Các Sự Cố Thường Gặp ở Bộ Phận Cách Điện và Biện Pháp Phòng Ngừa

Các bộ phận cách điện là các thành phần cách điện chuyên dụng có hai mục đích trong đường dây truyền tải điện trên không: hỗ trợ dây dẫn và ngăn chặn dòng điện tiếp đất. Chúng được lắp đặt tại các điểm kết nối giữa cột điện/tòa tháp và dây dẫn, cũng như giữa các cấu trúc trạm biến áp và đường dây điện. Dựa trên vật liệu cách điện, các bộ phận cách điện được chia thành ba loại: sứ, thủy tinh và tổng hợp. Phân tích các lỗi thông thường của bộ phận cách điện và chiến lược bảo trì nhằm ngăn ngừa sự cố cách điện do biến đổi môi trường và tải điện, gây ra các ứng suất điện cơ học làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của đường dây điện.

​Phân tích Sự cố​

Các bộ phận cách điện, liên tục tiếp xúc với không khí, dễ bị nhiều loại hỏng hóc do sét đánh, ô nhiễm, can thiệp của chim, băng/tuyết, nhiệt độ cực cao/cực thấp, và sự khác biệt về độ cao.
• ​Sét đánh:​​ Các hành lang truyền tải thường đi qua đồi núi, vùng đồng cỏ, khu vực mở hoặc khu công nghiệp ô nhiễm, nơi các đường dây dễ bị sét đánh gây thủng hoặc nổ bộ phận cách điện.
• ​Can thiệp của Chim:​​ Nghiên cứu cho thấy một tỷ lệ đáng kể sự cố phóng điện đến từ hoạt động của chim. Các bộ phận cách điện tổng hợp có khả năng bị phóng điện do chim cao hơn so với loại sứ hoặc thủy tinh. Những sự cố này chủ yếu xảy ra trên đường dây truyền tải 110 kV và cao hơn; mạng phân phối đô thị (≤35 kV) ít gặp phải do số lượng chim ít hơn, mức điện áp thấp hơn, khoảng cách không khí để phóng điện nhỏ hơn, và việc phòng ngừa hiệu quả bằng cách sử dụng các tấm che cách điện không có vòng phân cấp.
• ​Hỏng hóc Vòng phân cấp:​​ Độ tập trung điện trường cao gần đầu cuối của bộ phận cách điện đòi hỏi phải có vòng phân cấp trên hệ thống 220 kV+. Tuy nhiên, những vòng này giảm khoảng cách an toàn, làm giảm điện áp chịu đựng. Trong thời tiết khắc nghiệt, điện áp khởi tạo corona thấp ở các vít gắn vòng có thể gây ra phóng điện corona, làm suy yếu chuỗi an toàn.
• ​Phóng điện do Ô nhiễm:​​ Các chất ô nhiễm dẫn điện tích tụ trên bề mặt bộ phận cách điện. Trong điều kiện ẩm ướt, ô nhiễm này làm giảm đáng kể sức mạnh cách điện, dẫn đến phóng điện trong quá trình vận hành bình thường.
• ​Nguyên nhân Không rõ:​​ Nhiều sự cố phóng điện không có lời giải thích rõ ràng, ví dụ như bộ phận cách điện sứ có điện trở bằng không, bộ phận cách điện thủy tinh vỡ, hoặc bộ phận cách điện tổng hợp bị nhảy cầu. Dù đã kiểm tra, nguyên nhân vẫn chưa xác định. Những sự cố này thường có đặc điểm chung: xảy ra vào ban đêm (đặc biệt là khi mưa) và thường cho phép đóng tự động sau khi xảy ra sự cố.

​Các biện pháp Phòng ngừa​

• ​Bảo vệ chống Sét:​​ Xử lý nguyên nhân gốc rễ (khoảng cách hồ quang khô ngắn, vòng phân cấp một điểm, điện trở tiếp đất quá cao) bằng cách lắp đặt bộ phận cách điện tổng hợp kéo dài, vòng phân cấp kép, và cải thiện tiếp đất của cột điện.
  • ​Phòng ngừa Hư hại do Chim:​​ Triển khai lưới chắn chim, gai chống chim, hoặc bao bảo vệ trên các đoạn đường dây có nguy cơ cao.
  • ​Giảm thiểu Vấn đề Vòng phân cấp:​​ Sử dụng bộ phận cách điện có các tấm che kích thước bằng nhau đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về khoảng cách. Tăng khoảng cách bò nếu cần thiết để giảm phóng điện do băng/tuyết. Thực hiện kiểm tra định kỳ và kiểm tra ngẫu nhiên (độ bền cơ học, hiệu suất điện, đánh giá lão hóa) trên nhiều khu vực/môi trường khác nhau để ngăn ngừa suy giảm độ bền, mất khả năng chống rung, hoặc vấn đề lão hóa của tấm che.
  • ​Điều khiển Ô nhiễm:​​
  o ​Vệ sinh Định kỳ:​​ Làm sạch tất cả các bộ phận cách điện trước mùa ô nhiễm cao điểm; tăng tần suất trong các khu vực ô nhiễm nặng.
  o ​Tăng Khoảng cách Bò:​​ Nâng cao mức cách điện bằng cách thêm các đĩa cách điện hoặc sử dụng thiết kế chống sương mù. Kinh nghiệm thực tế xác nhận hiệu quả của các bộ phận cách điện chống sương mù trong các khu vực ô nhiễm nghiêm trọng.
  o ​Màng phủ Silicone:​​ Áp dụng các lớp phủ chống ô nhiễm (ví dụ: sáp ceresin, paraffin, vật liệu gốc silicone) để cải thiện khả năng chống ô nhiễm.
  • ​Phóng điện Không giải thích được:​​ Thực hiện các thử nghiệm so sánh trên các bộ phận cách điện mới (cùng mẫu) và các đơn vị đang sử dụng (>3 năm), bao gồm thử nghiệm phóng điện khô tần số công suất và thử nghiệm hỏng hóc cơ học. Thực hiện đánh giá lão hóa định kỳ. Thực hiện vệ sinh theo lịch, đo ESDD (độ dày tương đương muối) kịp thời, và kết hợp các tác nhân chống lão hóa mới trong quá trình thay thế.
  • ​Bảo dưỡng Chung:​​ Cấm nhân viên bước lên bộ phận cách điện hoặc cạo chúng bằng các công cụ sắc để kéo dài tuổi thọ sử dụng.