ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ОТКАЗОВ КОМПОЗИТНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
2023-03-18 18:30Композитные изоляторы обладают определенными преимуществами по сравнению с керамическими, и их применение быстро растет. Например, по оценкам, в Китае композитные изоляторы в настоящее время составляют более трети всех изоляторов на всех линиях электропередачи. В случае новых линий их доля от всех установленных изоляторов приближается к 50%, а когда речь идет о сверхвысоком напряжении, они, безусловно, являются доминирующим типом.
Первые силиконовые композитные изоляторы находятся в эксплуатации уже более 40 лет, в то время как в Китае их история службы составляет около 30 лет. Учитывая их стремительное использование и многолетнюю эксплуатацию, исследования методологий мониторинга дефектов или повреждений в процессе эксплуатации приобрели первостепенное значение. Существует ряд потенциальных режимов отказов, которые представляют возможные скрытые угрозы для безопасной эксплуатации композитных изоляторов, включая перекрытие, старение и механическое повреждение.
Среди первой категории молниезащита, как правило, является наиболее распространенной угрозой для этих изоляторов, главным образом потому, что она зависит от расстояния до сухой дуги и мало зависит от материала изолятора. Если расстояние сухой дуги композитного изолятора такое же, как у фарфоровой или стеклянной струны, он имеет в основном такую же стойкость к пробою молнии. Хотя композитные изоляторы не могут увеличить напряжение перекрытия молнии, они, безусловно, не снизят молниезащиту линии. В любом случае, автоматическое повторное включение в таких случаях обычно оказывается успешным, и поэтому эта потенциальная проблема сравнительно мало влияет на надежность сети.
Благодаря превосходной гидрофобности и свойству передачи гидрофобности корпусов из силиконового каучука композитные изоляторы обладают превосходными характеристиками загрязнения. Это приводит к относительно небольшому количеству проскоков загрязнения, что является одной из основных причин их широкого применения. С другой стороны, перекрытия, вызванные птичьими экскрементами, представляют гораздо большую проблему, главным образом потому, что крупные птицы выпускают «стримеры» вблизи вершин изоляторов, т. е. по сути эквивалентные участку проводника, «плавающему в воздухе», тем самым сильно искажая Е изолятора. -полевое распределение. Более того, если стример для птиц находится близко к краю изолятора, искажения в E-поле будут еще больше и с большей вероятностью вызовут перекрытие. Композитные изоляторы более подвержены перекрытию из-за стримеров птиц, чем фарфоровые или стеклянные струны, поскольку они имеют меньший диаметр зева. Действительно, среди отказов от перекрытий, зарегистрированных по неустановленной причине, большинство, вероятно, было вызвано птицами.
Вторая основная категория угроз для композитных изоляторов – старение – связана с возникновением поверхностных явлений, таких как растрескивание или растрескивание при естественном атмосферном воздействии. Старение силиконового каучука часто сопровождается снижением гидрофобности и соответствующим снижением стойкости к проскоку загрязнения. Однако старение также может быть вызвано другими факторами, такими как клевание птиц, которое может повредить силиконовые навесы, или устойчивые сильные ветры, которые могут разорвать навесы в зависимости от диаметра и конструкции. Механический отказ, третья основная категория возможных проблем, в основном включает разрушение жилы композитного изолятора, что приводит к падению проводника.
В основном мониторинг композитных изоляторов в процессе эксплуатации включает осмотр для определения типа и степени повреждения, связанного с этими возможными режимами отказа. В случае удара молнии обычно доступна система определения местоположения молнии, которая может помочь обслуживающему персоналу определить местонахождение пострадавшей башни. В Китае политика энергоснабжающих компаний заключается в том, чтобы определить, какой композитный изолятор подвергся удару молнии, и заменить его, чтобы исключить любой риск скрытого повреждения в результате. Затем обычно используется онлайн-мониторинг тока утечки для оценки их стойкости к пробою от загрязнения. Что касается перекрытий, вызванных серпантинами для птиц, обходной осмотр используется для поиска гнезд на опорах или присутствия крупных птиц вблизи линий. Точно так же, когда речь идет о старении и повреждении силиконовых навесов,
Разрушение из-за разрушения внутреннего стержня сердечника из стеклопластика представляет собой наиболее серьезный потенциальный вид отказа композитного изолятора, а также его труднее всего отслеживать. Чтобы сделать ситуацию еще более сложной, в настоящее время идентифицированы два уникальных типа перелома. Одним из них является классический хрупкий излом, который был в центре внимания многих исследований на протяжении многих лет и был успешно смоделирован в лаборатории. Другой тип произошел несколько раз в Китае в последние годы и приводит к тому, что участок трещины имеет совершенно другой вид. Например, композитный изолятор с таким видом отказа был снят с линии переменного тока 500 кВ в провинции Гуйчжоу. За месяц до разрушения ИК-измерения выявили локальное повышение температуры на этом изоляторе. При подаче напряжения на сломанный изолятор в лаборатории разряд был обнаружен в месте с повышенной температурой. Это свидетельствует о том, что этот новый тип разрушения трещины может быть обнаружен путем полевого осмотра с использованием комбинации ИК-термографии и УФ-камеры. Действительно, некоторые страны в настоящее время используют вертолетную инспекцию с обоими типами оборудования.
Хотя в настоящее время существует множество методов мониторинга композитных изоляторов в процессе эксплуатации, лишь немногие из них отвечают всем критериям простоты, эффективности и удобства. Следовательно, исследования по поиску улучшенных методов мониторинга в процессе эксплуатации должны продолжаться для обеспечения долгосрочной надежной работы растущего числа композитных изоляторов.