Исследовательская статья: Оценка сроков проведения аварийных ремонтов стеклянных изоляторов в гирляндах ВЛ 35 кВ и выше

Разрушения и повреждения изоляции – поведение стеклянных изоляторов

Как показывает практика, в процессе эксплуатации ВЛ с некоторой периодичностью происходят случаи разрушения юбок стеклянных изоляторов на мелкофрагментированные остатки.

Важно отметить, что одним из основных свойств стеклянных тарельчатых изоляторов является сохранение внутри шапки изолятора неуничтожимого остатка головки при разрушении стеклодетали. Неуничтожимый остаток обеспечивает механическую целостность гирлянды, даже если повреждены все изоляторы. Гирлянда, как правило, не расцепляется и провод не падает, то есть сохранятся электроснабжение потребителей, а у сетевой компании имеется запас времени на проведение ремонтных работ. При этом гирлянда в значительной степени (около 80%) сохраняет свои механические свойства и частично электрическую прочность.

1.png
Частично разрушенные стеклянные изоляторы при сохранении неуничтожимого остатка

80-ти процентная выдерживаемая механическая нагрузка, по сути, позволяет не беспокоиться о немедленном падении провода, так как при проектировании подвески нагрузка изоляторов выбирается с определенным запасом по отношению как к номинальным нагрузкам деталей арматуры, так и к действующей со стороны провода статической и динамической нагрузке.

Сохранение механических свойств является важным преимуществом стеклянных изоляторов перед аналогичными фарфоровыми и полимерными изделиями. Выход из строя последних нередко является незамедлительной причиной разрушения гирлянды и падения провода.

Кроме того, нарушенная целостность гирлянды стеклянных изоляторов визуально определяется достаточно легко и исключает использование трудоемких процедур аппаратной диагностики ослабленной изоляции. В конечном итоге стоимость обслуживания относительно других видов изоляции существенно снижается (по некоторым оценкам в 25 раз).

6.png

Надо ли сразу бросаться менять «битые» изоляторы?

Электрическая прочность остатка стеклянного изолятора мала (не более 5 % от исходной), поскольку у поврежденного изолятора уже отсутствует сама «тарелка», предотвращающая как прямой пробой, так и перекрытие по поверхности. Общая остаточная электрическая прочность гирлянды снижается пропорционально количеству разбитых изоляторов и определяется количеством целых тарелок в гирлянде и электрической прочностью остатков поврежденных.

Угроза перекрытия гирлянды, в свою очередь, в большей степени зависит от состояния окружающей атмосферы, а именно – от погодных условий:

· во влажной ионизированной атмосфере перекрытие произойдет быстро, возможно незамедлительно, в момент разрушения стеклодетали;

· в сухой воздушной атмосфере ослабленная гирлянда будет исправно выполнять изолирующую функцию.

На сегодняшний день недооцененной является возможность прогнозирования перекрытий ослабленной (разрушенной) изоляции с учетом среднесрочного прогноза погоды. 

Суть прогнозирования сводится к следующим процедурам:

1. оценивается состояние гирлянды (сколько изоляторов осталось целыми, место целых изоляторов в гирлянде);

2. просматривается прогноз погоды на предстоящие дни;

3. оценивается наличие и вероятность выпадения росы в текущий период года;

4. оценивается наличие изоляторов, загрузка персонала, его местонахождение и т.д.;

5. оценивается возможность отключения ВЛ и потребителей для проведения аварийного ремонта.

На основе собранных данных устанавливаются сроки проведения аварийного ремонта и замен изоляции, запас времени для оперативных переключений сети или отключения потребителей.

Говоря проще, если прогнозируется сухая погода с минимальной вероятностью выпадения росы, то существует запас времени на подготовку и проведение аварийных работ, а отключений ВЛ в это время не произойдет. 

Испытания электрической прочности остатков изоляторов – проверка подхода

В испытательном центре АО «ЮАИЗ» (входит в состав Global Insulator Group) были проведены комплексные выборочные испытания остатков стеклянных изоляторов и поврежденных гирлянд 110 кВ при следующих условиях:

- в сухом состоянии

- состоянии «под дождем»

- в увлажненном состоянии (капельное увлажнение, имитация росового увлажнения)

1. Выдерживаемое одноминутное напряжение промышленной частоты

41.png

2. Разрядное напряжение промышленной частоты

42.png

Полученные в ходе испытаний результаты оказались вполне ожидаемы. Очевидно, что полностью расстрелянные гирлянды не выдерживают нагрузки и подлежат скорейшей замене.

Однако, полученные результаты позволяют предположить, что в ряде случаев у эксплуатации появляется резерв времени для маневра ресурсами. Становится понятно «надо ли сейчас бросаться на ремонт» или имеется «запас прочности» изоляции ВЛ. По существу, имеющийся запас времени на замену полностью разрушенной гирлянды или гирлянды с 1-2 целыми изоляторами «немного меньше» времени, которое прогнозируется синоптиками до ближайших дождевых осадков.

Выводы

  1. Проведенные АО «ЮАИЗ» испытания доказывают, что расстрелянная гирлянда изоляторов, а тем более такая гирлянда в сочетании с некоторым количеством целых изоляторов на ВЛ 110 кВ, не будет перекрываться в сухую погоду, что дает резерв времени на организацию ремонтных работ.
  2. Существует возможность экспресс-прогнозирования поведения и отказов спонтанно выявленных частично разрушенных подвесок с учетом погодных условий.
  3. Экспресс-прогноз позволит более точно корректировать план и занятость для ремонтных бригад на объектах.
  4. В любом случае реализация подобного алгоритма прогнозирования и принятия решений «по ситуации» приведет к определенному снижению показателей SAIDI и SAIFI и даст некоторую свободу маневра при принятии решений по организации ремонтных работ.

Отдельно подчеркнем, что представленный подход - это тактическое ситуативное действие, которое может дать немного больше свободы в принятии решений.

Авторы понимают, что изложенное находится на грани, после которой может произойти серьезное перекрытие изоляции на ВЛ и поэтому просят профильных специалистов, линейщиков и всех кто имеет отношение к эксплуатации линий электропередачи прокомментировать, в том числе критически, изложенные в статье выводы.

Авторы статьи:

А.А. Кудрявцев, начальник отдела технического продвижения Global Insulator Group

А.П. Восканян, технический специалист Global Insulator Group