Vanliga isolatorfel och förebyggande åtgärder

Isolatorer är specialiserade isolerande komponenter som har en dubbel funktion i överbysträngar: de stöder ledare och förhindrar att ström går till mark. De installeras vid anslutningspunkter mellan elstolpar/torn och ledare, samt mellan understationskonstruktioner och elkraftledningar. Baserat på dielektriska material kan isolatorer indelas i tre kategorier: keramik, glas och komposit. Att analysera vanliga isolatorfel och underhållsstrategier syftar till att förhindra isolationsfel orsakade av variationer i miljö och elektrisk belastning, vilka genererar elektromekaniska spänningar som försämrar prestanda och livslängd hos elkraftledningar.

​Felanalys​

Isolatorer, som ständigt utsätts för atmosfären, är sårbara för olika fel på grund av blixttråk, föroreningar, fågelstörning, is/snö, extrema temperaturer och höjdskillnader.
• ​Blixttråk:​​ Överföringskorridorer passerar ofta berg, öppna områden eller förorenade industriella zoner, där linjer är mottagliga för blixtinducerade isolatorpåtryckningar eller explosioner.
• ​Fågelstörning:​​ Forskning visar att en betydande andel av flashövergångar beror på fågelaktivitet. Kompositisolatorer visar sig vara mer mottagliga för fågelrelaterade flashövergångar jämfört med keramik- eller glasisolatorer. Sådana incidenter inträffar främst på överföringslinjer på 110 kV och högre; urbana distributionsnät (≤35 kV) upplever färre fall på grund av lägre fågelpopulationer, lägre spänningsnivåer, mindre luftgap för brytning och effektiv förebyggande åtgärd genom isolatorsheds utan gradringsringar.
• ​Gradringsringfel:​​ Hög elektrisk fältkoncentration nära isolatorsslutstycken kräver gradringsringar i 220 kV+ system. Dessa ringar minskar dock klaransavståndet, vilket sänker utståndsvoltaget. Under svårt väder kan lågt koronainceptionsbelopp vid monteringsbolten inducera koronaavgång, vilket hotar säkerheten i strängen.
• ​Föroreningstillfället flashövergångar:​​ Ledande föroreningar ackumuleras på isolators ytor. I fuktiga förhållanden drastiskt minskar denna förorening isolationsstyrkan, vilket leder till flashövergångar under normal drift.
• ​Okända orsaker:​​ Många flashövergångar saknar tydliga förklaringar, t.ex. nollmotstånds keramikisolatorer, spruckna glasisolatorer eller kompositisolatorers tripning. Trots inspektioner förblir orsakerna okända. Dessa händelser delar vanligtvis liknande egenskaper: de inträffar nattetid (särskilt under regn) och möjliggör ofta framgångsrik automatisk omslutning efter felet.

​Preventiva åtgärder​

• ​Skydd mot blixt:​​ Hantera de grundläggande orsakerna (kort torr båglängd, enpunkts gradringsringar, överdriven jordningsmotstånd) genom att installera utökade kompositisolatorer, dubbla gradringsringar och förbättra tornets jordning.
  • ​Förebyggande av fågelskador:​​ Använd fågelbarriärnät, antifågelspikar eller skyddsöverdrag på avsnitt med hög risk.
  • ​Lindring av gradringsringproblem:​​ Använd isolatorer med lika stora sheds som uppfyller tekniska avståndsfordringar. Öka krypkavståndet där det behövs för att minska is/snöflashövergångar. Genomför regelbundna inspektioner och slumpmässiga tester (mekanisk styrka, elektrisk prestanda, åldrandebedömning) i olika regioner/miljöer för att förhindra styrkeminskning, minskad svängningsmotstånd eller äldre shedproblem.
  • ​Kontroll av föroreningar:​​
  o ​Regelbunden rengöring:​​ Rengör alla isolatorer innan toppperioden för föroreningar; öka frekvensen i starkt förorenade områden.
  o ​Förbättrad krypkavstånd:​​ Förstärk isolationsnivåer genom att lägga till isolatorplattor eller använda antitågförsenade design. Fältupplevelse bekräftar effektiviteten av antitågisolatorer i allvarligt förorenade zoner.
  o ​Silikonbeläggningar:​​ Tillämpa föroreningsskyddande beläggningar (t.ex. ceresinvax, paraffin, silikonbaserade material) för att förbättra resistansen mot föroreningar.
  • ​Oförklarliga flashövergångar:​​ Utför jämförande tester på nya isolatorer (samma modell) och i drift varianter (>3 år), inklusive nätspänningsfrekvens torr flashövergång och mekaniska misslyckades tester. Genomför åldrandsevalueringar periodiskt. Implementera schemalagd rengöring, tidig ESDD (ekvivalent saltdepositionstäthet) mätningar och införliva nya anti-åldrande agenter vid ersättning.
  • ​Allmänt underhåll:​​ Förbjuda personal från att stiga på isolatorer eller skrapa dem med skarpa verktyg för att förlänga tjänstelivet.