Τεχνικός

Αποφυγή αστοχιών μονωτή λόγω ακατάλληλης επιλογής

Jul 28, 2023 Αφήστε ένα μήνυμα

Γιατί περισσότερες από πέντε δεκαετίες μετά την εισαγωγή τους, εξακολουθεί να μην υπάρχει ευρεία συναίνεση σχετικά με το εάν οι σύνθετοι μονωτές προσφέρουν πάντα μια έγκυρη εναλλακτική λύση στους κεραμικούς μονωτές; Κατά τη γνώμη του εμπειρογνώμονα και παρατηρητή του κλάδου, Alberto Pigini, το υποκείμενο ζήτημα πίσω από αντιφατικές απόψεις σχετικά με τη μακροπρόθεσμη{0}}αξιοπιστία της τεχνολογίας σύνθετων μονωτών έγκειται στο γεγονός ότι η απόδοση οποιουδήποτε μονωτήρα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επιλογή σχεδίασης δεδομένων του περιβάλλοντος εξυπηρέτησης που επιδιώκεται.

Δυστυχώς, στην περίπτωση των σύνθετων μονωτών αυτό δεν γινόταν πάντα σωστά. Για παράδειγμα, μια ακατάλληλη ή πολύ επιφανειακή προδιαγραφή από ηλεκτρική άποψη μπορεί να οδηγήσει σε αναπήδηση κεραμικών μονωτών. Αλλά στην περίπτωση των σύνθετων μονωτών το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι μόνιμη βλάβη.

Οι σύνθετοι μονωτές προσφέρουν μια σειρά από καλά τεκμηριωμένα-πλεονεκτήματα. Ωστόσο, σε αντίθεση με ό,τι προωθήθηκε στα πρώτα τους χρόνια, σίγουρα δεν είναι «άφθαρτοι». Επομένως, για να διασφαλιστεί απόδοση συγκρίσιμη ή καλύτερη από αυτή που αναμένεται από τους κεραμικούς μονωτές, πρέπει να δοθεί μεγάλη προσοχή στα εξής:
• Προδιαγραφές,
• Χειρισμός, και
• Εγκατάσταση.
Όσον αφορά τις προδιαγραφές, ένα μεγάλο ποσοστό των προβλημάτων που αναφέρθηκαν με αυτούς τους μονωτές με την πάροδο των ετών μπορεί να ανιχνευθούν σε ελλείψεις στην επιλογή – ειδικά από την ηλεκτρική άποψη. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ηλεκτρικός σχεδιασμός των σύνθετων μονωτών δεν θα πρέπει να γίνεται με γνώμονα την απόδοση τους κατά τη διάρκεια βραχυπρόθεσμων δοκιμών-. Αντίθετα, θα πρέπει ιδανικά να βασίζεται στον κίνδυνο υποβάθμισης της επιφάνειας από μερικές εκκενώσεις που, μακροπρόθεσμα, μπορούν να προκαλέσουν παρακολούθηση, διάβρωση και ενδεχόμενη αστοχία.

Αυτό είναι ένα κρίσιμο μειονέκτημα, δεδομένου ότι οι σύνθετοι μονωτές είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι σε ζημιές εάν υπάρχουν συνεχείς μερικές εκκενώσεις και δραστηριότητα τόξου πάνω ή κοντά στις επιφάνειές τους. Για παράδειγμα, πολλές περιπτώσεις αστοχίας που αναφέρθηκαν οφείλονται στην εγκατάσταση μονωτών χωρίς κατάλληλα προστατευτικά ηλεκτρόδια για τον περιορισμό των κλίσεων ηλεκτρικού πεδίου κοντά στο άκρο της υψηλής τάσης τους και ακόμη και στο άκρο της γείωσης στην περίπτωση πολύ υψηλών τάσεων συστήματος.

Ομοίως, οι αστοχίες ήταν μερικές φορές το αποτέλεσμα ανακριβούς εκτίμησης του πραγματικού περιβάλλοντος υπηρεσίας ρύπανσης. Το φυλλάδιο CIGRE 142-1999 εξήγησε ότι η εμπειρία από εργαστηριακές δοκιμές γήρανσης καθώς και δοκιμές πεδίου έχει επιβεβαιώσει ότι υπάρχουν τρεις κατηγορίες ρεύματος διαρροής σε σύνθετους μονωτές υπό κανονικές συνθήκες διαβροχής:
1. μια κατηγορία χαμηλής-τιμής, εξαιρετικά διαλείπουσα.
2. σχετικά υψηλό μέσο ρεύμα μερικών mA, αλλά απέχει πολύ από τις τυπικές τιμές των προ-συνθηκών flashover.
3. μια κλάση υψηλής τιμής ρεύματος (δηλαδή μερικές εκατοντάδες mA) που υποδηλώνει ότι ο μονωτήρας πλησιάζει στο φλας.
Ενώ οι κεραμικοί μονωτές σχεδιάζονται λαμβάνοντας υπόψη κυρίως την κατηγορία ρεύματος διαρροής «τύπου c», οι σύνθετες μονάδες μόνωσης θα πρέπει να σχεδιάζονται αντί να λαμβάνουν υπόψη τα ρεύματα «btype». Στην πραγματικότητα, η έρευνα έχει δείξει ότι ενώ τα ρεύματα κλάσης α έχουν μικρή επιρροή στη μακροπρόθεσμη-απόδοση, τα ρεύματα κατηγορίας «β» μπορεί να οδηγήσουν σε παρακολούθηση και διάβρωση και πιθανώς μόνιμη αστοχία.

Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει πάντα να υπάρχει επαρκές περιθώριο σχεδιασμού μεταξύ της σοβαρότητας αντοχής και της πραγματικής περιβαλλοντικής ρύπανσης όταν επιλέγετε σύνθετους μονωτές. Η κρίσιμη ανάγκη είναι ο περιορισμός του ρεύματος διαρροής κατά τη διάρκεια της πλήρους διάρκειας ζωής, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανή επίδραση των τάσεων λειτουργίας στην υδροφοβικότητα και τη διαβρεξιμότητα της επιφάνειας. Επομένως, στην περίπτωση των σύνθετων μονωτών, είτε εναλλασσόμενου ρεύματος είτε συνεχούς ρεύματος, η συμβατική προσέγγιση που βασίζεται σε κατηγορίες ρύπανσης όπως ορίζεται στο IEC 60815 μπορεί να θεωρηθεί αμφισβητήσιμη.

Αντίθετα, για να διασφαλιστεί η ικανοποιητική απόδοση της υπηρεσίας, πρέπει να γίνει μια στατιστική προσέγγιση που να λαμβάνει υπόψη τόσο τις περιβαλλοντικές παραμέτρους όσο και τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του μονωτή. Ειδικότερα, η εξειδίκευση ως προς την απαιτούμενη απόσταση ερπυσμού από μόνη της δεν είναι επαρκής. Για παράδειγμα, η απόδοση ενός προφίλ μπορεί να μειωθεί εάν εξαναγκαστεί υπερβολική ερπυσμός σε μια δεδομένη απόσταση τόξου. Οι ενδείξεις σύμφωνα με το IEC 60815 θα πρέπει ιδανικά να θεωρούνται περισσότερο ως «εργαλείο προσανατολισμού» παρά ως υποκατάστατο των πληροφοριών που προέρχονται από τη δοκιμή.

Για αυτούς τους σύνθετους μονωτές που έχουν ήδη εγκατασταθεί σε γραμμές και όπου είναι πολύ αργά για να αλλάξουν οι προδιαγραφές, τα διαγνωστικά που βασίζονται στη μέτρηση του ρεύματος διαρροής σε επιλεγμένες μονάδες μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό πιθανής ανεπάρκειας στο σχεδιασμό και στην πλύση σκανδάλης, εάν οι μέσες τιμές ρεύματος διαρροής φτάσουν στην καταστροφική κατηγορία 'b'.

Ενώ εξετάζεται εδώ μόνο η πτυχή του ηλεκτρικού σχεδιασμού, η κατάλληλη προδιαγραφή από μηχανική άποψη είναι φυσικά επίσης σημαντική και πιθανώς ακόμη περισσότερο από ό,τι για τους κεραμικούς μονωτές. Και πάλι, πολλές αναφερόμενες αστοχίες, που επηρεάζουν ιδιαίτερα τις πρόσφατες γενιές σύνθετων μονωτών, οφείλονται σε ανακριβείς μηχανικές προδιαγραφές ή σε λάθος χειρισμό και ακατάλληλες πρακτικές εγκατάστασης που δεν λαμβάνουν υπόψη τη μόνιμη βλάβη που μπορεί να προκύψει.

Κατ' αρχήν, η ωριμότητα και η εγγενής αξιοπιστία των σύνθετων μονωτών δεν μπορούν πλέον να θεωρηθούν ικανοποιητικές και του ίδιου υψηλού επιπέδου με τους κεραμικούς μονωτές. Ωστόσο, η αξιοπιστία στην πράξη θα εξαρτηθεί από το εάν οι ηλεκτρικές και μηχανικές προδιαγραφές είναι ακριβείς και επίσης θα λάβουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, την απόκριση σε συγκεκριμένες τάσεις λειτουργίας και μεθόδους εγκατάστασης.

Αποστολή ερώτησής