Изоляторы являются одним из важных элементов оборудования для передачи и преобразования высоковольтной энергии. Они играют важную роль в изоляции, поддержке, подвешивании и растяжении проводников передачи. Характеристики изоляторов играют жизненно важную роль в безопасности и стабильности электросети. Пробой из-за загрязнения является наиболее распространенной неисправностью изоляторов, которая серьезно угрожает стабильной работе электросети. Поэтому исследование и применение технологии перекрытия изоляторов, предотвращающей загрязнение, неизбежны.
1 Анализ причин пробоя загрязнения изолятора
1.1 Есть свои недостатки
В процессе производства изоляторов из-за проблем с производственным процессом внутренняя структура фарфора изолятора становится неравномерной, и механическая прочность изолятора значительно снижается. Из-за длительного комбинированного воздействия механической нагрузки и высокого напряжения напряжение пробоя изолятора продолжает снижаться, что приводит к низкому значению. Изолятор или изолятор с нулевым значением. Кроме того, изоляторы могут оставлять трещины и рубцы из-за столкновений при транспортировке и монтаже. При попадании газа в трещины распределение электрического поля будет искажаться. Поскольку электрическая постоянная газа меньше диэлектрической постоянной твердого тела, в газе постоянно происходят частичные разряды. Изношенные изоляторы. Когда вода попадает в трещины изолятора в холодную погоду, вода конденсируется в лед и расширяется, еще больше увеличивая трещины и повторяя цикл с образованием низкокачественного изолятора. При наличии в цепочке изоляторов изоляторов низкого или нулевого значения это эквивалентно уменьшению электрического расстояния между проводником и потенциалом земли и увеличению напряжения распределения на единицу длины изолятора. Следовательно, аварии с перекрытием могут произойти при перенапряжении или даже при рабочем напряжении.
1.2 Влияние факторов окружающей среды
Подавляющее большинство электрооборудования в электросетях является оборудованием наружного применения. Источники загрязнения, такие как промышленные отходящие газы, летучая зола, природная соль и птичий помет, в разной степени загрязняют изоляторы. К основным компонентам этих загрязнителей относятся оксиды щелочей, кремния, оксид серы, оксид алюминия, оксид кальция, фосфаты, калийные соли и другие вещества, особенно соляные брызги в прибрежных районах содержат большое количество оксида натрия. Эти загрязнения обладают высоким сопротивлением в сухих условиях и не наносят вреда состоянию изоляции изолятора. Однако, как только они намокнут, они значительно улучшатся, сопротивление изоляции оборудования уменьшится, и изолятор может легко вызвать пробой.
1.3 Влияние атмосферных условий
Аварии, связанные с вспышками, тесно связаны с атмосферными условиями. Сопротивление загрязнений на поверхности изоляторов в сухую погоду очень велико, и образование перекрытия затруднено. При сильном дожде сложно образовать пробой, когда грязь смывается дождевой водой. В погодных условиях, таких как сильный туман, дождь, возврат влаги и тающий снег, влажность воздуха очень высока, а грязь на поверхности изоляции впитывает влагу. Часть грязи растворяется в воде, образуя проводящую водную пленку электролита, что значительно улучшает изоляционные характеристики изолятора. Ток утечки на поверхность сильно возрастает. Когда ток утечки увеличится до определенного уровня, это перерастет в аварийный разряд.
Явление пробоя по грязной поверхности изолятора представляет собой не простой воздушный пробой, а процесс термодинамического равновесия, включающий ионизацию газа на грязной поверхности и возникновение и развитие локальных дуг, связанных с механическими, электрическими, термическими, химическими и другими факторами. . Смачивание изолятора увеличивает проводимость его поверхности, вызывая увеличение поверхностного тока утечки изолятора. За счет теплового воздействия тока увеличение поверхностного тока утечки приводит к нагреву проводящего слоя изолятора. С одной стороны, за счет нагрева и сушки током ухудшается поверхностная проводимость изолятора и улучшаются изоляционные характеристики; с другой стороны, проводящие ионы растворяются на поверхности изолятора, и кинетическая энергия увеличивается с повышением температуры. Термическая диссоциация усиливается, проводимость становится сильнее, а эффективность изоляции снижается. Поскольку распределение загрязнения по поверхности изолятора часто бывает неравномерным, даже если распределение имеет тенденцию быть равномерным, из-за распределения электрического поля пути тока утечки распределяются неравномерно, в результате чего плотность тока утечки в каждом сечение изолятора различно, из-за чего поверхность изолятора нагревается неравномерно, образуя относительно сухую зону и влажную зону, что изменяет распределение напряжения на поверхности изолятора. Сухая зона будет выдерживать большую часть внешнего напряжения. После образования сухой зоны на поверхности изолятора физический процесс связи тока поверхностной утечки с загрязнением изолятора в основном зависит от приложенного напряжения. Когда приложенное напряжение высокое, напряжение в сухой зоне ионизирует воздух и развивается в частичный дуговой разряд. Дуга имеет характеристики дуги. Сопротивление местной дуги очень мало и вызывает короткое замыкание сухой зоны байпаса, в результате чего общее сопротивление поверхности изолятора значительно уменьшается и тем самым образуется перекрытие. Видно, что пробой изолятора тесно связан с приложенным напряжением, длиной пути утечки по поверхности изолятора, проводимостью слоя загрязнения и т. д.
3 Проверка изолятора
Изоляторы с низким значением или изоляция с нулевым значением являются важной причиной пробоя изолятора. К методам обнаружения изоляторов относятся: на основе принципа различного распределения напряжения между дефектными и неповрежденными изоляторами в гирлянде изоляторов исследованы метод искрового разрядника, метод электростатического вольтметра и метод акустических импульсов; на основе принципа тока утечки, вызывающего нагрев поверхности изолятора, исследован метод изменения цвета краски, метод измерения инфракрасной температуры; метод ультразвукового обнаружения, основанный на том принципе, что крошечные трещины в дефектных изоляторах вызывают частичный разряд, вызывающий электромагнитные ультразвуковые волны и шумовые токи. В последние годы инфракрасные тепловизионные камеры стали использоваться для преобразования распределения температуры на поверхности изоляторов в изображения и отображения их в виде интуитивно понятных тепловых карт, что делает метод обнаружения дефектных изоляторов более простым, удобным и быстрым.
4. Предотвращение и устранение последствий загрязнения изолятора.
Для усиления работы изоляторов по предотвращению загрязнения следует определить атмосферные условия, степень загрязнения и характер окружающей среды, а затем определить период загрязнения и уровень загрязнения оборудования, а также сформулировать методы предотвращения загрязнения. исходя из реальной ситуации.
4.1 Очистка изоляторов от накопления грязи Регулярная или нерегулярная очистка изоляторов является важным средством устранения условий пробоя изоляторов, восстановления противообрастающих свойств внешней изоляции и предотвращения пробоя внешней изоляции оборудования. Действующие в моей стране отраслевые стандарты длины пути утечки фарфоровой внешней изоляции не могут обеспечить предотвращение пробоя от загрязнений без очистки большинства оборудования, а основаны на очистке в ходе испытаний на молниезащиту каждую весну. . В основном существует три метода очистки: прямая ручная очистка во время отключения электроэнергии, изолированная механическая очистка с использованием электричества и промывка водой под высоким давлением с использованием электричества.
4.2 Увеличение удельной пути утечки
Как правило, чем длиннее путь утечки изолятора, тем выше его способность противостоять пробою из-за загрязнений. Увеличения пути утечки можно добиться за счет увеличения диаметра диска или ребер, увеличения количества изоляторов и использования устойчивых к загрязнению изоляторов. Установка юбки из силиконовой резины, увеличивающей утечку, на поверхность фарфоровых частей оборудования, введенного в эксплуатацию, может эффективно улучшить способность электрооборудования к защите от загрязнения и является эффективной мерой по предотвращению пробоя оборудования от загрязнения.
4.3 Аэрозольная необрастающая краска
Если после усиления очистки и увеличения расстояния обхода требования по предотвращению загрязнения по-прежнему не выполняются, оборудование, которое может пострадать от загрязнения, должно быть покрыто гидрофобной краской, предотвращающей загрязнение, чтобы предотвратить загрязнение и влагу. Поверхность электрического фарфора представляет собой высокоэнергетическую и гидрофильную поверхность. Во влажную погоду влага на поверхности электрофарфора образует проводящую водную пленку. Когда поверхность покрыта гидрофобной краской, вода будет конденсироваться в капли воды, и непрерывная проводящая пленка воды не будет образовываться, что позволяет поверхности изолятора поддерживать более высокое сопротивление изоляции, ограничивая увеличение тока утечки и тем самым эффективно предотвращая загрязнение. вспышка. Однако из-за воздействия различных внешних факторов покрытие постепенно отслаивается и трескается, а гидрофобные характеристики снижаются. Поэтому существует острая необходимость повышения химической устойчивости противообрастающих покрытий.
4.4 Используйте композитные изоляторы
Композитные изоляторы состоят из стержня из эпоксидного стекловолокна и изолятора из силиконовой резины. Композитные изоляторы обладают преимуществами более высокого напряжения пробоя, чем фарфоровые изоляторы, большого пути утечки, хорошей устойчивости к загрязнению, небольшого размера, легкого веса, их нелегко сломать, и в последние годы они широко использовались в строительстве линий.
4.5 Замените неквалифицированные изоляторы согласно нормативам.
5. Вывод
Используйте точное измерительное оборудование и научные методы обнаружения для строгого мониторинга и отслеживания изоляторов, подробно записывайте данные о плотности соли и данные о напряжении пробоя изоляторов и используйте их в качестве основы для определения мер по предотвращению перекрытия загрязнения. На основе непрерывного накопления опыта укрепить организацию специальных технических обсуждений, улучшить меры по борьбе с перекрытием загрязнения и принципиально предотвратить возникновение аварий с перекрытием загрязнения, чтобы обеспечить безопасность энергосистемы.