ความล้มเหลวทั่วไปของฉนวนและมาตรการป้องกัน
ฉนวนเป็นส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติพิเศษในการทำหน้าที่สองประการในสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ ได้แก่ การรองรับสายนำและป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าลงดิน ติดตั้งอยู่ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างเสาไฟฟ้า/หอคอยและสายนำ และระหว่างโครงสร้างสถานีไฟฟ้ากับสายส่งไฟฟ้า ตามวัสดุฉนวน ฉนวนสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ พอร์ซเลน กระจก และคอมโพสิต การวิเคราะห์ความล้มเหลวทั่วไปของฉนวนและการวางแผนการบำรุงรักษาเพื่อป้องกันความล้มเหลวของฉนวนที่เกิดจากสภาพแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงของโหลดไฟฟ้า ซึ่งสร้างความเครียดทางไฟฟ้าและกลไกที่ส่งผลให้ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของสายส่งไฟฟ้าลดลง
การวิเคราะห์ความล้มเหลว
ฉนวนที่ถูกสัมผัสกับอากาศอย่างต่อเนื่องมีโอกาสเกิดความล้มเหลวจากหลายสาเหตุ เช่น การถูกฟ้าผ่า การปนเปื้อน การแทรกแซงของนก หิมะ/น้ำแข็ง อุณหภูมิสูงหรือต่ำมาก และความแตกต่างของระดับความสูง
• การถูกฟ้าผ่า: เส้นทางส่งไฟฟ้ามักผ่านภูเขา ที่ราบโล่ง หรือเขตอุตสาหกรรมที่มีมลภาวะ ทำให้สายส่งไฟฟ้ามีโอกาสถูกฟ้าผ่าจนฉนวนแตกหรือระเบิด
• การแทรกแซงของนก: งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่ของการเกิดแฟลชโอเวอร์มาจากกิจกรรมของนก ฉนวนคอมโพสิตมีความไวต่อการเกิดแฟลชโอเวอร์จากนกมากกว่าฉนวนพอร์ซเลนหรือกระจก ซึ่งเกิดขึ้นบนสายส่งไฟฟ้า 110 kV หรือสูงกว่า ส่วนเครือข่ายกระจายไฟฟ้าในเมือง (≤35 kV) มีกรณีน้อยลงเนื่องจากประชากรนกน้อยลง แรงดันไฟฟ้าน้อยลง ระยะทางสำหรับการแตกตัวของอากาศน้อยลง และการป้องกันโดยฉนวนที่ไม่มีวงแหวนเกรดดิ้ง
• ความล้มเหลวของวงแหวนเกรดดิ้ง: ความเข้มของสนามไฟฟ้าที่สูงบริเวณปลายฉนวนจำเป็นต้องใช้วงแหวนเกรดดิ้งในระบบ 220 kV+ แต่วงแหวนเหล่านี้ลดระยะทางที่ปลอดภัย ทำให้แรงดันที่ทนทานลดลง ในสภาพอากาศรุนแรง แรงดันคอโรนาที่ต่ำที่สกรูติดตั้งวงแหวนสามารถทำให้เกิดการปล่อยคอโรนา ทำให้ความปลอดภัยของสายส่งไฟฟ้าลดลง
• แฟลชโอเวอร์จากการปนเปื้อน: สารปนเปื้อนที่มีความนำไฟฟ้าสะสมบนผิวฉนวน ในสภาพอากาศชื้น สารปนเปื้อนเหล่านี้ลดกำลังฉนวนอย่างมาก ทำให้เกิดแฟลชโอเวอร์ในระหว่างการทำงานปกติ
• สาเหตุที่ไม่ทราบ: หลายกรณีของแฟลชโอเวอร์ไม่มีคำอธิบายชัดเจน เช่น ฉนวนพอร์ซเลนที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ ฉนวนกระจกที่แตก หรือการทริปของฉนวนคอมโพสิต แม้จะตรวจสอบแล้ว สาเหตุยังคงไม่ทราบ กรณีเหล่านี้มักมีลักษณะคล้ายกัน คือ เกิดขึ้นในช่วงกลางคืน (โดยเฉพาะในช่วงฝนตก) และมักสามารถรีเซ็ตเองหลังจากเกิดความเสียหาย
มาตรการป้องกัน
- การป้องกันฟ้าผ่า: แก้ไขสาเหตุรากฐาน (ระยะทางอาร์คแห้งสั้น วงแหวนเกรดดิ้งเดียว ความต้านทานการต่อพื้นมากเกินไป) โดยติดตั้งฉนวนคอมโพสิตที่ยาวขึ้น วงแหวนเกรดดิ้งคู่ และปรับปรุงการต่อพื้นของเสาไฟฟ้า
• การป้องกันความเสียหายจากนก: ติดตั้งตาข่ายป้องกันนก ปิ้นป้องกันนก หรือฝาป้องกันบนส่วนที่มีความเสี่ยงสูงของสายส่งไฟฟ้า
• การลดผลกระทบที่เกิดจากวงแหวนเกรดดิ้ง: ใช้ฉนวนที่มีขนาดเท่ากันและตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิค เพิ่มระยะทางครีปเมื่อจำเป็นเพื่อลดแฟลชโอเวอร์จากน้ำแข็ง/หิมะ ทำการตรวจสอบประจำและทดสอบแบบสุ่ม (ความแข็งแรงทางกล สมรรถนะทางไฟฟ้า การประเมินการเสื่อมสภาพ) ในหลากหลายภูมิภาค/สภาพแวดล้อมเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของความแข็งแรง การสูญเสียความต้านทานการแกว่ง หรือปัญหาการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วน
• การควบคุมการปนเปื้อน:
o การทำความสะอาดประจำ: ทำความสะอาดฉนวนทั้งหมดก่อนฤดูกาลที่มีการปนเปื้อนสูง เพิ่มความถี่ในพื้นที่ที่มีมลภาวะสูง
o การเพิ่มระยะทางครีป: เพิ่มระดับฉนวนโดยการเพิ่มแผ่นฉนวนหรือใช้การออกแบบที่ป้องกันหมอก ประสบการณ์ภาคสนามยืนยันประสิทธิภาพของฉนวนป้องกันหมอกในพื้นที่ที่มีมลภาวะสูง
o การเคลือบซิลิโคน: ใช้สารเคลือบป้องกันการปนเปื้อน (เช่น แว็กซ์เซเรซิน ปาราฟิน วัสดุที่มีฐานซิลิโคน) เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการปนเปื้อน
• แฟลชโอเวอร์ที่ไม่ทราบสาเหตุ: ทำการทดสอบเปรียบเทียบระหว่างฉนวนใหม่ (รุ่นเดียวกัน) และฉนวนที่ใช้งาน (>3 ปี) รวมถึงการทดสอบแฟลชโอเวอร์ที่ความถี่ไฟฟ้าและทดสอบความล้มเหลวทางกล ทำการประเมินการเสื่อมสภาพอย่างสม่ำเสมอ ดำเนินการทำความสะอาดตามกำหนดเวลา วัดค่า ESDD (ความหนาแน่นของเกลือที่เท่ากัน) อย่างทันท่วงที และรวมสารต้านการเสื่อมสภาพใหม่ในระหว่างการเปลี่ยนทดแทน
• การบำรุงรักษาทั่วไป: ห้ามบุคลากรเดินบนฉนวนหรือขูดฉนวนด้วยเครื่องมือที่คมเพื่อยืดอายุการใช้งาน
