Riscul ascuns al acumulării de praf pe izolatoare

Ascultați cercetarea aprofundată
0:00 0:00
Riscul ascuns al acumulării de praf pe izolatoare
BE85SV-12-630 Întrerupător încapsulat solid 12kV 630A - Întrerupător izolat în aer liber SF6 20kA 25kA M2 C2
Comutatoare AIS

Introducere

În sălile de distribuție de medie tensiune din instalațiile industriale - fabrici de ciment, oțelării, uzine de prelucrare chimică, exploatări miniere - praful nu este o problemă de curățenie. Este un pericol electric activ care se acumulează pe suprafețele izolatoarelor aparatelor de comutație AIS în fiecare oră de funcționare, reducând progresiv eficiența distanța de curgere1 care separă conductorii sub tensiune de incintele împământate și care se construiește în vederea producerii unei defecțiuni de izolație care IEC 62271-2002 pe care specificația de proiectare nu l-a anticipat niciodată, deoarece presupunea suprafețe curate ale izolatorului. Izolatorul dintr-un panou de distribuție izolat în aer este proiectat cu o distanță de curgere calculată pentru un nivel definit de severitate a poluării - dar acest calcul presupune că suprafața izolatorului rămâne la nivelul de poluare proiectat, nu la nivelul de contaminare care se acumulează după 18 luni de depunere de praf necontrolată într-o hală de măcinare a cimentului sau într-o substație de manipulare a cărbunelui. Riscul ascuns al acumulării de praf pe izolatoarele aparatelor de comutație AIS este că stratul de contaminare nu reduce performanța izolației în mod liniar și previzibil - ci o reduce în mod catastrofal și brusc, atunci când combinația de praf conductiv acumulat, umezeală de suprafață de la ciclurile de umiditate și următorul tranzitoriu de comutare sau supratensiune temporară creează o cale de urmărire a suprafeței care acoperă întreaga distanță de scurgere în milisecunde și inițiază o descărcare de fază la pământ pe care carcasa aparatului de comutație nu a fost proiectată să o conțină fără descărcarea arcului. Pentru inginerii electricieni din uzinele industriale, managerii de întreținere și ofițerii de siguranță responsabili pentru comutatoarele AIS de medie tensiune în medii contaminate, acest ghid oferă analiza completă a mecanismului de defectare, protocolul de diagnosticare care detectează degradarea izolației cauzată de contaminare înainte de defectare și procedurile de întreținere care restabilesc distanța de fluaj a izolatorului la specificațiile de proiectare.

Tabla de conținut

Cum reduce acumularea de praf pe izolatoarele de comutație AIS distanța efectivă de curgere și cum inițiază urmărirea suprafeței?

O progresie vizuală pe suprafața unui izolator, care arată o secțiune curată cu o geometrie definită, o secțiune centrală în care praful gros umple profilul vărsat pentru a reduce distanța efectivă de creepage și o secțiune dreaptă în care umiditatea a activat stratul de praf și a inițiat urmărirea suprafeței electrice, ceea ce duce la riscul de flashover.
Mecanism de progresie a urmăririi prafului izolator

Izolatorul dintr-un tablou de distribuție izolat în aer îndeplinește o singură funcție critică: menținerea izolației electrice între un conductor sub tensiune la potențial de medie tensiune și carcasa tabloului împământată în întreaga gamă de condiții de funcționare - sarcină normală, tranzitorii de comutare și supratensiuni temporare. Această funcție depinde în întregime de integritatea suprafeței izolatorului - o suprafață pe care acumularea de praf o degradează printr-un mecanism în trei etape, care este invizibil la inspecția vizuală de rutină până când a treia etapă produce un flashover.

Etapa 1: Depuneri de praf uscat - Reducerea geometriei distanței de scurgere

Particulele de praf depuse pe suprafața unui izolator nu conduc imediat curentul - praful uscat are o rezistivitate în masă de 10⁶-10¹⁰ Ω-m în funcție de compoziție, ceea ce este insuficient pentru a forma o cale conductoare la niveluri de tensiune medie. Principalul efect al acumulării de praf uscat este geometric: stratul de praf umple profilul de scurgere al izolatorului - geometria suprafeței ondulate sau cu nervuri care asigură calea de scurgere extinsă - reducând distanța efectivă de scurgere de la valoarea de proiectare la distanța în linie dreaptă prin suprafața contaminată.

Reducerea distanței de curgere din cauza umplerii cu praf:

Leffective=LdesignΔLdustL_{eficient} = L_{design} - \Delta L_{dust}

Unde LdesignL_{design} este distanța de creepage de proiectare (mm) și ΔLdust\Delta L_{dust} este distanța de creepage pierdută din cauza umplerii cu praf a profilului magaziei (mm). Pentru un izolator de 12 kV cu o distanță de creepage proiectată de 200 mm și umplutură de praf care reduce adâncimea efectivă a magaziei cu 60%:

Leffective=200(200×0.6×0.4)=20048=152 mmL_{eficient} = 200 - (200 \times 0.6 \times 0.4) = 200 - 48 = 152 \text{ mm}

Distanța efectivă de curgere a fost redusă de la 200 mm la 152 mm - o reducere de 24% - în timp ce suprafața izolatorului pare intactă din punct de vedere vizual, iar panoul continuă să funcționeze fără alarmă.

Etapa 2: Activarea umezelii - Formarea stratului de suprafață conductiv

Trecerea de la acumularea pasivă de praf la amenințarea activă a izolației are loc atunci când stratul de praf absoarbe umezeală - de la ciclurile de umiditate ambientală, condensare în timpul scăderii temperaturii sau pătrunderea aburului de proces. Umiditatea dizolvă componentele ionice solubile ale prafului - compuși de calciu în praful de ciment, compuși de sulfat în praful de cărbune, compuși de clorură în praful de uzină chimică - creând o peliculă electrolitică conductoare pe suprafața izolatorului.

Conductivitatea de suprafață a stratului de praf activat:

σsurface=IleakageUapplied×wpathLeffective\sigma_{suprafață} = \frac{I_{filtrare}}{U_{aplicată} \times \frac{w_{path}}{L_{effective}}}

Unde IleakageI_{pierdere} este curentul de scurgere măsurat (A),UappliedU_{aplicat} este tensiunea aplicată (V),wpathw_{path} este lățimea căii (m), iar LeffectiveL_{eficient} este distanța efectivă de creepage (m). Valorile conductivității de suprafață mai mari de 10-⁴ S (curent de creepage specific echivalent mai mare de 1 mA/kV) indică niveluri de contaminare care se apropie de pragul de aprindere la următorul eveniment de supratensiune.

Etapa 3: Formarea benzii uscate și inițierea arcului de suprafață

Pe măsură ce curentul de scurgere trece prin stratul de suprafață conductiv, încălzirea rezistivă usucă secțiunile cu cea mai mare rezistență ale stratului de contaminare - creând benzi uscate care întrerup calea curentului de scurgere. Tensiunea maximă de linie apare peste banda uscată - un spațiu de câțiva milimetri - producând o descărcare parțială3 care acoperă banda uscată și restabilește calea curentului de scurgere. Acest ciclu de arc cu bandă uscată se repetă la intensitate crescândă până când un arc susținut acoperă întreaga distanță de scurgere:

  • Energia de descărcare parțială pe ciclu: 1-10 mJ - carbonizează suprafața izolatorului, reducând permanent rezistivitatea suprafeței
  • Rata de propagare a urmăririi suprafeței: 1-5 mm pe oră în condiții de contaminare și umiditate susținute
  • Declanșator Flashover: Tensiune tranzitorie de comutare sau supratensiune temporară suprapusă pe suprafața izolatoare degradată - tensiunea de vârf depășește tensiunea redusă de aprindere a suprafeței contaminate

Cazul unui client: Un director de întreținere de la o fabrică de ciment din Hebei, China, a contactat Bepto după ce un flashover fază-pământ a distrus panoul de intrare al unei linii de aparataj AIS de 10 kV care deservea acționarea morii brute. Inspecția ulterioară incidentului a arătat că suprafețele izolatoarelor din toate cele șase panouri ale liniei erau acoperite cu un strat de praf de ciment de 3-5 mm - sistemul de ventilație al camerei de distribuție fusese nefuncțional timp de patru luni din cauza unei defecțiuni a motorului ventilatorului a cărei reparație nu fusese prioritară. Flashover-ul a avut loc în timpul unei secvențe de pornire de dimineață, când umiditatea ambientală era de 87% - activarea umidității stratului de praf de ciment a redus tensiunea efectivă de flashover a izolatorului sub vârful tranzitoriu de comutare generat de pornirea motorului morii brute. Panoul de intrare distrus a necesitat înlocuirea completă la un cost de 380 000 de yeni; moara brută a fost deconectată timp de 9 zile.

Care sunt nivelurile de severitate a contaminării și cum accelerează mediul instalațiilor industriale degradarea izolatoarelor în comutatoarele de medie tensiune?

O fotografie detaliată în prim plan a unui izolator de medie tensiune care ilustrează efectele grave ale diferitelor tipuri de poluare industrială. Diferite zone ale suprafeței sunt acoperite cu praf de ciment, praf de cărbune, reziduuri metalice de măcinare și contaminanți chimici, ceea ce arată degradarea accelerată și urmărirea suprafeței, cu o etichetă atașată care indică clasificarea SPS D (foarte greu) și un deficit de fluaj 37% din standardul IEC 60815-1.
Clasa de poluare industrială și degradarea izolatorului

IEC 60815-14 definește patru niveluri de severitate a poluării pentru selectarea izolatorului - și distanța minimă de dispersie necesară la fiecare nivel pentru aplicațiile de medie tensiune. Mediile din instalațiile industriale depășesc în mod obișnuit ipotezele de gravitate a poluării utilizate în selectarea izolatoarelor standard pentru comutatoare AIS.

IEC 60815-1 Clasificarea severității poluării

Clasa de poluareDescrierea mediuluiStrăpungere specifică minimă (mm/kV)Aplicație industrială tipică
SPS A (lumină)Activitate industrială redusă - fără praf conductiv27,8 mm/kVSubstație interioară curată
SPS B (mediu)Industrial moderat - condens ocazional31,9 mm/kVInstalație de producție ușoară
SPS C (greu)Industrial ridicat - praf conductiv, condensare frecventă36,9 mm/kVCiment, produse chimice, prelucrarea alimentelor
SPS D (foarte greu)Extrem - praf conductiv + ceață de sare sau vapori chimici44,4 mm/kVUzină chimică de coastă, minerit, oțelărie

Pentru un tablou de distribuție AIS de 12 kV:

  • SPS Un culoar minim: 27.8×12=334 mm27,8 \timpuri 12 = 334 \text{ mm}
  • SPS D spațiu minim de trecere: 44.4×12=533 mm44.4 \times 12 = 533 \text{ mm}

Un panou specificat pentru distanța de creepage SPS A (334 mm) instalat într-un mediu SPS D (care necesită 533 mm) are un deficit de creepage 37% din prima zi - înainte de acumularea prafului.

Caracteristicile prafului din instalațiile industriale care accelerează degradarea izolatoarelor

Diferitele tipuri de praf industrial prezintă diferite niveluri de risc de contaminare în funcție de conductivitatea lor ionică atunci când sunt activate de umiditate:

  • Praf de ciment (CaO, Ca(OH)₂): Alcalinitate ridicată - pH de suprafață 12-13 când este activat de umiditate; electrolit foarte conductiv; conductivitate specifică 500-2.000 μS/cm
  • Praf de cărbune (carbon + compuși ai sulfului): Particulele de carbon conductiv oferă o cale directă de conducție a electronilor, independentă de umiditate; rezistivitatea suprafeței este de 10²-10⁴ Ω-m - cu câteva ordine de mărime mai mică decât suprafața izolatorului curat
  • Praf de uzină chimică (compuși de clorură, sulfat): Ionii de clorură sunt cel mai agresiv contaminant izolator - higroscopic la o umiditate relativă mai mare de 35%, formând un strat conductiv la praguri de umiditate mai mici decât alte tipuri de praf
  • Praf de șlefuire a metalelor (particule de fier, aluminiu): Particulele metalice conductoare acoperă microrupturile din stratul de contaminare - rezistivitatea efectivă a suprafeței se apropie de rezistivitatea metalului în vrac la o densitate mare de depunere

Factori de mediu care agravează riscul de contaminare cu praf

  • Ciclism de umiditate: Substații adiacente zonelor de proces cu abur sau vapori de apă - ciclurile zilnice de condensare activează în mod repetat contaminarea cu praf
  • Ventilație inadecvată: Camerele de comutație cu ventilație blocată sau defectuoasă permit acumularea concentrației de praf fără diluare - rata de depunere 3-5× mai mare decât în camerele ventilate
  • Diferența de temperatură: Camerele de comutație sunt mai reci decât zonele de proces adiacente - aerul cald și umed care intră în camera de comutație condensează pe suprafețele izolatoare mai reci, activând praful acumulat

Cum se poate diagnostica degradarea izolației provocată de praf în comutatoarele AIS înainte de apariția Flashover?

O fotografie profesională de înaltă rezoluție a unui panou de comutație AIS deschis într-un mediu industrial, care prezintă instrumentele cheie de diagnosticare - sonda de detectare a descărcărilor parțiale cu ultrasunete, ecranul unei camere cu infraroșu care afișează un punct fierbinte termic și o clemă ampermetrică de curent de scurgere - poziționate în jurul unui izolator de medie tensiune puternic contaminat cu praf de cărbune negru.
Diagnosticarea izolației comutatoarelor AIS

Degradarea izolației cauzată de praf în instalațiile de comutație AIS este detectabilă în fiecare etapă a progresiei sale - dar numai dacă instrumentele de diagnosticare sunt adaptate la stadiul de defecțiune evaluat. Un singur test de rezistență a izolației efectuat anual în timpul unei întreruperi planificate nu are în vedere stadiul 2 și stadiul 3 de degradare care se dezvoltă între întreruperi în condiții de depunere continuă de praf.

Instrumentul de diagnosticare 1: Monitorizarea curentului de scurgere (continuu - energizat)

Măsurarea curentului de scurgere de suprafață pe izolatoarele de comutație AIS oferă o indicație în timp real a gravității contaminării fără scoaterea de sub tensiune:

Praguri de acțiune pentru curentul de scurgere:

Nivelul curentului de scurgereStarea contaminăriiAcțiune necesară
< 0,5 mACurat - echivalent SPS AInterval normal de monitorizare
0,5-1,0 mAModerat - limita SPS B/CCreșterea frecvenței inspecțiilor
1,0-3,0 mAGreu - limita SPS C/DProgramarea curățării în termen de 30 de zile
> 3,0 mACritic - risc de explozieDezenergizați și curățați imediat

Instrumentul de diagnosticare 2: Detectarea descărcării parțiale cu ultrasunete (activat)

Arcul în bandă uscată pe suprafețele izolatoare contaminate generează emisii ultrasonice în intervalul 20-100 kHz - detectabile prin pereții de închidere ai panoului AIS cu un detector ultrasonic aerian fără deschiderea panoului:

  • Prag de detecție: Semnalele > 6 dB peste zgomotul de fond la o anumită locație a panoului indică descărcarea parțială activă
  • Localizare: Traversați sistematic exteriorul panoului la o distanță de 100 mm - localizarea semnalului de vârf identifică poziția izolatorului afectat
  • Clasificarea urgenței: Semnalele > 20 dB peste nivelul de fond indică arcuri în bandă uscată susținute - este necesară scoaterea imediată de sub tensiune și inspecția

Instrumentul de diagnosticare 3: Termografie cu infraroșu (energizat - panou deschis)

Încălzirea rezistivă datorată scurgerilor de curent prin suprafața izolatorului contaminat produce o semnătură termică detectabilă prin termografie cu infraroșu în timpul inspecției panoului de acces la fereastră:

  • Specificațiile camerei termice: Rezoluție minimă 320×240 pixeli; sensibilitate ≤ 0,1°C; emisivitate calibrată pentru rășină epoxidică (0,93) sau porțelan (0,90)
  • Prag de acțiune: Creșterea temperaturii > 10°C peste suprafața izolatoare curată adiacentă la un curent de sarcină echivalent indică o cale de curent de scurgere semnificativă
  • Limitare: Termografia detectează degradarea în stadiile 2 și 3 - acumularea de praf uscat (stadiul 1) nu produce nicio semnătură termică până când nu are loc activarea umidității

Instrumentul de diagnosticare 4: Măsurarea rezistenței izolației (de-energizat)

Măsurarea megohmmetrului la 2,5 kV CC (pentru sistemele de 12 kV) sau 5 kV CC (pentru 24 kV și peste) în timpul întreruperii planificate:

Rinsulation=UtestIleakageDCR_{insulation} = \frac{U_{test}}{I_{leakage_DC}}

Criterii de acceptare:

  • Noua linie de bază a izolatorului: > 1,000 MΩ la tensiunea de testare
  • Prag de acțiune pentru întreținere: < 100 MΩ - programarea curățării înainte de următoarea punere sub tensiune
  • Prag de înlocuire imediată: < 10 MΩ - carbonizarea suprafeței izolatorului indică deteriorarea ireversibilă a urmăririi

Programul de diagnosticare pentru comutatoarele AIS ale instalațiilor industriale

Metoda de diagnosticareIntervalStarePrioritate
Detectarea PD cu ultrasuneteLunarToate panourile exterioare - energizateStandard
Termografie în infraroșuLa fiecare 3 luniDeschideți fereastra de inspecție - ≥ 40% încărcareStandard
Verificarea curentului de scurgereLa fiecare 6 luniEnergizat - ampermetru cu clemă pe conexiunea la pământStandard
Rezistența la izolareFiecare întrerupere planificatăDe-energizat - toți izolatoriiPlanificate
Inspecție vizuală a prafuluiLunarInteriorul panoului - observați adâncimea de praf de pe magaziile izolatoarelorStandard

Un al doilea caz de client: Un responsabil cu siguranța de la un terminal de manipulare a cărbunelui din Shandong, China, a contactat Bepto după ce auditorul de asigurări al instalației a semnalat comutatoarele AIS de 6 kV care deservesc acționările transportoare drept un risc pentru siguranță - auditorul observase acumularea vizibilă de praf de cărbune pe suprafețele izolatoarelor prin ferestrele de inspecție ale panourilor în timpul unei vizite de rutină la fața locului. Echipa de asistență tehnică Bepto a oferit o consultație de diagnosticare la distanță - echipa electrică de la fața locului a efectuat o scanare PD cu ultrasunete pe toate cele 14 panouri și a identificat semnale de descărcare parțială activă de peste 15 dB în trei panouri. Cele trei panouri afectate au fost scoase de sub tensiune în timpul unei ferestre de întreținere planificată, izolatorii au fost curățați cu aer comprimat uscat, urmat de ștergerea cu alcool izopropilic și Acoperire siliconică RTV5 a fost aplicat pe toate suprafețele izolatoarelor. Măsurătorile rezistenței izolației după întreținere au confirmat că toate izolatoarele au depășit 800 MΩ. În cele 30 de luni care au trecut de la intervenție nu a avut loc niciun eveniment de tip flashover.

Ce măsuri de întreținere și proiectare restabilesc și protejează performanța izolatoarelor de comutație AIS în mediile instalațiilor industriale?

O ilustrație tehnică în secțiune transversală extrem de detaliată și o fotografie macro a unui izolator de comutație de înaltă tensiune din rășină epoxidică brună într-un panou AIS cu ușă deschisă, care prezintă soluții integrate de întreținere și proiectare. Imaginea ilustrează etapele procedurale, cum ar fi suflarea prafului cu aer, extragerea cu vid, o ștergere cu IPA cu o cârpă fără scame și o sondă de testare Megohmmetru care indică "> 100 MΩ". O parte este acoperită cu un strat de silicon RTV hidrofob vizibil, cu perle de apă perfecte. Sunt incluse măsuri de proiectare integrate, cum ar fi un încălzitor anticondens, ventilație cu presiune pozitivă, pictograme circulare pentru IP54 și un calendar. Sunt integrate etichete cu text în limba engleză.
Izolator de comutație AIS - Proceduri de întreținere și soluții de proiectare

Întreținere corectivă: Procedura de curățare a izolatorului

Atunci când contaminarea izolatorului este confirmată prin teste de diagnosticare, următoarea procedură de curățare readuce rezistența suprafeței izolatorului la specificațiile de proiectare în timpul unei ferestre de întreținere fără tensiune:

Etapa 1: Curățarea uscată (contaminare în etapa 1 - numai praf uscat)

  • Suflare cu aer comprimat la 0,3-0,5 MPa - flux de aer direct de-a lungul profilelor izolatorului
  • Perie moale cu păr natural pentru îndepărtarea umpluturii profilului șopronului - niciodată cu păr sintetic (generare de sarcină statică)
  • Extragerea prin vid a prafului desprins - prevenirea redepunerii pe izolatorii adiacenți
  • Nu utilizați apă sau solvent pe praful uscat - activarea prin umiditate a compușilor ionici reziduali crește gravitatea contaminării

Etapa 2: Curățare umedă (contaminare în etapa 2 - strat de praf activat de umiditate)

  • Ștergerea cu alcool izopropilic (IPA) cu o cârpă fără scame - dizolvă stratul de contaminare ionică fără a lăsa reziduuri conductive
  • Urmați cu o cârpă uscată și curată - îndepărtați reziduurile de contaminare dizolvate și IPA
  • Permiteți uscarea completă a suprafeței înainte de reenergizare - minimum 2 ore la o temperatură ambientală de peste 20°C

Etapa 3: Verificarea rezistenței izolației după curățare

  • Test megohmmetru la tensiunea nominală de testare - confirmați > 100 MΩ înainte de reenergizare
  • Dacă rezistența izolației rămâne < 100 MΩ după curățare - este prezentă carbonizarea suprafeței izolatorului din cauza deteriorării prin urmărire; înlocuiți izolatorul înainte de reenergizare

Protecție preventivă: Aplicație de acoperire cu silicon RTV

Stratul de silicon RTV (Room Temperature Vulcanizing) aplicat pe suprafețele curate ale izolatorului asigură o protecție hidrofobă care împiedică activarea umezelii și depunerile ulterioare de praf:

  • Mecanism: Suprafața hidrofobă din silicon face ca apa să se acumuleze mai degrabă decât să formeze o peliculă conductoare continuă - previne activarea umidității din etapa 2 chiar și în condiții de depunere ridicată de praf
  • Cerere: Aplicare prin pulverizare sau cu pensula pe suprafața curată și uscată a izolatorului - 0,3-0,5 mm grosime peliculă uscată
  • Durata de viață: 3-5 ani în medii SPS C; 2-3 ani în medii SPS D - reaplicare necesară atunci când unghiul de contact cu apa scade sub 90°
  • Compatibilitate: Verificați compatibilitatea stratului RTV cu materialul de bază al izolatorului (rășină epoxidică sau porțelan) înainte de aplicare

Măsuri de proiectare pentru noile specificații AIS privind comutatoarele din instalațiile industriale

Măsură de proiectareAplicațieBeneficii
Specificați distanța de fugă SPS C sau SPS DToate instalațiile industriale Comutatoare AISElimină deficitul de strecurare din prima zi
Specificați clasificarea minimă a carcasei IP54Ciment, cărbune, uzină chimicăReduce rata de pătrundere a prafului cu 60-80%
Specificați încălzitoare anti-condensareToate instalațiile industrialePrevine activarea umidității prin cicluri de umiditate
Specificați glande de intrare a cablurilor sigilateCamere pentru cabluri cu intrare inferioarăElimină pătrunderea prafului prin intrarea cablului
Specificați ventilația cu presiune pozitivăProiectarea camerelor de comutațieMenține presiunea aerului curat - previne pătrunderea prafului

Erori comune de întreținere care accelerează degradarea izolatoarelor

  • Eroare 1 - Curățare cu aer comprimat fără extracție prin vid: Suflarea prafului de pe un izolator îl depune pe izolatorii adiacenți - nivelul net de contaminare rămâne neschimbat; numai extragerea prin vid îndepărtează praful de pe panou
  • Eroare 2 - Spălarea cu apă a izolatorilor sub tensiune: Spălarea cu apă a izolatoarelor sub tensiune în medii industriale creează o traiectorie temporară a suprafeței conductoare la tensiunea maximă a sistemului - risc de flashover în timpul operațiunii de curățare în sine
  • Eroare 3 - Acoperire RTV aplicată pe suprafața contaminată: Acoperirea RTV aplicată fără curățare prealabilă etanșează stratul de contaminare împotriva suprafeței izolatorului - accelerează urmărirea sub acoperire în loc să o prevină
  • Eroare 4 - Interval de curățare anuală în medii SPS D: Curățarea anuală în medii industriale grele permite acumularea de praf negestionat timp de 12 luni - degradarea în stadiile 2 și 3 se dezvoltă în 3-6 luni în condiții SPS D; curățare trimestrială minim

Concluzie

Acumularea de praf pe izolatoarele comutatoarelor AIS în mediile instalațiilor industriale este un proces determinist de defectare a izolației - nu un eveniment aleatoriu - care progresează de la reducerea distanței geometrice de creepage prin conductivitatea suprafeței activată de umiditate până la arcul în bandă uscată și flashover pe o cronologie determinată de rata de depunere a prafului, conductivitatea ionică a prafului și frecvența ciclurilor de umiditate din mediul de instalare. Fiecare etapă a acestei evoluții poate fi detectată înainte de aprindere - prin scanarea cu ultrasunete a descărcărilor parțiale, termografie cu infraroșu, monitorizarea curentului de scurgere și măsurarea rezistenței izolației - și fiecare etapă este reversibilă prin curățarea corectă și acoperirea cu RTV înainte ca carbonizarea suprafeței să facă daunele permanente. Specificați, înainte de achiziție, distanța de curgere corectă din clasa de severitate a poluării IEC 60815-1 pentru mediul de instalare, implementați scanarea PD cu ultrasunete lunară și inspecția termografică trimestrială la fiecare panou de distribuție AIS aflat în service în instalațiile industriale, executați curățarea izolatorului cu extracție în vid și ștergere cu IPA la fiecare întrerupere planificată, și să aplice un strat de silicon RTV după fiecare ciclu de curățare - deoarece programul de întreținere de 28 000 de yeni care previne explozia izolatorului este investiția care evită înlocuirea panoului de 380 000 de yeni, întreruperea producției timp de 9 zile și înregistrarea incidentelor de siguranță pe care acumularea de praf pe suprafața unui izolator nesupravegheat le va produce în cele din urmă și inevitabil.

Întrebări frecvente despre acumularea și siguranța prafului izolator al comutatoarelor AIS

Î: Care este distanța minimă specifică de fluaj necesară pentru izolatoarele de comutație AIS de 12 kV instalate în mediul unei fabrici de ciment conform clasificării de poluare IEC 60815-1 SPS C?

A: 36,9 mm/kV × 12 kV = 443 mm distanță minimă de fluaj - panourile specificate conform standardului SPS A (334 mm) au un deficit de fluaj de 25% în mediile fabricilor de ciment din prima zi de instalare.

Î: De ce praful de cărbune prezintă un risc mai mare de aprindere a izolatorului decât praful de ciment în comutatoarele AIS de medie tensiune la o grosime de depunere echivalentă?

A: Praful de cărbune conține particule de carbon conductive care oferă căi directe de conducție a electronilor independent de umiditate - rezistivitatea de suprafață atinge 10²-10⁴ Ω-m fără activarea umidității, în comparație cu praful de ciment care necesită dizolvarea ionică în umiditate pentru a forma un strat conductiv.

Î: Ce nivel de semnal de descărcare parțială cu ultrasunete peste zgomotul de fond necesită scoaterea imediată de sub tensiune a unui panou de distribuție AIS pentru inspectarea izolatorului?

A: Semnalele care depășesc 20 dB peste zgomotul de fond indică arcuri în bandă uscată susținute pe suprafețele izolatoare contaminate - este necesară scoaterea imediată de sub tensiune și inspectarea înainte ca următorul ciclu de umiditate sau tranzitul de comutare să declanșeze un flashover complet.

Î: De ce trebuie ca stratul de silicon RTV să fie aplicat numai pe suprafețe izolatoare curate și uscate și niciodată peste un strat de contaminare existent?

A: Acoperirea RTV peste contaminare sigilează stratul de praf ionic împotriva suprafeței izolatorului, împiedicând evaporarea umezelii și menținând o interfață conductivă activată permanent - accelerând urmărirea suprafeței sub acoperire în loc să ofere protecție hidrofobă.

Î: Ce valoare de măsurare a rezistenței izolației sub pragul de acceptare indică deteriorarea ireversibilă a carbonizării suprafeței care necesită înlocuirea izolatorului mai degrabă decât curățarea?

A: Rezistența izolației care rămâne sub 10 MΩ după curățarea și uscarea completă cu IPA indică carbonizarea suprafeței ca urmare a urmăririi susținute - depozitul de carbon reduce permanent rezistivitatea suprafeței și nu poate fi îndepărtat prin curățare; înlocuirea izolatorului este obligatorie înainte de reenergizare.

  1. Măsurarea critică a celei mai scurte căi de-a lungul suprafeței unui material izolant între două părți conductoare.

  2. Cerințe cuprinzătoare de proiectare și siguranță pentru aparatele de comutație și control de înaltă tensiune.

  3. Descărcare electrică localizată care acoperă doar parțial izolația dintre conductori, semnalând defectarea izolației.

  4. Selectarea și dimensionarea izolatorilor de înaltă tensiune destinați utilizării în condiții de poluare.

  5. Protecție hidrofobă avansată utilizată pentru a preveni urmărirea suprafeței activate de umiditate pe izolatorii contaminați.

Înrudite

Jack Bepto

Bună ziua, sunt Jack, un specialist în echipamente electrice cu peste 12 ani de experiență în distribuția de energie și sisteme de medie tensiune. Prin intermediul Bepto electric, împărtășesc informații practice și cunoștințe tehnice despre componentele cheie ale rețelei electrice, inclusiv aparataj, întrerupătoare de sarcină, întrerupătoare în vid, deconectori și transformatoare de măsură. Platforma organizează aceste produse în categorii structurate cu imagini și explicații tehnice pentru a ajuta inginerii și profesioniștii din industrie să înțeleagă mai bine echipamentele electrice și infrastructura sistemului energetic.

Mă puteți contacta la [email protected] pentru întrebări legate de echipamentele electrice sau de aplicațiile sistemelor energetice.

Tabla de conținut
Formular de contact
🔒 Informațiile dvs. sunt securizate și criptate.