شکست‌های رایج عایق و اقدامات پیشگیرانه
ایزولاتورها قطعات عایق‌کننده تخصصی هستند که در خطوط انتقال هوایی دو هدف را ایفا می‌کنند: حمایت از هادی‌ها و جلوگیری از زمین شدن جریان. آنها در نقاط اتصال بین پایه‌ها/برج‌ها و هادی‌ها، و بین سازه‌های زیرستانیون و خطوط برق نصب می‌شوند. بر اساس مواد عایقی، ایزولاتورها به سه دسته تقسیم می‌شوند: سرامیک، شیشه‌ای و مرکب. تحلیل شکست‌های معمول ایزولاتورها و استراتژی‌های نگهداری با هدف جلوگیری از شکست عایق‌بندی ناشی از تغییرات محیطی و بار الکتریکی که تنش‌های الکترومکانیکی ایجاد می‌کنند و عملکرد و طول عمر خطوط برق را تضعیف می‌کنند.
تحلیل شکست
ایزولاتورها که به طور مداوم به جو معرض هستند، به دلایل مختلفی مانند ضربه‌های صاعقه، آلودگی، تداخل پرندگان، یخ/برف، گرما/سرما شدید و تفاوت ارتفاعات، آسیب‌پذیر هستند.
• ضربه‌های صاعقه: مسیرهای انتقال اغلب از تپه‌ها، کوه‌ها، مناطق باز یا مناطق صنعتی آلوده عبور می‌کنند، جایی که خطوط مستعد نفوذ یا انفجار ایزولاتور ناشی از صاعقه هستند.
• تداخل پرندگان: تحقیقات نشان می‌دهد که بخش قابل توجهی از حوادث فلاشوور ناشی از فعالیت پرندگان است. ایزولاتورهای مرکب در مقابل فلاشوورهای مرتبط با پرندگان بیشتر آسیب‌پذیر هستند نسبت به نوع سرامیک یا شیشه‌ای. این حوادث عمدتاً در خطوط انتقال ۱۱۰ کیلووات و بالاتر رخ می‌دهند؛ شبکه‌های توزیع شهری (≤۳۵ کیلووات) به دلیل جمعیت پرنده کمتر، سطح ولتاژ پایین‌تر، فاصله هوا کوچک‌تر برای شکست و جلوگیری مؤثر توسط شاخه‌های ایزولاتور بدون حلقه‌های گرادیان، موارد کمتری تجربه می‌کنند.
• شکست حلقه‌های گرادیان: تمرکز بالای میدان الکتریکی نزدیک به اتصالات انتهایی ایزولاتور، لزوم استفاده از حلقه‌های گرادیان در سیستم‌های ۲۲۰ کیلووات و بالاتر را می‌طلبد. با این حال، این حلقه‌ها فاصله روشن را کاهش می‌دهند و ولتاژ تحمل را پایین می‌آورند. در شرایط آب و هوای شدید، ولتاژ کم آغاز کورونا در پیچ‌های نصب حلقه می‌تواند کورونا را القا کند و امنیت رشته را تهدید کند.
• فلاشوورهای ناشی از آلودگی: آلودگی‌های هادی بر روی سطح ایزولاتورها تجمع می‌یابند. در شرایط رطوبتی، این آلودگی قدرت عایق‌بندی را به شدت کاهش می‌دهد و منجر به فلاشوور در طی عملیات معمولی می‌شود.
• دلایل نامعلوم: بسیاری از فلاشوورها توضیحات واضحی ندارند، مانند ایزولاتورهای سرامیک با مقاومت صفر، ایزولاتورهای شیشه‌ای شکسته یا خاموش شدن ایزولاتورهای مرکب. با وجود بازرسی‌ها، دلایل مشخص نمی‌شوند. این حوادث معمولاً ویژگی‌های مشترکی دارند: رخ دادن در شب (به ویژه در طی باران) و اغلب امکان بازپرداخت خودکار پس از خطا را فراهم می‌کنند.
تدابیر پیشگیرانه
- حفاظت از صاعقه: با نصب ایزولاتورهای مرکب بسط یافته، حلقه‌های گرادیان دوگانه و بهبود زمین‌بندی برج‌ها، علل اساسی (فاصله کوتاه قوس خشک، حلقه‌های گرادیان تک نقطه‌ای، مقاومت زمین‌بندی زیاد) را حل کنید.
• جلوگیری از آسیب پرندگان: در بخش‌های خط با ریسک بالا، شبکه‌های مانع پرنده، دانه‌های ضد پرنده یا پوشش‌های محافظ را نصب کنید.
• کاهش تأثیر حلقه‌های گرادیان: از ایزولاتورهای با شاخه‌های هم‌اندازه که مطابق با الزامات فاصله فنی هستند، استفاده کنید. در صورت لزوم، فاصله کروپیج را افزایش دهید تا فلاشوورهای یخ/برف را کاهش دهید. بازرسی‌های منظم و آزمون‌های تصادفی (مقاومت مکانیکی، عملکرد الکتریکی، ارزیابی پیری) را در مناطق و محیط‌های مختلف انجام دهید تا از کاهش قدرت، از دست دادن مقاومت در برابر نوسان یا مشکلات پیری شاخه‌ها جلوگیری کنید.
• کنترل آلودگی:
o تمیزکاری منظم: تمام ایزولاتورها را قبل از فصول آلودگی پیک تمیز کنید؛ در مناطق با آلودگی شدید فرکانس تمیزکاری را افزایش دهید.
o افزایش فاصله کروپیج: سطح عایق‌بندی را با افزودن دیسک‌های ایزولاتور یا استفاده از طراحی‌های ضد کهربا افزایش دهید. تجربه میدانی مؤکد می‌کند که ایزولاتورهای ضد کهربا در مناطق با آلودگی شدید مؤثر هستند.
o پوشش‌های سیلیکونی: پوشش‌های ضد آلودگی (مانند شمع سرسین، پارافین، مواد مبتنی بر سیلیکون) را برای بهبود مقاومت در برابر آلودگی اعمال کنید.
• فلاشوورهای ناشناخته: آزمون‌های مقایسه‌ای را روی ایزولاتورهای جدید (مدل یکسان) و واحدهای در خدمت (˃۳ سال) انجام دهید، شامل فلاشوور خشک فرکانس توان و آزمون‌های شکست مکانیکی. به طور دوره‌ای ارزیابی پیری را انجام دهید. تمیزکاری برنامه‌ریزی شده، اندازه‌گیری‌های ESDD (چگالی توده مساوی نمک) به موقع و استفاده از عوامل جدید ضد پیری در زمان تعویض‌ها انجام دهید.
• نگهداری عمومی: اجازه ندهید کارکنان بر روی ایزولاتورها قدم بگذارند یا آنها را با ابزارهای تیز خراش دهند تا طول عمر آنها افزایش یابد.
