Аналіз явищ випадку ізоляторів та системні рішення

1. Глибокий аналіз причин розряду

1. Іонізація поверхневого забруднення
   o Механізм: Забруднюючі речовини (сільова пил, хімічні висадки) електролізуються у вологому середовищі, формуючи провідні канали.
   o Критичний поріг: Виток струму зростає, коли відносна вологість >75% та щільність забруднення >0,1 мг/см².
2. Дисторсія електричного поля через краплі води
   o Механізм: Краплі дощу накопичуються на краях ізоляторів, що призводить до перевищення місцевої сили електричного поля (>3 кВ/см), запускаючи коронний розряд.
3. Дефекти матеріалу та конструкції
   o Механізм: Внутрішні пори/тріщини викликають частковий розряд (PD >20 пК), що призводить до пошкодження ізоляції через накопичення шкоди.

II. Кількісна оцінка впливу розряду

III. Повністю комплексні рішення

1. Система передбіжчого обслуговування
   • Інтелектуальний цикл очистки: Динамічна налаштування порогів очистки на основі моніторингу ESDD (рекомендовано NSDD ≤0,05 мг/см²).
   • Відновлення гідрофобності: Нанесення покриття типу RTV II для запобігання забрудненню (кут зіткнення >105°).
2. Активний проект захисту
   • Оптимізація аеродинаміки: Впровадження структури змінної діаметральної ширини для збільшення ефективності відведення крапель води на 70%.
   • Розподіл електричного поля: Встановлення градаційних кілець (градієнт поля ≤0,5 кВ/см).
3. Моніторинг стану та критерії заміни
   Впровадження триступенчатого діагностичного протоколу:
   (1) Термографія в інфрачервоному діапазоні: Активувати ультрафіолетове (UV) зображення, якщо локальні гарячі точки показують ΔT >15°C над оточуючою середою (згідно IEEE 1313.2).
   (2) Перевірка моделей розряду: Використовувати UV-зображення для підтвердження розподілу коронного розряду.
   (3) Кількісна оцінка розряду: Якщо UV-детектор виявляє аномалії, провести ультразвукове детектування PD. Заміна необхідна, коли:
• PD >100 пК (стандарт DL/T 596)
• Спектр PRPD показує моделі поверхневих/внутрішніх дефектів.
  Некритичні випадки повертаються до рутинного моніторингу.

IV. Шлях технологічного оновлення
• Революція матеріалів: Заміна керамічних ізоляторів на композитні (стійкість до дуги >250 с, автономний перенос гідрофобності).
• Інтеграція цифрового двійника: Вбудування чипів RFID + 3D-моделювання електричного поля для досягнення помилки прогнозування тривалості життя ≤5%.

Висновок
Координоване класифікування забруднення, оптимізація конструкції та інтелектуальні діагностики зменшують випадки відмов ізоляторів до 0,03 випадків/100 км·рік (стандарт IEEE 1523), значно підвищуючи внутрішню безпеку мережі.

Основні переваги

1. Економічність: Витрати на передбіжче обслуговування в 5,8 разів нижчі, ніж на ремонти після відмов.
2. Універсальність: Сумісність з класами напруги 35 кВ~1000 кВ.
3. Підготовленість до майбутнього: Підтримка інтеграції IoT для розумних підстанцій.