Los aisladores son uno de los equipos importantes en los equipos de transformación y transmisión de energía de alto voltaje. Desempeñan funciones importantes a la hora de aislar, soportar, suspender y estirar conductores de transmisión. El rendimiento de los aisladores juega un papel vital en la seguridad y estabilidad de la red eléctrica. La contaminación súbita es el fallo más común de los aisladores y amenaza gravemente el funcionamiento estable de la red eléctrica. Por lo tanto, la exploración y aplicación de la tecnología de descarga disruptiva anticontaminación de aisladores es inevitable.
1 Análisis de las causas de la descarga disruptiva por contaminación de aisladores.
1.1 Hay fallas en sí mismo.
Durante el proceso de producción de aisladores, debido a problemas en el proceso de producción, la estructura interna de porcelana del aislador es desigual y la resistencia mecánica del aislador se reduce gravemente. Debido al efecto combinado a largo plazo de la carga mecánica y el alto voltaje, el voltaje de ruptura del aislador continúa disminuyendo, lo que resulta en un valor bajo. Aislador o aislante de valor cero. Además, los aisladores pueden dejar grietas y cicatrices debido a colisiones durante el transporte y la instalación. Cuando el gas entra en las grietas, la distribución del campo eléctrico se distorsionará. Dado que la constante eléctrica del gas es menor que la constante dieléctrica del sólido, en el gas se producen descargas parciales continuamente. Aisladores deteriorados. Cuando el agua entra en las grietas de un aislante, en climas fríos, el agua se condensará en hielo y se expandirá, aumentando aún más las grietas y repitiendo el ciclo para formar un aislante de bajo valor. Cuando hay aisladores de bajo valor o de valor cero en la cadena de aisladores, equivale a reducir la distancia eléctrica entre el conductor y el potencial de tierra y aumentar la tensión de distribución por unidad de longitud del aislador. Por lo tanto, se producirán accidentes por descargas disruptivas bajo sobretensión o incluso bajo tensión de trabajo.
1.2 Influencia de los factores ambientales
La gran mayoría de los equipos eléctricos de la red eléctrica son equipos para exteriores. Las fuentes de contaminación como los gases residuales industriales, las cenizas volantes y la sal natural y los excrementos de pájaros contaminan los aislantes en diversos grados. Los principales componentes de estos contaminantes incluyen óxido alcalino, silicio, óxido de azufre, alúmina, óxido de calcio, fosfato, sal de potasio y otras sustancias, especialmente la niebla salina en las zonas costeras, que contienen una gran cantidad de óxido de sodio. Estos contaminantes tienen una alta resistencia en condiciones secas y no dañan la condición de aislamiento del aislador. Sin embargo, una vez que se mojan, el rendimiento mejora significativamente, la resistencia de aislamiento del equipo se reduce y es fácil provocar una falla por descarga disruptiva del aislador.
1.3 Influencia de las condiciones atmosféricas.
Los accidentes por descargas disruptivas están estrechamente relacionados con las condiciones atmosféricas. La resistencia de la suciedad en la superficie de los aisladores es muy alta en clima seco y es difícil que se formen descargas eléctricas. Cuando llueve mucho, no es fácil que se produzcan descargas eléctricas cuando la suciedad es arrastrada por el agua de lluvia. En condiciones climáticas como niebla intensa, llovizna, retorno de humedad y nieve derretida, la humedad del aire es muy alta y la suciedad de la superficie del aislamiento absorbe la humedad. Parte de la suciedad se disuelve en agua, formando una película de agua de electrolito conductor, lo que mejora en gran medida el rendimiento de aislamiento del aislador. La corriente de fuga en la superficie aumenta considerablemente. Cuando la corriente de fuga aumenta a un cierto nivel, se producirá un accidente de descarga disruptiva.
El fenómeno de descarga disruptiva a lo largo de la superficie sucia del aislador no es una simple ruptura de descarga de aire, sino un proceso de equilibrio termodinámico que involucra la ionización del gas en la superficie sucia y la aparición y desarrollo de arcos locales relacionados con factores mecánicos, eléctricos, térmicos, químicos y otros. . La humectación del aislador aumenta la conductividad de su superficie, lo que hace que aumente la corriente de fuga superficial del aislador. Debido al efecto térmico de la corriente, el aumento de la corriente de fuga superficial provoca que la capa conductora del aislante se caliente. Por un lado, debido al calentamiento y secado por la corriente, la conductividad superficial del aislador empeora y mejora el rendimiento del aislamiento; por otro lado, los iones conductores se disuelven en la superficie del aislante y la energía cinética aumenta con el aumento de la temperatura. La disociación térmica se intensifica, la conductividad se vuelve más fuerte y el rendimiento del aislamiento disminuye. Debido a que la distribución de la contaminación a lo largo de la superficie del aislador es a menudo desigual, incluso si la distribución tiende a ser uniforme, debido a la distribución del campo eléctrico, los caminos de la corriente de fuga se distribuyen irregularmente, lo que hace que la densidad de la corriente de fuga en cada La sección del aislador es diferente, lo que hace que la superficie del aislador se caliente de manera desigual, formando una zona relativamente seca y una zona húmeda, lo que cambia la distribución de voltaje en la superficie del aislador. La zona seca soportará la mayor parte del voltaje aplicado externamente. Después de que se forma la zona seca en la superficie del aislador, el proceso físico de la relación entre la corriente de fuga de la superficie y la contaminación del aislador depende principalmente del voltaje aplicado. Cuando el voltaje aplicado es alto, el voltaje en la zona seca ioniza el aire y se convierte en una descarga parcial por arco. El arco tiene características de arco. La resistencia del arco local es muy pequeña y provoca un cortocircuito en la zona seca de derivación, lo que provoca que la resistencia total de la superficie del aislador disminuya significativamente y, por lo tanto, se forme un Flashover. Se puede ver que la descarga disruptiva del aislador está estrechamente relacionada con el voltaje aplicado, la distancia de fuga de la superficie del aislador, la conductancia de la capa contaminante, etc.
3 Inspección de aisladores
Los aisladores de bajo valor o el aislamiento de valor cero son una causa importante de descarga disruptiva del aislador. Los métodos de detección de aisladores incluyen: basándose en el principio de diferentes distribuciones de voltaje entre aisladores defectuosos y aisladores intactos en la cadena de aisladores, se estudian el método de vía de chispa, el método del voltímetro electrostático y el método de pulso acústico; basado en el principio de la corriente de fuga que causa el calentamiento de la superficie del aislante, se estudia el método de pintura que cambia de color, método de medición de temperatura por infrarrojos; un método de detección ultrasónica estudiado basado en el principio de que pequeñas grietas en aisladores defectuosos provocan descargas parciales para producir ondas ultrasónicas electromagnéticas y corrientes de ruido. En los últimos años, se han utilizado cámaras termográficas infrarrojas para convertir la distribución de temperatura en la superficie de los aisladores en imágenes y mostrarlas en mapas de calor intuitivos, haciendo que el método de detección de aisladores defectuosos sea más simple, conveniente y rápido.
4 Prevención y tratamiento de las descargas eléctricas por contaminación de aisladores
Para fortalecer el trabajo anticontaminación de los aisladores, se deben determinar las condiciones atmosféricas, el grado de contaminación y la naturaleza del medio ambiente, y luego se debe determinar el período de contaminación y el nivel de contaminación del equipo, y se deben formular métodos anticontaminación. basado en la situación real.
4.1 Limpieza de los aisladores para detectar acumulación de suciedad La limpieza regular o irregular de los aisladores es un medio importante para eliminar las condiciones de descarga disruptiva de los aisladores, restaurar la capacidad antiincrustante del aislamiento externo y evitar la descarga disruptiva del aislamiento externo del equipo. Los estándares industriales actuales de mi país para la distancia de fuga del aislamiento externo de porcelana eléctrica no pueden lograr el propósito de prevenir la contaminación súbita sin limpieza para la mayoría de los equipos, pero se basan en la limpieza de las pruebas de protección contra rayos cada primavera. . Básicamente, existen tres métodos de limpieza: limpieza manual directa durante un corte de energía, limpieza electrificada mecánica aislada y lavado electrificado con agua a alta presión.
4.2 Aumentar la distancia de fuga específica
Generalmente, cuanto mayor sea la distancia de fuga de un aislador, mayor será su capacidad para resistir la descarga de contaminación. Se puede aumentar la distancia de fuga aumentando el diámetro del disco o las nervaduras, aumentando el número de aisladores y utilizando aisladores resistentes a la contaminación. La instalación de un faldón que aumenta la fuga de caucho de silicona en la superficie de las piezas de porcelana del equipo que se ha puesto en funcionamiento puede mejorar eficazmente la capacidad anticontaminación de los equipos eléctricos y es una medida correctiva eficaz para evitar la contaminación del equipo.
4.3 Pintura antiincrustante en aerosol
Cuando los requisitos anticontaminación aún no se cumplen después de reforzar la limpieza y aumentar la distancia de recorrido, el equipo que pueda sufrir una contaminación disruptiva debe recubrirse con pintura hidrofóbica anticontaminación para evitar la contaminación y la humedad. La superficie de la porcelana eléctrica es una superficie de alta energía y es hidrófila. En climas húmedos, la humedad en la superficie de la porcelana eléctrica formará una película de agua conductora. Cuando la superficie está recubierta con pintura hidrófoba, el agua se condensará en gotas de agua y no se formará una película de agua conductora continua, lo que permitirá que la superficie del aislante mantenga una mayor resistencia de aislamiento, lo que limitará el aumento de la corriente de fuga y evitará eficazmente la contaminación. flashover. Sin embargo, debido a la influencia de diversos factores externos, el recubrimiento se pelará y agrietará gradualmente y el rendimiento hidrofóbico disminuirá. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de mejorar la estabilidad química de los recubrimientos antiincrustantes.
4.4 Utilice aisladores compuestos
Los aisladores compuestos están compuestos por una varilla central hecha de varillas de fibra de vidrio epoxi y un aislante hecho de caucho de silicona. Los aisladores compuestos tienen las ventajas de un mayor voltaje de descarga disruptiva que los aisladores de porcelana, una gran distancia de fuga, buena resistencia a la contaminación, un tamaño pequeño, un peso ligero y no son fáciles de romper, y se han utilizado ampliamente en la construcción de líneas en los últimos años.
4.5 Reemplazar aisladores no calificados según normativa
5. Conclusión
Utilice equipos de medición precisos y métodos de detección científicos para monitorear y rastrear estrictamente los aisladores, registrar en detalle los datos de densidad de sal y voltaje de ruptura de los aisladores, y utilizar esto como base para determinar medidas anticontaminación. Sobre la base de la acumulación continua de experiencia, fortalecer la organización de discusiones técnicas especiales, mejorar las medidas contra la contaminación y, fundamentalmente, prevenir la ocurrencia de accidentes por contaminación para garantizar la seguridad del sistema eléctrico.