MOGELIJKE FOUTMODI VOOR SAMENGESTELDE ISOLATOREN
2023-03-18 18:30Composietisolatoren hebben bepaalde voordelen ten opzichte van keramische soorten en hun toepassingssnelheid is snel gegroeid. In China wordt bijvoorbeeld geschat dat composietisolatoren nu meer dan een derde van de isolatorenpopulatie op alle transmissielijnen uitmaken. In het geval van nieuwe lijnen ligt hun aandeel in alle geïnstalleerde isolatoren dichter bij de 50% en als het op UHV aankomt, zijn ze verreweg het dominante type.
De vroegste isolatoren van siliconencomposiet zijn nu al meer dan 40 jaar in gebruik, terwijl hun servicegeschiedenis in China ongeveer 30 jaar is. Gezien hun stijgende gebruik en de vele jaren in dienst, is onderzoek naar methodologieën voor het tijdens het gebruik monitoren van defecten of schade van het allergrootste belang geworden. Er zijn een aantal mogelijke storingsmodi die mogelijke verborgen bedreigingen vormen voor de veilige werking van composietisolatoren, waaronder flashover, veroudering en mechanisch falen.
Van de eerste categorie is bliksemflits meestal de meest voorkomende bedreiging voor deze isolatoren, vooral omdat het afhankelijk is van de droge boogafstand en weinig verband houdt met het isolatormateriaal. Als de droge-boogafstand van een samengestelde isolator dezelfde is als die van een porseleinen of glazen streng, heeft deze in principe dezelfde weerstand tegen bliksemflitsen. Hoewel composietisolatoren de blikseminslagspanning niet kunnen verhogen, zullen ze de bliksemprestaties van een lijn zeker niet verlagen. Hoe dan ook, automatisch opnieuw sluiten is in dergelijke gevallen meestal succesvol en daarom heeft dit potentiële probleem relatief weinig invloed op de netwerkbetrouwbaarheid.
Vanwege de superieure hydrofobiciteit en hydrofobiciteitsoverdrachtseigenschappen van behuizingen van siliconenrubber, bieden composietisolatoren uitstekende vervuilingsprestaties. Dit vertaalt zich in relatief weinig flashovers van verontreinigingen, wat een van de belangrijkste redenen is voor hun uitgebreide toepassing. Aan de andere kant vormen flashovers veroorzaakt door uitwerpselen van vogels een veel groter probleem, vooral omdat grote vogels 'wimpels' vrijgeven nabij de toppen van isolatoren, dwz in wezen gelijk aan een deel van de geleider dat 'in de lucht zweeft', waardoor de E van een isolator sterk wordt vervormd. - velddistributie. Bovendien, als de vogelwimpel zich dicht bij de rand van de isolator bevindt, is de vervorming in het E-veld zelfs nog groter en is de kans groter dat er flashover ontstaat. Composietisolatoren zijn meer vatbaar voor vlamoverslag als gevolg van vogelwimpels dan porseleinen of glazen strengen, omdat ze een kleinere schuurdiameter hebben. Inderdaad, van de mislukte flashovers die zijn geregistreerd als gevolg van een onbepaalde oorzaak, zijn de meeste waarschijnlijk veroorzaakt door vogels.
De tweede grote bedreigingscategorie voor samengestelde isolatoren - veroudering - betreft het optreden van oppervlakteverschijnselen zoals barsten of haarscheuren onder natuurlijke verwering. Veroudering van siliconenrubber gaat vaak gepaard met een afname van de hydrofobiciteit en een overeenkomstige vermindering van de weerstand tegen vervuiling door flashover. Veroudering kan echter ook het gevolg zijn van andere factoren, zoals het pikken van vogels die siliconenschuurtjes kunnen beschadigen of aanhoudende harde wind die de schuurtjes kan doen scheuren, afhankelijk van de diameter en het ontwerp. Mechanisch falen, de derde hoofdcategorie van mogelijke problemen, betreft in feite kernbreuk van een composietisolator, waardoor een losgelaten geleider ontstaat.
Kort gezegd omvat de controle tijdens het gebruik van composietisolatoren inspectie om het type en de omvang van de schade te identificeren die verband houdt met deze mogelijke faalwijzen. In het geval van blikseminslag is er doorgaans een bliksemlocatiesysteem beschikbaar dat onderhoudspersoneel kan helpen de betreffende toren te lokaliseren. In China is het beleid van energiebedrijven om vast te stellen welke composietisolator een blikseminslag heeft ondergaan en deze te vervangen om elk risico op verborgen resulterende schade uit te sluiten. On-line lekstroombewaking wordt dan meestal gebruikt om hun weerstand tegen vervuiling door flashover te evalueren. Met betrekking tot flashovers veroorzaakt door vogelwimpels wordt passeerinspectie gebruikt om te zoeken naar nesten op torens of de aanwezigheid van grote vogels in de buurt van lijnen. Evenzo, als het gaat om veroudering en schade aan siliconenschuurtjes,
Falen door breuk van de interne FRP-kernstaaf vertegenwoordigt de ernstigste potentiële faalwijze van een composietisolator en is ook het moeilijkst te controleren. Om de situatie nog complexer te maken, zijn er nu twee uniek verschillende soorten fracturen geïdentificeerd. Een daarvan is de klassieke brosse breuk, waar in de loop der jaren veel onderzoek naar is gedaan en die met succes in het laboratorium is gesimuleerd. Het andere type is de afgelopen jaren meerdere keren in China voorgekomen en resulteert in een breukdeel met een heel ander uiterlijk. Zo werd een composietisolator met deze faalmodus verwijderd uit een 500 kV wisselstroomlijn in de provincie Guizhou. Een maand voor de breuk hadden IR-metingen een plaatselijke temperatuurstijging op deze isolator gedetecteerd. Toen er spanning werd aangelegd op de gebroken isolator in het laboratorium, ontlading werd gedetecteerd op de plaats met de verhoogde temperatuur. Dit toont aan dat deze nieuwe vorm van breukbreuk kan worden gedetecteerd door middel van veldinspectie met behulp van een combinatie van IR-thermografie en UV-camera. Verschillende landen maken nu inderdaad gebruik van helikopterinspectie met beide soorten apparatuur.
Hoewel er momenteel verschillende monitoringmethoden voor composietisolatoren in gebruik zijn, voldoen er maar weinig aan alle criteria om eenvoudig, effectief en handig te zijn. Onderzoek naar verbeterde controletechnieken tijdens het gebruik moet daarom worden voortgezet om de betrouwbare werking van de groeiende populatie van composietisolatoren op de lange termijn te waarborgen.