Эффективность использования линейных полимерных изоляторов в комбинации со стекл

[samsony1]

Эффективность использования линейных полимерных изоляторов в комбинации со стеклянными изоляторами

Накопленные за более чем 30-летний период применения полимерных изоляторов (ПИ) с кремнийорганической защитной оболочкой данные свидетельствуют о высоких эксплуатационных характеристиках этих изоляторов в районах, подверженных сильным загрязнениям, что объясняется гидрофобными свойствами материалов защитной оболочки и эффектом переноса гидрофобности на загрязненный слой.
В настоящее время композитные изоляторы воспринимаются как альтернативные традиционным изоляторам практических для всех классов напряжения воздушной линии электропередачи переменного и постоянного тока по всему миру5. Изоляторы могут быть выполнены в виде одной детали длиной до 10 м, обеспечивающей номинальную механическую прочность до 1000 кН и более. Отмечается экспоненциально нарастающая тенденция применения некерамических изоляторов, и поданным5,6, на конец 2010 г. их количество на ВЛ 66 кВ и выше превышало 20 млн. шт.

Наиболее впечатляющее применение композитных изоляторов имеет место в Китае. Число композитных изоляторов на вновь строящихся линиях ультравысокого напряжения переменного и постоянного тока (1000 кВ, 750 кВ, ±800 кВ и ±500 кВ) составляет более чем 55% всех изоляторов, находящихся в обслуживании. Более высокая устойчивость к загрязнениям позволяет заметно уменьшить высоту порталов, таким образом удается существенно снизить капитальные затраты на строительство таких линий.

Несмотря на то, что в настоящее время апробированы различные способы и инструментарий по диагностике композитных изоляторов, все еще методы оценки остаточного срока безопасной работы изоляции не формализованы в виде рекомендации международного комитета по стандартизации.

[samsony1]

Методы диагностики

Исходя из практики обслуживания высоковольтной линий электропередачи8, определены следующие способы диагностики состояния кремнийорганических изоляторов:

 - визуальный осмотр и оценка гидрофобности;
 - инфракрасная (ИК) термография;
 - ультрафиолетовое (УФ) детектирование;
 - измерение электрического поля.

Первый способ контроля проводится с подъемом на опору и определяет наличие грубых повреждений на поверхности конструкции, однако не выявляет так называемые скрытые дефекты под защитной оболочкой, например, науглероженные дорожки на стеклопластиковом стержне. Отмечается5 высокая эффективность ИК/УФ контролей, но вместе с тем интерпретация данных наблюдений не является однозначной, поскольку причины, вызывающие регистрируемые излучения, могут быть не связаны с отыскиваемым видом повреждения. Так фиксируемые сигналы могут быть обусловлены электрическими разрядами на поверхности загрязненного изолятора, поэтому ИК и УФ диагностики условно следует отнести к косвенным методам.

К прямому методу можно отнести измерение электрического поля вдоль изолятора — методика, которая заимствована из технологии диагностики керамических изоляторов и приспособлена для исследования композитных изоляторов. Путем сравнения картины распределения электрического поля контролируемого изолятора с эталонной характеристикой устанавливается место расположения и оценивается величина поврежденного участка изоляции, скрытого под резиновой оболочкой. Вследствие значительной трудоемкости, измерения такого вида выполняются выборочно на тех изоляторах, которые по данным визуальных и ИК/УФ наблюдений идентифицированы как проблемные.

Следует сказать о постоянном совершенствовании как инструментариев диагностики, так и методов интерпретации регистрируемых параметров в части повышения чувствительности приборов и расширения программных средств по идентификации характера и уровня повреждения. Обследование изоляции в различных энергокомпаниях осуществляется по собственной программе, но на основе выше перечисленных способов.

[samsony1]

Эффект последовательного присоединения тарельчатых изоляторов

Снижение напряженности электрического поля. Задача минимизации максимальной напряженности электрического поля некерамических изоляторов осуществлялась путем оптимизации конфигурации металлических наконечников и применения экранной (защитной) арматуры уже на этапе разработки первых поколений полимерных изоляторов. В те ранние годы создания некерамических изоляторов было предложено11 в качестве последующих способов разгрузки электрической напряженности использование изоляторов тарельчатого типа, присоединяемых последовательно к полимерному изолятору с потенциальной и заземленной стороны. Впоследствии выполненные численные исследования электрического поля изолирующих подвесок12,13 показали состоятельность комбинирования изоляторов длинностержневых и тарельчатых конструкций.

[samsony1]

Последовательно присоединенные изоляторы тарельчатого типа служат не только в качестве дополнительного элемента для снижения напряженности поля полимерного изолятора, но и индикатором электрического старения изолирующей подвески.

Ухудшение электрической изоляции полимерного изолятора отображается в виде:

 - увеличения напряжения на изоляторе тарельчатого типа;
 - коронного излучения, что значительно облегчает диагностику существующими средствами.

Рекомендуется с целью упрощения индикации полимерных изоляторов с пониженной внутренней электрической прочностью применять последовательно присоединяемые к ним тарельчатые изоляторы из закаленного стекла. В районах с сильными загрязнениями желательно использовать тарельчатые изоляторы с гидрофобным покрытием из кремнийорганических эластомеров холодного отвердения, нашедших широкое применение.

Предпочтительнее тарельчатый изолятор устанавливать со стороны токопровода, при этом ожидается более высокая чувствительность контроля полимерных изоляторов, повышение импульсной прочности подвески.

источник - здесь