Переваги та недоліки різних типів ізоляторів для ЛЕП, Електропровідні мастила
У сучасній енергетиці передачі електроенергії від місць виробництва до споживачам використовуються повітряні лінії електропередачі (ЛЕП) напругою до 750 кВ і від. Вкрай важлива надійність роботи ліній електропередачі та всього комплексу обладнання: трансформаторів, генераторів, комутаційної апаратури, компенсуючих пристроїв тощо. Вирішенню цього завдання багато в чому сприяють якісна робота ізоляції електричних систем та обладнання, у тому числі розумний підхід до вибору різновиду ізоляторів, призначених для експлуатації на лінії, що проектується.
Залежно від того, з чого зроблено діелектрик, ізолятори поділяються на фарфорові, скляні та полімерні.
Найчастіше на даний момент застосовуються фарфорові та скляні ізолятори, причому останні (з загартованого скла) використовуються частіше. Адже вони мають безліч переваг перед фарфоровими: технологічний процес їх виготовлення може бути повністю автоматизований та механізований; завдяки прозорості скла можна легко знайти при зовнішньому огляді невеликі пошкодження і різні внутрішні дефекти; використовуючи цей вид ізоляторів, можна не проводити в процесі експлуатації періодичних профілактичних випробувань гірлянд під напругою, адже коли загартоване скло ушкоджується, відбувається руйнування тарілки, що легко виявляється при інспекції ЛЕП експлуатаційним персоналом.
Найбільш міцні в механічному плані полімерні (склопластикові) ізолятори, через що використовувати їх, особливо при ультрависокій напругі, що часто зустрічаються в електроенергетиці, досить перспективно. Також з переваг полімерних ізоляторів можна згадати стійкість до забруднення ватмосфері, нездатність намокати, легкість установки, підвищену стійкість до перенапруг та дій вандалів. Крім цього, полімерні ізолятори дуже мало важать - вони більш ніж на 90% легші за скляні або фарфорові.
Але полімерні ізолятори мають не тільки переваги, але й недоліки – їх виробництво ще не дійшло до достатньої стандартизації, до того ж не має загальноприйнятої єдиної системи виробництва. Відсутній матеріал, який би повністю відповідав усім стандартам, а також цей ізолятор не має досвіду довготривалої експлуатації.
У різних публікаціях та на веб-ресурсах обговорюються переваги та способи боротьби з недоліками, властивими полімерним ізоляторам. Судячи з аналізу та висновків з нього, іноземні фахівці серйозніше розглядають масове застосування полімерних ізоляторів, частіше збирають інформацію про ситуації поломок і пошкоджень ізоляторів такого виду. На її основі вони аналізують, систематизують та класифікують причини пошкоджень та дефектів, що виникають у ході використання полімерних ізоляторів.
Багато фахівців, які працюють з електроустаткуванням, найчастіше обговорюють довговічність полімерного ізолятора. Зараз за кордоном для дослідження показників довговічності його експлуатації досліджують штучне старіння склопластику. Не можна не згадати, що результати разюче відрізняються від тих, що спостерігаються на практиці.
Проведені експерименти показали, що довговічність сильно залежить від ступеня чистоти на поверхні ізоляторів, і тому для продовження терміну експлуатації все-таки потрібно очищати її від забруднення, що утворюється. Очищають ізолятори по-різному – обмивають цільнолиті та модульні полімерні ізолятори під високим тиском, для багатьох конструкцій час від часу використовують сухучищення, як матеріал якої можна використовувати звичайну подрібнену кукурудзу. Якщо поверхня захисної оболонки ізолятора занадто забруднена, можна очистити її ганчіркою або вологою м'якою щіткою. Щодо високої брудостійкості полімерних ізоляторів багато фахівців сперечаються, хоча насправді в місцях з чистою атмосферою поверхня експлуатованого полімерного ізолятора, підвішеного в гірлянді ПЛ, все одно схильна до забруднення.
Одна з позитивних якостей полімерних ізоляторів — надійність та зручність транспортування. Але й тут не обійшлося без нюансів. Наприклад, через тривале перебування ребер у деформованому стані може порушитися їхня геометрична конфігурація; агресивні та забруднюючі речовини, нетипові для експлуатаційних забруднень, потрапивши на захисну оболонку ізолятора, можуть повністю або частково позбавити його експлуатаційних якостей; механічні на захисну оболонку можуть розгерметизувати чи пошкодити її, зламати стрижень і в такий спосіб вивести ізолятор з ладу. Тому його краще перевозити в особливій тарі, наприклад, суцільних або ґратчастих ящиках, морських або залізничних контейнерах або спеціально спроектована тара, яка не пропускає агресивні речовини (такі, як кислоти, луги, розчинники, морська вода тощо), а також запобігає забруднення та пошкодження складових частин, упаковки та транспортної тари виробника. Іноземні фахівці запропонували ідею перевезення одного ізолятора у контейнері із труби ПВХ матеріалу, але, на жаль, цей спосіб досить незручний.
Можна транспортувати ізолятори у відкритих кузовах автомобілів та інших транспортних засобів, зокрема. без упаковки та транспортної тари виробника за умови наявності захисту від забруднення (наприклад, брезента тат.п.). Якщо немає транспортної тари, то ізолятори краще зберігати вертикально. Але завжди при транспортуванні та зберіганні потрібно намагатися максимально унеможливити деформування та пошкодження складових частин ізоляторів. Це можна зробити, скажімо, розкріпивши їх усі за віконця дерев'яними брусками, планками, тощо, які не дають їм переміщатися і стикатися один з одним.
Іноземні фахівці радять проводити тестування перед введенням в експлуатацію напругою в 1,5 рази більше за експлуатаційну. Ця ідея виникла внаслідок випадків перекриття нововстановлених та введених в експлуатацію полімерних ізоляторів. Слід зазначити, що закордонні дослідники ведуть статистику як таблиць, де описані причини застосування полімерних ізоляторів. З цього ясно, що причин для впровадження таких ізоляторів у широке застосування просто немає. Крім цього, згідно з деякими джерелами, більшість зарубіжних держав, крім країн Європи, гідно оцінили хороші антивандальні властивості, зручності перевезення та плюси експлуатації в екологічно несприятливих місцях, але при цьому економічні причини не переважають.
На жаль, все це мало стосується українських досліджень. Причина цього криється в рівні виробництва полімерних ізоляторів, адже виробник, розмірковуючи логічно, ризикує втратити ринок збуту і тому замовчує недоліки, намагаючись запобігти надмірному інтересу споживачів до проблемних питань.
Потрібно сказати і про порівняння параметрів скляних та полімерних ізоляторів. Зазвичай вважають, що головні мінуси скляних ізоляторів — ненадійне транспортування та низька стійкість до механічних пошкоджень, зокрема вандалізму. Зробити їх міцніше майже неможливо, але антивандальну стійкість іПроблеми перевезення ще можна обговорювати.
Проблема антивандалізму полягає у вразливості скляних ізоляторів для розстрілів, точніше навмисній стрільбі по них зі зброї, наприклад мисливської рушниці. Але, як стверджують люди, які обслуговують такі ізолятори, ця проблема дуже перебільшена. Гірлянда, що не має ізоляторів, або з великою кількістю ізоляторів, що впали на землю, трапляється нечасто. Найчастіше в гірлянді немає одного, рідше двох скляних ізоляторів, що знаходяться поряд. Адже на відстані 30-40 метрів мисливський дріб розсіюється приблизно на метр. Але якщо потрапити точніше, цілком реально пошкодити три або більше ізоляторів. Ґрунтуючись на отриманому досвіді, можна стверджувати, що дріб або куля, що потрапляє в ребро спідниці полімерного ізолятора, або застрягне, або пройде наскрізь. А, якщо потрапити дробом у стрижень, станеться його розгерметизація, а ще до цього ще й пошкодиться оболонка. Але згідно з результатами випробувань ізолятора типу ФСК-70-6-27,5-А4, за відсутності вологи він може витримати випробувальну напругу 140 кВ, а за її наявності перекриється при напрузі близько 100-105 кВ. Таким чином можна дійти невтішного висновку, що відбувається зниження характеристики на 25—28%.
При цьому оглядати полімерні ізолятори, що постраждали від «розстрілів», потрібно за допомогою особливих оптичних приладів, що дають можливість розглянути з землі і виявити пошкодження, що дуже важко. Тому антивандальні властивості були справді помітні, треба встановлювати їх на невеликій відстані від поверхні землі.
Вивчаючи ситуації пошкодження лінійних скляних ізоляторів, що почастішали останнім часом, потрібно врахувати, що такі ізолятори використовуються вже понад 30 років, а тому потребують заміни. Але є й інші причини. Одна з них сталася у 90-ті рокиХХ ст. під час розпаду Радянського Союзу. Енергетична галузь тоді щосили комерціалізувалася. У той час, як увага публіки була прикута до політичних проблем, послабився контроль, внаслідок чого виникло безліч компаній-спекулянтів, які торгували «уживаними» ізоляторами, видаючи їх за нові. Такі ізолятори «провалювали» встановлені тести перед початком використання та у продажу з'являвся неліквідний, ненадійний та підроблений товар. Зрозуміло, він потрапляв в експлуатацію на ПЛ. Але навіть зважаючи на ці факти, згідно з порівняльною характеристикою кількості відмов на рік між скляними та полімерними ізоляторами цифри не сильно відрізняються.
Підсумовуючи, не можна не згадати, що із загальної кількості експлуатованих полімерних ізоляторів припадає лише 1% встановлених ізоляторів на ПЛ, і при цьому більше 90% — це ізолятори класів напруги не вище 35 і 110 кВ. Скляні ізолятори застосовуються у кілька разів частіше, ніж полімерні. А значить, і кількість відмов у них теж вища. Тому і виникає враження про їхню підвищену ненадійність.