Izolatoru komplekti ir viens no visbiežāk sastopamajiem pārvades tīklu komponentiem, un to kvalitātei un veiktspējai ir būtiska nozīme drošas elektroenerģijas piegādes nodrošināšanā. Galvenā tā sastāvdaļa ir viņu uzvedība, ja tiek pakļauta strāvas loka iedarbībai. Slikta konstrukcija attiecībā uz strāvas loka darbību var ievērojami samazināt izolatora komplekta kalpošanas laiku un palielināt piegādes pārtraukumu iespējamību.
Ir daudz dažādu izolācijas materiālu iespēju un vides, kurās tiek izmantoti izolatoru komplekti. Tādējādi izolatoru komplektu konstrukcijas ievērojami atšķiras, un tās var būt pat jāpielāgo īpašiem lietojumiem. Pat mazākās dizaina atšķirības var ietekmēt virknes jaudas loka uzvedību. Fiziskā pārbaude ir visuzticamākais veids, kā novērtēt virknes jaudas loka uzvedību, un tāpēc komunālie uzņēmumi arvien vairāk pieprasa, lai izolatoru komplektiem tiktu veikta strāvas loka pārbaude, pirms tie apņemas tos instalēt savos tīklos.
Pēdējo vairāku gadu laikā KEMA Laboratories, Prāga, veica vairāk nekā 160 jaudas loka testus dažāda veida izolatoru komplektiem. Šie testi tika veikti saskaņā ar IEC 61467:2008. Papildus tam, ka tiek atklāti visizplatītākie atteices režīmi dažāda veida izolatoru komplektiem, šajā Roberta Džeča sniegtajā pārskatā ir uzsvērta iespējamā problēma saistībā ar to, kā pašlaik tiek definēts IEC 61467:2008. Šī ir problēma, kas varētu ietekmēt mūsdienu pārbaudēs iegūtās vērtības. Iegūtais ieskats izolatoru komplektu ražotājiem sniegs noderīgu informāciju par to, kā vislabāk izveidot virknes, lai palielinātu izredzes, ka pirmreizējā{8}}pārbaudē veiksies un tādējādi samazinātu laiku un naudu, kas tiek tērēta pārprojektēšanai. Tas var arī veicināt diskusiju par standarta specifikāciju, lai nodrošinātu, ka tas vienlīdz atbilst ražotāju un pakalpojumu sniedzēju vajadzībām.
Izolatoru komplektu jaudas loka testēšana KEMA tiek veikta saskaņā ar standartu IEC 61467:2008. Šis standarts attiecas uz izolatoru virknēm vai komplektiem, kas sastāv no keramikas, stikla vai kompozītmateriāliem, kas tiks uzstādīti uz metāla stabiem vai torņiem un izmantoti maiņstrāvas gaisvadu līnijās ar nominālo spriegumu virs 1000 V.
Standarts nosaka metodes, parametrus, shēmas utt. jaudas loka testiem gan izolatoru komplektiem, gan īsajām virknēm. Standarta ietvaros ir pieļaujami dažādi pārbaudes pasākumi, un izvēle ir atkarīga no izolatoru komplektu galīgā pielietojuma atbilstoši klienta prasībām. Testa ķēde un sērijas jāizvēlas, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā izolatora ģeometrija un veids, tā novietojums uz līnijas un torņa tips.
Pārbaudes kārtība
Komplekta paredzētā pozīcija līnijā nosaka, vai tā ir jāpārbauda ar līdzsvarotu vai nelīdzsvarotu barošanas ķēdi un atkarībā no līnijas parametriem testēšanas laikā izmantojamo īsslēgumu-. Ja izolatoru komplekts tiks novietots līnijas pirmajos vai pēdējos 5 %, tas jāpārbauda ar nesabalansētu barošanas ķēdi, savukārt komplektiem, kas atrodas starp līnijas 5 % un 95 % punktiem, testēšanai ir nepieciešama līdzsvarota barošanas ķēde. Līdzīgi, komplektiem “vidējai” sadaļai (ti, no 24% līdz 76% no līnijas garuma) ir nepieciešami tikai 20% no tīkla nominālās īsslēguma strāvas. Komplektiem, kas paredzēti izmantošanai vietās no 5% līdz 24% punktiem vai 76% līdz 95% punktiem, ir nepieciešami 50%, un komplektiem pirmajā vai pēdējos 5% punktos ir nepieciešama pilna tīkla īssavienojuma strāva.
Tikmēr torņu veids testēšanas laikā nosaka sabalansētas vai nelīdzsvarotas atgriešanas ķēdes izvēli. Iestatījumiem, lai tos izmantotu torņa centrālās fāzes logā, ir jāpārbauda ar līdzsvarotu atgriešanas ķēdi (saukta par testa sēriju X). Torņa ārējām pozīcijām vai vietām, kur nav centrālās fāzes loga, tiek izmantota nelīdzsvarota atgriešanas ķēde (saukta par Y testa sēriju). Turklāt veicamo pārbaužu skaits ir atkarīgs no tā, vai klients plāno izmantot viena veida komplektu visā līnijā (tādā gadījumā tiek veikta visa X vai Y testu sērija) vai tikai vienā līnijas daļā. Fig Attēlotais izkārtojums simulē izolatora iestatīto pozīciju starp 5% un 95% līnijas punktiem torņa centrālās fāzes logā.
Atkarībā no izolatora komplekta veida, standarts IEC 61467:2008 var arī pieprasīt, lai tam papildus jaudas loka testam būtu jāveic pārbaudes testi, no kuriem galvenais ir mehāniskās atteices slodzes tests (MFLT). To veic izolatora blokiem, lai nodrošinātu, ka tie var izturēt mehāniskus spēkus pēc strāvas loka pielikšanas. Izolatoru komplektiem var būt jāveic arī sausas strāvas frekvences pārslēgšanās (DPFF) tests, lai nodrošinātu, ka izolators netiek pārdurts, ja spriegums ir zemāks par pārplūdes spriegumu. Var veikt papildu elektriskās pārbaudes izolatora komplektā esošajiem veidgabaliem un vadītājiem, lai pārbaudītu to izturību.
Pārbaužu statistiskais pārskats
162 izolatoru komplektiem piecu gadu laikā veikto testu rezultātu analīze ir parādīta zemāk:
Izolatoru komplektu un komponentu veidi
Izolatoru komplekti ir pieejami dažādos dizaina veidos un izolācijas materiālos atkarībā no paredzētā pielietojuma. Izolatoru komplekti, kas tika pārbaudīti piecu gadu laikā,{1}}ietvēra:
• 92 piekares komplekti
• 49 spriegojuma komplekti
• 17 "V" stīgas
• 4 šķērs-roku izolatori
Attiecībā uz izmantoto izolācijas materiālu un izolatora konstrukciju, pārbaudītie izolatoru komplekti ietvēra:
• 81 kompozīts
• 34 stikli, vāciņš un tapa
• 12 glāzes, vāciņš un tapa (īsa aukla)
• 27 porcelāns, garš stienis
• 8 porcelāns, vāciņš un tapa
Kritiskie komponenti
Iepriekš minētie skaitļi norāda uz šodien pieejamo izolatoru komplektu kvalitāti un pastāvīgo nepieciešamību pēc testēšanas pirms uzstādīšanas. Tomēr, iespējams, vēl izgaismojošāks ir ieskats izolatoru komplektu galvenajos atteices režīmos. Šis ieskats izceļ jomas, kurām ražotājiem jāpievērš īpaša uzmanība, izstrādājot jaunus izolatoru komplektus.
Garie{0}}stieņu izolatoru komplekti
Gariem{0}}stieņu komplektiem tika identificētas trīs īpašas iespējamās problēmas. Izolatora vienības metāla daļas var izkausēt, ja tās nav labi izstrādātas. Turklāt slikta konstrukcija var izraisīt nojumes, kas atrodas netālu no šīm metāla daļām, salūzt. Visbeidzot, loka dēļ metāls var iztvaikot no komplekta aizsargierīces, izraisot “peļķes veidošanos”.
Kompozītmateriālu izolatoru komplekti
Kompozītmateriālu izolatoros izmantotajai silikona gumijai ir augsta izturība pret jaudas loka testēšanu. Tomēr šo komplektu kritiskais punkts ir vieta, kur stikla šķiedras kodols savienojas ar metāla gala veidgabaliem.
Vāciņu un tapu izolatoru komplekti (stikls vai porcelāns)
Vāciņu un tapu izolatoriem ir augsta mehāniskā pretestība pēc strāvas loka testiem. Galvenās jomas, kas attiecas uz šiem komplektiem, ir nojumju saplīšanas iespēja un stikla komplektu gadījumā vāciņu un tapu bloku dzesēšana
Aizsargpiederumi: slodzes{0}}gultņu armatūras aizsardzība un loka virziena piederumi
Strāvas loka testi šiem piederumiem rada daudz lielāku mehānisko un termisko slodzi nekā īsslēguma{0}}pārbaudes. Tas jāņem vērā, projektējot visu veidu izolatoru komplektu aizsargierīces.
Pastāv arī risks, ka materiāls no šiem piederumiem uzkūst uz izolatora blokiem. Jārūpējas arī par to, lai loka veidošanās laikā aizsargarmatūra nepārvietotos, kas var novest pie loka saknes uzsēšanās uz slodzi{1}}nesošajiem piederumiem.
Aizsargpiederumi: Corona gredzeni, šķirošanas gredzeni
Šie veidgabali galvenokārt nav paredzēti loka strāvām, bet ietekmē loka saknes stāvokli un to kustību. Tāpat kā ar citiem aizsargājošiem piederumiem, šeit riska faktori ietver materiāla kušanu uz izolatora blokiem un armatūras pārvietošanos, izraisot loka saknes pārvietošanos no paredzētā stāvokļa. Turklāt šo veidgabalu kontūru izmaiņas var izraisīt pārmērīgu koronaizlādi un radio trokšņus.
Jaudas loka uzvedība testu laikā
Iepriekš apskatīto testu veikšana sniedz iespēju rūpīgi izpētīt spēka loku uzvedību testēšanas laikā. Tika novērotas divas atšķirīgas pamata uzvedības. Pirmajā gadījumā jaudas loks iet starp aizsargierīcēm, kas paredzētas tā ceļa noteikšanai (ti, loka ragi, loka gredzeni utt.). Tā ir paredzētā jaudas loka darbība un nozīmē, ka lielākā daļa no loka radītā sprieguma tiek iedarbināta uz aizsargierīcēm un izolatoru komplektiem, tikai ierobežoti ietekmējot pašu izolatora materiālu. Būtiski, ka šāda veida uzvedība maz ietekmē torni un vadītājus.
Tomēr, ja loks virzās gar līnijas vadu vai torni, var rasties otrreizēja uzvedība. Šajā gadījumā ietekme uz izolatoru komplektu ir daudz mazāka, jo aizsargelementiem un izolatora blokiem ir daudz mazāka slodze. Tomēr ir daudz lielāka negatīva ietekme uz torni vai vadītāju, kas nes elektrību.
Pašlaik IEC61467:2008 nenosaka loka darbību testēšanas laikā. Tas arī parasti nav norādīts konkursa dokumentos par tīkla uzstādīšanas vai modernizācijas projektiem. Tas varētu radīt reālu problēmu komunālajiem pakalpojumiem un izolatoru komplektu ražotājiem. Ja izolatora komplekta konstrukcija noved pie loka, kas darbojas otrajā no diviem iepriekš aprakstītajiem veidiem, iespējams, ka izolatoru komplekts izturēs jaudas loka pārbaudi, jo loks neatrodas tuvu izolatoram un tāpēc nevar to sabojāt. Tomēr, ja šādu komplektu izmanto laukā, visi piedzīvotie loki virzīsies gar torni vai līniju, radot bojājumus. Turklāt šo komponentu bojājumi būtu dārgāki remontdarbi un izraisītu ilgākus pārtraukumus.
Kopsavilkums
Jaudas loka testu rezultātu statistiskā izpēte ļāva identificēt dažādu veidu izolatoru komplektu kritiskos punktus. Tas sniedz vērtīgu ieskatu ražotājiem, izstrādājot jaunus izolatoru komplektus.
Turklāt šajos testos gūtā pieredze atklāja iespējamu problēmu saistībā ar standartu IEC 61467:2008, kā tas ir norādīts šodien. Tā kā standarts nenosaka loka uzvedību testēšanas laikā, tas var ļaut potenciāli bīstamām izolatoru komplektiem izturēt pārbaudi. Tas komunālajiem pakalpojumiem varētu radīt nepatiesu drošības sajūtu izolatoru komplektos, ko tie iegādājas. Lai nodrošinātu, ka standarts atbilst komunālo pakalpojumu, izolācijas materiālu piegādātāju un izolācijas piederumu ražotāju vajadzībām, šis jautājums ir jārisina. Lai to izdarītu, arhīva uzvedība testēšanas laikā ir jānorāda vai nu, izmantojot atjauninājumu IEC61467:2008, vai regulāri komunālo pakalpojumu sniedzēju konkursa dokumentos. Pēdējā gadījumā visiem komunālajiem pakalpojumiem būtu labāk jāapzinās šī problēma.
https://www.inmr.com/power-arc-testing-insulator-sets/