Izoliatorių komplektai yra tarp dažniausiai naudojamų perdavimo tinklų komponentų, o jų kokybė ir našumas vaidina labai svarbų vaidmenį užtikrinant patikimą elektros energijos tiekimą. Pagrindinė to dalis yra jų elgesys veikiant elektros lankui. Prasta konstrukcija, atsižvelgiant į elektros lanko veikimą, gali žymiai sutrumpinti izoliatoriaus tarnavimo laiką ir padidinti tiekimo sutrikimų tikimybę.
Yra daug įvairių izoliacinių medžiagų pasirinkimų ir aplinkų, kuriose naudojami izoliatorių rinkiniai. Todėl izoliatorių komplektų dizainas labai skiriasi ir gali prireikti juos pritaikyti konkrečioms reikmėms. Net ir mažiausi dizaino skirtumai gali turėti įtakos stygos galios lanko veikimui. Fizinis bandymas yra patikimiausias būdas įvertinti stygos galios lanko elgseną, todėl komunalinės paslaugos vis dažniau reikalauja, kad izoliatorių rinkiniams būtų atliktas galios lanko bandymas, kol jie įsipareigoja juos įdiegti savo tinkluose.
Per pastaruosius kelerius metus Prahos KEMA laboratorijos atliko daugiau nei 160 galios lanko bandymų įvairių tipų izoliatorių rinkinių. Šie bandymai buvo atlikti pagal IEC 61467:2008. Šioje Roberto Jecho pateiktoje apžvalgoje ne tik atskleidžiami dažniausiai pasitaikantys gedimo režimai, skirti įvairių tipų izoliatorių rinkiniams, bet ir pabrėžiama galima problema, susijusi su šiuo metu IEC 61467:2008 apibrėžimu. Tai problema, kuri gali turėti įtakos šiandieninių bandymų teikiamoms vertėms. Iš to gauta įžvalga suteiks izoliatorių rinkinių gamintojams naudingos informacijos apie tai, kaip geriausiai sukurti eilutes, siekiant padidinti tikimybę, kad bandymai iš pradžių{8}}sėkmės ir taip sumažėtų laikas bei pinigai, išleisti perprojektuojant. Tai taip pat gali paskatinti diskusiją apie standarto specifikaciją, siekiant užtikrinti, kad jis vienodai atitiktų gamintojų ir komunalinių paslaugų poreikius.
KEMA izoliatorių rinkinių galios lanko bandymas atliekamas pagal IEC 61467:2008 standartą. Šis standartas taikomas izoliatorių stygoms arba rinkiniams, sudarytiems iš keramikos, stiklo arba kompozicinių medžiagų, kurie bus montuojami ant metalinių stulpų arba bokštų ir naudojami kintamosios srovės oro linijose, kurių vardinė įtampa viršija 1000 V.
Standartas apibrėžia metodus, parametrus, grandines ir tt galios lanko bandymams tiek izoliatorių rinkiniuose, tiek trumpose eilutėse. Standarte leidžiami įvairūs bandymo būdai, o pasirinkimas priklauso nuo galutinio izoliatorių rinkinių panaudojimo, atsižvelgiant į kliento reikalavimus. Bandymo grandinė ir serija turėtų būti parenkamos atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip izoliatoriaus geometrija ir tipas, jo padėtis linijoje ir bokšto tipas.
Bandymo tvarka
Numatyta rinkinio padėtis linijoje lemia, ar jis turi būti išbandytas naudojant subalansuotą arba nesubalansuotą maitinimo grandinę ir, atsižvelgiant į linijos parametrus, trumpąją{0} srovę, kuri bus naudojama bandymo metu. Jei izoliatorių rinkinys bus pastatytas pirmajame arba paskutiniame 5 % linijos, jis turėtų būti išbandytas su nesubalansuota maitinimo grandine, o rinkiniams, kurie yra tarp 5 % ir 95 % linijos taškų, norint išbandyti, reikalinga subalansuota maitinimo grandinė. Panašiai „vidurinės“ dalies rinkiniams (ty nuo 24 % iki 76 % linijos ilgio) reikia tik 20 % vardinės tinklo{11}}trumposios grandinės srovės. Rinkiniams, naudojamiems vietose nuo 5 % iki 24 % taškų (arba 76 % ir 95 % taškų), reikia 50 %, o rinkiniams pirmajame arba paskutiniame 5 % – visa tinklo trumpojo jungimo srovė.
Tuo tarpu bokšto tipas lemia subalansuotos arba nesubalansuotos grąžinimo grandinės pasirinkimą bandymo metu. Norint naudoti bokšto centrinės fazės lange, reikia išbandyti su subalansuota grąžinimo grandine (vadinama X bandymo serija). Išorinėse bokšto vietose arba ten, kur nėra centrinės fazės lango, naudojama nesubalansuota grąžinimo grandinė (vadinama Y bandymo serija). Be to, atliekamų testų skaičius priklauso nuo to, ar klientas ketina naudoti to paties tipo rinkinį visoje linijoje (tokiu atveju atliekama visa X arba Y bandymų serija), ar tik dalyje linijos. Pav Pavaizduotas išdėstymas imituoja izoliatoriaus nustatytą padėtį tarp 5% ir 95% linijos taškų bokšto centrinės fazės lange.
Atsižvelgiant į izoliatorių rinkinio tipą, pagal IEC 61467:2008 standartą taip pat gali būti reikalaujama, kad, be galios lanko bandymo, būtų atlikti ir patikrinimo bandymai, kurių pagrindinis yra teminis gedimo apkrovos bandymas (MFLT). Tai atliekama su izoliatoriaus blokais, siekiant užtikrinti, kad jie galėtų atlaikyti mechanines jėgas po maitinimo lanko. Be to, gali reikėti atlikti izoliatorių rinkinių sausos galios dažnio keitimo (DPFF) bandymą, kad būtų užtikrinta, jog izoliatorius nepradurs, kai įtampa yra žemesnė už perjungimo įtampą. Gali būti atliekami papildomi elektriniai bandymai su izoliatoriaus rinkinio jungiamosiomis detalėmis ir laidininkais, siekiant patikrinti jų atsparumą.
Statistinė testų apžvalga
Toliau pateikiama 162 izoliatorių rinkinių per penkerius metus atliktų bandymų rezultatų analizė:
Izoliatorių rinkinių ir komponentų tipai
Izoliatorių rinkiniai yra įvairių tipų ir izoliacinių medžiagų, priklausomai nuo paskirties. Izoliatorių rinkiniai, išbandyti per penkerius-metus, apėmė:
• 92 pakabos komplektai
• 49 įtempimo rinkiniai
• 17 "V" stygų
• 4 kryžminės-rankos izoliatoriai
Kalbant apie naudojamą izoliacinę medžiagą ir izoliatoriaus konstrukciją, išbandyti izoliatorių rinkiniai apėmė:
• 81 kompozitas
• 34 stiklai, dangtelis ir kaištis
• 12 stiklinių, dangtelis ir kaištis (trumpa virvelė)
• 27 porcelianinis, ilgas strypas
• 8 porcelianiniai, dangtelis ir segtukas
Kritiniai komponentai
Aukščiau pateikti skaičiai rodo šiandien turimų izoliatorių rinkinių kokybę ir nuolatinį poreikį išbandyti prieš montuojant. Tačiau galbūt labiau apšviečiama įžvalga apie pagrindinius izoliatorių rinkinių gedimo būdus. Ši įžvalga pabrėžia sritis, į kurias gamintojai turėtų atkreipti ypatingą dėmesį kurdami naujus izoliatorių rinkinius.
Ilgi{0}} strypų izoliatorių rinkiniai
Ilgų -meškerių rinkinių atveju buvo nustatytos trys konkrečios galimos problemos. Netinkamai suprojektuotos izoliatoriaus bloko metalinės dalys gali ištirpti. Be to, dėl prastos konstrukcijos tvartai šalia šių metalinių dalių gali sulūžti. Galiausiai dėl lanko metalas gali išgaruoti iš komplekto apsauginės detalės ir sukelti „balą“.
Kompozitiniai izoliatorių rinkiniai
Kompozitiniuose izoliatoriuose naudojama silikoninė guma pasižymi dideliu atsparumu galios lanko bandymams. Tačiau kritinis šių rinkinių taškas yra vieta, kur stiklo pluošto šerdis jungiasi su metalinėmis galinėmis detalėmis.
Dangtelių ir kaiščių izoliatorių rinkiniai (stiklo arba porceliano)
Dangtelių ir kaiščių izoliatoriai pasižymi dideliu mechaniniu atsparumu po galios lanko bandymų. Pagrindinės šių rinkinių susirūpinimą keliančios sritys yra tvartų lūžimo galimybė, o stiklo rinkinių atveju - dangtelio ir kaiščio blokų aušinimas.
Apsauginės jungiamosios detalės: apkrovos{0}}guolių jungiamųjų detalių apsauga ir lanko krypties jungiamosios detalės
Atliekant galios lanko bandymus šios jungiamosios detalės patiria daug didesnę mechaninę ir šiluminę įtampą nei atliekant trumpųjų jungimų{0}}bandymus. Į tai reikia atsižvelgti projektuojant visų rūšių izoliatorių rinkinių apsaugines detales.
Taip pat kyla pavojus, kad dėl šių jungiamųjų detalių medžiaga išsilydys ant izoliatoriaus mazgų. Taip pat reikia pasirūpinti, kad apsauginės jungiamosios detalės nejudėtų lanko metu, nes dėl to lanko šaknis gali sėdėti ant apkrovą{1}}nešančių jungiamųjų detalių.
Apsauginės detalės: Corona žiedai, klasifikavimo žiedai
Šios jungiamosios detalės pirmiausia nėra skirtos lanko srovei, bet įtakoja šakos padėtį ir jos judėjimą. Kaip ir kitų apsauginių jungiamųjų detalių atveju, rizikos veiksniai apima medžiagos lydymąsi ant izoliatoriaus mazgų ir jungiamųjų detalių judėjimą, dėl kurio lanko šaknis pasislenka iš numatytos padėties. Be to, pakeitus šių jungiamųjų detalių kontūrus, gali atsirasti per didelis koronarinis iškrovimas ir radijo triukšmas.
Galios lanko elgsena bandymų metu
Aukščiau apžvelgtų testų atlikimas suteikia galimybę nuodugniai ištirti jėgos lankų elgesį bandymo metu. Buvo pastebėti du skirtingi pagrindiniai elgesio būdai. Pirmuoju atveju galios lankas eina tarp apsauginių jungiamųjų detalių, skirtų nustatyti jo kelią (ty lanko ragų, lanko žiedų ir kt.). Tai yra numatytas galios lanko elgesys ir reiškia, kad didžioji lanko įtempimo dalis yra veikiama apsauginėms detalėms ir izoliatorių rinkiniams, o pačiai izoliatoriaus medžiagai poveikis yra ribotas. Svarbiausia, kad toks elgesys turi mažai įtakos bokštui ir laidininkams.
Tačiau gali atsirasti antrasis elgesys, kai lankas eina išilgai linijos laidininko arba bokšto. Tokiu atveju poveikis izoliatoriaus rinkiniui yra daug mažesnis, nes apsauginės detalės ir izoliatoriaus blokai yra daug mažesni. Tačiau yra daug didesnis neigiamas poveikis bokštui arba laidininkui, kuris neša elektros srovės šaltinį.
Šiuo metu IEC61467:2008 nenurodo lanko elgesio bandymo metu. Jis taip pat paprastai nenurodomas tinklo įrengimo ar atnaujinimo projektų konkurso dokumentuose. Tai gali sukelti rimtų problemų komunalinėms įmonėms ir izoliatorių rinkinių gamintojams. Jei izoliatorių rinkinio konstrukcija lemia, kad lankas veikia antruoju iš dviejų aukščiau aprašytų būdų, tikėtina, kad izoliatorių rinkinys išlaikys galios lanko testą, nes lankas nėra arti izoliatoriaus ir todėl negali jo pažeisti. Tačiau jei toks rinkinys naudojamas lauke, bet kokie lankai nukeliautų palei bokštą arba liniją ir sukeltų žalą. Be to, sugadinus šiuos komponentus taisymas kainuotų brangiau ir truktų ilgiau.
Santrauka
Statistinis galios lanko bandymų rezultatų tyrimas leido nustatyti įvairių tipų izoliatorių rinkinių kritinius taškus. Tai suteikia vertingos įžvalgos gamintojams, kuriant naujus izoliatorių rinkinius.
Be to, atlikus šiuos bandymus įgyta patirtis išryškino galimą IEC 61467:2008 standarto problemą, kaip jis nurodytas šiandien. Kadangi standartas nenurodo lanko elgsenos bandymo metu, gali būti, kad potencialiai pavojingi izoliatorių rinkiniai bus išbandyti. Tai gali suteikti komunalinėms įmonėms klaidingą saugumo jausmą izoliatorių rinkiniuose, kuriuos jie perka. Siekiant užtikrinti, kad standartas atitiktų komunalinių paslaugų, izoliacinių medžiagų tiekėjų ir izoliacinių detalių gamintojų poreikius, reikia išspręsti šią problemą. Norėdami tai padaryti, elgsena bandymo metu turėtų būti nurodyta atnaujinant IEC61467:2008 arba reguliariai komunalinių paslaugų konkurso dokumentuose. Pastarasis kursas turėtų reikalauti, kad visos komunalinės paslaugos geriau suprastų šią problemą.
https://www.inmr.com/power-arc-testing-insulator-sets/