Предимства и недостатъци на различните изолатори

В съвременната енергетика преносът на електроенергия от местата на нейното производство до потребителите се осъществява чрез въздушни електропроводи (ВЛ) с напрежение до 750 kV и повече. От голямо значение е надеждността на работата на електропроводите и целия комплекс от оборудване: трансформатори, генератори, комутационно оборудване, компенсиращи устройства и др. До голяма степен решението на този проблем се осигурява от надеждната работа на изолацията на електрическите системи и оборудване, по-специално правилния избор на типа изолатори, които ще бъдат използвани на проектираната линия в бъдеще.

Според материала на използвания диелектрик изолаторите се делят на порцеланови, стъклени и полимерни.

Най-често срещаните изолатори в момента са порцелан и стъкло, като изолаторите от закалено стъкло в момента се произвеждат повече от порцелановите изолатори. Това се обяснява с факта, че изолаторите от закалено стъкло имат редица предимства пред порцелановите изолатори: технологичният процес на тяхното производство може да бъде напълно автоматизиран и механизиран; прозрачността на стъклото улеснява откриването на малки пукнатини и различни вътрешни дефекти по време на външен преглед; използването на стъклени изолатори дава възможност да се откаже извършването на периодични превантивни тестове на захранвани струни по време на работа, тъй като всяко увреждане на закаленото стъкло води до разрушаване на изолационната плоча, което е лесно да се открие, когато оперативният персонал заобиколи електропровода

Полимерните (фибростъкло) изолатори имат най-висока механична якост, което прави използването им, особено при свръхвисоки напрежения, използвани венергетиката, много обещаваща. Сред предимствата на полимерните изолатори могат да бъдат изброени - висока устойчивост на атмосферно замърсяване, хидрофобност, лекота и удобство на монтаж, висока устойчивост на пренапрежение, висока вандалоустойчивост, а полимерните изолатори имат намалено тегло (повече от 90%) в сравнение със стъклените и порцелановите изолатори.

Въпреки това, наред с предимствата, преобладават и недостатъците в работата на полимерните изолатори - технологията за тяхното производство все още е недостатъчно стандартизирана и няма общоприета унифицирана производствена система, липсата на материал, който да отговаря в достатъчна степен на изискванията за него и практически няма опит от дългосрочна експлоатация на този тип изолатори.

В различни публикации и в Интернет се обсъждат предимствата, както и начините и методите за решаване на проблемите за премахване на недостатъците, които полимерните изолатори имат. Анализът и направените изводи показват, че чуждестранните експерти са по-сериозни за масовото използване на полимерни изолатори и по-често се събира информация за случаи на повреда и повреда на полимерни изолатори. Въз основа на събраната и обработена информация се извършва анализ, систематизиране и класифициране на причините за повреди и дефекти по време на експлоатация на полимерни изолатори. Така че на една от интернет страниците можете да видите илюстрирана таблица, която обсъжда най-често срещаните дефекти и повреди на полимерните изолатори.

За много професионалисти, работещи с електрическо оборудване, най-често обсъжданият въпрос е издръжливостта на полимерния изолатор. В момента в чужди страни, за даизследване на свойствата на издръжливостта на работа на изолатора, провеждат се изследвания върху изкуственото стареене на фибростъкло. Трябва да се отбележи, че резултатите се различават значително от практическите данни. От проведените експерименти стана ясно, че дълготрайността е тясно свързана със степента на чистота на повърхността на изолаторите, като трябва да се отбележи, че за да се удължи експлоатационният живот, все пак е необходимо да се прибегне до почистване от получените замърсители. Почистването на изолатори се извършва по различни начини - прибягват до измиване под високо налягане на твърди и модулни полимерни изолатори, много дизайни на полимерни изолатори позволяват използването на периодично химическо чистене, а обикновената натрошена царевица може да служи като почистващ материал. В случай на силно замърсяване на повърхността на защитната обвивка на изолатора, можете да прибягвате до почистване с парцал или мека четка с вода. Мненията по въпроса за повишената устойчивост на мръсотия на полимерни изолатори на специалисти от много страни се различават, въпреки че, както показва практиката, в райони с минимално количество замърсяване в атмосферата и екологично чисти зони, след наблюдения, трябва да се отбележи, че замърсяването се натрупва върху повърхността на полимерен изолатор в действие и окачен в гирлянд от въздушни линии.

Едно от предимствата на полимерните изолатори е надеждността и лекотата на транспортиране. И тук обаче има някои особености. Някои от тях: продължителният престой на ребрата в деформирано състояние може да доведе до загуба на тяхната геометрична конфигурация; контактът със защитната обвивка на агресивни и замърсяващи вещества, които не са типични за експлоатационно замърсяване, може да доведе до частична или пълна загуба на ефективност; механиченвъздействията върху херметичната конструкция могат да причинят нейното разхерметизиране или повреда, както и счупване на пръта, което ще доведе до загуба на изолатора. Поради това се препоръчва използването на специален контейнер за транспортиране. Това могат да бъдат твърди или решетъчни кутии, морски и железопътни контейнери или специално проектирани контейнери за условия, които изключват проникването на агресивни вещества (киселини, основи, разтворители, морска вода и др.), както и замърсяване и повреда на компонентите, опаковките и транспортните контейнери на производителя. Чуждестранни експерти обаче предлагат вариант за транспортиране на един изолатор в контейнер от PVC тръба, но за съжаление това създава известни неудобства.

Разрешено е транспортирането на изолатори в открити каросерии на автомобили и други превозни средства, вкл. без опаковка от производителя и транспортен контейнер, при условие че има защита срещу замърсяване (например брезент и др.). При липса на транспортен контейнер се препоръчва изолаторите да се съхраняват във вертикално положение. Въпреки това, във всички случаи на транспортиране и съхранение трябва да се вземат мерки за предотвратяване на деформация и повреда на компонентите на изолаторите, например чрез разкопчаване на краищата на всеки от тях с дървени блокове, дъски и др., ограничаване на тяхното движение и контакт един с друг.

Според информацията на чуждестранни експерти се препоръчва да се извършат тестове преди пускане в експлоатация с напрежение 1,5 пъти по-високо от работното. Тази препоръка е свързана със случаи на застъпване на новомонтирани и пуснати в експлоатация полимерни изолатори. Трябва да се отбележи, че чуждестранни изследователи водят статистика в таблична форма, която характеризира причините за използването на полимерниизолатори. По този начин е ясно, че няма причина, която да насърчава масовото използване на този тип изолатори. Също така, според информационните данни, трябва да се отбележи, че повечето чужди страни, с изключение на европейските, признават повишени антивандалски свойства, лекота на транспортиране, както и предимства при работа в екологично замърсени райони, но в същото време икономическите причини не са преобладаващи.

Всички проблеми, описани по-горе, за съжаление, са малко дискутирани в местната литература. Това се дължи на нивото на производство на полимерни изолатори, тъй като производителят, въз основа на логически разсъждения, може да загуби пазара на продажби, като по този начин не се стреми да покаже недостатъци и се опитва да избегне прекомерния интерес към проблемни въпроси от страна на потребителя.

Невъзможно е да не споменем сравнителните присъщи характеристики на стъклени и полимерни изолатори. Общоприето е, че основните недостатъци на стъклените изолатори са ненадеждното транспортиране, недостатъчната вандалоустойчивост и ниската устойчивост на удар. Освен това е практически невъзможно да се повиши устойчивостта на удар на стъклените изолатори, така че проблемите на антивандализма и транспортирането са предмет на по-нататъшно обсъждане.

Под проблема с антивандализма се крие невъзможността на стъклените изолатори да издържат на екзекуции или по-скоро на умишлено стрелба с оръжия по тях, по-специално ловна пушка. Но според свидетелствата на персонала, обслужващ този тип центрове за задържане, този проблем за съществуването на така наречените "екзекуции" е силно преувеличен. Гирлянд с пълна липса на изолатори или частично разпадащи се изолатори в големи количества е доста рядко явление. В повечето случаи това е липсата на такъв в гирлянда,по-рядко два съседни стъклени изолатора. Това може да се обясни с факта, че на разстояние 30-40 метра ловната сачма се разпръсква в диаметър около един метър. Но при по-точен изстрел вероятността от повреда на повече от два изолатора е доста висока. От натрупания опит може да се каже, че изстрел или куршум, който удари реброто на полата на полимерен изолатор, или ще се забие, или ще премине. И след като удари пръта с изстрел, последният се разхерметизира, докато черупката също се поврежда. Въпреки това, както показаха тестовете на изолатора тип FSK-70-6-27.5-A4, този изолатор в суха форма може да издържи изпитвателно напрежение от 140 kV, а ако изолаторът все още е мокър, той ще се затвори при напрежение от около 100-105 kV. По този начин от получените данни се заключава, че характеристиката е намалена с 25–28%.

В същото време е практически много трудно да се проверят полимерни изолатори, подложени на "стрелби", с помощта на специални оптични устройства, които позволяват наблюдение от земята и откриване на повреди. Ето защо, за да могат антивандалските свойства наистина да се докажат в действие, е необходимо да ги инсталирате на кратко разстояние от повърхността на земята.

Анализирайки случаите на повреда на линейни стъклени изолатори, които напоследък зачестиха, трябва да се има предвид, че този тип изолатори са били в експлоатация от 30 години или повече и трябва да бъдат заменени. Наред с тези причини обаче има и други. Едно от тях се случи през 90-те години. в онези дни, когато се случи разпадането на бившия СССР. През този период от историята се осъществява комерсиализацията на енергийната индустрия. Тъй като вниманието на света се насочи към обсъждането и разрешаването на политически въпроси, имаше отпускане на контрола, което доведе до появата на фирмикоито "спекулираха" с продажбата на стари изолатори, под прикритието на нови. Такива изолатори не са преминали необходимите тестове, преди да бъдат пуснати в експлоатация и трябва да се признае, че понякога на пазара за продажби навлизат нестандартни стоки и нискокачествени фалшификати. И в резултат на това такива продукти се състояха, за да влязат в експлоатация на въздушната линия. Но дори и като се вземат предвид тези обстоятелства, според сравнителната характеристика на броя на повреди на година между стъклени и полимерни изолатори, цифрите не се различават значително.

И в заключение, трябва да се отбележи, че от общия брой използвани полимерни изолатори, само 1% от инсталираните изолатори на въздушни линии представляват, а повече от 90% са изолатори с класове на напрежение не по-високи от 35 и 110 kV. Сравнявайки броя на експлоатираните полимерни изолатори със стъклени изолатори, които са малко по-големи и това се дължи на съответно голям брой повреди, естествено се създава впечатлението за повишен процент на аварии на стъклените изолатори.