحوصات دورية واختبارات عشوائية (قوة ميكانيكية، أداء كهربائي، تقييم الشيخوخة) في مناطق بيئات مختلفة لمنع تدهور القوة، فقدان مقاومة الاهتزاز، أو مشاكل الشيخوخة للألواح.
  • التحكم في التلوث:
  o التنظيف المنتظم: تنظيف جميع العازلات قبل مواسم التلوث الذروة؛ زيادة التردد في المناطق الملوثة بشدة.
  o زيادة المسافة السطحية: زيادة مستويات العزل بإضافة أقراص عازلة أو استخدام تصاميم مضادة للضباب. تؤكد الخبرة الميدانية فعالية العوازل المضادة للضباب في المناطق الملوثة بشدة.
  o الطلاءات السيليكونية: تطبيق طلاءات مضادة للتلوث (مثل الشمع السيريكي، البارافين، المواد السيليكونية) لتحسين مقاومة التلوث.
  • حوادث الفلاشوفر غير المفسرة: إجراء اختبارات مقارنة على العوازل الجديدة (نفس النموذج) والعناصر المستخدمة (>3 سنوات)، بما في ذلك اختبارات فلاشوفر الجهد الكهربائي والفشل الميكانيكي. إجراء تقييمات الشيخوخة بشكل دوري. تنفيذ التنظيف المجدول، قياسات ESDD (كثافة الإيداع المكافئة للملح) في الوقت المناسب، وإدخال وكلاء مكافحة الشيخوخة الجدد أثناء الاستبدال.
  • الصيانة العامة: منع الأفراد من المشي على العازلات أو خدشها بالأدوات الحادة لتمديد عمر الخدمة.