Непередбачуваність поведінки ізоляторів у процесі експлуатації
На ньому з'явилося багато нових виробників та нових моделей.
Споживачам пропонуються вироби з небаченими раніше якостями та характеристиками. Не дивно, що представники мережевих компаній, заводів-виробників та проектних організацій на різних рівнях обговорюють питання використання полімерної, фарфорової та скляної ізоляції на електромережевих об'єктах. Без такого діалогу сьогодні просто не можна – всі учасники процесу мають бути взаємопов'язані. Експлуатуючими організаціями ведеться збір інформації щодо випадків їх виходу з ладу та ушкоджуваності. На основі зібраних даних проводиться аналіз, систематизація та класифікація причин ушкоджень та дефектів під час експлуатації ізоляторів. На цьому загальному фоні найбільший інтерес звернений у бік скляних та полімерних ізоляторів, зважаючи на їх відносно недавнє початок застосування по відношенню до фарфорових. Чи можна, виходячи з наявного накопиченого досвіду, говорити про непередбачуваність поведінки даного обладнання в процесі експлуатації? З цим питанням ми звернулися до представників заводів-виробників та експлуатаційників.
— Мабуть, у нашому житті все непередбачувано. Зокрема, якщо говорити про полімерну ізоляцію, головне питання — це порівняно недовгий період експлуатації самої ізоляції і, зокрема, в Україні. Широке поширення полімерна ізоляція нашій країні набула трохи більше десяти років тому. Хотілося б обмовитися — досвідчені партії ізоляторів, виготовлені за участю фахівців, які працюють на нашому підприємстві, були введені в експлуатацію і працюють досі.уже протягом 25-ти років. В іншому, хотілося б зазначити, що непередбачуваність безпосередньо залежить від якості застосовуваних матеріалів та дотримання режимів технології виготовлення всіх вузлів ізолятора, — вважає генеральний директор ЗАТ «Завод полімерних ізоляторів» Іван Миколайович РЯБОВ. — У своїй роботі мені іноді доводиться стикатися з відмовами полімерних ізоляторів. На щастя, не часто. Випадки відмови бувають різні. Зазвичай це або неправильний монтаж ізолятора, або недотримання номіналу ізолятора до умов експлуатації у зв'язку з неправильними розрахунками даної ділянки лінії. Одним із незвичайних випадків у моїй практиці я б назвав використання підвісного ізолятора на 35 кВ як штирьовий на підході до підстанції. Від вітрового навантаження його просто приварили до траверси і змінювали в міру зламу на новий. Я не дарма навів цей приклад, оскільки основні причини аварій, на даний момент, цілком вивчені та обґрунтовані. Тому головним критерієм безвідмовності ізолятора я б назвав грамотний підхід до технології виробництва, експлуатації, монтажу ізоляторів та використання якісних та перевірених комплектуючих та сировини.
— На нашу думку, вже минули ті часи, коли поведінку полімерних ізоляторів в експлуатації можна було назвати непередбачуваною. Досвід експлуатації полімерних ізоляторів добре вивчений за 40 років їх застосування, але переважно за кордоном. Результати цього досвіду представлені у спеціалізованому журналі з ізоляторів «INMR» та у публікаціях CIGRE. Нам найцікавіший український досвід експлуатації полімерних ізоляторів, який дозволив би нам зробити висновок про передбачуваність поведінки полімерних ізоляторів в експлуатації.
Останнє відоме нам опитування споживачів полімерних ізоляторів було проведено у ВАТ «Холдинг «МРСК»2009 р. Аналіз досвіду експлуатації полімерних ізоляторів у розподільчих мережах, що охоплює 22 роки експлуатації у 7 філіях Холдингу, був представлений на конференції з полімерних ізоляторів, що проходила у Петербурзькому Енергетичному інституті підвищення кваліфікації у 2010 році.
- з поліолефіновою захисною оболонкою;
- із кремнійорганічною захисною оболонкою шашличного типу;
- з кремнійорганічною цільнолитою захисною оболонкою.
Аналіз чітко виявив надійність як кожного типу ізоляторів, так і надійність ізоляторів кожного виробника окремо.
Найбільшу кількість відмов у споживачів, які відповіли на анкети, мають поліолефінові ізолятори (інтенсивність відмов 8,4×10-4 1/рік), ці ізолятори заборонені до застосування у ВАТ «ФСК». Кремнійорганічні шашличні ізолятори в середньому мають інтенсивність відмов 3,2×10-5 1/рік з різницею по 10 різних виробників у 8 разів. Останнє покоління цільнолитих кремнійорганічних ізоляторів не має відмов протягом 11 років експлуатації в жодного з шести виробників. На момент складання звіту інтенсивність відмов цільнолитих кремнійорганічних ізоляторів становила значення менше ніж 9,0×10-6 1/год.
Також аналіз чітко виявив те, що різним конструкціям ізоляторів притаманні різні види відмов, обумовлених конкретними недоліками конструкції.
Звичайно, надійність залежить не тільки від конструкції, а й від системи якості виробника, і це добре видно, коли порівнюєш надійність ізоляторів одного типу, але різних виробників, у яких вона може відрізнятись у десятки разів.
Щодо ізоляторів нашого підприємства можу сказати, що за 13 років було випущено понад 1,5 млн. ізоляторів. За цей час нами не зафіксованожодної відмови. Так що, на нашу думку, ні про яку непередбачуваність поведінки ізоляторів в експлуатації не може бути мови, просто необхідно знати, що і у кого ви купуєте. Щоправда, це просте правило стосується не лише ізоляторів, а й будь-якої іншої продукції.
Генеральний директор НВО «ІнтерІнвестІзоля-тор» Сергій Олександрович ПЕРШКО бачить можливість застосування терміна «непередбачуваність» по відношенню до неякісних матеріалів, з яких виготовляються ізолятори:
— Наша компанія має позитивний досвід постачання полімерних ізоляторів напругою від 110 кВ до 500 кВ з механічним навантаженням від 70 до 210 кН. На сьогоднішній день основна частина проблем застосування полімерних ізоляторів — це використання заводами у виробництві неякісних матеріалів і комплектуючих у сукупності з використанням старого та зношеного обладнання. Тому в цих випадках можна застосувати термін "непередбачуваності" у поведінці виготовлених таким чином ізоляторів.
Однак, як вважаєдиректор з маркетингу ЗАТ «ІНСТА» Андрій Валерійович ДЄЄВ, не варто все зводити лише до матеріалів, з яких виготовляються ізолятори:
— Хотів би нагадати слова Головнокомандувача Військово-морського флоту СРСР, адмірала флоту Радянського Союзу Сергія Георгійовича Горшкова, який казав, що «немає аварійності виправданої та неминучої. Аварійність та умови її виникнення створюють люди своєю безвідповідальність та безграмотністю».
Застосовуючи ізолятори виробників, які не дуже турбують себе питаннями сумлінної сертифікації продукції, всьому комплексу приймальних, періодичних та приймально-здачувальних випробувань, питанням удосконалення конструкції для підвищення її надійності та, ставлячи головним пріоритетом вартість, споживачі завждиризикують отримати "непередбачуваний" ізолятор.
А для того, щоб відповідально вибрати виробника, треба докладно розібратися в заявлених характеристиках ізоляторів, познайомитись із рівнем технологічного оснащення підприємства, зробити порівняння та висновки. Це велика та відповідальна робота. Крім того, щоб її зробити, треба самому розбиратися в предметі цього дослідження. А працювати та вчитися люблять у нас далеко не всі. І тому, на жаль, ізолятори для деяких споживачів бувають лише «скляні, порцелянові та полімерні» і часто про надійність ізоляторів у нас чомусь судять саме з точки зору матеріалу, застосованого для їх виготовлення. Тому, у багатьох відношеннях, поки для частини споживачів ізолятори ділитимуться лише на вищезгадані, а також «дешеві та дорогі», затвердження Радянського Головкому ВМФ буде актуальним.
— Застосування полімерних ізоляторів, поряд із безперечними здобутками, характеризується і значною кількістю серйозних невирішених проблем та дискусійних питань. Тому виробники ізоляторів дуже скупо інформують зацікавлених фахівців про свої досягнення та недоліки, зберігаючи в секреті не лише деталі технології конструкції ізоляторів, а й досвід експлуатації полімерних ізоляторів. Наше підприємство унікальне тим, що виготовляє і полімерні та скляні ізолятори. Ми можемо бути об'єктивними.
Досі спірним залишається питання навіть приймально-здавальних випробувань на заводі-виробнику. Підхід до полімерних ізоляторів на основі досвіду скляних не виправданий. Так, застосування при приймально-здавальних випробуваннях навантажень, що розтягують, величиною 50% від руйнівної, може призводити до розриву деяких скляних ниток і, по суті, ослаблення склопластикового ізолятора для наступноїексплуатації.
Досі немає чіткого опису явища «крихкий злам» у полімерних ізоляторах. Імовірність появи «крихкого зламу» неможливо виключити при застосуванні однонаправлених склопластикових стрижнів з поздовжньою орієнтацією скляних волокон. Так як руйнування одного волокна, спрямованого вздовж прикладеного механічного навантаження, веде до збільшення напруги інших волокон цього напрямку та дає передумови для розвитку руйнування.
Сучасні статистичні дослідження поведінки полімерів армованих тонкими односпрямованими волокнами, зокрема і скляними, доводять неможливість гарантування з необхідною ймовірністю заданих властивостей таких полімерів. У цьому останні дослідження показали некласичне розподіл ймовірності руйнації. Велика кількість проведених експериментів доводить градієнтний стрибкоподібний розподіл ймовірності пошкодження високо армованих односпрямованих полімерів. В той же час, екстраполювання цього розподілу на рівень відмов ізоляторів з механічних руйнувань призводить теоретично значно більшого коефіцієнта, ніж при розрахунках на основі класичного плавного розподілу. Дослідження цього питання ще не закінчено.
Однак полімерні ізолятори мають незаперечні переваги перед порцеляновими. Фарфорові ізолятори також мають властивість старіти з появою мікротріщин та мікропробоїв. Усі ізолятори рано чи пізно виходять із ладу. Головне — можливість діагностики та планування цих термінів.
— На повітряних лініях електропередачі напругою 110–750 кВ, що перебувають в експлуатації МЕС Центру, використовуються ізолятори з порцеляни, скла та полімерів.
У ВАТ «ФСК ЄЕС» діє цільова програма заміни порцелянових ізоляторів наскляні. Ці роботи поетапно проводяться на лініях електропередачі під час щорічних ремонтних кампаній. Порцелянові ізолятори, які виробили свій ресурс, замінюються на скляні. Також на ряді ЛЕП фарфорові ізолятори замінені полімерними, однак цей вид ізоляторів на електромережевих об'єктах МЕС Центру мало поширений. Почастішання заміни ізоляторів у зв'язку з переходом на скляні та полімерні не було.
Оскільки цільові програми із заміни порцелянової ізоляції на скляну та полімерну прийняті відносно недавно (менше 10 років тому), говорити про те, чи ці види ізоляторів виробляють свій термін — передчасно. Щодо фарфорових ізоляторів, то на окремих лініях, збудованих 50 років тому, ізолятори і зараз перебувають у працездатному стані. Тож з усією визначеністю можна сказати, що свій нормативний термін служби — 25 років — порцелянові ізолятори виробляють.
Як у всіх подій на світі, вихід ізоляторів з ладу завжди має причину. Заводський шлюб, розваги мисливців, забруднення техногенними викидами в атмосферу або пташиними екскрементами, випадання роси. Причин багато. Інша річ, що визначити, наприклад, що причиною виходу ізолятора з ладу є заводський шлюб, не завжди вдається одразу. Це стосується насамперед полімерних ізоляторів. А якщо ізолятор відповідає всім нормам, «непередбачувано», тобто без зовнішньої причини, вийти з ладу він не може.