Typovi porushenня ізоляторів та запобіжні заходи

Ізолятори - це спеціалізовані ізоляційні компоненти, які виконують подвійну функцію на підвісних лініях передачі: підтримка провідників та запобігання заземленню струму. Вони встановлюються на з'єднувальних точках між опорами/вежами та провідниками, а також між конструкціями підстанцій та електролініями. Залежно від диелектричного матеріалу, ізолятори поділяються на три категорії: фарфорові, скляні та композитні. Аналіз типових відмов ізоляторів та стратегій обслуговування має на меті запобігти відмовам ізоляції, спричиненим варіаціями середовища та електричного навантаження, які викликають електромеханічні напруження, що погіршують продуктивність та тривалість життя електроліній.

Аналіз відмов

Ізолятори, які постійно знаходяться в атмосфері, підвержені різноманітним відмовам через удари блискавок, забруднення, діяльність птахів, лід/сніг, крайні температури та висотні різниці.
• Удари блискавок: Коридори передачі часто проходять через гори, відкриті території або забруднені промислові зони, де лінії підвержені проколам або вибухам ізоляторів, спричиненим ударами блискавок.
• Діяльність птахів: Дослідження показують, що значна частина інцидентів з пробоєм пов'язана з діяльністю птахів. Композитні ізолятори демонструють більшу чутливість до пробойних відмов, спричинених птахами, порівняно з фарфоровими або скляними типами. Такі інциденти переважно відбуваються на лініях передачі 110 кВ та вище; урбанізованим мережам розподілу (≤35 кВ) вони зустрічаються рідше через меншу популяцію птахів, нижчі рівні напруги, менші повітряні прогалини для пробою та ефективне запобігання за допомогою ізоляторів без градаційних кілець.
• Відмови градаційних кілець: Висока концентрація електричного поля біля кінцевих приладів ізоляторів вимагає використання градаційних кілець на системах 220 кВ+. Однак, ці кільця зменшують відстань очищення, знижуючи напругу стійкості. Під час сильних погодних умов, низька початкова напруга корони на болтах кріплення кілець може спричинити коронний розряд, що погіршує безпеку ряду.
• Пробої через забруднення: Провідні забруднюючі речовини накопичуються на поверхні ізоляторів. У вологих умовах це забруднення дещо знижує прочність ізоляції, що призводить до пробою під час нормальної роботи.
• Невідомі причини: Багато пробоїв не мають чіткого пояснення, наприклад, фарфорові ізолятори з нульовою опором, розбиті скляні ізолятори або відмови композитних ізоляторів. Незважаючи на огляди, причини залишаються невизначені. Ці інциденти, як правило, мають спільні ознаки: вони відбуваються вночі (особливо під час дощу) і часто дозволяють успішне автоматичне повторне замикання після аварії.

Захисні заходи

• Захист від блискавок: Вирішуйте первинні причини (короткий сухий дуговий простір, одинарні градаційні кільця, надмірний опір заземлення) шляхом встановлення розширених композитних ізоляторів, подвійних градаційних кілець та покращення заземлення веж.
  • Запобігання пошкодженню птахами: Впроваджуйте бар'єрні мережі, протипташині шпики або захисні кришки на високоризикових ділянках ліній.
  • Зниження впливу градаційних кілець: Використовуйте ізолятори з рівними кільцеобразними елементами, які відповідають технічним вимогам щодо відстаней. Збільшуйте відстань ползу дії там, де це необхідно, для зменшення пробою через лід/сніг. Проводьте регулярні огляди та випробування (механічна міцність, електрична продуктивність, оцінка старіння) в різних регіонах/середовищах, щоб запобігти зниження міцності, втрати стійкості до рухів або проблем зі старінням кільцеобразних елементів.
  • Контроль забруднення:
  o Регулярне очищення: Очищайте всі ізолятори перед сезоном максимального забруднення; збільшуйте частоту в сильно забруднених районах.
  o Підвищення відстані ползу дії: Підвищуйте рівень ізоляції, додаючи диски ізоляторів або використовуючи дизайн, що запобігає утворенню пари. Полевий досвід підтверджує ефективність ізоляторів, що запобігають утворенню пари, у сильно забруднених зонах.
  o Силиконові покриття: Наносіть антизабруднювальні покриття (наприклад, церезин, парафін, силиконові матеріали) для підвищення стійкості до забруднення.
  • Непояснені пробої: Проводьте порівняльні випробування нових ізоляторів (того ж моделі) та в експлуатації одиниць (>3 роки), включаючи випробування на пробій при мережній частоті та механічні випробування на відмову. Проводьте оцінку старіння періодично. Впроваджуйте плановане очищення, своєчасні вимірювання ESDD (еквівалентна щоденна густина солі) та використовуйте нові антистарінні агенти під час заміни.
  • Загальне обслуговування: Забороняйте персоналу ступати на ізолятори або скреапувати їх гострими інструментами, щоб продовжити строк служби.