Falhas Comuns de Isoladores e Medidas Preventivas

Os isoladores são componentes de isolamento especializados que têm um duplo propósito nas linhas de transmissão aéreas: suportar condutores e impedir o aterramento da corrente. Eles são instalados nos pontos de conexão entre postes/torres e condutores, e entre estruturas de subestações e linhas de energia. Com base nos materiais dielétricos, os isoladores dividem-se em três categorias: porcelana, vidro e compósito. A análise das falhas comuns dos isoladores e das estratégias de manutenção visa prevenir falhas de isolamento causadas por variações ambientais e de carga elétrica, que geram estresses eletromecânicos que comprometem o desempenho e a vida útil das linhas de energia.

Análise de Falhas

Os isoladores, continuamente expostos à atmosfera, são suscetíveis a várias falhas devido a raios, contaminação, interferência de aves, gelo/neve, calor/extremo frio e diferenças de elevação.
• Raios: As rotas de transmissão frequentemente atravessam colinas, montanhas, áreas abertas ou zonas industriais poluídas, onde as linhas são propensas a perfurações ou explosões de isoladores induzidas por raios.
• Interferência de Aves: Pesquisas indicam que uma parte significativa dos incidentes de flashover resulta da atividade de aves. Os isoladores compostos apresentam maior suscetibilidade a flashovers relacionados a aves em comparação com os tipos de porcelana ou vidro. Tais incidentes ocorrem predominantemente em linhas de transmissão de 110 kV e superiores; as redes de distribuição urbana (≤35 kV) experimentam menos casos devido a populações menores de aves, níveis de tensão reduzidos, menores distâncias aéreas para quebra e prevenção eficaz por meio de saliências de isolador sem anéis de graduação.
• Falhas de Anéis de Graduação: A alta concentração de campo elétrico perto das extremidades dos isoladores exige anéis de graduação em sistemas de 220 kV+. No entanto, esses anéis reduzem a distância de clareira, diminuindo a tensão de resistência. Durante condições climáticas severas, a baixa tensão de iniciação de corona nos parafusos de montagem do anel pode induzir descarga de corona, comprometendo a segurança da cadeia.
• Flashovers de Contaminação: Poluentes condutivos acumulam-se nas superfícies dos isoladores. Em condições húmidas, essa contaminação reduz drasticamente a resistência ao isolamento, levando a flashovers durante a operação normal.
• Causas Desconhecidas: Muitos flashovers carecem de explicações claras, como isoladores de porcelana com zero resistência, isoladores de vidro estilhaçados ou acionamentos de isoladores compostos. Apesar de inspeções, as causas permanecem indeterminadas. Esses incidentes geralmente compartilham características: ocorrem durante a noite (especialmente durante a chuva) e frequentemente permitem o recolocamento automático após a falha.

Medidas Preventivas

• Proteção Contra Raios: Aborde as causas raiz (distância seca de ar curta, anéis de graduação de ponto único, resistência excessiva de aterramento) instalando isoladores compostos alongados, anéis de graduação duplos e melhorando o aterramento da torre.
  • Prevenção de Danos Causados por Aves: Implemente redes de barreira contra aves, picos anti-aves ou coberturas protetoras em seções de linha de alto risco.
  • Mitigação de Anéis de Graduação: Use isoladores com saliências de tamanho igual que atendam aos requisitos técnicos de espaçamento. Aumente a distância de rampagem quando necessário para reduzir flashovers de gelo/neve. Realize inspeções regulares e testes aleatórios (força mecânica, desempenho elétrico, avaliação de envelhecimento) em diversas regiões/ambientes para prevenir a degradação da força, perda de resistência ao balanço ou problemas de envelhecimento das saliências.
  • Controle de Contaminação:
  o Limpagem Regular: Limpe todos os isoladores antes das épocas de contaminação máxima; aumente a frequência em áreas fortemente poluídas.
  o Aumento da Distância de Rampagem: Aumente os níveis de isolamento adicionando discos de isolador ou usando designs antineblina. A experiência em campo confirma a eficácia dos isoladores antineblina em zonas severamente poluídas.
  o Revestimentos de Silicone: Aplique revestimentos anticontaminação (por exemplo, cera ceresina, parafina, materiais à base de silicone) para melhorar a resistência à contaminação.
  • Flashovers Inexplicáveis: Realize testes comparativos em novos isoladores (mesmo modelo) e unidades em serviço (>3 anos), incluindo testes de flashover seco de frequência de rede e testes de falha mecânica. Realize avaliações de envelhecimento periodicamente. Implemente limpezas programadas, medições oportunas de densidade equivalente de depósito de sal (ESDD) e incorpore novos agentes antienvelhecimento durante as substituições.
  • Manutenção Geral: Proíba o pessoal de pisar nos isoladores ou raspá-los com ferramentas afiadas para prolongar a vida útil.