Isolatorstoringen als gevolg van oneigenlijk gebruik vermijden

Composietisolatoren bieden een aantal goed gedocumenteerde voordelen. Maar in tegenstelling tot wat in hun beginjaren werd gepromoot, zijn ze zeker niet 'onverwoestbaar'. Om prestaties te garanderen die vergelijkbaar zijn met of beter zijn dan verwacht van keramische isolatoren, moet daarom grote zorg worden besteed aan:

• specificatie,

• afhandeling, en

• installatie.

Wat de specificatie betreft, is een groot deel van de problemen die in de loop der jaren met deze isolatoren zijn gemeld, terug te voeren op tekortkomingen in de selectie, vooral vanuit elektrisch oogpunt. Dit komt omdat het elektrische ontwerp van composietisolatoren niet alleen moet worden gemaakt door alleen te kijken naar hun flashover-prestaties tijdens kortetermijntests. In plaats daarvan moet het idealiter gebaseerd zijn op het risico van oppervlaktedegradatie door gedeeltelijke ontladingen die, op de lange termijn, tracking, erosie en uiteindelijk falen kunnen veroorzaken.

Dit is een kritieke tekortkoming, aangezien composietisolatoren zeer kwetsbaar zijn voor schade als er continue gedeeltelijke ontladingen en boogvorming op of nabij hun oppervlakken zijn. Veel gerapporteerde storingsgevallen zijn bijvoorbeeld te wijten aan het feit dat isolatoren zijn geïnstalleerd zonder geschikte afschermelektroden om elektrische veldgradiënten te beperken nabij hun hoogspanningsuiteinde en zelfs aan hun aarduiteinde in het geval van zeer hoge systeemspanningen.

Evenzo zijn storingen soms het gevolg geweest van een onnauwkeurige schatting van de werkelijke omgeving van de verontreinigingsdienst. CIGRE-brochure 142-1999 legde uit dat ervaring met verouderingstests in het laboratorium en veldproeven heeft bevestigd dat er drie klassen lekstroom zijn op composietisolatoren onder normale bevochtigingsomstandigheden:

1. een laagwaardige, zeer intermitterende les;

2. een relatief hoge gemiddelde stroom van enkele mA, maar verre van waarden die typisch zijn voor pre-flashover condities;

3. een hoge stroomwaardeklasse (dwz enkele honderden mA) die aangeeft dat de isolator bijna overslaat.

Terwijl keramische isolatoren zijn ontworpen waarbij voornamelijk gekeken wordt naar de 'c type' klasse van lekstroom, moeten composiet isolatoren ontworpen worden in plaats daarvan rekening houdend met 'b type' stromen. Onderzoek heeft zelfs aangetoond dat terwijl klasse 'a'-stromingen weinig invloed hebben op de prestaties op de lange termijn, klasse 'b'-stromingen kunnen leiden tot tracking en erosie en mogelijk permanent falen.

Als gevolg hiervan moet er altijd voldoende ontwerpmarge zijn tussen de weerstand tegen de ernst en de daadwerkelijke milieuverontreiniging bij het selecteren van composietisolatoren. De kritieke noodzaak is om de lekstroom over de volledige levensduur te beperken, rekening houdend met de mogelijke invloed van gebruiksspanningen op de hydrofobiciteit en bevochtigbaarheid van het oppervlak. Daarom kan in het geval van composietisolatoren, of het nu AC of DC is, de conventionele benadering op basis van vervuilingsklassen zoals gedefinieerd in IEC 60815 als twijfelachtig worden beschouwd.

Om bevredigende serviceprestaties te garanderen, moet eerder een statistische benadering worden gemaakt die rekening houdt met zowel omgevingsparameters als specifieke isolatorkenmerken. Met name de specificatie van de vereiste kruipweg alleen is niet voldoende. De efficiëntie van een profiel kan bijvoorbeeld laag worden als er te veel kruip wordt gedwongen op een bepaalde boogafstand. Indicaties volgens IEC 60815 zouden idealiter meer als een 'oriëntatietool' moeten worden beschouwd dan als een vervanging voor de informatie die uit testen komt.

Voor die composietisolatoren die al op lijnen zijn geïnstalleerd en waar het te laat is om de specificaties te wijzigen, kan diagnostiek op basis van het meten van lekstroom langs geselecteerde eenheden helpen bij het identificeren van mogelijke tekortkomingen in het ontwerp en het uitspoelen activeren als de gemiddelde lekstroomwaarden het destructieve klasse 'b'-type bereiken .

Hoewel hier alleen het aspect van het elektrische ontwerp wordt beschouwd, is een geschikte specificatie vanuit mechanisch oogpunt natuurlijk ook belangrijk en mogelijk zelfs belangrijker dan voor keramische isolatoren. Nogmaals, veel gerapporteerde storingen, vooral bij recente generaties composietisolatoren, zijn te wijten aan onnauwkeurige mechanische specificaties of aan verkeerd gebruik en onjuiste installatiepraktijken die geen rekening houden met de permanente schade die kan optreden.

In principe kunnen de volwassenheid en intrinsieke betrouwbaarheid van composietisolatoren nu als bevredigend en van hetzelfde hoge niveau worden beschouwd als keramische isolatoren. De betrouwbaarheid in de praktijk zal echter afhangen van de vraag of de elektrische en mechanische specificaties nauwkeurig zijn en ook rekening houden met hun speciale kenmerken, reactie op specifieke servicebelastingen en installatiemethoden.

www.inmr.com/avoiding-isolator-failures-due-to-improper-selection