Проблемы с изоляторами, которые нельзя игнорировать: отказы, перекрытия и скрытое старение

Когда изолятор выходит из строя, это никогда не бывает чем-то одним

Если вы работаете на линиях электропередачи или распределения, вы знаете: изоляторы не выходят из строя с предупредительным знаком. Однажды они в порядке. В следующий раз у вас вспышка, упавший проводник или целая струна, лежащая на земле.

На протяжении многих лет я видел, как снова и снова возникают три основные группы проблем: электрические, механические и экологические. Каждый тип ведет себя по-разному в зависимости от того, используете ли вы фарфор, стекло или композит. И да, «композитный» не означает пуленепробиваемый.

Электрические сбои – с чего начинается большинство отключений линии

Виновник номер один на линиях под напряжением? Перекрытие от загрязнения – или проблема «грязного изолятора». На поверхности остается пыль, соль или промышленная грязь. Затем туман или небольшой дождь превращают этот слой в хорошую проводящую дорожку. Следующее, что вы знаете, яркая дуга перескакивает от шляпки к штифту, и прерыватель размыкается. Эта единственная проблема вызывает больше сбоев, чем что-либо еще.

Но есть и более скрытые электрические неисправности. Возьмем, к примеру, внутреннее отслеживание в композитных изоляторах. Влага и загрязнения проникают в зону контакта между стержнем из стекловолокна и резиновым корпусом. Его не видно с земли, но за недели или месяцы он прожигает черный канал прямо через ядро. Внезапно изолятор оказывается просто куском пластика, удерживающим провод под напряжением.

В случае с фарфором или стеклом классической головной болью является изолятор с нулевой или низкой ценностью. Скрытая трещина, микроскопическая пустота или годы крошечных разрядов разрушают диэлектрическую прочность. С дрона или бинокля изолятор по-прежнему выглядит нормально, но его сопротивление упало почти до нуля. Это означает, что остальная часть струны должна принять на себя полное напряжение, а это редко заканчивается хорошо.

Коронный разряд — еще одно электрическое раздражение, которое превращается в долгосрочного убийцу. Ночью вы слышите этот слабый шипящий звук. Он тратит энергию, портит радиосигналы и медленно разрушает глазурь и металлическую фурнитуру. Оставшись в покое, корона открывает путь для более крупных дуг.

И давайте не будем забывать о молниях. Прямой удар жесток. Даже близлежащий наведенный импульс может пробить слабый изолятор внутри. Снаружи может быть только крошечный скол, но внутри уже нет.

Механическое повреждение – такое, при котором роняют провода

Электрическая неисправность обычно приводит к срабатыванию выключателя. Механический отказ приводит к потере провода или всей цепочки изоляторов. Это гораздо худший день.

Самая пугающая механическая проблема — хрупкое разрушение композитных изоляторов. Это происходит, когда кислота – из птичьего помета, промышленных осадков или даже дождя – просачивается в стержень, когда он находится под напряжением. Со временем волокна стекла рвутся одно за другим, как будто перерезают веревку изнутри. Изолятор защелкивается аккуратно, не растягиваясь и не сгибаясь. Никаких предупреждающих знаков. Просто громкий хлопок и проводник на земле.

На фарфоре или стекле нарушение роста цемента является медленным, но постоянным врагом. Портландцемент, используемый для крепления металлических концевых фитингов к керамике, расширяется и сжимается под воздействием влаги и температуры. Через десять-пятнадцать лет появляются микротрещины. Затем крышка начинает ослабевать. Я видел, как бригады поднимали веревку, и изолятор соскальзывал со штыря.

А еще есть простое внешнее насилие: пуля охотника, грузовик, врезавшийся задом в столб, птица, уронившая ветку в неподходящий момент, или летящий обломок во время шторма. Сломанные навесы, сколы на юбках, обнаженные стержни – все это в будущем станет точкой отказа. И не забывайте о вибрационной усталости. Ветер и скачок проводника медленно изнашивают металлические штыри и места крепления изолятора. На это уходят годы, но в конце концов что-то дает.

Экологическое старение – медленное, невидимое гниение

Даже если изолятор никогда не испытывает тока повреждения или внезапной перегрузки, окружающая среда съедает его заживо.

Для У композитных изоляторов самым большим врагом является потеря гидрофобности. Когда они новые, вода собирается в капли и скатывается. Но ультрафиолетовый свет, озон и поверхностные разряды медленно превращают силиконовую резину в грубый меловой слой. Дождь больше не капает – он распространяется сплошной пленкой, и эта пленка становится магистралью тока утечки. Вскоре вы получите дугу сухой ленты, затем эрозию, а затем оголенный стержень.

Фарфор таким же образом не теряет гидрофобности, но на нем появляются трещины и трещины. Глазурь стеклянная, а стекло может треснуть. Как только появляется трещина, влага попадает внутрь, замерзает, расширяется и ухудшает ситуацию. Небольшой скол от камня или плохое обращение становятся источником стресса, который распространяется год за годом.

Металлические детали – железные колпачки, стальные штифты и оцинкованная фурнитура – ​​все ржавеют. Ржавчина не только слаба, она проводящая. Толстый слой ржавчины на штифте может фактически сократить путь утечки, облегчая пробое. А когда ржавчина расширяется, она трескает фарфор или отрывает глазурь.

Лед и снег создают свой особый кошмар: вспышку под обледенением. Когда ледяной туман покрывает изоляционную нить, лед перекрывает промежутки между навесами. Когда лед начинает таять, вода часто загрязняется солями из воздуха или самого льда. Талая вода вызывает дугу – иногда даже прежде, чем оператор линии узнает, что это обледенение.

Птицы — еще одна классическая экологическая головная боль. Большая птица, сидевшая на траверсе, оставляет длинную влажную каплю, которая распространяется на несколько единиц. Этого единственного депозита достаточно, чтобы вызвать вспышку. Некоторые коммунальные предприятия тратят целое состояние на ограждения от птиц и шипы, чтобы избежать этого.

Какой тип изолятора страдает больше всего?

Вот суровая правда:

• Фарфор прочный и дешевый, но он страдает от загрязнений и невидимых внутренних трещин (нулевые/низкие значения).

• У стекла есть приятная особенность: оно «саморазрушается» в случае выхода из строя – его видно с земли – но оно по-прежнему подвержено коррозии и иногда случайно разбивается.

• Композитный материал прекрасно справляется с загрязнениями, когда он новый, но его ахиллесова пята — это длительное старение, отслеживание границ раздела и пугающее хрупкое разрушение.

Ни один тип не идеален. Лучшая стратегия — знать, на что обращать внимание: регулярный инфракрасный и ультрафиолетовый осмотр, регулярную промывку в загрязненных зонах и замену устаревших композитных стержней до того, как они достигнут предела своего срока службы.

И всегда, всегда идите по линии после грозы или ледового происшествия. Проблема, которая убьет вашу надежность, — это та проблема, которую вы не предвидели.