Опорна стрижнева парцелянова ізоляція

Опорні стрижневі ізолятори -найбільш масовий елемент відкритих розподільних пристроїв (ВРП).

В електроустановках 35- 750 кВ експлуатується декілька мільйонів опорних стрижневих ізоляторів. Раніше траплялися численні аварії через перекриття забруднених і зволожених ізоляторів, а також через механічні ушкодження. Останні десятиліття перекриттів практично не спостерігається, більш 80% відмов роз'єднувачів 110-220 кВ відбувається з вини механічних відмов ізоляторів. У відповідності зі статистикою більш 50% ізоляторів, що зруйнувались, мали термін служби менше 25 років.

Найчастіше ізолятори руйнуються:

- у нижньому небезпечному перетині (ННП) - між нижнім ребром і металофланцем 28%;

- верхньому небезпечному перетині (ВНП) - між верхнім ребром і фланцем 12%;

- по тріщинах у тілі ізолятора, що починають «зростати» з області небезпечних перетинів 27%;

- по 32% ізоляторів відомостей немає.

Про актуальність проблеми говорять і циркуляри Міненерго СРСР і РАО ЄЕС Росії 1981 р., 1985 р. (2шт), 1992 р., 1994р., 1995 р., 1997 р., 2001 р. " Про попередження пошкоджень опорних стрижневих ізоляторів".

Для зменшення кількості пошкоджень пропонується вживати такі заходи:

- застосовувати глиноземисту порцеляну;

- застосовувати стійкий чавун;

- впроваджувати ультразвуковий неруйнуючий контроль (УЗНК).

Аналіз пошкоджуваності фарфорової опорної ізоляції в Південно-західній електроенергетичній системі свідчить про наступні пошкодження обладнання:

- 20.05.96 ПС - 330 кВ “Чернівці” шр-110кв 2СШ. шр-110кв 1СШ. Поломка ізоляторів ОНС-110-400, УСТ-110-400 при проведенні оперативних переключень;

- 07.06.96 ПС -330 кВ “Хмельницька” вв-110кВ “Дунаївці-1”. Падіння гасильної камери внаслідок розриву порцеляни. Тривалий термін експлуатації, наявність мікротріщин;

10.07.96 ПС-330 кВ “Шепетівка” вв-110 кВ “Ведмидівка” . Розрив порцеляни гасильної камери;

31.07.96 ПС - 330 кВ “Тернопільська” вв-110 кВ. Руйнація опорного ізолятора гасильної камери Фаза ”С” внаслідок тривалої експлуатації;

03.06.97 ПС-330 кВ “Чернівці” вв-110 кВ “Арсенал-1”. Фаза ”В”. Руйнація опорного ізолятора гасильної камери;

05.11.97 ПС-330 кВ “Тернопільська” вв-110кВ ШЗВ. Руйнація опорного ізолятора гасильної камери Фаза ”С”;

…

31.07.00 Пс-750 кВ “Вінницька” Р-3 750 кВ. Під час виконання оперативних переключень зламався нижній ізолятор поворотної колонки.

Тому виникла гостра необхідність контролю опорних стрижневих ізоляторів для запобігання аварій на роз'єднувачах і іншому устаткуванні. Їх пошкодження можуть привести до тяжких наслідків і порушень у постачанні електроенергії споживачам.

Один з видів дефектів фарфорових ізоляторів це відкрита мікропористість (ВМІП). ВМІП - обмежено - об'ємний дефект мікроструктурного типу являє собою розподілені в макроскопічному об'ємі витягнуті мікроструктурні порушення «відкритого типу» розміром 5-7мкм, тобто зв'язані між собою. При вилученні вологи на межу зони ВМІП волога за рахунок капілярних сил просувається всередину зони, що при негативних температурах приводить до появи зони розтріскування (ЗР). Особливу небезпеку представляє випадок виходу ВМІП на поверхню опорної стержневої ізоляції (ОСІ) - причина 80% відмов.

 

 

 

Рисунок 1 - Кільцева тріщина в покришці ЛФЗ 1985 зв'язана з фоновим засміченням маси.

 

 

 

Рисунок 2 - Обмежено-об'ємний дефект. Виникає при порушенні режиму витяжки заготовки ізолятора з вакуум-преса. ОСІ ОНС-20-500. ЛФЗ. Виявлений УЗНК.

 

 

 

Рисунок 3 - Діаграма розбракування партії ОСІ

 

 

Види ВМІП: глибинна; біляповерхнева.

Виявляють ВМІП:

- по швидкості поширення ультразвуку;

- методом фуксинової проби.

Причини виникнення ВМІП:

- порушення температурно-часового режиму випалу;

- невідповідність обраного режиму випалу складу маси. Ультразвукова імпульсна структурометрія - вимір швидкості ультразвуку, наскрізне прозвучування, прозвучування методом відлуння.

Ультразвукова імпульсна дефектометрія:

- прямими перетворювачами;

- похилими перетворювачами.

Види дефектів, що виявляються УЗНК:

- відкрита мікроскопічна пористість виявляється за допомогою ультразвукової імпульсної структурометрії;

- обпалювана макроскопічна пористість - ультразвуковою дефектометрією;

- засорена пористість - ультразвуковою дефектометрією.

При УЗНК вимірюються:

- амплітуда донних імпульсів (метод відлуння);

- швидкість поширення УЗ;

- характеристики компактної групи імпульсів (КГІ);

- характеристики шумів структурної реверберації.

Існує поріг швидкості ультразвуку при який ВМІП зникає - С₀. Для реальної партії ізоляторів нормального випалу не тільки середня, але і мінімальна швидкість УЗНК в партії ОСІ значно вище С₀.

Тому виникла необхідність з‘ясувати швидкість С₀, яка була б оптимальна для заводів, що виготовляють ОСІ. Наприклад, рекомендована для використання швидкість 5450 м/с вимагає визнати стан 90% ізоляторів Слав‘янського заводу незадовільним. В той же час багаторічний досвід експлуатації свідчить, що лише £20% з них пошкоджуються в діючих електроустановках.