Běžné selhání izolátorů a preventivní opatření

Izolátory jsou specializované izolační komponenty, které plní dvojí účel v převáděcích letech: podporují vodiče a brání průchodu elektrickým proudem do země. Jsou instalovány na spojovacích místech mezi elektrárenskými stožáry/věžemi a vodiči, a mezi konstrukcemi elektráren a elektrickými čarami. Na základě dielektrických materiálů se izolátory dělí do tří kategorií: porcelán, sklo a kompozitní. Analýza běžných selhání izolátorů a strategií údržby má za cíl zabránit selhání izolace způsobenému změnami v prostředí a elektrickém zatěžování, které generují elektromechanické stresy, které narušují výkon a životnost elektrických čar.

Analýza selhání

Izolátory, které jsou neustále expozovány atmosféře, jsou náchylné k různým selháním způsobeným blesky, kontaminací, ptáky, ledem/sněhem, extrémním teple/chladu a rozdíly v nadmořské výšce.
• Zásahy bleskem: Převáděcí trasy často procházejí kopci, hory, otevřená místa nebo znečištěné průmyslové oblasti, kde jsou linky náchylné k bleskovému průrazu nebo explozi izolátoru.
• Vliv ptáků: Výzkum ukazuje, že významná část přetoku je způsobena aktivitou ptáků. Kompozitní izolátory jsou více náchylné k přetokům způsobeným ptáky než porcelánové nebo skleněné typy. Takové incidenty se nejčastěji odehrávají na převáděcích čárách 110 kV a vyšších; městské distribuční sítě (≤35 kV) zaznamenávají méně případů kvůli nižší populace ptáků, nižším napětím, menším vzduchovým mezera pro průchod a efektivní prevenci pomocí izolačních šupin bez rovnících kolínek.
• Selhání rovnících kolínek: Vysoká koncentrace elektrického pole u koncových přírub izolátorů vyžaduje rovnící kolínka na systémech 220 kV a vyšších. Nicméně, tyto kolínka snižují vzdálenost, což snižuje odolnost proti napětí. Během silného počasí, nízké zapalovací napětí u šroubů montážních kolínek může způsobit koronový výboj, což narušuje bezpečnost řetězce.
• Přetoky způsobené kontaminací: Vodivé kontaminanty se akumulují na povrchu izolátorů. Za vlhkých podmínek tato kontaminace drasticky snižuje sílu izolace, což vede k přetokům během normálního provozu.
• Neznámé příčiny: Mnoho přetoků nemá jasný vysvětlení, např. nulově odporové porcelánové izolátory, rozbité skleněné izolátory nebo tripping kompozitních izolátorů. Přestože proběhnou inspekce, příčiny zůstávají neurčité. Tyto incidenty obvykle sdílejí charakteristiky: vyskytují se v noci (zejména během deště) a často umožňují úspěšné automatické znovuzavření po výpadku.

Prevence

• Ochrana před blesky: Řešení hlavních příčin (krátká suchá oblouková vzdálenost, jednobodová rovnící kolínka, příliš vysoký odpor zemnění) instalací prodloužených kompozitních izolátorů, dvojitých rovnících kolínek a zlepšením zemnění věží.
  • Prevence poškození ptáky: Nasazení síťových bariér, anti-ptáckých špiček nebo ochranných poklopů na částech linky s vysokým rizikem.
  • Mitigace rovnících kolínek: Použití izolátorů se stejně velkými šupinami splňujícími technické požadavky na vzdálenosti. Zvýšení vzdálenosti pro plížení tam, kde je to nutné, aby se snížily přetoky způsobené ledem/sněhem. Pravidelné inspekce a náhodné testy (mechanická pevnost, elektrické vlastnosti, hodnocení stárnutí) v různých oblastech/prostředích, aby se zabránilo snížení pevnosti, ztrátě odolnosti k kývání nebo problémům se stárnutím šupin.
  • Kontrola kontaminace:
  o Pravidelné čištění: Očistit všechny izolátory před vrcholem kontaminační sezóny; zvýšit frekvenci v oblastech s vysokou kontaminací.
  o Zvýšení vzdálenosti pro plížení: Zvýšit úroveň izolace přidáním disků izolátorů nebo použitím designu odporného na mlhu. Pole zkušeností potvrzuje účinnost izolátorů odporných na mlhu v těžce kontaminovaných oblastech.
  o Uhlazení silikonového povlaku: Aplikovat protikontaminační povlaky (např. vosk ceresin, parafín, silikonové materiály) pro zlepšení odolnosti vůči kontaminaci.
  • Nevysvětlitelné přetoky: Provést srovnávací testy na nových izolátorů (stejné modely) a v provozu (více než 3 roky), včetně testů na suchohmotný přetok sítové frekvence a mechanické selhání. Provést pravidelná hodnocení stárnutí. Implementovat plánované čištění, včasná měření ESDD (ekvivalentní hustota solného sedimentu) a začlenit nové látky proti stárnutí během výměny.
  • Obecná údržba: Zakázat osobám chodit po izolátorech nebo je drásat ostrými nástroji, aby se prodloužila životnost.