Izolator postavlja področje med najpogostejše komponente v prenosnih omrežjih, njihova kakovost in zmogljivost pa imata ključno vlogo pri zagotavljanju zanesljive oskrbe z električno energijo. Ključni del tega je njihovo obnašanje, ko so izpostavljeni električnemu obloku. Slaba zasnova glede na obnašanje močnostnega obloka lahko znatno skrajša življenjsko dobo kompleta izolatorjev in poveča verjetnost prekinitev napajanja.
Obstaja veliko različnih možnosti izolacijskih materialov in okolij, v katerih se uporabljajo izolatorski kompleti. Kot take se zasnove izolatorjev precej razlikujejo in jih je morda treba celo prilagoditi za posebne aplikacije. Tudi najmanjše razlike v zasnovi lahko vplivajo na obnašanje močnostnega obloka niza. Fizično testiranje je najzanesljivejši način za ocenjevanje vedenja močnostnega obloka niza, zato komunalna podjetja vse pogosteje zahtevajo, da se kompleti izolatorjev podvržejo testiranju močnostnega obloka, preden se zavežejo, da jih bodo namestili v svoja omrežja.
V zadnjih nekaj letih so laboratoriji KEMA v Pragi izvedli več kot 160 testov močnostnega obloka na kompletih izolatorjev različnih vrst. Ti testi so bili izvedeni v skladu z IEC 61467:2008. Ta pregled, ki ga je prispeval Robert Jech, poleg razkrivanja najpogostejših načinov okvar za različne vrste kompletov izolatorjev izpostavlja morebitno težavo s tem, kako je IEC 61467:2008 trenutno definiran. To je težava, ki bi lahko vplivala na vrednost pripomočkov, ki izhajajo iz današnjih testov. Vpogled, pridobljen s tem, bo proizvajalcem kompleta izolatorjev zagotovil koristne informacije o tem, kako najbolje oblikovati strune, da bi povečali možnosti za-prvi uspeh pri testiranju in s tem zmanjšali čas in denar, porabljen za preoblikovanje. Lahko tudi spodbudi razpravo o specifikaciji standarda, da se zagotovi, da enakovredno izpolnjuje potrebe proizvajalcev in javnih služb.
Preizkušanje močnostnega obloka izolatorskih kompletov pri KEMA se izvaja v skladu s standardom IEC 61467:2008. Ta standard velja za izolatorske nize ali komplete iz keramike, stekla ali kompozitnih materialov, ki bodo nameščeni na kovinske stebre ali stolpe in uporabljeni v AC nadzemnih vodih z nazivno napetostjo nad 1000 V.
Standard opredeljuje metode, parametre, vezja itd. za preskuse močnostnega obloka na izolatorskih sklopih in kratkih nizih. V standardu so dovoljeni različni preskusni dogovori, izbira pa je odvisna od končne uporabe izolatorskih kompletov v skladu z zahtevami kupca. Preskusno vezje in serije je treba izbrati na podlagi dejavnikov, kot so geometrija in vrsta izolatorja, njegov položaj na liniji in vrsta stolpa.
Testni dogovori
Predvideni položaj kompleta na liniji določa, ali ga je treba preizkusiti z uravnoteženim ali neuravnoteženim napajalnim krogom in, odvisno od parametrov voda, tok kratkega-vezja, ki se uporablja med preskušanjem. Če bo komplet izolatorja nameščen v prvih ali zadnjih 5 % linije, ga je treba preizkusiti z neuravnoteženim napajalnim tokokrogom, medtem ko kompleti, nameščeni med 5 % in 95 % točkami voda, zahtevajo uravnoteženo napajalno vezje za testiranje. Podobno kompleti za 'srednji' odsek (tj. od 24 % do 76 % dolžine voda) zahtevajo samo 20 % nazivnega kratko{11}}toka omrežja. Kompleti za uporabo na lokacijah med 5 % in 24 % točkami – ali 76 % in 95 % točkami – zahtevajo 50 %, sklopi v prvih ali zadnjih 5 % pa zahtevajo celoten kratko{19}}tok omrežja.
Medtem vrsta stolpa med preskušanjem ureja izbiro uravnoteženega ali neuravnoteženega povratnega tokokroga. Kompleti, ki se uporabljajo v osrednjem faznem oknu stolpa, zahtevajo testiranje z neuravnoteženim povratnim krogom (v nadaljevanju preskusna serija X). Za zunanje položaje na stolpu ali kjer ni osrednjega faznega okna, se uporablja neuravnotežen povratni tokokrog (imenovan preskusna serija Y). Poleg tega je število preskusov, ki jih je treba izvesti, odvisno od tega, ali namerava stranka uporabiti isto vrsto nabora v celotni liniji (v tem primeru se izvede celotna serija testov X ali Y) ali le vzdolž dela linije. Slika. 1 prikazuje netipično preskusno postavitev za niz V-nitov s kompozitnim izolatorjem. Ta preskusna postavitev obsega uravnotežena dovodna in povratna vezja. Razporeditev na sliki simulira položaj izolatorja med 5 % in 95 % točkami črte v osrednjem faznem oknu stolpa.
Odvisno od vrste kompleta izolatorjev lahko standard IEC 61467:2008 poleg preskusa močnostnega obloka zahteva tudi preskuse prenizke potrditve, pri čemer je glavni preskus mehanske obremenitve pri okvari (MFLT). To se izvede na izolatorskih enotah, da se zagotovi, da lahko prenesejo mehanske sile po uporabi močnostnega obloka. Izolatorske komplete bo morda treba opraviti tudi preskus preskoka električne frekvence (DPFF), da se zagotovi, da izolator ne utrpi prebojev pri napetostih, nižjih od prebojne napetosti. Dodatni električni preskusi se lahko izvedejo na fitingih in vodnikih znotraj kompleta izolatorjev, da se preveri vzdržljivost.
Statistični pregled testov
Spodaj je prikazana analiza rezultatov preskusov, izvedenih na 162 kompletih izolatorjev v pet-letnem obdobju:
Vrste izolatorskih kompletov in komponent
Izolatorski kompleti so na voljo v številnih različnih oblikah in izolacijskih materialih, odvisno od predvidene uporabe. Kompleti izolatorjev, testirani v pet-letnem obdobju, so obsegali:
• 92 kompletov vzmetenja
• 49 napenjalnih kompletov
• 17 "V" strun
• 4 izolatorji za-krake
Kar zadeva uporabljeni izolacijski material in zasnovo izolatorja, so testirani kompleti izolatorjev vključevali:
• 81 kompozitnih
• 34 steklo, pokrovček in zatič
• 12 stekel, pokrovček in zatič (kratka vrvica)
• 27 porcelan, dolga palica
• 8 porcelana, pokrovček in zatič
Kritične komponente
Zgornje številke kažejo na kakovost izolatorskih kompletov, ki so danes na voljo, in stalno potrebo po testiranju pred namestitvijo. Vendar pa je morda bolj razsvetljujoč vpogled v glavne načine odpovedi izolatorjev. Ta vpogled poudarja področja, na katera morajo biti proizvajalci še posebej pozorni pri načrtovanju novih izolatorskih kompletov.
Kompleti dolgih{0}}paličnih izolatorjev
Pri kompletih dolgih- palic so bile ugotovljene tri posebne možne težave. Kovinski deli izolatorske enote so lahko nagnjeni k taljenju, če niso dobro oblikovani. Poleg tega lahko slaba zasnova povzroči, da se lope v bližini teh kovinskih delov zlomijo. Nazadnje lahko oblok povzroči izhlapevanje kovine iz zaščitnega okovja kompleta, kar povzroči "mečkanje".
Kompleti kompozitnih izolatorjev
Silikonska guma, ki se uporablja v kompozitnih izolatorjih, kaže visoko odpornost na testiranje močnega obloka. Vendar pa je kritična točka za te sklope, kjer se jedro iz steklenih vlaken poveže s kovinskimi končnimi priključki.
Kompleti izolatorjev za pokrovčke in zatiče (steklo ali porcelan)
Izolatorji s pokrovčkom in zatičem kažejo visoko mehansko odpornost po preskusih močnostnega obloka. Glavna področja, ki vzbujajo zaskrbljenost pri teh kompletih, so možnost razbitja lopa in, v primeru steklenih kompletov, hlajenje enot za pokrovček in zatič
Zaščitna oprema: zaščita nosilne-nastavke in oprema za usmerjanje obloka
Preizkusi močnostnega obloka povzročijo veliko večjo mehansko in toplotno obremenitev teh armatur kot preskusi kratkih{0}}stikov. To je treba upoštevati pri načrtovanju zaščitne opreme izolatorjev vseh vrst.
Obstaja tudi nevarnost, da se material iz teh priključkov stopi na izolatorske enote. Paziti je treba tudi na to, da se zaščitni fitingi med oblokom ne premaknejo, kar lahko privede do tega, da se koren obloka usede na nosilne -fitinge.
Zaščitna oprema: Corona Rings, Grading Rings
Ti priključki niso namenjeni predvsem za obločne tokove, ampak vplivajo na položaj loka in na njegovo premikanje. Tako kot pri drugih zaščitnih okovih dejavniki tveganja tukaj vključujejo taljenje materiala na izolatorskih enotah in premikanje fitingov, zaradi česar se koren obloka premakne stran od predvidenega položaja. Poleg tega lahko spremembe obrisov teh priključkov povzročijo prekomerno koronsko razelektritev in radijski šum.
Vedenje močnostnega obloka med preskusi
Izvedba zgoraj pregledanih testov daje priložnost za natančno preučevanje obnašanja powerarc med testiranjem. Opaženi sta bili dve različni osnovni vedenji. V prvem primeru napajalni oblok teče med zaščitnimi elementi, ki določajo njegovo pot (tj. obločni rogovi, obločni obroči itd.). To je predvideno obnašanje močnostnega obloka in pomeni, da večina obremenitve obloka deluje na zaščitne armature in izolatorske komplete z le omejenim vplivom na sam izolatorski material. Bistveno je, da ima takšno vedenje majhen vpliv na stolp in vodnike.
Vendar pa lahko pride do drugačnega vedenja, kjer oblok potuje vzdolž linijskega vodnika ali stolpa. V tem primeru je vpliv na izolatorski komplet veliko manjši z veliko nižjimi napetostmi na zaščitnih okovih in izolatorskih enotah. Vendar pa je veliko večji negativni vpliv na stolp ali vodnik, ki nosi lok.
Trenutno IEC61467:2008 ne določa obnašanja obloka med preskušanjem. Prav tako običajno ni navedeno v razpisni dokumentaciji za projekte namestitve ali nadgradnje omrežja. To bi lahko predstavljalo resnično težavo za komunalna podjetja in proizvajalce kompletov izolatorjev. Če zasnova izolatorskega kompleta povzroči, da se oblok obnaša na drugi od dveh načinov, opisanih zgoraj, je verjetno, da bo izolatorski komplet uspešno prestal preskus močnostnega obloka, saj oblok ni blizu izolatorja in ga zato ne more poškodovati. Če pa se tak komplet uporablja na terenu, bi morebitni obloki potovali vzdolž stolpa ali linijskega vodnika in povzročili poškodbe. Poleg tega bi bilo popravilo poškodb teh komponent dražje in bi povzročilo daljše izpade.
Povzetek
Statistična študija rezultatov testov močnostnega obloka je omogočila identifikacijo kritičnih točk različnih tipov izolatorskih sklopov. To nudi proizvajalcem dragocen vpogled pri načrtovanju novih izolatorskih kompletov.
Poleg tega so izkušnje, pridobljene s temi testi, izpostavile potencialno težavo s standardom IEC 61467:2008, kot je določen danes. Ker standard ne določa obnašanja obloka med preskušanjem, lahko potencialno nevarnim kompletom izolatorjev omogoči uspešno preizkušanje. To bi lahko komunalnim podjetjem dalo lažen občutek varnosti v kompletih izolatorjev, ki jih kupujejo. Da bi zagotovili, da standard izpolnjuje potrebe javnih služb, ponudnikov izolacijskih materialov in proizvajalcev izolacijskih elementov, je treba to vprašanje obravnavati. Da bi to naredili, je treba določiti obnašanje obloka med preskušanjem s posodobitvijo IEC61467:2008 ali redno v razpisni dokumentaciji javnih služb. Slednje bi zahtevalo, da se vse javne službe bolj zavedajo tega vprašanja.
https://www.inmr.com/power-komplet-testiranja-izolatorjev-olokov/